预应力专项施工方案.docx
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预应力专项施工方案
钦州市扬帆大道石江大桥
小箱梁预应力
专项施工方案
编制单位：
天津第一市政公路工程有限公司
编制：
校对：
审核：
编制时间：
2010年11月15日
目录
第1章编制依据…….......................................................................................2
第2章工程概述..............................................................................................3
第3章施工计划...............................................................................................4
第4章施工准备...............................................................................................5
第5章施工方案..............................................................................................11
第6章质量保证措施.....................................................................................15
第7章职业健康安全保证措施...................................................................20
第8章环境保护措施…..............................................................................23
第9章配合比设计.......................................................................................26
第10章附录.................................................................................................26
第1章编制依据
编制依据一览表
序号
类别
名称
编号
1
文件
施工招标文件
2
合同
建设工程施工合同示范文本
GF-1999-0201
3
图纸
施工图纸
HJS2003-54
4
规范规程标准
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2001
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
预应力混凝土用钢绞线
GB/T5224-1995
预应力混凝土用金属螺旋管
GB/T3013-94
预应力筋用锚具、夹具和连接器
GB/T14370-2000
预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程
JGJ85-2002
混凝土结构设计规范
GB50010-2002
建设工程文件归档整理规范
GB/T50328-2001
预拌混凝土
GB14902-94
建设工程施工现场供用电安全规范
GB50194-93
建筑施工安全检查标准
JGJ95-95
建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范
JGJl30-2001
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2001
建筑施工高处作业安全技术规范
JGJ80-91
钢筋焊接及验收规程
JGJl8-96
普通混凝土用砂质量标准及检验方法
JGJ52-92
普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法
JGJ53-92
普通混凝土配合比设计规程
JTJ-55-2002
6
法
规
中华人民共和国建筑法
中华人民共和国安全生产法
建设工程安全生产管理条例
建筑安装工程安全技术规程
建筑安装工程承包合同条例
建设工程质量监督管理规定
建设工程施工现场管理规定
中华人民共和国建筑法
第2章工程概述
一、工程概况
1、工程建设规模
钦州市扬帆大道南延长线石江大桥位于在建的扬帆大道，起点桩号为K6+568.900，终点桩号为K6+727.100，桥长158.2m。
上部结构采用预制简支变连续小箱梁，跨径组合5×30m，梁高1.6m。
2、钦州地处于钦江和茅岭江入海口，南亚热带海洋性季节气候，全年受海洋温暖气流和北方冷气团的交替影响，是国内气温较高、降水较多的地区，属于亚热带湿润季风气候，全年阳光充足，雨量充沛，年平均降雨量超过1000mm,降雨主要集中5—9月份，属多雨区。
进入10月以后，区域降雨量减少，气候温和干燥，是施工的黄金季节。
二、结构设计要求
1、石江大桥为预应力预制简支变连续小箱梁，跨径组合5×30m，梁高1.6m，本工程属于6度地震设防区，对应抗震烈度为Ⅵ度，按Ⅶ度设防。
2、本桥小箱梁长30m，梁高1.6m，采用后张法预应力方式,分2个阶段张拉，第一阶段张拉预制小箱梁预应力钢束，第二阶段张拉负弯矩预应力钢束。
预应力钢束直径φs15.2mm、139mm2低级松弛钢绞线，钢绞线抗拉标准强度Rby=1860MPa，弹性模量Ep=1.95×105MPa，松弛率为3.0%，波纹管道摩阻系数μ=0.25，局部偏差系数k=0.0015，单端锚具变形及回缩值不大于6mm。
3、锚具采用M15-4/5锚具体系，预埋φ55㎜波纹管。
4、预应力钢束张拉应力与引申量双控，以引申量校核，钢束锚下控制δcon=0.75×fpk=1395MPa。
5、孔道灌浆采用PO52.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.45，并掺入0.25%木质素磺酸钙，灰浆强度不小于M40。
6、设计要求预应力钢铰线必须待混凝土强度达到100%后方可进行张拉。
预应力钢铰线张拉后用大于M40微膨胀灰浆封锚。
7、预应力张拉施工前应根据结构设计特点、预应力体系与施工条件，按设计图纸提供的预应力筋索形图做出预应力筋曲线坐标与端部构造图，编制预应力施工方案，送监理审核批准后实施。
8、张拉过程采用应力和伸长值双控制，在M15-4/5体系中用顶压器增强锚固效果。
三、主要工程量清单
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
1
预应力钢绞线
φs15.2
t
2
金属螺旋管
φ内=55㎜
m
3
喇叭型垫板
个
4
螺旋筋
φ14
个
5
锚具
M15-4/5
套
6
水泥
PO52.5R
t
7
膨胀剂
UEA/AEA
t
第3章施工计划
劳动力计划
序号
岗位
人数
分工
1
分项工程负责人
1
全面负责预应力工程的施工
2
张拉技术负责人
1
负责方案编制、张拉过程的技术工作
3
质检员
1
施工质量检验、填写并收集质量记录
4
安全员
2
负责施工过程中的安全管理
5
实验员
1
负责原材料复试、制作试块
6
机械管理员
1
负责检查机械运转是否正常
7
张拉工
4
负责锚具、顶压器、千斤顶的安拆
8
灌浆工
4
负责灌水泥浆
9
油泵操作工
2
负责油泵的操作、记录油压
10
机修工
1
负责施工机械的维修、保养
11
机械工
1
负责机械设备安装、排除故障
12
电工
1
负责为用电设备接电源
13
力工
4
负责穿钢绞线、搬运设备等
施工机械设备计划
序号
种类（名称）
数量
型号
产地
1
灰浆搅拌机
1
柳州
10
穿心千斤顶
2
柳州
11
顶压器
2
柳州
12
高压油泵
2
柳州
13
油压表
4
柳州
14
压浆泵
1
柳州
15
砂轮锯
1
柳州
16
手动葫芦
2
柳州
17
手提式切割机
1
18
对讲机
4
第4章施工准备
一、材料准备
1、钢绞线：
选用贵州钢绳有限责任公司生产的钢绞线，公称直径φs15.2，标准强度1860N/mm2，技术参数详见下表
直径
（mm）
面积（㎜2）
fpk
（N/㎜2）
fpy
（N/㎜2）
fpy'
（N/㎜2）
Ep
（N/㎜2）
15.2
139
1860
1395
1339.2
1.95×105
2、波纹管：
选用内径φ55㎜（接头套管φ60）规格，每根长10m。
二、机具、设备准备
1、锚具：
选用锚体系M15-4/5型，包括锚板、夹片喇叭型垫板（铸钢件、成品）和螺旋筋，配套夹片为2片式直开缝夹片，如果用斜开缝夹片则转角方向应与钢绞线的捻向（一般为左向）相反。
由柳州市邱姆预应力机械有限公司供应。
2、千斤顶：
选用YCW150G-200型穿心液压千斤顶，由于千斤顶穿心孔直径较大，在工具锚与缸体之间加一钢套环，配套使用，技术参数详见
千斤顶技术参数
额定油压
60MPa
张拉缸活塞面积
290cm2
张拉行程
225mm
理论张拉力
4500kN
回程油压
20MPa
穿心孔直径
128mm
外形尺寸
315mm×489mm
自重
190kg
4、高压油泵：
选用ZB4-500/ZB4-500S型双油路电动高压油泵2台，额定油压100MPa，与千斤顶油压相匹配。
4、油压表：
选用精度1.5级60MPa量程表。
5、压浆泵：
选用UB－3型灰浆泵一台，水平输送距离50m，电动机功率4kW，工作压力1.5MPa，满足要求。
三、技术准备
1、本工程需要满足的强制性条文详见下表，施工之前由项目技术负责人组织全体施工人员学习掌握有关强制性条文和施工方案。
序
号
标准编号
条款
编号
内容简介
1
GB50204-2002
6.2.1
预应力钢束进场时，应按GB/T5224等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定
2
GB50204-2002
6.3.1
预应力筋安装时，其品种、级别、规格、数量必须符合设计要求
3
GB50204-2002
6.4.4
后张法预应力结构构件，预应力筋断裂或滑脱的数量严禁超过同一截面预应力筋总根数的3％，且每束钢丝不得超过一根
4
GB50204-2002
7.2.2
预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的外加剂
5
JGJ85-2002
3.0.2
预应力筋-锚具组装件的静载锚固性能试验结果，应同时满足锚具效率系数等于或大于0.95和预应力筋总应变等于或大于2.0%两项要求
6
JGJ85-2002
3.0.3
锚具的静载锚固性能，应由预应力钢束-锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变确定
2、张拉设备标定：
对千斤顶、高压油泵、油表配套校验，标定、确定张拉力与油压（油表读数）的关系，作为张拉依据。
采用千斤顶顶压压力机方式。
3、钢绞线下料长度，设计图纸明细标明：
中跨预制小箱梁预应力钢束表
钢束编号
规格
单束长度
㎜
张拉方式
工作长度
㎜
下料长度
㎜
钢束总伸长量
㎜
N1
5φs15.2
30780
两端张拉
2×800
32300
208
N2
4φs15.2
30811
两端张拉
2×800
32411
208
N3
4φs15.2
30843
两端张拉
2×800
32443
208
N4
4φs15.2
30613
两端张拉
2×800
32213
207
边跨预制小箱梁预应力钢束表
钢束编号
规格
单束长度
㎜
张拉方式
工作长度
㎜
下料长度
㎜
钢束总伸长量
㎜
N1
5φs15.2
30869
两端张拉
2×800
32469
209
N2
5φs15.2
30879
两端张拉
2×800
32479
208
N3
5φs15.2
30889
两端张拉
2×800
32489
208
N4
4φs15.2
30750
两端张拉
2×800
32350
208
箱梁顶板预应力钢束表
钢束编号
规格
单束长度
㎜
张拉方式
工作长度
㎜
下料长度
㎜
钢束总伸长量
㎜
T1
5φs15.2
7600
两端张拉
2×800
9200
50
T2
4φs15.2
10600
两端张拉
2×800
12200
71
T3
4φs15.2
156009
两端张拉
2×800
17200
107
4、张拉控制应力
（1）、理论计算
计算公式：
F=δcon×Ag×n×1/1000×b
式中：
F—预应力的张拉力，KN；
δcon—预应力钢束的张拉控制应力，Mpa；
Ag—每根预应力筋的截面积，mm2；
n—同时张拉预应力筋的根数；
b—超张拉系数，不超张拉的为1.0。
（2）、参数取值
钢束编号：
中跨：
N1，N2，N3，N4，
边跨：
N1，N2，N3，N4，
箱梁顶板：
T1，T2，T3，
Ag=139mm2；b=1.0，
δcon＝0.75fpk=1395MPa，
（3）、计算张拉力P
①、中跨N1，边跨N1、N2、N3，箱梁顶板T1束张拉力取
F=1395MPa×139mm2×5×1/1000=969.525KN，
②、中跨N2、N3、N4，边跨N4，箱梁顶板T2、T3束张拉力取
F=1395MPa×139mm2×4×1/1000=775.62KN，
弹性模量E=1.95×105Mpa；公称面积Ag=139mm2的钢绞线。
锚具为夹片式自锚式锚具，所以不需要超张拉。
张拉过程为：
0～15%δcon～30%δcon～100%δcon（持荷5min锚固）。
5、张拉油表读数计算
张拉油表读数线性按回归方程计算，回归方程采用广西预应力机具产品质量检测中心《检验报告》，Y10-WT1425和Y10-WT1426号提供数据。
中跨小箱梁各束预应力特性表
束号
δcon
F值
F15%
F30%
1F
钢束总伸长量
㎜
N1
1395
MPa
969.525
KN
145.43
KN
290.86
KN
969.525
KN
208
N2
N3
N4
775.62
KN
116.34
KN
232.69
KN
775.62
KN
208
208
207
边跨小箱梁各束预应力特性表
束号
δcon
F值
F15%
F30%
1F
钢束总伸长量
㎜
N1
N2
N3
1395
MPa
969.525
KN
145.43
KN
290.86
KN
969.525
KN
209
208
208
N4
775.62
KN
116.34
KN
232.69
KN
775.62
KN
208
箱梁顶板小箱梁各束预应力特性表
束号
δcon
F值
F15%
F30%
1F
钢束总伸长量
㎜
T1
1395
MPa
969.525
KN
145.43
KN
290.86
KN
969.525
KN
50
T2
T3
775.62
KN
116.34
KN
232.69
KN
775.62
KN
71
107
1#顶101103配压力表7516
2#顶101104配压力表7471
张拉应力与油压（油表读数）关系表
顶号
束号
初张15%
30%
100%
应力
油表
读数
应力
油表
读数
应力
油表
读数
1#顶
中跨N1
边跨N2
N3
N4
顶板
T1
145.43
KN
5.02
290.86
KN
9.75
969.525
KN
31.8
2#顶
4.92
9.66
31.76
1#顶
中跨N2
N3
N4
边跨N1
顶板
T2
T3
116.34
KN
4.08
232.69
KN
7.86
775.62
KN
25.5
2#顶
3.97
7.76
25.44
第5章施工方案
一、模板支设
1、梁端模板应使用刚性模板，喇叭型垫板固定在模上，孔道用泡沫塑料封闭。
在确定梁钢筋、模板和波纹管位置、尺寸准确无误后，方可合梁端模板。
2、预应力混凝土箱梁的支撑系统应与次梁、板分开，于张拉前拆除除预应力混凝土箱梁以外其余的模板和支撑系统，保持预应力混凝土箱梁底模板和箱梁的支撑系统。
3、预应力混凝土箱梁的反拱高度按1.5‰，取2㎜。
二、安装波纹管
1、非预应力钢筋骨架绑扎后，穿螺旋管（波纹管）。
保证螺旋管的位置符合设计坐标的要求，用ф8钢筋焊成井形支架，每500㎜一支，绑在箱梁腹板或箍筋上，用来托架螺旋管，要求误差不大于5㎜，螺旋管固定在支架或钢筋上。
2、螺旋管在梁内呈抛物线设置，螺旋管索形图详见设计图。
3、螺旋管用大一号管连接，接头处用防水胶带缠绕三层，防止水泥浆渗入管内，组塞孔道。
4、喇叭型垫板与梁端面必须在一个平面，垂直于孔道轴线，并固定于梁端模板和梁端主筋上，不得松动。
用泡沫塑料将喇叭口堵严，防止掉进杂物。
设计安放的螺旋筋，如果梁端钢筋太密无法安放时，经业主、监理工程师同意可改为φ8钢筋网片，网孔50㎜×50㎜，距梁端500㎜以内为间距50㎜，距梁端500～1500范围内为间距100㎜。
三、混凝土浇筑
1、由于现浇箱梁端部的横梁交接和安放喇叭口、螺旋管，使梁端钢筋过于密集，浇筑困难，而梁端部在张拉过程中承受较大的局部压力，为保证混凝土质量，避免端部裂缝或喇叭型垫板下陷等不良情况的发生，端部混凝土使用1～2㎝和1～3㎝两种石子粒径的配合比，同时配备2.5㎝直径小型振动棒，浇注前先铺垫与混凝土同样水灰比的水泥砂浆，保证混凝土施工缝处的质量。
2、混凝土振捣过程中注意震动棒不应碰螺旋管，特别应该与螺旋管接头保持一定距离。
3、每幅预应力混凝土箱梁的混凝土必须一次连续浇筑完成，浇筑的同时还必须及时清理螺旋管预留孔道。
用12号钢丝中间系一个直径80㎜的橡皮球，定时往返拉送，清除管道内可能渗进的水泥浆，保证管道畅通，清理后重新堵塞喇叭口。
4、浇筑完成的混凝土应加强养护，并准备预应力张拉，按照设计要求待混凝土强度达到设计强度的100％以上才能开始进行张拉。
四、预应力钢绞线制作、穿束
1、将钢绞线按下料长度切割下料，在两端头部50㎜处用钢丝绑扎以防端部松股。
2、每4/5根钢绞线为一束，采用人工、后穿束方式将钢绞线逐根穿入孔道，穿入后来回拉拨几次使其通顺，防止钢绞线互相缠绕。
每根钢绞线两端应作对应编号标记，同一根钢绞线在锚板上的位置相同。
3、穿束前再进行一次外观检查，特别注意钢绞线端部松股的不能使用，表面污物清除干净，注意梁两端外伸长度应对称一致。
五、预应力钢绞线张拉
1、张拉工艺流程：
穿入工作锚板→塞紧工作锚夹片→穿入顶压器→穿千斤顶→穿工具锚→塞工具锚夹片。
2、千斤顶安装：
首先搭设操作台和千斤顶吊架，高压油泵、灰浆泵安装在屋面平台上，接通电源试车待用，注意顶压器不能空载试顶。
3、钢绞线在千斤顶穿心孔内不能相交；夹片锚孔要保持清洁，在工具锚的夹片和锚孔壁内涂石蜡，使其润滑便于退下；夹片2个为一组，出厂前已用弹簧或橡皮圈套在一起，不能混乱，塞夹片时2片一齐送进，工作锚和工具锚夹片用D25钢管套在钢绞线上用力敲紧夹片，注意务使其结合严密。
4、张拉工序由张拉班实施，张拉前进行技术交底，并模拟演练，张拉前应先拆除板底及梁侧模板，不得拆除箱梁支撑。
5、预应力箱梁采用两端张拉工艺，按设计要求对称张拉。
张拉指挥长指挥两端台油泵同时启动，按设备标定时给定的油表读数，先拉至初始拉力，检查锚具、夹片、千斤顶和油管等无异常现象，然后将钢束先拉伸至0.15F，接着拉至0.3F，再拉至1F，持荷5min，再次检查锚具、夹片和千斤顶等有无异常，确认正常后顶紧夹片，完成张拉。
在初始应力0.15F、0.3F和1F时分别测量钢绞线的伸长值。
6、张拉顺序为：
N1→N3→N2→N4（T3→T2→T1），同类型束先中间后两边左右对称张拉。
7、实际伸长值ΔL按下式计算：
ΔL=∆L1+∆L2－a－b－c
式中ΔL1——从初始应力至最大张拉力之间的实测伸长值；
ΔL2——初始应力时的推算伸长值；
a——锚具楔紧引起的预应力筋内缩值；
b——工作锚至工具锚之间钢绞线的伸长值；
c——混凝土梁的弹性压缩值。
其中b和c两项由于很小可略去不计，ΔL2根据实测数据和弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系间接推算。
8、钢绞线锚固后的回缩值的测量：
在钢绞线延长方向一定距离设立“标杆”，顶紧夹片后量测标杆至工具锚夹片的距离（或量取一定距离在每根钢绞线上做出标记）。
千斤顶回程后，钢绞线开始回缩，再次测量标记与标杆之间的距离，两者之差即为回缩值，规范要求不超过5mm。
若回缩值超出正常值，应对单根进行补张拉。
9、实际伸长值和理论伸长值比较误差在±6％以内即为合格，否则必须停止张拉分析原因，必要时重新张拉。
10、由于施加预应力的作用，预应力混凝土箱梁会出现反拱现象，在桥面用水平仪测量跨中水准点，由于桥梁钢绞线呈波浪线设置，根据经验反拱高度不大于5㎜。
11、该工程用2台油泵，2台为1组。
12、油泵操作程序：
（1）、启动油泵，向A路供油，开始张拉，回油管接至油箱，张拉至初始拉力0.15F停车，测量千斤顶活塞伸长值；
（2）、启动油泵张拉至0.3F停车，侧伸长值；
（3）、启动油泵张拉至1F停车，侧伸长值；
（4）、持荷5min，启动油泵，向B路供油，千斤顶回程后，钢绞线开始回缩，再次测量回缩值。
（5）、供油、千斤顶活塞回程，卸下工具锚夹片、工具锚、千斤顶和顶压器，完成一次张拉。
13、记录整理和观察：
全部张拉完成后，对现场记录进行整理计算。
在锚具夹片处做出标记，观察有无异常，如无异常用素水泥浆封闭夹片缝隙，便可灌浆，张拉结束到灌浆不得超过24h。
六、孔道灌浆、封锚
1、预应力筋张拉后，堵塞锚
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