钢绞线张拉作业指导书.docx
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钢绞线张拉作业指导书
客运专线预应力混凝土双线组合箱梁
钢绞线作业指导书
文件编号:
版号/修改状态:
编制:
审核:
批准:
受控编号:
武合铁路红安制梁场
二〇〇六年五月
目录
客运专线预应力混凝土双线组合箱梁
钢绞线张拉作业指导书
1、目的
对武合红安制梁场时速250公里客运专线铁路有碴轨道后张法预应力混凝土双线组合箱梁(跨度31.5m;直、曲线);(图号:
通桥(2005)2227-Ⅱ、铁道部经济规划研究院发布)钢绞线张拉进行控制,使其符合现行的相关技术标准要求。
2、适用范围
适用于武合红安制梁场时速250公里客运专线铁路有碴轨道后张法预应力混凝土双线组合箱梁(跨度31.5m;直、曲线);(图号:
通桥(2005)2227-Ⅱ、铁道部经济规划研究院发布)钢绞线的张拉。
3、编制依据
(1)、时速250公里客运专线铁路有碴轨道后张法预应力混凝土双线组合箱梁(跨度31.5m;直、曲线)设计图纸;(图号:
通桥(2005)2227-Ⅱ);中铁工程设计咨询集团有限公司编制、铁道部经济规划研究院发布。
(2)、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224—2003
(3)、《预应力筋锚具、夹具和联接器》GB/T14370-2000
(4)、《预制后张法预应力混凝土铁路简支梁》TB/T3043-2005
(5)、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005、J462-2005
(6)、《客运专线预应力预制梁暂行技术条件》
(7)、《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》
(8)、《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2005)
(9)、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213-2005)
4、施工工艺流程
钢绞线张拉工艺流程图
5、材料技术要求
(1)、预应力钢绞线
a、预应力钢绞线采用1×7-15.2-1860MPa-GB/T5224-2003的要求。
供应商应提供每批钢绞线的实际弹性模量值。
b、对于新选厂家应进行破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率、松弛率等项目进行全面检验。
生产中按每批不大于30t同厂家、同品种、同规格、同批号钢绞线为一验收批,分别进行破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率进行检验,其质量符合GB/T5224-2003要求后,方可投入使用。
c、每批钢绞线应附有出厂合格证,由同一批号,同一强度等级的钢绞线组成。
进场后,外观检查合格后,再按TB10210-2001的要求作力学性能试验,试验合格后方可使用。
d、生产中按每批不大于30t同厂家、同品种、同规格、同批号钢绞线为一验收批,分别进行破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率进行检验,其质量符合GB/T5224-2003要求后,方可投入使用。
e、钢绞线应存放在干燥处,避免潮湿锈蚀,工地存放时,应严格执行有关技术要求,并及时进行覆盖。
f、技术指标
见钢绞线尺寸及拉伸性能指标表
钢绞线尺寸及拉伸性能指标表
钢
绞
线
结
构
钢绞线
公称直径mm
强
度
级
别
Mpa
整根钢绞线的最大负荷
KN
屈
服
负
荷
KN
伸
长
率
%
1000h松弛率,%
不大于
Ⅱ级松弛
初始负荷
1Χ7
标准型
15.20
1860
不小于
70%公称
最大负荷
80%公称
最大负荷
1860
259
220
3.5
2.5
4.5
说明:
1、Ⅰ级松弛即普通松弛级,Ⅱ级松弛即低松弛级,它们分别适用所有钢绞线。
2、屈服负荷不小于整根钢绞线公称最大负荷的85%。
(2)、锚具
a、锚具、夹具应符合GB/T14370的要求,采用的锚具、夹具应通过部级鉴定,并符合设计要求。
b、制造锚具钢材采用45号钢和40号铬钢,其材质应分别符合《优质碳素结构钢技术条件》(GB699-88)及《合金结构钢技术条件》(GB3077-99)的规定。
c、以1000套的同厂家、同品种、同规格、同批号、同型号的锚具为一验收批。
初次选定厂家时,应对外观、锚固效率系数、极限拉力总应变、锚口摩阻、喇叭口摩阻等项目进行检验。
每批进场锚具外观检查抽取总数量的10%,且不少于10套,外观检查表面无裂缝,尺寸应符合设计要求。
硬度检验:
夹片每批抽5%(不少于10片)。
锚环每批抽10%(不少于3件);硬度检验每个零件测试3点,硬度值应符合设计要求。
抽取3套试件作静力锚固能力(锚固效率系数ηa和极限总应变εapu)检验,要求ηa≥0.95,εapu≥2.0%,对选定供货厂至少试验一次。
以上三项均合格,经工地检测站出具试验报告方可使用。
d、锚具设专人保管。
贮存、运输均应妥善保护,避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。
临时性的防护措施应不影响安装操作的效果和永久性防锈措施的实施。
作好标识,防止混用。
6、张拉设备配置及要求
本箱梁锚固体系采用自锚式拉丝体系,张拉设备采用与之配套机具设备,预应力施工设备采用ZB4-500油泵供油,用YCW300千斤顶进行纵向张拉。
张拉油压表选用防震型,表面最大读数应为张拉力的1.5~2.0倍,精度不低于1.0级,校正有效期为1周,压力表发生故障后必须重新校正。
千斤顶标定有效期不超过一个月且不超过200次张拉作业,拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正。
油表检验与千斤顶视为一个单元进行检验,千斤顶在张拉作业前必须与油表配套校正,其校正系数不大于1.05。
预应力设备应建立台帐及卡片并定期检查。
7、工艺操作步骤
(1)、预应力混凝土张拉工序流程:
抽拔管制孔→蒸养→清孔→穿束→调顺→拆除底板埋件模具、压缩缝→清理锚垫板→安装工作锚杯及夹片→安装限位板→千斤顶安装→工具锚安装→千斤顶顶进油张拉→伸长值校核→持荷顶压→卸荷锚固→记录
具体见预应力张拉操作示意图。
(2)、张拉程序
张拉程序:
0→初应力(0.1σcon)(作伸长值标记,测工具锚夹片外露)→σcon(持续5分钟、测伸长值,测工具锚夹片外露)→锚固→回油到0(测总回缩量、测工作锚夹片外露)。
σcon为钢绞线控制应力。
按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。
(3)施工
1)、预应力成孔
预应力成孔采用抽拔管的方法。
在中间接头,接头两端先用金属波纹管套住(波纹管长度300mm),再用密封胶带封裹。
抽拔管的安装定位:
抽拔管的安装,事先按设计图中预应力筋的曲线坐标,在梁腹板箍筋上定出具体位置。
抽拔管的固定定位采用定位网钢筋。
定位网钢筋按设计图纸要求采用圆钢,定位网钢筋必须焊接绑扎牢固。
相邻两片定位网钢筋间距不大于500mm,在端头弯曲度较大部位,定位网钢筋为300mm。
在抽拔管安装前,在每根抽拔管孔内穿一根钢绞线(钢绞线前端采取焊牢打磨光滑的保护措施,防止钢绞线对抽拔管内璧的损害)限制抽拔管的弯曲,下垂。
2)、钢绞线的制作和穿束
下料与编束:
钢绞线下料场地平坦,采用砂轮切割机切割,编束用20号铁丝绑扎,间距1~1.5m,编束时应先将钢绞线用梳溜板理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。
穿束方法:
采用人工穿束,当人工穿束困难时,可采用卷扬机穿束,卷扬机的速度控制在每分钟约10m之内,电动机功率为1.5~2.0KW。
钢束的前端应装有穿束网套或特制的牵引头。
穿束网套可用细钢丝绳编织。
网套上端通过挤压方式装有吊环,使用时将钢绞线穿入网套中(到底),前端用铁丝扎死,顶紧不脱落即可。
施工技术要求:
钢绞线存放地点干燥、清洁,钢绞线距地面高度不小于20cm,并加覆盖防止雨水和油污浸蚀。
开盘用卷扬机牵引,用钢尺丈量下料。
下料可采用砂轮机切割,严禁钢绞线受拉部位受到火花灼伤,钢绞线端部应熔合在一起,避免散股。
每束钢束,尽量采用同一盘上的钢绞线,以求力学性能一样,防止因弹性模量互不相等而产生应力不均的现象。
每下完料后,随即用梳板将钢绞线理顺直,并用绑丝每间隔1m绑扎一道,使编扎成束顺直不扭转。
编束后的钢绞线按编号分类存放,钢绞线束搬运时,支点距离不得大于3m,端部悬出长度不得大于1.5m。
在运输过程中,要防止出现死弯,其最小弯曲半径不得小于1m。
向孔内穿束的方法可采用人力推送的方法,在穿束困难时,穿束前对孔道用通孔器全程通过一遍,以保证钢束能顺利通过,并核对孔道与钢束的编号。
穿束时拖拉方向和钢束穿入方向要与锚具垫板垂直。
为节约用料,钢绞线下料长度可按每个孔道的实际长度+油顶高度×2+工具锚厚度×2+限位板的有效高度×2+200mm之和下料,其误差为±30mm。
3)预施应力时两端两侧四个顶同时进行对称张拉,并以张拉力为控制,以伸长值为校核。
预施应力前应作好如下准备工作:
a、检查梁体混凝土强度、弹性模量、混凝土龄期是否达到设计要求,否则不允许预加应力。
b、千斤顶和油压表均在校验有效期内。
c、检查预应力锚具、夹具等有关检验资料是否齐备。
4)预张拉是在混凝土强度达到设计强度的50%~60%时带外模进行,为不对梁体压缩造成阻碍,此时底模压缩缝松开,内模松开。
初张拉在梁体混凝土强度和弹性模量达到设计值的80%和模板拆除后进行,外模此时应松开,初张拉后梁体方可移出台位。
终张拉在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值,龄期不少于10天时进行。
5)两侧腹板对称张拉,同束钢绞线由二端对称同步进行,张拉顺序按设计图要求进行,预施应力过程中保持两端的伸长量基本一致。
6)生产初期,需对2孔梁进行管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试,以保证有效预施应力值。
7)张拉时钢绞线束之计算伸长量按下式计算:
PL(1-e-(kL+μθ))
ΔL=AE(kL+μθ)
式中:
P——预应力钢筋张拉端的张拉力,N;L——从张拉端至计算截面的孔道长度,m;k——孔道每米长度局部偏差的摩擦系数;
μ——预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数;θ——张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad);E——预应力钢筋的弹性模量,MPa;A——预应力钢筋截面面积,mm2;
8)预应力筋布置、张拉顺序及控制应力表(直、曲线梁)
a、预应力筋布置见下图;
b、张拉顺序及控制应力表(直、曲线梁)表
张拉
阶段
张拉顺序
钢束编号
锚外控制应力(MPa)
锚外张拉(KN)
备注
预张拉
1
1N1a
930
1171.8
砼强度大于设计强度60%
2
2N2
930
1562.4
初张拉
1
2N4
930
1562.4
砼强度大于设计强度80%
2
2N6
930
1171.8
终张拉
1
1N1a
1339.2
1687.39
砼强度达到100%,弹性模量达到设计要求,养护不小于10天。
张拉力为
终拉值
2
2N2
1339.2
2249.86
3
2N4
1339.2
2249.86
4
2N6
1339.2
1687.39
5
2N1b
1339.2
1687.39
6
2N3
1339.2
2249.86
7
2N5
1339.2
2249.86
8
2N1c
1339.2
1687.39
9)张拉过程中出现以下情况之一者,需要换钢绞线重新张拉:
a、后期张拉时发现早期张拉的锚具当中夹片断裂者;
b、锚具内夹片错牙在4mm以上者;
c、锚具内夹片断裂在两片以上者(含有错牙的两片断裂);
d、锚环裂纹损坏者;
e、切割钢绞线或者压浆时发生滑丝者。
10)、张拉完毕后,必须经技术人员检查签字认可。
11)、钢绞线切割。
张拉完毕24小时后复查,确认无新滑断丝即可进行钢绞线头的切割,切割处距锚具表面30~40mm。
切割采用砂轮锯切割。
12)、滑丝与断丝处理:
在整个张拉过程中,严密注意钢绞线及锚具滑丝情况。
a、当全梁断丝、滑丝总数超过钢丝总数的0.5%,且一束内断丝超过一丝时均须进行处理。
b、处理方法:
当一束出现少量滑丝时,可用单根张拉油顶进行补拉。
当一束内出现多根钢绞线滑丝时,须放松钢绞线束并重新装夹片整束补拉。
13)、有关规定
a、张拉钢绞线之前,对梁体应作全面检查,如有缺陷,须事先征得监理工程师同意,修补完好且达到设计要求。
b、油表必须经过校验合格后方可使用。
校验有效期不得超过一个星期。
c、千斤顶必须经过校正合格后方允许使用。
校正期限不得超过一个月。
d、张拉时,必须有专人负责及时填写张拉记录。
e、千斤顶不准超载,不准超出规定的行程;转移油泵时必须将油压表拆下来专人护送。
7、安全注意事项
1)钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大,为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人,事先制作一个简易的铁笼。
下料时,将钢绞线盘卷装在铁笼内,从盘卷中央逐步抽出,较为安全。
2)张拉前检查锚具及夹片,如有裂纹或破损,应及时更换;
3)检查油泵及千斤顶油路应无泄露,确认正常后方可作业;
4)作业中,操作要平稳、均匀,张拉时两端不得站人。
在测量伸长量时,应先停止拉伸,操作人员站在侧面进行操作。
5)千斤顶不准超载,不准超出规定的行程;转移油泵时必须将油压表拆卸下来另行携带转移。
6)张拉时,油压升降应缓慢、均匀,两端伸长应基本保持一致,严禁一端张拉。
7)张拉区域禁止非工作人员进入,周围要设置明显警示牌。
8)钢绞线顶锚后发现断、滑丝及伸长值超标问题,需要卸荷重张时,要有专人巡视,在张拉作业区域内,防止其它人员靠近。
8、质量要求
a、预应力值以油表读数为主,校核预应力筋伸长值,实际伸长量不超过计算伸长量的±6%(两端之和)。
实测伸长值以20%张拉力作为测量的初始点。
b、箱梁终张后应实测梁体上拱度,实测值不得大于30mm。
c、每孔预制梁断丝及滑丝数量不超过预应力钢丝总数的0.5%,并不应处于梁的同一侧,且一束内断丝不得超过一丝。
9、资源配置
9.1、机械设备及工具配置见下表
序号
机械设备及工具名称
单位
数量
备注
1
张拉千斤顶
台
4
300t
2
油表
套
4
精度不低于1级,防震
3
钢尺
把
2
1米长
9.2、人员配备
千斤顶张拉人员16人,均应经培训合格,持证上岗。