中桥预应力张拉施工方案.docx
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中桥预应力张拉施工方案
成都第二绕城高速公路东段
X合同段
龙马大道中桥
预应力施工方案
编制:
复核:
审核:
XX公路桥梁工程总公司
XX高速公路东段
X合同段项目经理部
二零年月
目录
一、工程概况1
二、施工方案1
(一)张拉前的准备工作1
(二)张拉程序2
(三)张拉控制数据计算2
(四)张拉力与油表读数对应关系6
(五)伸长值的控制7
(六)质量保证措施8
(七)安全保证措施8
附件一、施工现场组织机构框图11
附件二、分项工程安全、质量、环保体系框图12
龙马大道中桥预应力施工方案
一、工程概况
本桥为上跨龙马大道而设,与龙马大道斜交55度。
上部结构为25+32+25m预应力砼现浇箱梁,1、2号墩分别位于龙马大道行车道两侧绿化带中,第二跨跨龙马大道,跨径为32m,桥面横坡3%。
设计梁底最低高程为436m,龙马大道路面高程为428.35m,桥梁净空为5.9m;下部结构桥墩采用钢筋砼桩柱式圆墩,桥台采用重力式台,桥墩、台均采用旋挖钻钻孔桩基础。
采用符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)规定的低松弛高强度钢绞线,其抗拉强度标准值Fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95×105MPa,公称直径d=15.2mm。
二、施工方案
后张法预施应力是待混凝土构件达到一定的强度后,在构件预留孔道中穿入预应力筋,使预应力筋对混凝土构件施加应力。
这是一项十分重要的工作,施加预应力过多或不足都会影响预制构件质量,必须按设计要求,准确地施加预应力。
(一)张拉前的准备工作
1、张拉前需完成梁内预留孔道、制束、制锚、穿束和张拉机具设备的准备工作。
2、张拉作业上岗作业人员必须经过特种作业培训,并取得特种作业合格证书。
施工前,还必须对所有作业人员进行严格的施工技术交底。
3、钢绞线、锚具、张拉千斤顶、压力表等设备必须经专业检测单位检测,并取得检验合格报告。
4、张拉安全防护设备已安装完毕并在作业区周边布设警示标志,由专人负责看护、挪动。
(二)张拉程序
预应力张拉要求混凝土强度达到85%且龄期不少于7天方可张拉,张拉时,按N2→N1→N3的顺序做到左右对称张拉,均为双端张拉。
张拉工序为:
0→10%σcon(测量伸长量)→20%σcon(测量伸长量)→100%σcon(测量伸长量)→持荷2min→锚固。
(三)张拉控制数据计算
1、计算依据
(1)采用M15系列自锚性能锚具(即:
M15-12),张拉设备采用YDC2500型配套千斤顶,已通过质量监督检验所检验合格并标定,检验证书附后。
(2)本桥采用低松驰高强度预应力钢绞线,单根钢绞线为15.2mm(钢绞线试验面积Ag=140mm2),标准强度fpk=1860Mpa,弹性模量Ep=1.95×105Mpa。
锚下单根钢绞线张拉力为195.3KN,每束钢绞线控制张拉力为单根控制张拉力与该束钢绞线根数相乘,即为195.3×12=2343.6KN。
(3)张拉时采用预应力筋的张拉力与预应力筋的伸长量双控,并以预应力筋的张拉力控制为主。
(4)成都第二绕城高速公路东段施工图纸及《公路桥涵施工技术规范》JTGTF50-2011。
2、理论张拉伸长值的计算
(1)按现行桥涵施工规范,预应力筋的理论伸长值△L(mm)为:
△L=Pp×L/Ap×Ep…………………………………………
(1)
Pp—预应力筋的平均张拉力(N);
L—预应力筋的长度(mm);
Ap—预应力筋的截面积(mm2);
Ep—预应力筋的弹性模量(N/mm2)。
(2)预应力筋的平均张拉力为:
Pp=P(1-e-(kx+uθ))/(kx+uθ)………………………
(2)
P—预应力筋张拉端的张拉力(N);
x—从张拉端至计算截面的孔道长度(m);
θ—从张拉端至计算截面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;
u—预应力筋与孔道壁的摩擦系数。
(3)交界点张拉力计算公式为:
Px=Pe-(kx+uθ)…………………………………………(3)
(3)式中各符号含义上同。
(4)由图纸设计标准段25+32+25m箱梁钢绞线布置图知:
纵向预应力布置参数
预应力筋编号
K取值
μ取值
预应力筋分段长度(m)
张拉形式
N1、N1'
0.0015
0.15
1(张拉端)
4.053
两端张拉
2
0.61
3
13.58
4
1.25
5
4.06
6
1.25
7
0.29
8
0.97
9
5.883
10
97
11
8.01
N2、N2'
0.0015
0.15
1(张拉端)
7.27
两端张拉
2
0.52
3
8.753
4
0.8
5
6.595
6
0.8
7
0.299
8
0.72
9
9.177
10
0.72
11
5.25
N3、N3'
0.0015
0.15
1(张拉端)
9.979
两端张拉
2
0.51
3
3.986
4
0.56
5
8.664
6
0.564
7
1.168
8
0.62
9
11.625
10
0.62
11
2.6
钢绞线截面积和弹性模量则根据试验数据取:
Ag=140mm2,Ep=1.95×105MPa,将已知数据按实际情况代人⑴、⑵、⑶公式,即可求的计算钢绞线的伸长量△L。
(5)25+32+25m箱梁纵向预应力筋N1、N1'—12φs15.2的伸长量计算:
①:
第一段
张拉端张拉力:
P=2343.6KN。
参数kx+uθ=0.0015×4.053+0.15×0=0.00608,
参数e-(kx+uθ)=0.9993,
截面积Ap=140×12=1680mm2。
第一段理论伸长值为:
△L=(P(1-e-(kx+uθ))×L)/(Ap×Ep×(kx+uθ))
=2343600×4053×(1-0.9993)/1680×195000×0.00608
=28.986(mm)
②:
第二段
交界点张拉力:
Px=P×e-(kx+uθ)
=2343.6×0.9993=2342.2KN。
参数kx+uθ=0.0015×0.61+0.15×0.062=0.01,
参数e-(kx+uθ)=0.9906,
截面积Ap=140×12=1680mm2。
第二段理论伸长值为:
△L=(Px×L)/(Ap×Ep×(kx+uθ))
=2342200×610×(1-0.9906)/1680×195000×0.01
=4.341(mm)
③:
第三段
交界点张拉力:
Px=P×e-(kx+uθ)
=2342.2×0.9906=2320.2KN。
参数kx+uθ=0.0015×13.58+0.15×0=0.02037,
参数e-(kx+uθ)=0.99796,
截面积Ap=140×12=1680mm2。
第三段理论伸长值为:
△L=(Px×L)/(Ap×Ep×(kx+uθ))
=2320200×13580×(1-0.99796)/1680×195000×0.02037
=96.082(mm)
重复上述计算过程即可求得
第四段理论伸长值为:
△L=8.783(mm)
第五段理论伸长值为:
△L=28.352(mm)
第六段理论伸长值为:
△L=8.675(mm)
第七段理论伸长值为:
△L=2.001(mm)
第八段理论伸长值为:
△L=6.661(mm)
第九段理论伸长值为:
△L=40.195(mm)
第十段理论伸长值为:
△L=6.594(mm)
第十一段理论伸长值为:
△L=54.167(mm)
综合计算数据,半幅孔道内纵向预应力筋钢束理论伸长值为:
△L=28.986+4.341+96.082+8.783+28.352+8.675+2.001+6.661+40.195+6.594+54.167=285mm。
据此可得纵向预应力筋N1、N1'理论计算伸长值为:
285×2=570mm;
重复上述计算过程,即可求得:
N2、N2'—12φs15.2理论计算伸长值为:
287×2=574mm;
N3、N3'—12φs15.2理论计算伸长值为:
288×2=576mm;
(四)张拉力与油表读数对应关系
预应力筋控制张拉力P=P’×n,
其中:
n—为每束钢绞线根数,
P’—为设计提供每根钢绞线张拉控制力。
则本桥张拉控制力为:
12×15.2钢束张拉控制力为P=195.3×3=2343.6KN;
张拉力与油表读数对应关系
项目
千斤顶编号
油表
编号
控制张拉力(KN)P’×n
公称油压P(Mpa)
线性回归方程
15%
30%
100%
103%
12φs15.2
1#
0736#
2343.6
7.93
15.625
51.536
53.075
P=0.021890×油表压力+0.234964
2#
0744#
2343.6
8.08
15.767
51.639
53.176
P=0.021866×油表压力+0.393577
(五)伸长值的控制
预应力筋张拉时,应先调整到初应力σo,该初应力控制在0.15σk,伸长值应从初应力时开始量测。
预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。
预应力值张拉的实际伸长值△L(mm),可按下式计算:
△L=△L1+△L2
式中:
△L1—从初应力至最大张拉力间的实测伸长值(mm)
△L2—初应力以下的推算伸长值(mm),可采用相邻级的伸长值。
张拉预应力钢绞线时,采用应力应变双控制,伸长值应使用测量精度不大于±1mm的标尺测量,测量方法为在初应力下测量外露预应力筋至固定参考点的位置,再测量控制应力下外露预应力筋至固定参考点位置,其差值减去远端工具锚具回缩值,即为初应力至终应力下的伸长值,再加上初应力以下推算伸长值即为总伸长。
若两端同时张拉同时量测,则需把差值相加,即为初应力至终应力之间的伸长值。
如果实际伸长值超出计算伸长值的±6%,则应暂停张拉,在采取措施后,方可继续张拉。
伸长值校核应在张拉过程中同时校核。
实测伸长值与理论伸长值误差应控制在±6%之内,若超出此范围应停止张拉,待查明原因,纠正后方可继续张拉。
比较公式:
-6%≤(δ-△L)/△L≤6%△L为修正后的伸长值。
(六)质量保证措施
由于预应力工程属隐蔽工程,施工好后很难对施工质量进行检测,因此在工程施工前还须制定各道工序的质量保证措施,主要内容包括如下:
⑴、所有原材料的材料性能检验;
⑵、锚夹具性能的检验;
⑶、编束、穿束质量检验
⑷、张拉质量保证措施;
⑸、综合施工质量评价。
2、预应力工程验收时应提供的文件和记录:
⑴、预应力筋及锚具出厂质量合格证件及有关性能指标资料;
⑵、混凝土试件试验报告与质量评定记录;
⑶、预应力筋锚具力学性能复试报告;
⑷、隐蔽工程验收记录;
⑸、张拉设备标定记录;
⑹、预应力筋张拉记录;
⑺、张拉过程测试试验报告。
(七)安全保证措施
1、单位工程开工前,必须对进场工人进行安全教育,有针对性地进行安全技术交底,双方须履行签字手续。
2、严格遵守施工现场安全管理制度,正确使用个人防护用品和安全防护措施,进入施工现场必须戴好安全帽。
3、钢绞线开盘料要做好防护措施,以防止钢绞线弹出伤人。
4、在预应力作业中,必须特别注意安全、因为预应力持有很大的能量,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,有可能造成巨大危害。
因此,在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端及千斤顶后面。
无关人员一律不得围观。
5、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,操作人员不得擅自离开岗位。
如需离开,必须把油阀门全部松开或切断电路。
6、张拉施工时,张拉操作台必须搭设牢固可靠,锚具及其机具严防高空坠落。
7、严防高压油管出现死弯或扭转,发现后应立即卸除油压进行处理。
8、施工用电做到一机一保,严禁乱接电线,以避免发生触电事故。
工作结束应及时切断电源。
9、工具锚和工作锚上用的夹片,使用时须分别存放,绝对不能与锚固端锚具和夹片混在一起,以防误用。
10、千斤顶支撑必须与梁端垫板接触良好,位置正确、对称,严禁加多层铁垫板,以防支撑不稳定或受力不均倾倒伤人。
11、检查张拉设备、工具是否符合施工及安全要求。
压力表应按规定周期进行检验标定。
12、油泵开动时,进、回油速度与压力表指针升降,应平稳、均匀一致。
安全阀保持灵敏可靠。
油泵操作人员要戴防护眼罩。
附件一、施工现场组织机构框图
附件二、分项工程安全、质量、环保体系框图
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