预应力张拉专项施工方案定稿.docx
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预应力张拉专项施工方案定稿
第一章工程概况
1.1工程概况
设计概况:
耿村阧大桥(75+150+75)m三跨预应力连续箱梁斜拉桥上部结构为后张预应力混凝土连续箱梁,主梁主梁纵向通长布置预应力钢束(N1-N6)为40束,每次张拉20束(联接器错开接长张拉20束);N7、N8、N9、N13、N15、N16、N19、N20在中跨合拢后、体系转换前张拉,N10、N11、N12、N14、N17、N18在体系转换后张拉;横隔板横向布置钢束为664束,中横梁横向布置钢束为40束,单个边跨现浇段端横梁横向布置钢束为12束15-14P锚。
桥面及悬臂端横向扁锚钢束为598束、P锚钢束为68束,竖向预应力精轧螺纹钢2208根,钢塔竖向预应力精轧螺纹钢176根。
预应力钢绞线采用纵、横向预应力筋采用抗拉强度标准值fpk=1860MPa、弹性模量为Ep=195GPa,公称直径为15.20mm的高强度低松驰钢绞线;纵、横向预应力筋均采用后张法两端张拉工艺(P锚采用后张法单端张拉工艺)。
张拉时箱梁混凝土强度需达到设计要求(即设计强度的90%);竖向预应力筋采用抗拉强度标准值为fpk=930MPa、弹性模量为Ep=200GPa,直径为32mm的精孔螺纹钢筋,采用后张法单端张拉工艺,铁皮套管成孔,JLM-32型锚具(分张拉端、固定端)。
前期施工准备概况:
主梁钢筋绑扎时,已经将波纹管按照图纸要求就位,排气孔与泌水孔的安装与留设也符合设计与规范要求。
在浇筑主梁混凝土前,已经先将钢绞线穿入波纹管。
为了防止水泥浆或混凝土由波纹管砂眼进入管道造成堵塞,在浇筑混凝土的同时和初凝前不间断的活动钢绞线,目前每一束孔道都能保证正常张拉条件。
第二章张拉人员组织和机械组织
2.1成立张拉小组
成立以技术、质检人员参加的张拉班组,张拉工人均经过专业培训,且有上岗证,具体人员组成如下:
岗位名称
数量
姓名
职责
张拉施工负责人
1名
张昆
负责张拉工作的组织安排
技术负责人
1名
张前伟
负责张拉现场施工技术、质量管理工作
质检负责人
1名
万超
负责对张拉工作的监督。
试验负责人
1名
王建波
负责所有原材料及与工程有关试验工作
技术员
4名
郭雯雯
王俊平
熊昌茂
高文超
负责张拉工作的技术交底,张拉数据的记录、计算
配合工人
16名
负责张拉机具的配合使用及维护、保管
2.2张拉施工机械和工具安排如下:
序号
机械名称
数量
备注
1
张拉千斤顶及配套油泵
4(套)
2
380V接线盒
5个
使用4个,一个备用
3
导链5个
5个
使用4个,一个备用
4
1米直尺
4把
5
3米盒尺
4把
6
组装好的脚手架支架
4组
预应力张拉机具表
序号
机械名称
规格型号
数量
备注
1
锚具
15-15
80(套)
15-7连接器
640(套)
15-4扁锚
1196(套)
15-4P锚
136(套)
15-8
114(套)
15-14扁锚
24(套)
15-14P锚
24(套)
15-7
1488(套)
2
千斤顶
见千斤顶参数表
柳州产
3
油泵
ZB4-500
4
4
压浆泵
柱塞式
1
5
制浆机
叶轮式
1
6
限位板
15-15
2
15-8
2
15-7
2
7
工具锚
15-15
2
15-14
1
15-8
2
15-7
2
第三章张拉的工艺及主要的施工方法
3.1张拉的工艺流程
混凝土养生达到设计要求强度→检测孔道摩擦系数→反馈设计人员进行张拉力调整→安装工作锚环→安装工作锚夹片→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚→安装工具锚夹片→张拉到初始应力→张拉到控制应力→持荷2分钟锚固→卸工具夹片和锚具、卸千斤顶→孔道灌浆→封端混凝土。
3.2主要施工方法
3.2.1测定孔道摩擦系数:
孔道摩擦系数是关系到确定张拉力的重要因素,因此必须要认真进行,需要注意的是,测定孔道摩擦系数也必须进行必要的张拉操作,因此必须在混凝土达到设计图纸要求的强度(主梁90%设计强度)后方可进行。
获得摩擦系数后,及时将该数据反馈给设计人员,由设计人员确定最终的张拉力。
3.2.2锚具安装:
安放锚具时,为保证每一束钢绞线都能穿在锚具对应的相同孔道,可以在安装前将两个锚具对放在一起,把相同孔道进行编号,安装时,可以抽动单束钢绞线,两端的工作人员用对讲机进行联系,将该束钢绞线穿入相同编号的孔道。
严禁同一束钢绞线在两端锚具中对应不同的孔道,以免在张拉时发生扭绞、断裂。
安装夹片时注意将夹片和锚杯清理干净,不能有泥沙等杂物,以免影响锚具的锚固性能。
夹片注意要安装对称,外端平齐。
钢绞线外伸部分要保持干净,穿入工作锚时要保证钢束顺直,工作锚必须准确放在锚垫板的定位槽内,并与孔道对中,夹片之间缝隙要均匀,外露长度要一致并用铁管撞严。
3.2.3千斤顶安装:
安装千斤顶时,油管要顺畅不得扭结成团,千斤顶就位后,安装工具锚,钢束穿入工具锚环后,位置要与工作锚的位置一一对应,不得交叉纽结,千斤顶不要完全回缩,应预留1~2cm以便拆卸工具夹片,为使工具锚能顺利退下,在工具锚的夹片光滑面粘贴塑料胶布,工具夹片安装好要用铁管撞严,另外要注意工具夹片重复使用次数一般不宜超过10次。
由于本工程使用的是柳州生产的YCW-400及YCW-250型千斤顶,重量较大,为方便施工,施工前用脚手架组装成支架,用导链将千斤顶吊起。
施工时注意时刻关注支架的稳定性,尤其是在安装千斤顶就位时,防止支架失效,千斤顶坠落,发生事故。
一套张拉设备包括千斤顶和油表,要在张拉前进行配套标定。
本工程总计使用四套张拉设备,委托浙江三新检测中心检测所进行标定,并出具检测报告,张拉施工时根据标定结果求出设计张拉力对应的油表读数。
标定后用红色油漆在配套千斤顶和油泵上标注1#-7#等标志符号,以保证在使用过程中要严格按照配套使用,不得随意更换,保证张拉数据的准确性,千斤顶及油表的参数如下表:
各类液压千斤顶对应压力表参数汇总表
自编号
千斤顶
规格型号
千斤顶
出厂编号
压力表规格
标定直线回归方程式
1#
YCW40CB型
006099
Y-150/0-60MPa
y=78.758x+22.38
2#
YCW40CB型
006107
Y-150/0-60MPa
y=78.367x+43.142
3#
YCW100B型
005101
Y-150/0-60MPa
y=18.871x+22.938
4#
YCJ26-200
006325
Y-150/0-60MPa
y=5.0482x+2.6822
5#
YCJ26-200
006330
Y-150/0-60MPa
y=5.0924x+0.9489
6#
YCW250G-200
100406
Y-150/0-60MPa
y=45.562x+32.261
7#
YCW250G-200
100407
Y-150/0-60MPa
y=46.169x+24.002
说明:
1、预应力张拉使用时应将标定的液压千斤顶与对应的压力表配套使用。
2、对所需要的负荷点可通过内插法或回归方程式求得。
3、标定直线回归方程式中y:
表示力值KN,x:
表示压力表油压MPa。
3.2.4张拉过程控制:
张拉程序为:
0→初应力σ0→σcon(持荷2分钟锚固)。
取σ0=10%σcon,初应力以下的伸长值不计,而由相邻级的伸长值代替,即0~10%σcon的值不计,而由10%σcon~20%σcon的值代替。
预应力钢绞线张拉时,对张拉过程和张拉效果采用双控,即以控制张拉应力为主,以控制钢束伸长值为辅,并相互进行校核,实测伸长值与理论伸长值相对误差控制在+6%,张拉力应符合设计要求,如果张拉过程中发现张拉应力或实际伸长值超过以上允许误差范围,应立即停止张拉,分析原因并采取相应措施,妥善解决。
张拉达到控制应力后,持荷2分钟后锚固,并及时填写好张拉记录。
张拉记录应真实有效,由现场操作人员测量,每完成张拉一束钢束就马上将该束的伸长值测量完毕,严禁在全部张拉施工完成后补测张拉伸长值。
3.2.5张拉过程中的机械布置与张拉顺序:
根据现场的实际情况,张拉总计采用4套张拉设备,编号分别为1#-7#。
安放位置为:
1#、2#套用于主梁0#块中横梁束、边跨现浇段端横梁张拉,
6#、7#套用于主梁纵向、横隔板束张拉,
4#、5#套用于主梁顶板、悬臂扁锚束张拉,
3#套用于主梁竖向、钢塔精轧螺纹钢张拉。
箱梁预应力张拉顺序为:
(1)浇筑主梁混凝土。
(2)张拉纵向预应力束:
要求由中间向桥面边缘线对称张拉(张拉顺序示意图见附件);
(3)张拉竖向预应力束:
要求由塔轴线向两端对称张拉;
(4)间隔张拉桥面板横向预应力束、塔下横梁横向预应力束(H1系列),张拉完成后在距离悬臂端0.75m的位置上加纵向临时线荷载,线荷载为7kN/m:
施工要求:
塔轴线向两端对称张拉;
监控内容:
(1)悬臂板端部的标高变化;
(2)横梁跨中(横桥向两支座中间)顶底缘混凝土应力情况及变化;
(5)脱模后张拉横隔板横向预应力
施工要求:
从上往下顺序张拉
(6)张拉剩余1/2桥面板横向预应力
(7)张拉塔下横梁横向预应力束(H2系列);
施工要求:
塔轴线向两端对称张拉;
监控内容:
(1)横梁跨中(横桥向两支座中间)顶底缘混凝土应力情况及变化;
(8)边跨现浇段端横梁沿桥纵向向外和梁高方向对称张拉。
(9)中跨合拢段按N7、N8、N9、N13、N15、N16、N19、N20在中跨合拢后、体系转换前张拉,N10、N11、N12、N14、N17、N18在体系转换后张拉。
3.2.6对张拉起拱度的观测
随着预应力钢绞线张拉的实施,桥梁起拱也将随之产生。
为了更好的观测张拉效果和检测桥梁施工效果,本工程在预应力钢束张拉前和张拉后进行桥梁起拱度观测,本观测结果不作为竣工交工资料,仅仅作为检验预应力张拉效果的参考性资料。
在获得桥梁起拱度数值后,及时将结果通知设计人员。
3.2.7孔道灌浆:
张拉锚固后要及时压浆(一般在48小时内完成),水泥浆强度不低于设计规定,水泥采用52.5#普通硅酸盐水泥,水泥浆的水灰比控制在0.4~0.5之间,为了防止收缩,水泥浆掺入适量铝粉膨胀剂,掺量为0.01%,加入的铝粉应经脱脂处理,水泥浆稠度控制在14~18s之间,水泥浆从调制到灌入孔道时间控制在30~40分钟,并且在灌入过程中不断搅动。
孔道压浆应按自下而上的顺序进行,孔道出浆口冒出浆液无气泡,并与放口处相同即可停止,然后将所有出浆口封闭。
压浆时泵压力不小于0.7MPa,且最少维持在10秒钟再停泵封口,及时预留7.07x7.07x7.07cm立方体灰浆试块三组标养,以便测定其强度,孔道压浆时及时填写压浆记录。
3.2.8锚固端封锚:
孔道压浆后,养生三天再将工作锚处钢绞线切掉。
切割只能使用无齿锯,严禁使用电焊、气焊等进行切割。
在切割过程中,应及时在钢绞线上洒水,防止钢绞线受热而产生滑丝收缩现象,同时将锚具用薄钢板与切割处隔开。
切割完成后,按照设计要求进行封锚,封锚钢筋与盖梁钢筋焊接牢固,注意两次浇筑接合部位,要保证混凝土外观质量和内在质量的完美。
本工程横梁处由于上端有翼板,张拉端施工面比较狭窄,封锚混凝土浇筑有一定的困难。
为保证封锚质量,该处必须加大施工管理力度,严格控制施工质量,并在封锚前用环氧树脂将锚具涂刷,以加强封锚效果。
3.3预应力张拉质量标准
项次
检查项目
规定值或
允许偏差
检查方法和频率
1
管道坐标(mm)
梁长方向
30
抽查30%,每根查10个点
梁高方向
10
2
管道间距(mm)
同排
10
抽查30%,每根查5个点
3
上下层
10
4
张拉应力值
符合设计要求
查张拉记录
5
张拉伸长率
±6%
查张拉记录
6
断丝
滑丝数
钢束
每束1根,且每断面不超过钢丝总数1%
查张拉记录
第四章预应力钢束理论伸长值的计算
计算方法按《公路桥涵施工技术规范》中的公式计算,后张法预应力钢材张拉时理论伸长值△L(cm)的计算公式:
△L=P*L/Ay*Eg
式中L-预应力钢材长度(㎝);
Eg-预应力钢材弹性模量(N/㎜2);
Ay-预应力钢材截面面积(㎜2);
P-预应力钢材平均张拉力(N),计算方法如下:
P=p[1-e-(kx+μθ)]/kx+μθ
式中p-预应力钢材张拉端的张拉力(N);取p=Pk
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曲线孔道部分切线的夹角之和(rad),因是两端张拉,取孔道总转角的一半;
k-孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取k=0.003;
μ-预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数,取μ=0.35。
注:
预应力钢束及精轧螺纹钢筋伸长量计算见附表
第五章张拉工作中注意事项及安全技术措施
5.1张拉工作中注意事项
5.1.1张拉工作必须按照设计图纸给定的张拉顺序进行张拉,张拉过程中,一定要分级、同步、对称进行,缓慢、稳步升压。
5.1.2张拉中班组人员相对固定,不得随意更换。
同时,每一组操作人员与相应的张拉设备也作到相对固定,作到人人固定、人机固定,以减少由于人、人磨合和人、机磨合产生不必要的质量和进度问题。
5.1.3张拉时,要使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致。
张拉机具一定要配套使用,经检查无误后,再开始张拉。
5.2安全技术措施
5.2.1张拉区应有明显标志,非工作人员禁止入内,梁的张拉两端要设置挡板,在千斤顶后部不得站人。
5.2.2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。
5.2.3张拉时,千斤顶行程不得超过额定行程。
5.2.4千斤顶张拉缸进油时,回程缸及液压顶压器必须处在回油状态。
5.2.5千斤顶的回程缸进油时,张拉油缸必须处于回油状态。
5.2.6千斤顶油压不得超过最大张拉油压。
5.2.7顶压过程中必须密切注意张拉油路的升压情况,不得超过1~2MPa。
5.2.8严格张拉现场的用电管理,保护接线盒与电线,防止漏电。
附件:
各种检测报告与施工资质:
1、钢绞线力学性能检测报告;
2、锚具硬度与锚固性能检测报告;
3、张拉千斤顶与配套油泵标定;
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