箱梁预应力张拉专项施工方案.docx

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箱梁预应力张拉专项施工方案

箱梁预应力张拉专项施工方案

编制：

年月日

复核：

年月日

审核：

年月日

项目负责人：

年月日

XXXX股份有限公司平阳高速路基标项目部

20年月

箱梁预应力张拉专项施工方案

一、工程概况

郝家庄1号大桥是平定至阳曲高速公路上的一座大桥，位于平定县岔口乡郝家庄村东100米处，跨越黄土冲沟福禄沟。

全桥均按照分离式式路基桥梁设计方案进行设计。

左线12-30米装配式预应力混凝土连续箱梁，中心桩号ZK10+490，桥梁全长376m，右前夹角90°；右线12-30米装配式预应力混凝土连续箱梁，中心桩号K10+555，桥梁全长369.5m，右前夹角90°。

本桥12跨，每4孔一联，共分3联。

上部结构预制箱梁采用“交通部专家委员会”编制的“中华人民共和国交通行业公路桥梁通用图”（人民交通出版社出版），结构体系为单箱单独预制、简支安装、现浇连续接头的先简支后连续体系，按A类预应力混凝土构件设计。

预制箱梁共120片，边跨60片，中跨60片。

二、编制依据

1、国家相关法律、法规、规范性文件；

2、行业标准、规范及强制性要求；

3、平阳高速公路路基四标合同文件；

4、平阳高速路基四标两阶段施工设计图；

5、平阳高速公路建管处相关要求；

6、“劳、材、机”定额；

7、施工调查中有关地形地貌、地质及水文地质、气候气象、障碍物调查、周围环境调查、施工实例调查等自然条件资料；

8、施工调查中有关资源、交通、电力、通讯、当地劳动力等技术经济条件资料；

9、我单位在类似工程的实力：

劳动力、机电设备、队伍素质、施工经验等。

三、预应力主要技术参数

1、主要材料

预应力钢绞线：

采用抗拉强度标准值fpk=1860Mpa、公称直径D=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）的规定。

锚具：

正弯矩钢束采用M15-4、M15-5圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；箱梁墩顶连续段负弯矩钢束采用BM15-3、BM15-4扁形锚具及其配套的配件，预应力管道采用扁形金属波纹管。

2、钢束布设

箱梁腹板正弯矩钢束N1、N2、N3由5根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设；底板钢束N4由4根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设；顶板连续段负弯矩钢束T1由5根钢绞线组成，每片2束，对称布设，T2由4根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设，T3由4根钢绞线组成，每片梁3束，对称布设。

3、张拉控制

箱梁混凝土达到设计强度的85%，且混凝土龄期不小于7d时，方可张拉。

正、负弯矩均采用两端同时对称张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395Mpa，施加预应力采用张拉力与伸长量双控。

4、张拉顺序

正弯矩钢束张拉顺序：

N1→N3→N2→N4；

负弯矩钢束张拉顺序：

T3→T2→T1。

四、施工准备

1、施工前准备

1）钢绞线、锚具及夹片试验

钢绞线、锚具及夹片等采用正规厂家生产的产品，产品进场时必须附有出厂质量合格证等表明合格身份的有关证书。

钢绞线、锚具及夹片进场后根据有关施工规程进行试验，检验钢绞线的强度、锚具及夹片的硬度，对试验不合格或有裂纹、伤痕、锈蚀的夹片不得使用。

2）张拉设备的选择和校验

本桥采用YDC1500型千斤顶，油泵采用YBZ2×2/50型高压电动油泵，所采用的压力表的精度均不低于1.5级，最大量程60Mpa，施加预应力所用的机具设备由专人使用和管理，并应定期维护和校验，千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线。

千斤顶与压力表标定后必须按照标定配组配套使用，严禁错用。

张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验，对长期不使用的张拉机具设备在使用前进行全面校验，使用期间应视机具设备的情况确定是否需要校验。

当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。

3）预应力筋下料

穿束前对孔道进行全面检查，确保通顺无阻后进行清孔。

下料采用切割机，长度按设计要求，人工穿束，每根穿束完成后编号，穿束在砼浇注后进行。

4）张拉准备工作

预应力张拉前后做技术交底工作，施工现场配置具备预应力施工知识和正确操作的项目部施工技术人员,张拉机械操作人员必须经培训合格并持证上岗。

箱梁砼试块经试验，混凝土强度达到85%的设计强度要求。

施工现场具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施。

实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致，双向张拉的钢绞线安装锚具时应防止波纹管内钢绞线扭成麻花状。

2、施工机械、工机具及要求

1）施工机械、工机具数量见下表。

施工机械、机具计划数量表

序号

名称

规格/型号

数量

备注

1.

千斤顶

YDC1500

4台

2.

高压电动油泵

YBZ2×2/50

4台

3.

配套油表

0-60Mpa

4块

2）施工机械、工机具要求

施工中使用的千斤顶、油泵及配套油表等必须经过检查验校合格，并有出场合格证。

五、预应力张拉计算书

1、张拉计算所用常量：

预应力钢材弹性模量Eg=1.95×105Mpa=1.95×105N/mm2

预应力单数钢材截面面积Ag=139mm2

预应力钢材标准强度R=1860Mpa

孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数k=0.0015

预应力钢材与孔道壁的摩擦系数μ=0.25

设计图纸要求：

锚下张拉控制应力σ=0.75R=1395MPa

2、计算所用公式：

1）预应力筋张拉端的张拉力P的计算：

P=σ×Ag×n××b（KN）

（1）

式中：

σ--预应力钢材的张拉控制应力（Mpa）;

Ag--预应力单束钢筋截面面积（mm2）;―

n--同时张拉预应力筋的根数（mm2）;

b--超张拉系数，不超张拉取1.0。

2）预应力筋的平均张拉力pp的计算：

两端张拉的曲线筋

pp=（KN）

（2）

其中：

P--预应力筋张拉端的拉力（N）;

l--从张拉端至计算截面的孔道长（m）;

--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;

μ--预应力钢材与孔道壁的摩擦系数。

3）预应力筋张拉时理论伸长值的计算：

ΔL=（3）

其中：

---预应力筋的平均张拉力（N）;

L---预应力筋长度（cm）;

Ay---预应力筋截面面积（mm2）;

Eg---预应力筋弹性模量（N/mm2）。

3、计算过程

1）张拉控制力P的计算：

本标段采用φj15.2钢绞线作为预应力钢材，依据通用图及设计图纸，钢束的组成形式一共有两种，N1、N2、N3为5束φj15.2低松弛钢绞线，N4为4束φj15.2低松弛钢绞线。

负弯矩钢绞线T1为5束φj15.2低松弛钢绞线，T2、T3为4束φj15.2低松弛钢绞线。

5φj15.2对应的张拉控制力为：

P=σ×Ag×n××b=1395×139×5××1=969.5KN；

4φj15.2对应的张拉控制力为：

P=σ×Ag×n××b=1395×139×4××1=775.6KN。

2）ΔL的计算：

钢绞线计算长度统计表：

钢绞线在张拉时伸长量要分为直线部分和曲线部分计算，然后进行叠加，故先须计算预应力钢材的平均张拉力。

本标不同预制长度的钢绞线长度统计如下：

预制梁长m

钢束编号

钢束组成

管道长度

钢束长度

张拉控制力

半跨钢绞线直线长

半跨钢绞线曲线长

厘米

厘米

KN

米

米

30

边跨

N1

5φj15.2

2961.6

3091.6

969.5

2.663

12.145

N2

5φj15.2

2962.6

3092.6

4.263

10.55

N3

5φj15.2

2963.5

3093.5

5.863

8.954

N4

4φj15.2

2950.1

3080.1

775.6

13.001

1.750

中跨

N1

5φj15.2

2956

3086

969.5

0.885

13.895

N2

4φj15.2

2959.1

3089.1

775.6

2.507

12.288

N3

4φj15.2

2962.3

3092.3

4.129

10.683

N4

4φj15.2

2940.1

3070.1

12.901

1.799

负弯矩

T1

5φj15.2

700

760

969.5

3.5

T2

4φj15.2

1000

1060

775.6

5

T3

4φj15.2

1500

1560

7.5

①边跨钢绞线伸长量的计算

部位

钢束编号

长度（m）

θ

KL+μθ

e-（KL+μθ）

边跨

N1

直线段

2.663

0

0.003994

0.99601

曲线段

12.145

0.0833

0.03904

0.96171

N2

直线段

4.263

0

0.006394

0.99362

曲线段

10.55

0.0833

0.03665

0.96401

N3

直线段

5.863

0

0.008794

0.99124

曲线段

8.954

0.0833

0.03425

0.96633

N4

直线段

13.001

0

0.0195

0.98069

曲线段

1.750

0.0833

0.02345

0.97682

a、直线部分拉力的计算

根据公式

（2）

N1钢束：

1==969.5×（1-0.99601）/0.003994=968.5KN

N2钢束：

2==969.5×（1-0.99362）/0.006394=967.4KN

N3钢束：

3==969.5×（1-0.99124）/0.008794=965.7KN

N4钢束：

4==775.6×（1-0.98069）/0.0195=768KN

b、曲线部分拉力的计算

根据公式

（2）

N1钢束：

1==969.5×（1-0.96171）/0.03904=950.9KN

N2钢束：

2==969.5×（1-0.96401）/0.03665=952KN

N3钢束：

3==969.5×（1-0.96633）/0.03425=953.1KN

N4钢束：

4==775.6×（1-0.97682）/0.02345=766.7KN

c、直线部分伸长量计算

根据公式（3）

N1钢束：

ΔL===19mm

N2钢束：

ΔL===30mm

N3钢束：

ΔL===42mm

N4钢束：

ΔL===92mm

c、曲线部分伸长量计算

根据公式（3）

N1钢束：

ΔL===85mm

N2钢束：

ΔL===74mm

N3钢束：

ΔL===62mm

N4钢束：

ΔL===12mm

d、钢绞线理论伸长值（单端）

N1钢束：

ΔL=ΔL直+ΔL曲=19+85=104mm

N2钢束：

ΔL=ΔL直+ΔL曲=30+74=104mm

N3钢束：

ΔL=ΔL直+ΔL曲=42+62=104mm

N4钢束：

ΔL=ΔL直+ΔL曲=92+12=104mm

②中跨钢绞线伸长量的计算

部位

钢束编号

长度（m）

θ

KL+μθ

e-（KL+μθ）

中跨

N1

直线段

0.885

0

0.001328

0.998673

曲线段

13.895

0.0833

0.041668

0.959189

N2

直线段

2.507

0