1、M15-16锚具66M15P-16锚具6M15-18锚具824预应力塑料波纹管内径12030954箱梁横向预应力387703020M15P-18锚具70M15P-19锚具16902A、F匝道64840M15-12锚具39193I、J匝道797688412395462713294K匝道49821322424225L匝道2032411241387M15-16锚具/ M15P-16锚具各1063二、总体施工工艺流程本立交项目涉及的预应力施工结构较多,箱梁纵向、横向,盖梁横向均布置不同形式、不同规格、不同数量的预应力筋。预应力的施工全都采用“后张法”进行施工,其施工工艺流程为:预应力材料进场验收随不同
2、施工阶段安装波纹管以及按设计要求结合施工实际下料安装预应力筋浇砼并养护达到设计要求的龄期和张拉强度清理锚面、安装锚具及张拉设备按设计吨位分级、对称、均衡张拉、锚固灌浆(压浆)切除多余预应力筋封锚修饰。三、预应力系统安装1、波纹管、锚垫板和连接器安装(1)、波纹管安装本项目预应力波纹管采用PRT塑料波纹管。波纹管严格按设计图纸位置复算后进行下料。安装时,在钢筋骨架上根据预应力束的坐标参数放出预应力钢束底口(波纹管底口)坐标,按设计图的点距布置定位钢筋,定位钢筋与墩柱或箱梁普通钢筋之间均采用点焊连接,以保证定位准确,确保在混凝土浇筑过程中,波纹管不产生移位而改变预应力钢束对混凝土的压力。同样用“#
3、”字钢筋设置法将预应力锚固点的锚垫板进行固定,使锚垫板孔轴线与管道轴线同轴,锚垫板承压面与管道轴线垂直。如果预应力管道和钢筋发生冲突,采取适当挪动钢筋位置,保证管道位置不变。(2)、锚垫板安装在固定端和张拉端分别安装对应型号和规格的锚垫板与螺旋筋,将锚垫板喇叭口底端和波纹管采用胶布连接牢固,并且采取措施将锚垫板牢固地安装在模板上。在锚垫板安装定位时,要使垫板与孔道严格对中,并与孔道端部垂直,不得错位。锚下螺旋筋及加强钢筋要严格按图纸设置,喇叭口与波纹管道要连接平顺,密封。对锚垫板上的压浆孔要妥善封堵,防止浇注混凝土时漏浆堵孔。安装锚垫板时,对于两端张拉的锚具,需注意压浆端进浆孔向下,出气孔向上
4、,对于一端张拉的P锚、H锚应把张拉端作为进浆孔,且向下,以保证压浆的密实。(3)、管道安装的注意事项a)、锚垫板位置正确无误;b)、孔道顺畅(内无水及杂物);c)、波纹管接头牢固密实,管身不得有眼孔;d)、如预应力管道与钢筋骨架碰撞时,适当挪动钢筋骨架。e)、定位钢筋之间和定位钢筋与墩柱普通钢筋之间均采用点焊连接,以保证定位准确。2、钢绞线安装a.钢绞线下料:钢绞线必须在平整、无水、清洁的场地下料。钢绞线下料长度通过计算确定,按无应力状态进行下料。计算时应考虑孔道曲线长,锚夹具长度,千斤顶长度及外露工作长度等因素,预应力筋的切割宜用砂轮锯切割,下料过程中钢绞线切口端先用铁丝扎紧,采用砂轮切割机
5、切割。b.编束:对于整束穿束的,下料后应进行编束。编束前,需对钢束进行编号。编束时必须使钢绞线相互平行,不得交叉,从中间向两端每隔1m用铁丝绑紧。整束梳理完成后,要统一编号、挂牌,按类堆放整齐,以备使用。对于单根束,只需对钢束进行编号。c.穿束无特殊情况均采取整束穿束。先穿法穿束时,要保证波纹管的封闭良好,避免混凝土浇筑过程中漏浆或漏混凝土在波纹管内。后穿法穿束前,应检查管道是否畅通,如果出现堵塞孔道现象,必须采取措施疏通。对于后穿的整束穿束,在安装预应力波纹管时,需留置穿束导向绳。钢绞线端头必须做成锥型并包裹。穿束前,在引索一端系上钢丝,利用人工或卷扬机进行牵引,然后将钢束锥形头与钢丝连接牢
6、固,用卷扬机将钢束拉出。四、预应力体系张拉1、张拉前的准备工作预应力筋制作要按设计及规范要求进行,对所用钢铰线应进行检查,保证其无锈蚀、无硬伤,钢铰线下料时应先在切口两侧各5cm处用铅丝线扎好,以防散开。预应力钢筋的张拉是保证梁体结构受力的关键工序,张拉前需对张拉结构部位的混凝土强度进行检验,只有砼试块达到设计要求的张拉强度时,方可进行张拉。具体要求为:混凝土必须达到90%设计强度且龄期7天后才施加预应力,混凝土的取样及养生条件应和现场浇注的混凝土相符。操作者要经过培训、考核,要求持证上岗。在进行张拉作业前,对千斤顶、油泵、压力表进行配套标定,在张拉前应有专人检查油表所对应的千斤顶,并每隔6个
7、月进行一次校验或300次张拉后需进行校检。有几套张拉设备时,对张拉设备进行编组,不同组号的设备不得混合。将预应力束穿入锚板内,装上夹片,然后安装脚撑和千斤顶,再将预应力束穿入工作锚板,调整到位后,装上工作夹片。在预应力穿入孔道前,需对预应力束进行穿束和梳理,确保预应力束的平顺。2、张拉工艺设计图中明确,盖梁、箱梁纵向预应力钢绞线均采用两端同时对称张拉,墩顶横梁预应力束采用一端张拉,张拉端与锚固端交错布置。预应力钢束的张拉,均要求张拉吨位与伸长量双控,以张拉吨位控制为主,要求同一张拉截面中钢束的断丝率不得大于1%。各束的张拉控制力设计均明确拟定,施工时应严格控制掌握。对于本项目桥梁预应力的张拉,
8、均采用穿心式大吨位千斤顶整体张拉。为了保证桥梁结构受力良好,设计上对预应力束的张拉,进行了顺序要求,要求如下:盖梁:Z8#、Z11#墩盖梁张拉顺序为:3N1+3N23N1+3N2,且均需两端对称张拉。Z14#墩盖梁张拉顺序为:3N1+3N2+3N33N1+3N2+3N3,且均需两端对称张拉。封锚混凝土采用C50。墩顶横梁:主线Z1#、Z2、Z5#、Z6#、Z7#、Z9#、Z10#、Z12#、Z13#轴墩顶横梁张拉顺序为:3N1+3N22N1+2N2,且均需单端张拉,预先穿束;主线Z15#墩顶横梁张拉顺序为:4N1+4N23N1+3N2,且均需单端张拉,预先穿束;I匝道2#、J匝道1#轴墩顶横梁
9、张拉顺序为:I匝道1#、J匝道2#轴墩顶横梁张拉顺序为:2N1+2N22N1+2N2,且均需单端张拉,预先穿束;L匝道1#轴墩顶横梁张拉顺序为:箱梁:主线Z0-Z3#、Z8-Z14、Z14-Z16、Z16-Z18轴左幅桥、A匝道a0-a6#轴、F匝道f0-f4#轴、I匝道i0-i3#轴、J匝道j0-j3#轴、K匝道k3-k5#轴、L匝道l0-k2#轴箱梁张拉顺序为:N2N3N1,且均需两端对称张拉,封锚混凝土采用C50。主线左幅Z4-Z8#轴、K匝道k0-k3#轴箱梁张拉顺序为:N2N3N1N4,且均需两端对称张拉,封锚混凝土采用C50。主线右幅Z0-Z3#、Z8-Z14、Z14-Z16、Z1
10、6-Z18轴左幅桥箱梁张拉顺序为:N2(N5)N3(N3)N6(N6)N1(N4)N8N9N7,且均需两端对称张拉,封锚混凝土采用C50。箱梁纵向预应力束根据长度及现场施工工艺,原则上均采取先穿束法。3、张拉程序1)、理论伸长值计算:后张法预应力钢绞线张拉伸长值计算公式如下:LPpL/(APEP),其中PP=P1-e-(kx+)/ (kx+)L预应力筋理论伸长值(mm);AP预应力钢绞线的公称截面积(mm2),单根取139mm2;EP预应力筋弹性模量MPa(N/mm2),取1.95105Mpa ;P预应力筋张拉端的张拉力(N);PP预应力筋平均张拉力(N);L预应力筋的长度(mm);x从张拉端
11、至计算截面孔道长度(m);从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和(rad);K孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取0.0015;预应力筋孔道壁的摩擦系数,取0.15。2)、张拉程序张拉程序按设计要求进行,其张拉程序为:0初始张拉吨位(0.1k)100张拉吨位持荷2分钟锚固。在张拉过程中,采取分级张拉,张拉时控制好油表,徐徐增加张拉力,达到一级后,量取张拉伸长值。锚固后读一次伸长量,并计算夹片回缩值。引伸量的量测应测定钢绞线直接伸长值,不宜测千斤顶油缸的变位;为此应将钢绞线伸出千斤顶尾端10cm,直接测定钢绞线在张拉前、初始张拉吨位、张拉吨位及锚固后四种情况下的伸长值。如实际张拉引伸量与设计
12、值相符,则可不进行超张拉,达到控制应力时可直接锚固。预应力孔道灌浆由下向上进行,确保砂浆饱满。钢铰线按照设计张拉力张拉时,采用张拉力及引伸量双控制的方法检查张拉的质量,施工中应做好各项记录,以备检查。实施张拉过程中,严格按制定的张拉操作及质量检查、记录明细表进行。3)、张拉伸长值的计算当加载受力达到初始应力时量伸长量L1,2倍初始应力时再量伸长量L2,达到张拉控制力持荷2min时再量取伸长量L3。根据公式(L3L2)2(L2L1)=L3+L2-2L1来确定钢束的伸长量。4)、偏差处理:预应力的张拉采用双控,即以张拉力控制为主,以钢束的实际伸长量进行校核,实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范
13、要求,否则应停止张拉,分析原因,在查明原因并加以调整后,方可继续张拉。在张拉过程中要注意张拉构件的变化,必要时,派专人进行观测。出现异常情况应立即停止张拉,并查明原因,以便采取正确措施进行处理。张拉完成以后,实际测量的伸长值与理论伸长值之差不应超过6%,否则采取如下步骤予以调整。a、对千斤顶以及与之配对使用的压力表进行重新校准。b、对钢绞线作弹性模量检验(注意:在每批次钢绞线到场后,所用部位的理论伸长量,需经过该批次新的弹性模量值计算的理论伸长量)。c、放松预应力钢铰线重新进行张拉。d、在预应力管道中增用润滑剂以减少摩擦损失。五、塑料波纹管真空压浆管道压浆材料为M40以上纯水泥浆。要求灌浆密实
14、,压浆配合比要仔细比选,采用最优配合比,水灰比不大于0.4,不得掺入各种氯盐,可掺减水剂,其掺量由试验决定,为减少收缩可掺入优质的膨胀剂,膨胀率为110-4210-4。1、真空压浆原理经检查锚垫板及周围混凝土无异常现象和认真核对张拉成果无异后,即可准备进行压浆。压浆采用真空辅助灌浆法施工,其原理如下:在传统压浆的基础上将金属波纹管改进成塑料波纹管,将孔道系统密封;一端用真空机抽吸预应力孔道中的空气,将孔道内80%以上的空气抽出,使孔道的真空度达到负压0.08Mpa左右,并保证孔道真空度在80%左右;然后压浆端用灌浆泵以一定的压力压入一定水灰比的水泥浆。当水泥浆从真空端流出且稠度与压浆端基本相同
15、,再经过特定的排浆(排水及微末浆)、保压以保证孔道内水泥浆体饱满。也可以根据需要设置一定数量的观察孔,但一定要注意保证观察孔在抽真空时的密封性能,以防止观察孔漏气导致抽真空失败。其原理如图下所示:2、真空压浆施工工艺 工艺流程为:准备工作试抽真空拌浆灌浆清洗、排水。具体如下:1)、操作前的准备工作、张拉施工完成后,切割外露的钢绞线,保证钢绞线外露长度不超过30mm或视各厂商提供的锚具而定。、确定出抽吸真空端及压浆端。一般情况下,抽吸真空端为置于高处锚座上的压浆孔,压浆端为置于低处锚座上的压浆孔。、清理锚垫板上装配的灌浆螺孔,必要时用丝工重新清理螺纹。并用钢丝刷清理锚座底面的水泥浆,保证锚座底面
16、平整。、清理盖帽的平面和密封槽,注意保持清洁。在保护罩底面与橡胶密封圈表面均匀涂一层玻璃胶,装上橡胶密封圈,将保护罩与锚垫板上的安装孔对正,用螺栓拧紧。然后装配盖帽,将螺栓加垫片对齐位置旋入锚座螺孔内,旋紧。注意保证排气口要垂直朝正上方。排气口用闷头加密封带旋紧。、在两端锚座上安装压浆管、球阀和快换接头。必须检查并确保安装阀能安全开启及关闭。在安装完盖帽及设备后拧开排水口,利用高压风将管道存有的水分吹出。、检查压浆用材料、设备、辅件的型号或规格、数量等是否符合要求。并检查工作设备及备用设备的完好性。、确认浆体配方,并按试验结果称量浆体材料,待用。按设备原理图进行各单元体的密封连接,确保密封罩、
17、管路各接头的密封性。2)、试抽真空:、关闭阀门1、3、4(见前面原理图),打开阀门2和5,启动真空泵,观察真空压力表的读数,应能达到负压力0.070.1MPa。检查管路锚头、排气孔、泌水孔等处的密封情况。、当孔道内的真空度保持稳定时(真空度越高越好),停泵1min,若压力降低小于0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封,需在灌浆前进行检查及更正工作。3)、拌浆:、拌浆前先加水空转数分钟,使搅拌机内壁充分湿润,将积水倒干净。、将称量好的水(扣除用于溶化固态外加剂的那部分水)倒入搅拌机,之后边搅拌边倒入水泥,再搅拌35min直至均匀。、将溶于水的外加剂
18、和其他液态外加剂倒入搅拌机,再搅拌515min,然后倒入盛浆浆桶。、倒入盛浆浆桶的浆体应尽量马上泵送,否则要不停地搅拌。4)、灌浆、启动真空泵,当真空度达到并维持在负压0.08MPa左右时,打开阀门1,启动灌浆泵,打开阀门1开始灌浆,真空泵继续工作。、当浆体经过透明高压管并准备到达三通接头1时,打开阀门3并关闭阀门5,关闭真空泵;注意透明高压管应超过10m长以便控制。、观察废浆桶处的出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶浆体基本一样时,并关闭灌浆泵,关闭阀门2。、启动灌浆泵继续灌浆,直至灌浆压力达到规定要求(推荐为0.7MPa),最后关掉灌浆泵,关闭阀门1。5)、清洗、排水(1)、清洗连接至
19、负压容器上的透明喉管。(2)、确保负压容器内水泥浆不会超过容量的50%,并定时将负压容器拆开,倾倒容器内水泥浆,清洗容器。(3)、在完成当日全部压浆后,必须将所有压浆喉管、压浆机、负压容器、透明喉管、三向球阀等进行清理。(4)、安装在压浆端及出浆端的球阀可在压浆后24h内拆除并进行清理。清洗时将球阀用扳手拆开,在阀门保持关闭状态时(即扳手与阀体成90角时)用细长棒轻敲即可退出阀内不锈钢球,清洗后涂上黄油即可重复使用。3、真空灌浆注意事项1)、在灌浆前如发现管道内残留有水份或脏物的话,则须考虑使用高压机先行将残留在管道中的水份或脏物排走,确保真空辅助灌浆工作能够顺利进行。2)、整个连通管路的气密
20、性必须认真检查,合格后方能进入下一道工序。3)、压浆时必须根据试验室交付的配合比资料拌制水泥浆,且压浆机必须以0.5-0.7Mpa的常压连续进行作业(管道太长时可大于1.0MPa),浆体搅拌时,水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制。4)、必须严格控制用水量,对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用增加水的办法来增加其流动性。5)、搅拌好的浆体每次应全部卸尽,在浆体全部卸出之前,不得投入未拌和的材料,更不能采取边出了边进料的方法。6)、向搅拌机送入任何一种外加剂,均在浆体搅拌一定时间后送入。7)、安装在压浆端及出浆端的阀门和接头,应在灌浆后1小时内拆除并清洗干净。8)、孔道真空压浆要连续,一
21、次完成。若出现无法及时排除的故障时,应立即拆下压浆管道,用高压水冲洗孔道,待故障排除后重新压浆。在水泥浆搅拌及压浆时的浆体温度不宜过高,最好控制在35以下为好。若高于此时宜选择夜间施工。9)、在压浆过程中,现场需按要求作好详实的压浆记录并制取试件。试件待标养28d后以检查其抗压强度,作为评定水泥浆质量的依据。六、封锚压浆完成后,将锚具周边混凝土凿毛,将露出体外预应力筋切除(可选用砂轮机或在淋水状态下火焰切割),清洁干净预留槽,然后设置钢筋网,浇筑C50以上混凝土封锚,并掺入一定量的膨胀剂。封锚拆模后修饰外观,使槽口混凝土表色与墩柱(或梁段外表)相同。七、预应力工程中的安全措施1、在各工序施工前
22、,所用的机具和支架必须仔细检查,确认无问题方可进行操作。2、张拉工作属高空作业,必须按高空作业要求,实施安全措施与事前对支架等进行检查且带安全带,设置安全网。张拉平台在正式张拉前,对其刚度、稳定性作全面检查。3、长束整捆穿束时,必须保持两端平衡以免偏载,并要检查穿束架,放束架等是否牢固、安全。4、严格按照操作规程和技术规范操作张拉设备,不得随意调整张拉力大小,避免预应力筋断裂伤人。张拉过程中千斤顶后方严禁有人站立、穿行,避免机械伤人。同时张拉平台上不得堆放重要物品。5、张拉作业点应设置必要的安全标志,提醒注意。6、应配置对讲机,保证两端张拉及时联系。7、张拉人员,压浆人员必须穿戴必要的劳保用具
23、。8、合理使用设备及保养设备,防止触电等事故发生。八、附表附表一:附表二:附表三:附表一:预应力张拉操作记录表图 示准备工作初始力相邻力中间力1中间力2中间力3控制力卸压汇总拆除张拉操作及质量检查、记录明细表序步骤检查项目质量标准检测工具检查方法或说明记录依据项目准备工作人员考核合格,设备校检或完好,设备安装完毕,双方人员持有千斤顶校验报告或张拉数据表。初始力压力表读数量缸体伸长据千斤顶校验报告肉眼,300mm直尺观察、测量记录表21伸长量等于伸长量张拉速度双方基本同步,以0.5MPa/s的速度张拉。特别说明:从开始至初始力后由于活塞行程不够,不能直接张拉至相邻力,则应在初始力时倒顶一次。相邻力肉眼,30cm直尺相邻力与初始力缸体伸长差中间力1(倒顶)缸体伸至190mm肉眼和用300mm直尺观察,测量计算中间力1与相邻力缸体伸长差中间力2中间力1压力表读数前后缸体伸长差中间力3中间力2压力表读数倒顶根据预应力束的长短决定,可能的情况有:1、不倒顶,由直接张拉至控制力;2、一端倒顶;3、两端都倒顶。控制力中间力3压力表读数持荷两端同时2min手表观察锚固卸压滑丝JTJ071-982.0m卷尺首次的锚固刻痕与滑丝刻痕差断丝听声响汇总据记录表21统计两端值记录表20拆除移动千斤顶无碰撞肉眼附表二:直
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