多孔连续梁预应力施工工艺.docx
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多孔连续梁预应力施工工艺
多孔连续箱梁预应力施工工艺
一、工程概况
1、上部结构连续箱梁概况
三环路老川藏路跨线桥设计为6×25.75+35+25×25.75m现浇预应力钢筋砼箱型连续梁桥，全桥长835.05m。
4孔一联，全桥共8联。
快车道为分离式的左右两幅，每幅梁宽16.86m，中央间隔7.14m部分不设盖板以增加桥下采光。
盖梁为隐型盖梁。
跨径25.75m,梁体为宽翼缘箱形截面，梁高1.40m,箱梁为单箱室。
幅宽16.86m，翼缘箱板悬臂宽2.93m，箱底宽11m,箱梁腹板厚0.40m，箱室宽2.25m,顶底板厚度0.18m。
主孔35m跨在主墩范围的梁体根部增加承托，其根部3m宽盖梁高为1.70m，两侧为0.30×5.50m承托，其线型按直线变化,腹板厚度0.55m,除边腹板外，各中腹板中线均与其25.75m跨腹板中线对应，顶底板厚度0.20m。
预应力除牛腿处采用P型固端锚外，其余各端采用张拉锚。
除端跨桥台侧在梁端锚固外，其余各预应力束张拉端均在梁体上面锚固。
相临两跨预应力束在墩顶平弯交叉，梁体左右各肋预应力束的平弯方向应对称。
2、主要工程数量见下表
主要工程数量表
序号
工程项目
单位
工程量
1
C40
m3
17803.0
2
钢筋
t
3910.81
3
钢绞线
t
420.744
4
无粘结预应力钢绞线
t
72.72
5
OVM锚具
套
2540
6
YM锚具
套
9612
7
波纹管
m
48897
3、主要技术标准
（1）设计荷载：
城--A级汽车荷载
（2）设计车速：
80公理/小时
（3）最大纵坡：
≤3%
（4）平曲线半径：
≥400m
（5）竖曲线半径：
凹≥3000m，凸≥4500m
（6）净空：
机动车道≥5.0m，辅道≥4.5m，5701厂专用线≥6.55m。
二、张拉设备及机具及张拉操作人员
（一）张拉设备及机具
千斤顶及配套使用的油泵、油压表在钢绞线张拉施工前应按规范规定经国家计量机构认可的检测部门进行配套校验，以确定张拉力与压力表读数的关系曲线。
标定张拉设备用的试验机或测力计精度，不得低于+-2%,压力表的精度不宜低于1.5级,最大量程不宜小于设备额定张拉力的1.3倍。
在使用过程中，也要定期校正，千斤顶校正时必须将千斤顶及油泵、油压表配套编号，严禁混用。
张拉设备一般在使用超过6个月或200次以上及发生下列情况之一者，应对张拉设备重新标定：
（1）斤顶经过拆卸修理；
（2）千斤顶久置后重新使用；
（3）压力表受过碰撞或出现失灵现象；
（4）更换压力表；
（5）张拉中出现预应力筋发生多根破断事故或张拉伸长值误差较大。
本桥配备预应力设备如下表：
预应力设备表
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
250B型张拉千斤顶
台
4
油泵、油压表与张拉千斤顶配套
2
240Q型前卡式千斤顶
套
4
3
压浆泵
台
2
4
张拉油泵
台
4
（二）张拉操作人员
1、拉操作人员必须经过岗前培训，考核合格后持证上岗。
2、成立预应力施工工班专门负责本桥预应力施工工作。
3、预应力施工过程中，设专人负责指挥协调，项目部技术、质检人员旁站连续监控。
三、材料试验检测
上部结构连续箱梁所用的钢绞线、锚夹具、连接器等半成品材料试验检测按干建发（2000）字第145号文执行。
预应力钢材及锚夹具情况
预应力均采用φj15.24高强度低松弛预应力钢绞线ASTMA416--90a2级标准,标准强度Rby=1860MPa,Ey=1.9*105MPa,加载至规定负荷的80%时,松弛损失不大于3.5%。
1、35m主跨纵向预应力钢绞线采用9φ15.24，锚具型式为OVM15-9，预应力管道采用φ87波纹管预埋；与35m主孔相邻跨纵向预应力钢绞线采用6φ15.24，锚具型式为OVM15-6，预应力管道采用φ77波纹管预埋。
2、25.75m标准跨纵向预应力采用8φ15.24钢绞线，锚具型式为OVM15-8,预应力管道采用φ82波纹管预埋；25.75m端跨纵向预应力钢绞线采用10φ15.24，锚具型式为OVM15-10，采用φ87波纹管预埋成孔；25.75m上盘牛腿跨及（25.75m+3.0m）下盘牛腿跨纵向预应力均采用8φ15.24m钢绞线，锚具型式为：
张拉端OVM15-8,锚固端为OVM15P-8，采用φ82波纹管预埋成孔。
3、钢绞线张拉控制力为：
10束为1955KN,9束为1759KN，8束为1564KN，6束为1173KN,各钢绞线束均采用5%超张拉工艺。
4、35m及25.75m盖梁预应力钢绞线均采用5φ15.24，锚具型式为：
张拉端为YM15-5，锚固端为YM15P-5，采用φ56波纹管预埋成孔。
预应力束采用一端张拉，张拉端与锚固端交错布置，张拉控制力为977.6KN,超张拉至1026.5KN再回到977.6KN锚固。
5、桥面横向无粘结预应力钢材及锚具型式为：
单根钢绞线φ15.24,张拉端锚具为YM15--1,锚固端锚具为YM15P--1。
张拉控制力为196KN,超张拉至206KN再回到196KN锚固。
采用一端张拉，张拉端与固定端交错布置。
四、预应力有关的理论计算
1、预应力筋张拉伸长值计算
后张法预应力钢材张拉时的理论伸长值，可按下式计算：
ΔL=P*LT/（Ay*Eg）
P--预应力筋的平均张拉力，取张拉端拉力与跨中（二端张拉）或固定端（一端张拉）扣除孔道摩擦损失后的拉力平均值，即P=Pj〔1-（KX+Uθ）/2〕式中
LT--预应力筋的实际长度（cm）
Ay--预应力筋的截面面积（mm）
Eg--预应力筋的实测弹性模量（N/mm2）
Pj--张拉控制力，超张拉时按超张拉力取值（N）
K--孔道每m局部偏差对摩擦的影响系数；
U--预应力筋与孔道壁的摩擦系数；
X--从张拉端至计算截面的孔道长度（m），可近似取轴线投影长度，对一端张拉X=LT,对二端对称张拉，取X=LT/2；
θ--从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）,对一端张拉，θ取曲线孔道的总转角，对二端张拉，θ取曲线孔道总转角的一半。
用上述方法进行计算时，对多曲线段组成的曲线束，或直线段与曲线段组成的折线束，应分段计算，然后叠加。
在计算时，首先应将每段的两端扣除孔道磨阻的有效拉力计算出来，然后在计算每段的伸长值。
预应力筋张拉前，应先调整到初应力σ再开始张拉和量测伸长值。
后张法预应力筋张拉实际伸长值ΔL可按下式计算：
ΔL=ΔL1+ΔL2-A-B-C
ΔL1--从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值（cm）
ΔL2--初应力时的推算伸长值（cm），可采用相邻级的伸长度。
A--张拉过程中锚具楔紧引起的预应力筋内缩值；
B--千斤顶体内预应力筋的张拉伸长值；
C--砼在张拉过程中产生的弹性压缩值。
也可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系，用计算法或图解法确定。
2、各预应力张拉理论伸长值
（1）（25.75+3）m下盘牛腿跨
束号
N1
N2
N3
N4
N5
张拉端伸长值cm
23.28
21.66
19.95
8.74
6.94
（2）25.75m标准跨
（3）束号
（4）N1
（5）N2
（6）N3
（7）张拉端伸长值cm
（8）14.35
（9）12.92
（10）11.4
（3）盖梁预应力束理论伸长值：
6.34cm
（4）桥面横向预应力束理论伸长值：
无粘结预应力束：
10.51cm；有粘结预应力束：
10.72cm。
四、预应力筋张拉工艺
由于箱梁砼分二次浇筑成型，应以第二次浇筑砼强度（即顶板及翼缘板砼强度）作为张拉控制强度的依据。
待梁体顶板砼强度达到设计要求强度100%后才能进行预应力筋张拉。
梁体张拉前，侧模板必须拆除。
根据设计要求，所有预应力筋均需进行5%超张拉，，采用控制应力和伸长值双控法施工，以应力控制为主，伸长值作为校核。
张拉时需注意在同一截面内对称张拉，以防止箱梁出现侧弯。
（一）张拉准备
（1）检查砼度是否达到100%设计强度；
（2）检查钢绞线束是否可以在预应力孔道内串动自如；
（3）钢绞线有无交叉、缠绕；
（4）工作锚、限位板、千斤顶、工具锚是否安装准确且在同一直线上。
（5）工具锚夹片是否已均匀楔紧。
（6）千斤顶内气体是否已排空，油路是否有漏油现象，油路是否有接错现象。
（二）张拉顺序及方法张拉顺序
1、梁体支架拆除前进行纵向预应力筋张拉，但下牛腿N4、N5号预应力束应在上牛腿混凝土达到设计强度100%后方可张拉
2、预应力筋的张拉顺序，应使结构受力均匀、同步，不产生扭转、侧弯，不应使混凝土产生超应力，不应使结构产生过大的附加内力及变形，一般应遵循同步、对称张拉的原则。
3、本桥预应力束张拉顺序
（1）总体顺序为:
首先张拉盖梁应力束,然后张拉纵向预应力束,最后张拉顶板横向无粘接预应力束。
（2）盖梁预应力束：
先张拉中间束，然后张拉中间跨纵向预应力束，然后张拉两边跨纵向预就应力束；每跨箱梁先张拉中间腹板靠近截面形心的预应力束，然后两侧腹板纵向预应力束对称张拉。
（3）横向无粘接预应力束：
顺桥向依次对称张拉。
4、张拉方法
（1）、纵向预应力筋
35米主跨、与35米主孔相邻跨、25.75米标准跨、25.75米端跨纵向预应力束均采用两端张拉；25.75米上盘牛腿跨及（25.75米+3.0米）下盘牛腿跨均采用一端张拉。
（2）、桥面横向无粘结预应力筋张拉端和锚固端交错布置，采用一端张拉。
（3）、35米及25.75米盖梁跨预应力筋张拉端和锚固端交错布置，采用一端张拉。
1、张拉顺序
持荷5分钟
015%δcon量测伸长值105%δconδcon量测伸长值锚固
2、张拉控制应力
根据张拉油表及对应的千斤顶之间的关系曲线，利用最小二乘法计算出与千斤顶对应的油表读书
控制应力
油顶编号
2040
2047
2015
2012
油表编号
8024
8016
1239
1359
15%δcon
5.37
6.35
5.53
5.53
100%δcon
40.10
40.60
33.91
34.30
105%δcon
42.06
42.56
35.63
35.84
（三）预应力筋张拉操作过程
1、预应力筋两端张拉
张拉设备同时布置在预应力筋两端，同时同步张拉，具体操作过程如下：
（1）初张拉
梁体两端的油泵同时对千斤顶主油缸（张拉缸）充油，使钢绞线束略为拉紧，同时调整锚环及千斤顶位置，使预应力孔道、锚具、千斤顶三者之轴线互相吻合，注意使每根钢绞线受力上均匀，当钢绞线达到初应力0.1σk时，量测千斤顶缸体的伸出长度，并作好记录。
（2）张拉
采用两端同时同步逐级加压的方法进行，两端千斤顶的升压速度应
接近相等，当两端达到超张拉吨位105%σk时，锁定，并维持张拉力不变，持荷5分钟，然后两端回油至设计吨位100%σk，在相应分级荷载下量测千斤顶缸体的伸出长度。
（3）伸长值校核
根据《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92第6.3.6条规
定:
如果实际伸长值超出计算伸长值的-5%～+10%,则应暂停张拉,分析其问题所在，并在采取相应的措施后,方可继续张拉,伸长值校核应在张拉过程中同时校核。
（4）锚固
当预应力筋实际伸长值控制在计算伸长值的-5%～+10%范围，并且
按照《市政桥梁工程质量检验评定标准》GJJ2-90第7.5.1条规定：
预应力筋张拉各项检查项目均控制在允许偏差规定范围内的，方可进行锚固。
两端同时缓慢打开张拉油泵截止阀，将张拉缸油压（张拉表读数）缓慢降至零，千斤顶活塞回程，夹片即自动跟进锚固。
2、预应力筋一端张拉（牛腿跨）
预应力筋一端张拉工艺过程采用分级张拉一次锚固，具体张拉步骤与两端张拉相同。
3、横向无粘结预应力筋张拉
采用小油泵与单根钢绞线前卡千斤顶张拉。
采用一端张拉工艺。
张拉控制力为196KN,超张拉至206KN再回到196KN锚固。
（五）、预应力筋张拉安全注意事项
1、在预应力作业中，必须特别注意安全，因为预应力筋蓄积较大的能量，万一预应力筋被拉断或锚具与张拉千斤顶失效，巨大能量急剧释放，有可能造成很大危险，因此在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端，同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。
2、操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程，油泵开动过程中，不得擅自离开岗位，如需离开，必须把油泵阀门全部松开或切断油路（包括另一端）。
3、张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行，并不致增加孔道摩擦损失。
4、工具锚的夹片，应注意保持清洁和良好的润滑状态，新工具锚夹片第一次使用前，应在夹片背后凃上润滑脂（例如黄油），以后，每使用5--10次，应将工具锚上的挡板连同夹片一同卸下，向锚板的锥形孔中重新涂上一层润滑剂，以防夹片在退楔时卡住。
5、多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移，可更换夹片，用小型千斤顶进行单根补张。
其张拉力按一根钢绞线计算。
6、预应力筋锚固后，在距离锚环10cm处画一条标记线，静停24h观察无滑丝现象方可切断钢绞线。
钢绞线距锚环的距离不宜小于30mm.
7、切断钢绞线要用切割机或角磨机，严禁用氧割切断。
五、预应力孔道压浆工艺
（一）基本要求
1、预应力孔道压浆工作应在钢绞线张拉完成后24小时内进行。
2、孔道压浆采用40号水泥浆，水泥宜采用普通硅酸盐水泥，水泥龄期不超过1个月。
3、水泥浆中的膨胀剂采用铝粉，比例为
4、预应力孔道灌浆由下至上进行，确保水泥浆饱满。
压浆时注意防止相邻孔的串浆而阻塞未压浆孔道，当气温或构件温度低于5оC时，不得进行压浆。
5、水泥浆稠度控制在14-18S之间，最大泌水率不超过4%，拌合后3h泌水率宜控制在2%，24h后泌水应全部被浆吸回。
6、水泥浆自调制到灌入孔道的延续时间一般不宜超过30-45min,水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。
7、压浆前，用吹入无油份的压缩空气清洗管道，接着用含有0.01kg/升石灰氢氧化钙的清水冲洗管道，直到松散颗粒除去及清水排出，管道再用无油压缩空气吹干。
8、采用一端压浆工艺，压浆的压力一般为0.5-0.7MPa。
孔道压浆至最大压力时，稳压时间不得少于3min，压浆应达到流出端水泥浆稠度与规定稠度相同为止。
9、压浆时，每一工班应留取不得少于3组的7.07*7.07*7.07cm立方体试件,标养28d,检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据.
10、填写孔道压浆施工记录
（二）预应力孔道压浆工艺:
见工艺流程图
安装压浆帽、压浆阀
无油份的压缩空气清洗孔道
含0.01kg/升氢氧化钙的清水冲洗孔道
无油份压缩空气吹干孔道
拌制40号水泥浆
孔道压灌40号水泥浆
制作试件
保压3分钟
养生
3小时后拆除压浆帽、压浆阀
28天龄期强度检测
六、其他注意事项：
1、由于纵向预应力筋及盖梁预应力筋均为波纹管预埋，故在施工时波纹管时，定位一定要准确。
2、预埋波纹管时，同时要将通气孔塑料管预埋好在。
3、浇筑砼时，振动棒尽量避免撞击波纹管。
4、张拉时，一定要注意安全。
5、灌浆时，要佩带护目眼镜，以防水泥浆溅入眼睛。
6、千斤顶及油泵等配套设备不用时要妥善保管，油表要用防水材料包裹，以防受潮。
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