20米箱梁预应力张拉压浆施工方案.docx
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20米箱梁预应力张拉压浆施工方案
国家高速沪陕线西安至商州高速公路（第二通道）
路基、桥隧工程施工第16合同段
兴龙特大桥20m箱梁预应力张拉、压浆施工方案
编制：
审核：
审批：
中铁十七局集团一公司
西商高速公路第十六合同段项目经理部
二〇〇九年八月二十五日
第一章20米箱梁预应力张拉施工方案3
第一节工程概况4
第二节预应力钢绞线制作4
第三节锚具质量要求5
第四节张拉设备及检验5
第五节张拉有关数量值计算6
第六节伸长值的测量7
第七节张拉程序7
第八节张拉时的安全要求8
第二章20米箱梁孔道压浆施工方案9
第一节工艺概述12
第二节作业内容13
第三节质量标准及检验方法13
第四节后张法预制箱梁孔道压浆过程控制流程图14
第五节预应力孔道造孔16
第六节真空压浆17
第七节清洗19
第八节封堵端头19
第九节施工安全与环境保护19
国家高速沪陕线西安至商州高速公路（第二通道）
路基、桥隧工程施工第16合同段
20米箱梁预应力张拉
施工方案
中铁十七局集团一公司
西商高速公路第十六合同段项目经理部
二〇〇九年八月二十五日
编制依据：
1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
一、工程概况
兴龙特大桥为后张预应力砼简支箱梁，预应力张拉高强度低松弛5丝捻制而成的预应力钢绞线，公称直径15.20mm，公称面积139mm2，标准强度1860MPa束，弹性模量1，95x105MPa锚具为15-3，15-4，15-5型锚固体系，采用波纹管预埋制孔。
二、预应力钢绞线制作
（1）钢绞线的运输及保管
预应力钢绞线在运输中或现场使用，应避免造成局部弯曲和折伤，不得抛扔或拖卷材。
现场保管时，下面应垫上方木，上面覆盖雨布防腐蚀。
（2）钢绞线开盘
钢绞线呈圆盘状运至现场后，先平置在方木上，以防泥土、水对钢绞线的腐蚀，四周用直径为5cm的钢管将钢绞线固定，以防拉出散乱，扭曲和伤人。
打开钢绞线外包装，抽出钢绞线线头，抽拉时，一边拉，一边放松其扣，否则钢绞线会乱盘，对于有缺陷的部分，必须处理。
（3）钢绞线的切割与编束
根据图纸设计尺寸，确定料长，采用砂轮锯切断，不得用电弧切割。
同一根钢绞线不得有接头，同管道内采用长度相等的钢绞线，编束时，分根理顺，绑扎牢固，防止相互缠绕。
预应力筋端部在与工作锚、工具锚接触的部位，应清除浮锈，防止张拉时打滑，如果预应力筋表面已经形成降低强度与延伸率的腐蚀坑，则不能用。
整束预应力筋中，每根预应力筋应互相平行，不得缠绕，每1.0～1.5m绑扎一道，然后再根据图纸要求注明钢号钢束编号。
（4）穿束
穿束前，将孔道内的污物和积水清理干净，以确保孔道通畅；穿束工作采用人工直接穿束，钢绞线在孔道两端伸出的长度要大致相等且满足千斤顶工作长度要求。
三、锚具质量要求
锚具采用设计规定的OVM锚具，夹片必须附有产品合格证，校对实物检验型号、规格、硬度、质量、外观要求等。
在安装锚具、夹片前，在操作锚固范围内，钢绞线表面应用毛刷、精炼油或汽油洗干净，确保锚固质量，夹片内侧齿口及表面也应刷洗干净后，予以安装。
四、张拉设备及检验
1、张拉设备的选用
设备能力计算：
3束：
P＝1860×139×3/1000×0.75＝582KN
4束：
P＝1860×139×4/1000×0.75＝776KN
5束：
P＝1860×139×5/1000×0.75＝970KN
张拉采用两端对称张拉，选用两个YCW150B型穿心液压千斤顶，其张拉力150T。
压力表的选用：
压力表选用最大读书为60MPa，
千斤顶于油压表的关系已经经西安计量测试研究所标定，其关系方程式为：
F＝30.701037P-7.292244（F：
力值；P：
压力表示值）
F＝30.737484P-6.142089（F：
力值；P：
压力表示值）
F＝30.46114P-7.974805（F：
力值；P：
压力表示值）
F＝30.54094P-8.433255（F：
力值；P：
压力表示值）
2、在下述情况下，应对油表、千斤顶进行配套校验。
a）油泵、千斤顶、油表之中有一件是进场后修复过，第一次使用的。
b）使用超过六个月或连续张拉200次以后。
c）在运输和张拉操作中出现异常时。
五、张拉有关数量值计算
张拉时应两端同时对称张拉，张拉控制以张拉力为主，伸长值为校核控制，实际伸长值与理论伸长值控制在±6%以内。
锚下控制应力计算：
σcon＝0.75×1860MPa＝1395MPa
预应力钢绞线张拉理论伸长量计算公式
ΔL＝（PpL）/（ApEp）
式中：
Pp――预应力筋的平均张拉力（N）
L――预应力筋的长度（mm）
Ap――预应力筋的截面面积（mm2）
Ep――预应力筋的弹性模量（N／mm2）
Pp＝P（1－e-（kx+μθ））／（kx＋μθ）
式中：
Pp――预应力筋平均张拉力（N）
P――预应力筋张拉端的张拉力（N）
x――从张拉端至计算截面的孔道长度（m）
θ――从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）
k――孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数（设计取0.0015）
μ――预应力筋与孔道壁的摩擦系数（设计取0.25）
具体的伸长值附后。
六、伸长值的测量
实际伸长量：
ΔL实=ΔL1（con100%-con10%）+ΔL2（con20%-con10%）
式中：
ΔL1――从初应力至最大张拉应力之间的实测伸长值，mm；
ΔL2――初应力以下的推算伸长值，mm；相邻级的伸长值，采用应力张拉到20%与10%的伸长量的差值。
七、张拉程序
a）张拉的准备工作
检查管道轴心线是否与锚垫板垂直，不垂直的加楔形垫调整垂直；垫板下的砼是否密实，不密实的要及时处理，把不密实的部分凿掉，用环氧树脂砂浆补强；检查管道是否畅通，堵塞处立即凿除，使其畅通，以供穿束。
对力筋施加预应力前，应对构件进行检验，外观和尺寸应符合质量标准要求，灌浆孔应满足施工要求，并检查千斤顶、油泵的油量是否充足。
张拉时，构件的混凝土强度应符合设计和规范要求。
b）张拉施工流程
钢束张拉次序为N1→N2→N3
操作程序：
安装工作锚板→安装夹板→安装限拉板→安装千斤顶→安装工具锚→张拉→锚固
张拉加荷程序：
0→初应力（采用张拉控制应力的σcon10%）→
σcon20%→σcon（持荷2min锚固）
c）张拉
张拉顺序按规定的束号顺序进行，张拉时，及时填写施工记录。
且张拉时要检查构件弯曲变形，如发生异常情况必须停止张拉，必须分析原因，待问题解决后方可继续张拉。
1.实际伸长值与理论伸长值的差值为±6%
2.每束钢绞线中钢丝的断丝、滑丝数不超过1根，每个断面断丝之和不超过该断面的钢丝数的1%
八、张拉时的安全要求
1、张拉时，严格控制油泵，必须缓慢均匀地施加预应力。
2、张拉时，严禁人站在千斤顶后，以防伤人。
3、严格按规章、规程操作，确保安全。
4、施工人员在进行张拉作业时，必须配戴安全帽和胶底防滑鞋。
5、注意用电安全，不得乱拉乱扯电线，同时注意电线的接地工作。
6、张拉前对机具设备进行检验，确保正常工作。
国家高速沪陕线西安至商州高速公路（第二通道）
路基、桥隧工程施工第16合同段
20米箱梁孔道压浆
施工方案
中铁十七局集团一公司
西商高速公路第十六合同段项目经理部
二〇〇九年八月二十五日
一、工艺概述
1、概述
为确保西商16标20m标准箱梁孔道压浆施工质量并符合环保及职业健康安全等要求，特编写本工艺施工方案。
2、工艺说明
真空辅助压浆是在传统压浆基础上将孔道系统封闭，一端用真空机将孔道内80%以上的空气抽出，并保证孔道真空度在80%左右（真空压力表-0.08MPa），同时在压浆端压入水胶比为0.30~0.35的水泥浆。
当水泥浆从抽真空端流出且稠度与压浆端基本相同，再经过特定的位置排浆（排水及微沫浆）和保压措施，保证孔道内水泥浆体饱满。
3、真空压浆工艺特点
（1）能保证孔道压浆的均匀性，形成一个密实、不透水的保护层，消除孔隙，有效提高预应力筋的防腐蚀性能，从而提高结构的安全性能和耐久性。
（2）可以消除普通压浆法引起的气泡。
以时，孔道中残留的水分在接近真空的情况下被汽化，随同空气一起被抽出，增强了浆体的密实的密实度。
（3）在真空状态下，减少了同于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压力差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是一些关键部位。
对于弯型、U型、竖向预应力筋更能体现真空压浆的优越性。
（4）改进浆体的配合比设计，使其不会发生析水、干硬收缩等问题。
（5）真空压浆工艺复杂，施工质量要求高，施工现场必须配备高水平的管理人员，必须有专业操作班组进行真空压浆施工。
4、适用范围
适用于新建西安至商州高速公路第16合同段中铁十七局集团第一工程有限公司西商制梁场20m整孔标准箱梁预制的孔道压浆施工。
本细则经审核批准生效后，用于指导本梁场箱梁孔道压浆工程施工。
二、作业内容
本工艺作业内容主要包括：
孔道成型、施工准备、清洗孔道、试抽真空、浆液制备、压浆、清洗设备、端头封堵、现场清理。
三、质量标准及检验方法
1、水泥浆技术要求
①水泥浆应采用强度等级不低于52.5R级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。
②孔道压浆宜采用饮用水。
③浆体中应掺入真空压浆助剂，真空压浆助剂应具有减水、微膨胀和增加浆体和易性等作用，含有机透迁移性阻锈剂，但不得含有对预应力筋有害物质，尤其不得含有氯化物和亚硝酸盐等腐蚀性介质，膨胀成分严禁含有铝粉；压浆助剂应参照企业标准进行验收，并符合上述要求。
④水胶比不应超过0.34，浆体流动度不大于25s，30min后不大于35s.
⑤水泥浆不得泌水，0.14MPa压力下泌水率不得大于2.5%。
⑥浆体膨胀率不超过5%，24h内最大自由收缩北不得大于1.5%,标准养护条件下28d浆体自由膨胀率为0%~0.1%。
⑦初凝时间不低于3h，终凝时间不超过12h;压浆时浆体温度不超过35℃。
⑧水泥浆28d抗压强度不小于50MPa（以施工图为准）；抗折强度不小于7.0MPa。
⑨水泥浆拌制结束至压入管道时间间隔不应超过40min。
（2）检验方法
①浆体流动度、泌水率、膨胀率试验参照《公路混凝土工程技术指南》附录Q、R进行。
②凝结时间参照GB/T1446《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行。
③抗压强度参照JGJ70《建筑砂浆基本性能试验方法》进行。
④抗折强度参照GB/T17671《水泥胶强度试验方法》进行。
2、预留孔道偏差及检验方法
（1）.预应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺、畅通，避免出现塌孔现象，端部的预埋钢垫板应垂直孔道中心线。
预留孔道位置偏差和检验方法见表1所示。
表1预留孔道位置偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
检验依据
1
纵向
距跨中4m范围内
6
有尺量跨中1处
《公路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]-160号7.3.7条
其余部位
8
尺量1/4、3/4跨各一处
2
横向
5
尺量两端
3
竖向
h/1000
吊线尺量
（2）孔道成型后检验孔道是否畅通的方法：
从压浆端灌水再用气泵吹，如果水能顺利从另一端流出，则表明孔道畅通。
四、后张法预制箱梁孔道压浆过程控制流程图
否
是
否
是
不合格
合格
否
是
合格
不合格
五、预应力孔道造孔
1．预应力孔道造孔
本工程箱梁孔道成孔采用橡胶抽拔管成孔工艺。
在绑扎钢筋的同时在梁体的通长方向绑扎定位网片，用于固定抽拔棒。
为了拔棒的方便，通常采用两端拔棒，单根棒的长度采用27m，在孔道中部的抽拔棒对接部位，用镀锌铁皮包裹绑扎。
在混凝土灌筑完成并初凝后立即采用卷扬机从两端拔出抽拔棒。
胶管抽拔时间以不造成孔道变形、塌陷、裂纹或无法抽拔事故为准。
在常温下，“宁晚不早”，在表面温度25℃左右，抽拔胶管时间根据经验在浇筑混凝土后手触不留凹坑即抽拔胶管。
拔管的顺序先上后下。
每次拔管不超过两根。
拔出的胶管应清理掉污碴，并仔细检查有无损伤，严重损伤或压扁的不能继续使用。
抽拔胶管时注意事项：
（1）利用卷扬机抽拔胶管。
抽拔时，捆绑处要用软物包扎，用粗绳连接，防止损伤胶管。
（2）抽拔时，梁端附近两米范围内严紧站人防止胶管回弹伤人。
（3）拔管后，及时清除锚垫板上喇叭口内残余水泥浆和压浆孔填塞物。
（4）拔出后经清理的胶管应堆放整齐，严禁乱放。
（5）拔管后，及时检查孔道内有无堵塞、塌孔，并如有异常应及时处理。
（6）损伤和直径小于设计4mm的胶管不能继续使用，必须及时运出施工现场。
六、真空压浆
1、施工准备
（1）检查确认材料数量、种类是否齐备，品质是否保证。
（2）检查机具是否齐备、是否正常。
（3）张拉完成后，切除外露钢绞线（外露量小于30mm），将密封工具罩安装在锚垫板上进行封锚。
工具罩在灌浆后3h内拆除并清洗。
安装时检查橡胶密封圈是否破损断裂，将密封罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧，注意将排气口朝正上方。
（4）将灌浆阀、排气阀全都关闭，抽真空阀打开，启动真空泵抽真空，观察真空压力表计数，当管内的真空度维持在-0.08MPa时,停泵约为1min时间,若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空.
（5）将封锚端头的材料设备一并准备到位。
2、拌制水泥浆
拌制水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水倒净，使搅拌机内壁充分湿润。
拌制好的水泥浆要能做到基本卸尽。
在全部水泥浆卸出之前不得再次投料，更不能采取边出料边进料的方法。
（1）首先将称量好的水、真空压浆助剂倒入搅拌机，搅拌2min；
（2）将水泥缓慢倒入搅拌机中（不得整袋一下倒入，更不能将灌浆剂袋掉入搅拌筒内）搅拌3min，然后将调好的水泥浆放入下层浆罐，下层浆罐入浆处设过滤网，滤去杂物及成块状浆体以防堵塞压浆管道。
滤网孔格不大于2.5*2.5mm；
（3）水泥浆出料后应尽量马上泵送，否则要不停的搅拌；
（4）必须严格控制用水量，严格按配比单进行配料；
（5）对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，应废弃，严禁采用增加水的方法来增加水泥浆的流动性。
3、灌浆
（1）将水泥浆加到储浆罐中，引到灌浆泵，启动压浆泵，在压浆泵高压橡胶管出口压出浆体，等这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时，关掉灌浆泵，将高压橡胶客出口端接到孔道的灌浆管上，扎牢。
（2）关掉灌浆阀，启动真空泵，当真空值达到并维持在-0.06~-0.1MPa值时，打开灌浆阀，开始灌浆，灌浆工程中真空泵保持连续工作。
（3）待抽真空端的透明塑料管内有浆体经过时，关掉真空泵，水泥浆会自动从“止回排气阀”中顺畅流出，待稠度与灌入的浆体相当时，关闭抽真空端的阀门。
（4）灌浆泵继续工作，压力达到0.7MPa左右，持压2min，完成排气和泌水，使孔道内浆体密实饱满，完成灌浆，关闭灌浆泵及灌浆阀门。
（5）灌浆管应选用牢固结实的高强橡胶管，抗压能力≥1.5MPa，带压灌浆时不能破裂，连接要牢固，不得脱管。
（6）严格掌握水泥浆的配合比，浆体材料误差不能超过表2规定值。
（7）灌浆工作宜在水泥浆流动性没有下降的30~50min时间内进行，孔道一次灌筑要连续。
（8）高速搅拌是保证浆液性能的重要手段，必须采用高速搅拌机进行浆液搅拌。
表2水泥浆各材料配料料误差
材料名称
水泥
水
外加剂
允许误差不大于（%）
2.0
2.0
2.0
七、清洗
拆卸外接管路，清洗真空泵的空气滤清器及管路阀门，清洗灌浆泵及所有沾有水泥浆的设备和配件。
八、封堵端头
压浆后及时封堵端头。
封端混凝土配合比按设计要求进行配制，要求用无收缩混凝土。
并根据灌浆当天作业量拌制适量混凝土，避免浪费。
封端混凝土终凝后，在封端混凝土跟梁体混凝土相接处涂刷聚氨酯防水涂料，宽度宜为4~5CM，厚度为2mm。
九、施工安全与环境保护
1、施工安全
（1）施工作业人员必须接受真空压浆安全培训，并经考试合格后方可上岗；机械操作人员应熟悉所操作机械设备安全操作规程，具备必要的机械电气知识。
机械设备在使用前须进行常规检查和保养，合格后方可使用，设备在运行一段时间后须定期维修。
（2）对讲机使用要口令清晰，信号传递准确。
（3）操作人员须戴好眼罩、口罩、橡皮手套等防护设备。
（4）高处作业按技术规范进行安全防护。
（5）所有机械设备均需设漏电保护。
（6）所有机电设备均需按规定进行试运转，然后投入使用。
（7）应在吸浆端设置一屏障，以免排气管道被损坏时对周围物体或人身造成意外伤害。
2、环境保护
（1）禁止随意处理废弃浆液，水泥浆废液，清洗浆沫和循环水排放，应用管路引流至弃物堆积场所沉淀后再排放到指定的地方。
（2）若因浆管爆裂而引发的浆液污染结构及其他物件，须立即冲刷清理。
（3）封端完成后要及时打扫场地，随时保持清洁。
（4）压浆完毕应将现场收拾干净，一次性排气阀门或耐压胶管等废弃物由专人收集集中处理，做到“人走场清，工完料清”。
（5）机具使用完毕后冲洗干净，收整规范，放置在规定区域，并做好防护，不影响周围环境。
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