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预制箱梁张拉、压浆专项施工方案南水北调中线一期总干渠宝丰郏县段第二施工标段
预制箱梁张拉、压浆专项施工方案
DB33-1121-2016 民用建筑电动汽车充电设施配置与设计规范中国水利水电第八工程局有限公司
南水北调中线工程总干渠宝丰郏县段第二标项目部
三、预制箱梁张拉、压浆施工方案 4
3.2预制箱梁孔道压浆和封锚 9
四、预制箱梁张拉、压浆安全操作规程 10
附件1：柳庄西公路桥35m先简支后连续箱梁张拉伸长量及油表计数计算书 11
附件2：高庄东公路桥35m及40m简支箱梁张拉伸长量及油表计数计算书 11
附件3：石灰窑东公路桥40m先简支后连续箱梁张拉伸长量及油表计数计算书 11
预制箱梁张拉、压浆专项施工方案
本标段位于宝丰县境内，桩号：SH（3）25+759.6～SH（3）29+500，全长为3.74km。标段内共有公路桥3座。共有预制小箱梁36片，其中：35米先简支后连续箱梁18片，35米简支箱梁4片，40米简支箱梁2片，40米先简支后连续箱梁12片，具体如下：
（1）柳庄西北公路桥位于宝丰县柳庄西北的省道241上，桥位中心总干渠桩号SH（3）27+900.2即路线设计桩号K0+203.859。桥轴线与总干渠中心线交点大地坐标为X=3750655.327，Y=503701.121。该桥梁主要技术指标：桥面高程137.177m~137.665m,桥面净宽16.5m，桥梁斜度27°，桥梁长度111m。桥型布置上部结构采用3×35m装配式预应力混凝土连续箱梁，全桥共计35米箱梁18片。
该部位属温带季风气候区，夏秋两季受太平洋副热带高压控制，多东南风，炎热多雨；冬春两季受西伯利亚和蒙古高压控制，盛行西北风，干燥少雨。渠段沿线同期空气湿度南北变差不大，冬季湿度最小，夏季湿度最大。本渠段降水年际变幅大，年最大与最小降水量之比达3～4倍；降水年内分配不均，60%～70%集中在汛期6～9月，多以暴雨型式出现，年降水量从南到北、从山区到平原呈递减的趋势。非汛期中小河流经常断流。
该部位降水年际变幅大，年最大与最小降水量之比达3倍～4倍；降水年内分配不均，60%～70%集中在汛期6月～9月，多以暴雨型式出现。非汛期中小河流经常断流。渠段区域多年平均水面蒸发量为1300mm～1400mm，陆面蒸发量多年平均陆面蒸发量为550mm～500mm。
1、《南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）宝丰郏县段第二施工标段》招标文件。
2、《南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）宝丰郏县段第二施工标段》施工组织设计。
3、《南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）宝丰郏县段第二施工标段》柳庄西北公路桥、高庄东公路桥及石灰窑东公路桥施工图设计图纸。
三、预制箱梁张拉、压浆施工方案
施工前应按规范要求，将千斤顶和压力表以及油泵车、压力泵等设备进行校核检测标定，并由计量部门出标定书。根据标书上的数据，绘出张拉力与压力曲线，算出设计张拉应力所对应的压力表读数。
根据设计图纸及规范要求，箱梁砼强度达到设计强度85%且龄期有少于7天，方可进行钢绞线穿束和张拉，穿束前清理好波纹管中的杂物和污物。用塑料布包住线头便于穿束。穿束时两侧工人用力要均匀一致，保证钢绞线顺直。钢绞线穿束完毕后，上好锚具以备张拉。
张拉过程中先张拉到0.1FK，然后开始张拉量测伸长值到0.2FK，最后张拉到要求的张拉控制应力持荷后锚固。
张拉时采用张拉力和伸长值双控，理论伸长值和实际伸长值误差不应超过6%，如超出须停止张拉，查找原因。实际伸长值等于从0.2fk到1fk伸长值加上2倍0.1fk到0.2fk的伸长值。理论伸长值可按下式计算求得，但计算中所需弹性模量要从试验中算出。
预应力筋的理论伸长值(mm)可按下式计算：
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C1；
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)。
预应力筋张拉时，应先调整到初应力σ0，该初应力宜为张拉控制应力σcon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(mm)，可按下式计算：
式中：1──从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm)；
预应力钢绞线张拉时，现场要有明显的标志，严禁闲杂人员进入，张拉过程中，千斤顶后不得站人，防止锚具夹片弹出伤人。
预应力钢绞线张拉过程中要严格按程序施工，均匀施加力。油泵操作人员给油和回油要慢，不得骤然间回油和给油。张拉要从最上面的孔道开始左右双向对称张拉，张拉完最上两孔后再张拉下面，张拉时要有专人量测伸长值，并做好原始记录。
锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩容许值(mm)
夹片式锚具(用于预应力钢绞线)
粗钢筋锚具(用于精轧螺纹钢筋)
3.1.4张拉注意事项
为了准确控制钢绞线的伸长值，尽量减少实测伸长值与理论伸长值之间的差值，在后张法钢绞线张拉施工过程中，要认真做到以下几点：
1）预留预应力筋管道的位置应准确，采用钢筋卡子定位，用铁丝绑扎固定，避免管道在浇筑混凝土过程中移位。合理确定钢绞线与管道之间的摩擦系数，及时调整K、μ系数。
3）千斤顶的精度应在使用前校准。使用超过6个月或200次，以及在使用过程中出现不正常现象时，应重新校准。任何时候在工地测出的预应力钢绞线伸长值有差异时，千斤顶应进行再校准。
4）用于测力的千斤顶的压力表应同千斤顶视为一个单元同时校准，并在量程范围内建立精确的标定关系，以确定张拉力与压力表读数之间的曲线方程。
5）均匀缓慢卸荷后，应测定预应力钢材的回缩与锚具变形量，对于一个夹片式锚具，不得大于6mm。否则应重新张拉，或更换锚具后重新张拉；或一端张拉锚固，另一端补足应力后再锚固；或张拉到设计控制应力后，再多张拉超标回缩量，但超张拉的应力值不应大于钢绞线标准强度的0.8倍。
6）施工过程中要根据实测伸长值和理论伸长值的大小，随时调整初应力的大小，可将初应力调整到20%σcon。
7）张拉后跨中的最大上拱度间接反映了施加预应力的大小以及张拉时的混凝土强度和刚度，必须与设计的最大上拱度进行比较，一般偏差应控制在20%以内。影响上拱度的因素：张拉时的混凝土的强度和刚度，预应力损失的大小。
8）张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行，不致增加孔道摩擦损失。
9）工具锚的夹片，保持清洁和良好的润滑状态。新的工具锚夹片第一次使用前，在夹片背面涂上润滑脂，以后每使用5～10次，应将工具锚上的挡板连同夹片一同卸下，向锚板的锥形孔中重新涂上一层润滑剂，以防夹片在退契时卡住。润滑剂可采用石墨、二硫化钼、石蜡或专用退锚灵等。
10）施加预应力施工中应解决的问题
11）预应力施加是后张预应力箱粱结构质量的最终体现。预应力的施加效果是由孔道位觉线型、预应力筋的力学性能、张拉控制程序、锚具质量精度等多方面因素构成。但其将归结为预应力施加量与预应力损失两部分。这两者之差也就是预应力的施加效果。预应力施加过程中经常遇到的只有３个问题：断丝、滑丝、预应力损失，解决好这３个问题也就保证了预应力的施加效果。
每束钢绞线断丝或滑丝的控制数为1丝，且每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1％。
a.预应力筋力学性能不合格。
b.锚板喇叭筒、锚板、锚环及千斤顶不同心，造成偏拉，受力不均；或进入锚板喇叭筒内的混凝土未凿除；或张拉空间过小，千斤顶无法就位。
c.锚垫板的选用也是原因之一。目前采用的锚垫板有钢制与铸钢制两种。钢制垫板喇叭筒较细、校长，端部也比较锋利，稍有连接不顺，张拉时就可能造成对预应力筋的伤害。而铸钢制垫板喇叭筒较短粗，端部与孔道用内插式连接。故应尽量选用后者。
d.采用高强钢丝做为预应力筋时，锚具夹片硬度不能太高，齿高也不能过大，否则会造成刻痕过深，容易发生断丝。
e.限位板高度小，限位板穿束孔径偏小，钢绞线直径超标，则夹片对钢绞线卡得太紧，工作锚内张拉出来的钢绞线会有严重刮伤，张拉过程中也容易出现断丝现象。
a.严格材料力学性能试胎。强度相同，延伸率差异较大的两批材料不能同束使用。
b.在施工中应考虑锚垫板喇叭筒与波纹的连接。千斤顶应与垫板方向垂直。
c.张拉设备应与钢绞线及锚具配套。
a.双张钢束时可先用卸锚器松锚，然后移动钢束，用单孔小顶进行张拉，这样就缩短了千斤顶占用长度。
b.当预应力束较短时，也可以用单张代替双张的办法加以解决。
c.当本身就是单张的钢束发生断丝时，一般采用超张拉的办法加以解决，超张时可采用全断面超张或同束号超张的办法。超张时应根据断丝数量计算超张值。计算时应以规范控制应力误差下限为准。
a.锚环、夹片硬度不够或夹片齿过浅。
b.钢束、夹片清理不彻底、有油、锈或杂物张拉时存在于夹片与钢束之间或夹片与锚环之间。
c.当锚环孔坡度过小、过大时都可能发生滑丝。安装夹片顶面不齐也能造成滑丝。
d.千斤顶张拉时回油过快也可能发生滑丝现象。拆卸工具锚时巨烈震动也可能造成滑丝。
e.在锚具张拉锚固过程中，限位板对张拉锚的效果起着非常大的作用。限位板高度太大，则对夹片不起作用或作用大，张拉后工作锚内钢绞线上会有轻微刮伤或有滑丝现象；钢铰线限位板高度应为6—8mm。
a.张拉前对钢束锚锚固部分、锚环、夹片进行彻底清理，安装夹片时要保证外露部分相同，顶面平齐。
b.根据所采用的钢束种类选择锚具。当采用钢纹线时则OVM型锚具较为适宜。
③滑丝的处理：滑丝处理一般采用单孔补张，补张不成功时可用叠加锚环法处理。
在预应力的６种设计损失中，混凝土干缩损失、徐变损失两种不易控制。但其损失值与其它４种相比也较小。因此，要想减小预应力损失应在以下４种损失上想办法。
a.孔道摩阻损失。孔道摩阻的损失值较大，实践证明，加大波纹管直径，加密定位筋，在张拉锚固前先不上夹片，反复单张拉数次都可以有效的降低孔道摩阻系数。
b.锚具回缩损失。减小锚具回缩损失可以两方面入手。一是选用机械顶锚的锚具及张拉机具。二是当采用自锚体系时，适当减小锚环与限位板之间的间距，但调整时必须注意不能调整过大，否则锚具回缩损失虽然减小，但锚口损失增加，得不偿失。由于限位板的作用，限制了夹片随预应力筋外移。张拉时，预应力筋与锚具必然产生较大的摩擦力，造成锚外拉力与锚下拉力大小的不同，产生较大的应力损失，即锚具摩阻应力损失。
c.混凝土压缩损失。减小混凝土压缩损失可在不影响结构受力状态的前提下，通过调整张拉顺序予以减小，一般原则是先长后短、对称施压，一次完成。
d.松驰损失。减小松驰损失的办法，除采用高强低松驰钢纹线外，唯—的办法是及时饱满的灌浆并全水泥浆迅速达到设计强度。
12）每次张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝，并填写张拉记录表。
13）预应力筋锚固后的外露长度，不宜小于30mm。张拉完成后用混凝土封裹，以防腐蚀。
14）在预应力作业中，必须特别注意安全。因为预应力有很大的能量，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，有可能造成很大危害。因此，在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端，同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。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，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。
3.2预制箱梁孔道压浆和封锚
1.破坏弯矩的大小与孔道压浆状况有关，孔道压浆的饱满程度从力学方面关系着预应力筋的最大破坏应力，从化学意义上他可以保护预应力筋不被水分子和不良气体腐蚀。因而在监理预应力施工工程中，孔道压浆应是一个重点。
2.选用准确压力表，压浆泵密封性能好、不漏浆、漏气。
水泥浆的拌和应首先将水泥加于拌和机内，再放入水，经充分拌和后，再加入掺加料，拌和时间不少于2min。水泥浆自调制至压入孔道的持续时间，视天气情况而定，一般在30min至45min范围内。
3.压浆采用的水泥浆，由精确称量的普通硅酸盐42.5水泥和水配制而成，水泥浆的泌水率最大不超过3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，24h泌水应完全被浆吸收。水灰比宜为0.4～0.45，水泥浆稠度宜控制在14～18s之间。施工中严格按配合比进行配料、拌和。
4.在灌浆前用无油份的压缩空气清洗管道，接着用清水冲洗管道，排除孔内粉渣杂物，再用压缩空气将管道吹干。以0.7MPa的恒压将水泥浆从一端压入，至另一端冒出均匀浓浆时停止，用木塞打紧，压入端应保持不小于0.5MPa的恒压持压2min以上，压浆过程应连续。填写施工记录（包括压浆日期，水灰比及掺加料、压浆压力等），并由监理工程师现场签认。压浆结束后，及时清洗压浆设备。
5.压浆时，每一工作班应留取不少于3组试件（每组为70.7×70.7××70.7mm立方体试件3个），标准养生28d，检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
6.当气温或构件温度低于5℃时，不得进行压浆。水泥浆温度不得超过32℃。压满浆的管道应进行保护，使其在1d内不受振动。管道内水泥浆在注入后48h内，结构混凝土温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。当白天气温高于35℃时，压浆宜在夜间进行。在压浆后2d，应检查注入端及出气孔的水泥浆的密实情况，需要时进行处理。
7.一片梁张拉完毕后48h内必须进行压浆。灌浆后三天内不得切割钢绞线和碰撞锚具。
8.切割多余钢绞线，一般应用砂轮切割机。如确需用加热方法切割时，应采取保护方法使锚具夹片不受热，以确保夹片不因受热退火而滑丝。
四、预制箱梁张拉、压浆安全操作规程
1、张拉作业区应设置明显的警戒标示，禁止非工作人员进入张拉区域。
2、参加张拉的人员，上岗前必须进行培训和技术交底，且在张拉作业中要分工明确，固定岗位，服从统一指挥，穿戴好劳动保护用品。
3、张拉作业前必须检查张拉设备、工具（如：千斤顶、油泵、压力表、油管、顶轴器及液控顶压阀等）是否符合施工及安全要求，检查合格后方可进行张拉作业。高压油管使用前应做对比试验，不合格的不得使用；张拉锚具应与机具配套使用，锚具进场时，应分批进行外观检查，不得有裂纹、伤痕、锈蚀，检查合格后方能使用；千斤顶与压力表应配套校验；使用的螺栓、螺母、铁楔，不得有滑丝和裂纹。张拉机具应有专人使用和管理，并应经常维护，定期校验。
4、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。
5、油泵上的安全阀应调至最大工作油压不能自动打开的状态。安全阀要保持灵敏可靠。
6、油压表安装必须紧密满扣，油泵与千斤顶之间用的高压油管连同油路的各部接头，均须完整紧密，油路畅通，在最大工作油压下保持5分钟以上，均不得漏油。若有损坏者及时更换。
7、高压油泵与千斤顶之间的连接点，各接口必须完好无损。油泵操作人员必须戴防护眼睛，防止油管破裂及接头喷油伤眼。
8、预加压力时两端油泵应平稳且配合默契要有专人统一指挥。张拉前，操作人员要确定联络信号。张拉件两端相距较远时，宜设对讲机等通讯设备。
9、张拉时安全阀应调至规定值后可开始张拉作业。张拉时梁两端正面不准站人SL／T 712-2021标准下载，高压油泵应放在梁的两侧，操作人员应站在预应力钢绞线位置的侧面。
10、张拉时发现油泵油压千斤顶锚具等有异常情况时，应立即停机检查。
11、张拉完毕后，退消时应采取安全防护措施，人工拆卸销子时，不得强击；对张拉施锚两端，应妥善保护，不得压重物；严禁撞击锚具、钢束及钢筋；管道尚未灌浆前，梁端应设围护和挡板。
12预应力灌（压）浆时，应严格按规定压力进行，输浆管道应畅通，阀门接头要严密牢固。
13、压浆时，所有人员不得站或从孔道正面通过，以防水泥浆喷伤人。
附件1：柳庄西公路桥35m先简支后连续箱梁张拉伸长量及油表计数计算书
DB37／T 4210-2020标准下载附件2：高庄东公路桥35m及40m简支箱梁张拉伸长量及油表计数计算书
附件3：石灰窑东公路桥40m先简支后连续箱梁张拉伸长量及油表计数计算书