下塔柱预应力张拉施工方案.docx

1、下塔柱预应力张拉施工方案XX市政工程（集团）有限公司XX大桥工程下塔柱预应力张拉施工方案编制： 审核： 审定： XX市政工程（集团）有限公司XX大桥工程项目经理部20 年 月第一章 编制依据及工程概况1.1编制依据1、南昌市朝阳大桥工程主桥施工图。2、南昌市朝阳大桥工程实施性施工组织设计文件。3、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）。4、桥梁工程施工技术规程DBJ01-46-2001 5、桥梁工程施工质量检验标准DBJ01-12-2004 6、公路工程质量检验评定标准JTJ071-981.2工程概况南昌市朝阳大桥工程为“十纵十横”干线性道路九州大街快速路（暂定名）跨越赣江的交通

2、联系通道，位于现有跨江大桥南昌大桥与生米大桥之间（距离南昌大桥约2.1公里，距生米大桥约3.3公里），连接南昌市朝阳新城和红角洲地区，东与朝阳新城的九洲大道相接，西与红角洲地区的前湖大道相接。南昌市朝阳大桥由通航孔桥、非通航孔桥、人非通道桥组成。通航孔桥全长908m，采用波形钢腹板-预应力混凝土组合梁六塔单索面斜拉桥，总体结构为塔梁固结，梁墩分离体系。下塔柱的造型与上塔柱相互呼应，两者浑然一体，下塔柱横桥向成“工”字型，顺桥向上程“Y”字形，“Y”字形的两肢之间设置系梁。下塔柱的盖梁与系梁均涉及为预应力混凝土结构。1.3预应力概况 跨江主桥下塔柱盖梁预应力配束规格为15 15.20，钢绞线抗拉

3、强度标准值fpk=1860Mpa，公称直径d=15.20mm。单根钢绞线控制应力con=0.75 fpk=1395 Mpa，每束张拉应力为2908KN，钢束均为两端张拉，张拉时砼立方体抗压强度不小于45Mpa。管道成孔采用90（内径）的金属波纹管成孔。单个盖梁共布置28束钢绞线。跨江主桥下塔柱系梁预应力配束规格为15 15.20，钢绞线抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，公称直径d=15.20mm。单根钢绞线控制应力con=0.75 fpk=1395 Mpa，每束张拉应力为2908KN，钢束均为两端张拉，张拉时砼立方体抗压强度不小于45Mpa。管道成孔采用90（内径）的金属波纹管成孔。下塔柱

4、中系梁共布置64束钢绞线，单个边系梁共布置16束钢绞线。跨江主桥单个下塔柱钢绞线数量如下表：束号 规格束数单根长（mm）工作长度（mm）伸长量左端（mm）右端（mm）N115-s15.20142580016009191N215-s15.20142597016009292N315-s15.20142665216009393N415-s15.20142696416009292X115-s15.20321388016005050X2a15-s15.20401448016005252X2b15-s15.20241388016005050 在如今的桥梁道路建设中，预应力施工被广泛应用，其中关键工序是张拉

5、，其施工质量的好坏，会直接影响结构的耐久性，但是传统张拉施工，纯靠施工人员凭经验手动操作，误差率很高，无法保证预应力施工质量。不少桥梁因为预应力施工不合格，被迫提前进行加固，严重的甚至突然垮塌，给社会造成了巨大的生命财产损失。智能张拉技术由于智能系统的高精度和稳定性，能完全排除人为因素干扰，有效确保预应力张拉施工质量，是目前国内预应力张拉领域最先进的工艺。1.4预应力张拉原则1、对于整体，预应力钢束张拉应相对于结构中心线对称进行。2、对于单个构件，先张拉中部钢束，再张拉周边钢束。3、要求混凝土强度达到95%、弹性模量达到90%、龄期达到7天后方可进行预应力钢束张拉。4、下塔柱预应力钢束设计参数

6、：管道每米局部偏差对摩擦的影响系数=0.0015、预应力钢筋与管道壁的摩擦系数=0.25。5、预应力钢束张拉前须在端部来回抽动几次，保证波纹管内无漏浆握裹钢束。6、预应力钢束张拉程序：0-0.10-0.20-1.03，持荷2分钟后锚固。7、预应力钢束张拉完成应及时压浆，须按照设计要求采用真空辅助压浆工艺，压浆须在预应力钢束张拉后48小时内完成，以防止预应力钢束锈蚀。浆液性能指标应按照规范要求执行，即28天抗压强度不低于50MPa。8、直线束可采用单向张拉。采用单向张拉的张拉端，相邻束应错开，引伸量取两端之和。第二章 传统张拉工艺与智能张拉技术的比较2.1传统手工张拉工艺 人工手动驱动油泵；根据

7、压力表读数控制张拉力；待压力表读数达到预定值时，用钢尺人工测量张拉伸长值；人工记录张拉数据。2.2智能张拉系统 操作人员通过计算机程序控制设备进行预应力张拉，整个过程直观的反应在电脑软件上，具有精确控制张拉应力、延伸量、加载速率、停顿点、持荷时间等要素的特点，张拉施工的数据自动保存到软件程序中，实现了实时监控、规范管理，确保数据真实可靠等管理功能。2.3技术对比表比较内容传统手工张拉智能预应力张拉系统系统组成超高压液压系统、手动调节阀、压力表超高压液压系统集成、数字化信号采集处理、程序化智能控制、传感技术、无线通讯、频率控制技术等预应力值精度15%精确测量，误差1%伸长量的计算和校核人工测量，

8、不准确，不及时，未能及时校核，未实现规范规定“双控”实时采集数据，自动计算伸长量，及时校核，预应力与伸长量同步控制持荷时间人为操控，随意性大，往往过快根据施工规范要求，程序自动设定持荷时间长度回缩量变化测量无法准确测定锚固后回缩量可控制油压慢卸，分析回缩量变化值张拉对称同步性人工操控，同步精度低，无法实现多顶对称张拉计算机程序化控制，可对多台千斤顶对称同步张拉，同步精度高加载速度随意性大，往往过快按程序设定速度进行自动加载，排除人为影响预应力损失张拉过程预应力损失大张拉过程程序化控制，安全符合规范要求，损失小卸载锚固瞬时卸载，回缩时对平夹片造成冲击，回缩量大可缓慢卸载，避免冲击损伤夹片，减少回

9、缩量自动补张无此功能程序自动判断张拉力值，按规范要求自动补张到规定值数据传输方式无此功能电脑操控，无线数字传输、操作快速简便张拉数据记录人工记录，可信度低自动记录，真实再现预应力张拉测试过程质量监控真实质量状况难以掌握，缺乏有效的质量控制手段实时远程监控，安全防护，切实提高施工质量安全保障边张拉边测量延伸量，存在人身安全隐患操作人员可远离非安全区域控制设备，人身安全有保障2.4预应力智能张拉检测系统具备的功能和特点1、远程监控：随时随地能观察张拉数据，检查张拉规范性。2.统一规范：能监控到每个项目的张拉情况，有利于做到标准化、规范化。3、张拉过程安全：施工过程中对于出现的突然断电、信号中断时，

10、千斤顶将停止工作确保张拉的安全性。4、精确施加应力：安装在千斤顶内的压力传感器具有较高的采样频率，能快速反应实时的油压值，因此能够实现张拉施工中梁体两端预应力张拉值的精确控制，将误差范围由传统张拉的15%缩小到1%；5、精准测量伸长量：千斤顶上的位移传感器，伴随在千斤顶的迁移，精确实时的读取张拉伸长量。6、张拉过程规范：系统采用程序智能化控制，不受人为、环境因素影响；停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素安全符合桥梁设计和施工技术规范要求；7、操作适应性强：操作智能张拉检测系统除电脑操作人员外不需要额外培训。电脑操作界面简单、便捷。8、充分的使用兼容性：设备不仅具有不同吨位的千斤顶能共享一套

11、设备，同时具有单孔张拉和检测锚下预应力测试功能。9、不合格数据清晰明了：针对张拉不符合规范要求的张拉结果，系统将在统一的界面剔除报警。并对不符合要求的张拉结果提出处理意见和措施。10、确保张拉审批机制：张拉工作开始前，须通过张拉系统上报监理审批。监理人员确保梁板龄期、砼强度等符合要求后，在系统中提交审批合格信息，方能开始张拉程序。11、具有多种安全防护功能：计算机能实时监控到设备在运行过程中的电压、工作温度、液位及各种不同状况的报警；12、卸载保护功能：张拉结束后，能保证千斤顶缓慢回缩，减少了卸载时千斤顶突然回缩对梁板的冲击破坏。13、张拉过程可回溯：能随时调取每一束钢绞线的张拉参数。为桥梁预

12、应力损失研究提供可靠的原始依据。14、施工责任可追溯：张拉操作人员及监理人员拍照存入系统，确保张拉过程监督到位，责任到人。15、张拉数据真实可靠：张拉数据又系统自动生成，避开人为修改捏造。16、张拉数据时效精准：张拉过程参数随着张拉的进行实时记录，克服了人为记录数据的时效性和大误差。17、自动生成张拉曲线图：张拉过程中实时的生成位移和压力曲线图，曲线图中能直观形象观测到张拉要素。还可根据图形的走势帮助查找张拉不合格原因。用户登录界面专一：系统提供施工单位、监理单位、业主单位、质监单位等用户界面，每个界面都设置了各种的密码管理，不同的用户查看不同的界面内容。18、实现同步张拉：系统中采用的WIF

13、I无线通讯控制技术，一台计算机能够控制两台或多台设备同时、同步对称张拉，因而实现真正意义的“多顶同步张拉”，同步张拉力的误差范围可控制在2%；19、测量张拉回缩量：系统中通过对千斤顶缸内的油压慢卸，可分析得出预应力筋的回缩量变化值；20、张拉过程安全：安装好千斤顶后，施工人员可以远离张拉端头。由操作平台自动进行张拉、读取伸长量和回顶。21、张拉操作简单：能实现真正意义的一键张拉。22、张拉资料统一归档：张拉资料统一归档到系统中，有利于资料规范管理。第三章 智能张拉施工工艺3.1智能张拉原理主泵与副泵采用无线联接连接距离不超过300M。副泵将位移，压力信号传输到主泵。主泵将信号处理后，将控制信号

14、传输给副泵，控制千斤顶的供油、停止、回油。张拉施工同时主泵将现场张拉参数无线传输到现场监控电脑，再由现场监控电脑将张拉数据上传到我公司建立的专用查询网站或自建网站，通过输入相应的张拉设备编号和张拉日期查询下载张拉参数。或由现场监控电脑直接传输到业主监理。同时主泵的控制模块可存储300条左右的张拉参数，防止由于传输问题造成张拉参数的丢失。智能张拉原理图3.2主要参数及主要配置1、控制模块（1控2）2、现场监控电脑3、数据传输模块（主泵与副泵200M范围，主泵与现场监控电脑2KM以内）4、7寸触摸屏（主泵）文本显示器（副泵）5、位移传感器（精度1mm），压力传感器（精度0.1MPa）6、超高压液压

15、控制阀7、2.5级防震压力表智能张拉示意图3.3工艺流程 1、参数下发 (1)开机后首先打开计算机上的“桥梁预应力张拉自动控制系统”。 (2)进入后点击“参数下发”，进入参数修改及下发界面：选择相应的桥梁类型和桥梁位置，并输入桥梁编号和台座编号，及所要张拉钢束的设计张拉力值，理论伸长值和张拉次数等张拉工艺参数。 (3)输入完成后，点击“参数下发”，会提示“参数下发成功”，这样表示张拉参数已经下发到操作的屏幕内。 2、张拉控制屏幕的操作 (1)选择需要张拉的梁型和类型。 (2)进入张拉任务表，确定梁号、梁型、台座号是否和下发的一致，之后在需要张拉的钢束后打钩，点击确定后进入张拉控制界面。 (3)

16、进入后如果张拉数据无误，等待千斤顶安装完毕后，主控制柜先按【油泵】按钮打开泵站电机开始转动，再点击主屏幕上的张拉作业按钮在新打开的界面中按【启动】按钮等待辅机开始启动，主机点击【启动】按钮变为不可选状态，然后在按辅控制柜【油泵】按钮启动辅机泵站，按下绿色的【启动】按钮就开始张拉了。 (4)张拉过程： 点击【启动】按钮进入第一个张拉控制阶段，张拉力目标值为15%con，系统自动控制张拉力值达到目标值进入持荷计时阶段，自动补压控制张拉力保持在目标值上下1%范围内，持荷完成后系统自动记录实际张拉力和油缸伸长值，千斤顶操作工人测量工具夹片外露量并记录。 第一阶段持荷计时完成后进入第二个张拉控制阶段，张

17、拉力目标值为30%con，系统自动控制张拉力值达到目标值进入持荷计时阶段，自动补压控制张拉力保持在目标值上下1%范围内，持荷完成后系统自动记录实际张拉力和油缸伸长值，千斤顶操作工人测量工具夹片外露量并记录。 第二阶段持荷计时完成后进入第三个张拉控制阶段，张拉力目标值为103%con，系统自动控制张拉力值达到目标值进入持荷计时阶段，自动补压控制张拉力保持在目标值上下1%范围内，持荷完成后系统自动记录实际张拉力和油缸伸长值，千斤顶操作工人测量工具夹片外露量并记录。持荷5分钟计时完成后进入锚固控制阶段，系统自动控制卸荷锚固。 锚固结束后系统自动控制千斤顶回顶，卸除工具锚及千斤顶，千斤顶操作员测量工作

18、锚夹片的外露量并记录，准备进行下一组钢束张拉。 (5)各阶段控制要点 第一个张拉控制阶段：10%con应力为使钢绞线从松弛状态达到受力状态，消除伸长值测量误差，并使同束各根钢绞线受力趋于一致。当钢绞线张拉达到10%con时，持荷，同时松开千斤顶吊绳。自动记录油缸伸长值，测量并记录工具夹片外露量。 第二个张拉控制阶段：自动控制升压速度，平稳升压，自动平衡同一束预应力钢绞线两端张拉力值及油缸伸长值。当张拉力接近20%con时自动减缓升压速度，精确控制，直到到达20%con，持荷，同时自动记录油缸伸长值，测量并记录工具夹片外露量。 第三个张拉控制阶段：自动控制油泵继续张拉，控制升压速度，平稳升压，自

19、动平衡同一束预应力钢绞线两端张拉力值及油缸伸长值。当张拉力接近103%con时自动减缓升压速度，精确控制，直达到103%con。 持荷阶段：当张拉力达到103%con时静停持荷（2min），自动补压，控制张拉力保持在103%con上下1%范围内，持荷完毕系统自动记录油缸伸长值，测量并记录工具夹片外露量。 锚固阶段：持荷时间到，控制缓释系统自动缓慢卸荷锚固。 回顶阶段：锚固结束后系统自动控制千斤顶回顶，卸除工具锚及千斤顶，测量并记录工作锚夹片的外露量，并在距离夹片端头2-75px处的钢绞线上用石笔划出标记，观察24小时再次测量，以判断是否存在滑丝断丝情况。 (6)继续选择第二组钢束继续张拉，操作

20、顺序一样。 3、张拉结果数据查询与导出 (1)点击主机“张拉报表”后进入张拉报表操作界面 (2)数据导出，直接点击“U盘读写”，在弹出的对话界面选择张拉时间，再点【导出数据】按钮即可导出相应的张拉数据报表，所导出的文件在D:UDisk内。 (3)张拉结果上报 张拉过程中自动上传张拉力和伸长值的变化曲线，张拉完成自动上传张拉结果。梁场管理计算机同时将张拉过程曲线和张拉结果通过网络上报到上级信息监控中心，以便查阅和审核3.4设备安装1、在张拉作业之前，相关技术人员应对设备的合格证书、使用说明、张拉设备的校准期限进行检验，以及检验设备是否配套校准和配套使用，并经监理单位审核批准后才能开始使用。具体安

21、装顺序如下2、安装限位板，限位板止口必须与锚垫板止口定位。3、安装智能张拉千斤顶，千斤顶止口对准限位板。由于下塔柱其结构特殊性，千斤顶安装是需要有辅助设备进行吊装安装，比如用吊车全程起吊，或者是自制拔杆进行千斤顶的起吊安装。4、安装工具锚，应与前端张拉端锚具对正，使孔位排列一致，不得使钢绞线在千斤顶的穿心孔发生交叉，以免张拉时出现失锚事故，工具锚夹片均匀涂退锚灵。5、连接千斤顶油管，接油表，接油泵电源。6、开动油泵，浆千斤顶活塞来回打出几次，以排除可能残存于顶缸内的空气。3.5张拉顺序3.5.1总体次序1、先张拉盖梁钢束，后张拉系梁钢束。2、中系梁钢束张拉分两批进行，下塔柱施工完毕时张拉中部4

22、0根，主梁0#节段施工完毕时张拉侧边24根。3、中系梁与边系梁张拉需同步进行。3.5.2盖梁钢束张拉次序1、 两个盖梁钢束张拉对称进行。2、单个盖梁钢束张拉顺序如下图所示：盖梁张拉顺序示意（单位：mm）3.5.3系梁钢束张拉次序4.1 中系梁与边系梁钢束张拉应同步进行，避免单根系梁张拉过多导致盖梁受弯开裂。4.2 中系梁钢束张拉顺序如下图所示，其中1#40#在下塔柱施工完毕时张拉，41#64#在主梁0#节段施工完毕时张拉。中系梁张拉顺序示意（单位：mm）4.3 边系梁钢束张拉顺序如下图所示：边系梁钢束张拉顺序示意（单位：mm）3.6张拉应力控制1、混凝土浇注强度达到95%，弹性模量达到90%，

23、龄期达到7天后才能开始张拉钢束，钢束张拉时应两端及横向对称进行，张拉程序按照0-初始应力10%-20%-1.03（持荷2min锚固）。钢绞线公称面积按照140平方毫米计算，千斤顶控制应力为10%=292.95KN、 20%=585.9KN、1.03=2011.59KN。2、千斤顶有效吨位应该按照规范要求不小于张拉应力的1.2倍，以不小于1.5倍为宜，所以千斤顶的选取按照2011.59KN*1.5=3017.385KN，所以在施工过程中选用400t千斤顶进行张拉。3、张拉应力达到稳定后方可锚固，预应力筋锚固后的外露长度不宜小于3cm，且不宜大于5cm。锚具应采用封端混凝土保护，当需要较长时间外露

24、时应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格后方可切割端头多余的预应力筋，严禁施工电弧焊切割。 4、施加预应力时，预应力筋、锚具、千斤顶应位于同一轴线上。 5、预应力筋的张拉控制应力和张拉程序应符合设计要求。当施工中预应力筋需要超张拉或计人锚圈口预应力损失时，可比设计要求提高5，但在任何情况下不得超过设计规定的最大张拉控制应力。 6、预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求，设计无规定时，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。7、预应力筋的理论伸长值L (mm)可按公式计算：

25、式中：PP预应力筋的平均张拉力(N)，直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的 曲线筋，计算方法见附录G-8； 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)。 8、预应力筋张拉时，应先调整到初应力0，该初应力宜为张拉控制应力con的10%25%，伸长值应从初应力时开始量测。力筋的实际伸长值除量测的伸长值外，必须加上初应力以下的推算伸长值。对后张法构件，在张拉过程中产生的弹性压缩值一般可省略。预应力筋张拉的实际伸长值L (mm)，可按下式计算：L =L l+L 2 式中：L l从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm)； L 2初应力以下的推算伸

26、长值(mm)，可采用相邻级的伸长值。 9、必要时（如对于分段浇筑的大跨度梁体和长弯道梁等），应对锚圈口及孔道摩阻损失进行测定，经设计同意后，张拉时予以调整。预应力损失的测定可参见附录G-9。10、预应力筋的锚固，应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量，应不大于设计规定或不大于下表所列容许值。3.7智能张拉应注意事项1、自动张拉前必须测试主副机通讯是否正常，通过启动停止主副机油泵进行测试。有通讯延时或通讯故障的及时排除以免造成生产事故。2、张拉过程中不得随意拔除天线，或更改油泵位置以免造成通讯故障。张拉前务必确认张拉千斤顶的回归方程式是否正确，错误的回归方程式容易引起

27、张拉事故。3、张拉记录请及时上传至计算机中保存以免丢失。张拉力输入时在原参数上改动的，需确认原参数及张拉记录已经不需要保存。否则原参数及张拉记录将被覆盖。4、本机冬季使用#32号抗磨液压油，夏季使用46号抗磨液压油。使用温度-5-60，超过该温度范围需要人工加热或降温。5、系统开机前请启动油泵空转3分钟使泵头充分排气，以免张拉速度不均匀。6、张拉过程中操作者需注意观察当前压力与目标压力若出现当前压力超过目标压力，而系统未响应的情况下及时停止张拉。防止由于通讯故障，参数设置等原因造成超张。7、预应力体系采用s15.20预应力高强度低松弛钢绞线(GB/T5224-2003)；标准强度fpk=186

28、0MPa,Ep=1.95105MPa，控制张拉应力con=0.75fpk。8、预应力钢束采用两端张拉，应力应变双控，预应力管道采用金属波纹管，管道采用压浆工艺。9、锚具应符合预应力用锚具、夹具和连接器(GB/T14370-2007)中的有关锚具要求。10、混凝土强度达到95%，弹性模量达到90%，龄期达到7天后方可张拉钢束，钢束张拉应两端及横向对称进行。张拉程序：0初始预应力10%20%1.03(持荷2min)(锚固)。11、预应力孔道与普通钢筋有矛盾时可适当调整普通钢筋，但不宜消弱截面钢筋，张拉端普通钢筋有碍钢束张拉时可临时弯起或切断，但在浇注该部分混凝土时钢筋必须恢复。第四章 真空辅助压浆

29、施工工艺4.1真空辅助压浆工艺布置示意图1、布置示意图 2、真空辅助压浆工艺专用锚具组件： 3、真空辅助压浆的设备灰浆搅拌机：拌制浆体，采用水泥浆拌浆机，保证浆体搅拌均匀，能准确控制用水量；真空灌浆组件：包括真空泵、真空表、连接阀门；压浆组件：包括压浆泵及压力表；高压管（含真空回浆观测透明管）：高压管应保证能承受压浆过程中的压力要求，特别是透明管，不仅要满足压力要求，还要满足能对浆体进行观察的要求，防止浆体进入真空泵；球阀：能保证管道的密封性能；三通接头4.2真空吸浆法孔道压浆施工步骤 1、准备工作 在施工前，确认浆体配合比； 检查材料、设备、辅件的型号或规格、数量等是否符合要求； 切割钢绞线

30、，安装锚垫板盖帽，按设备布置示意图进行各单元体的密封连接。由于锚垫板盖帽一般不深，钢绞线预留长度为35厘米，所以钢绞线切割必须采用砂轮切割机。安装密封盖帽，应按要求安装密封圈及密封胶，保证密封盖与锚垫板密封。 2、试抽真空（见原理图） 关闭阀门1、3和排气孔，打开阀门2和4，启动真空泵，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.060.1Mpa。当孔道内的真空度保持稳定时（真空度越高越好），停泵1min ,若压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。如未能满足此数据则表示波纹管未能完全密封。需在压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，将积水清理干净；将称量好的水倒入搅拌机（可利用搅拌机自身计量容器），之后边搅拌边倒入水泥，在搅拌3-5min直至均匀。将溶于水的外加剂倒入搅拌机，再搅拌3-5min,然后倒入浆桶； 4、压浆 启动真空泵，当真空度达到并维持0.1Mpa左右时，打开阀门1，启动压浆泵，开始压浆； 当浆体经过透明高压管并准备到达三通接头时，关闭阀门1，并打开阀门3，关闭真空泵； 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致时，关闭