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预应力混凝土箱梁张拉施工方案

预应力混凝土箱梁张拉施工方案

XXX跨越北川河，分为南北两幅桥，XX桥紧邻朝阳桥，位于XX桥北侧；桥梁起点桩号为:K0+XXX，终点桩号为：K0+XXXX，总长XX米。桥梁采用布置为（15+25+25+15）米的变截面预应力混凝土连续梁，横断面布置为3米（人行道）+16米（车行道）+3米（人行道），桥宽22米，桥梁面积为1789.92平方米。

上部箱梁采用满堂支架现浇法施工，使用拆装方便的碗扣式钢支架污水处理厂降水施工方案，箱梁外模采用高强度竹胶板，内模采用钢木组合模板，混凝土采用商砼，砼罐车运输，混凝土泵车输送，分底、腹板和顶板两次浇筑成型。

本桥共有6道腹板，每道腹板设置3孔钢束，张拉时使用4台500t千斤顶两端对称同时张拉，且横桥向对称张拉；张拉时采用应力、伸长值双控；张拉顺序为：先张拉中层束，再张拉下层束，后张拉上层束。

第二章预应力混凝土使用材料及锚夹具

（1）按照设计图纸要求预应力钢绞线采用国标GB/5224—2003高强度低松弛钢绞线，单根钢绞线直径为15.20mm。

本工程按照图纸要求，采用XXXXXX

预应力混凝土用钢绞线应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224）的要求；

预应力筋进场时进行分批验收，验收时，除应对其质量证明书、包装、标志和规格等进行检查外，尚须按下列规定进行检验：

从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。如每批少于3盘，则应逐盘取样进行上述试验。试验结果如有一项不合格时，则不合格盘报废，并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验，如仍有一项不合格，则该批钢绞线不合格。

每批钢绞线的重量应不大于60t，不足60t的按照一批进行检验。

钢绞线的进行检验报告委托相关单位进行检测后，报监理工程师审批后再进行施工使用。

①预应力筋锚具、夹具应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性，能保证充分发挥预应力筋的强度，安全地实现预应力张拉作业，并应符合现行国家标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》（GB/T14370）的要求。

②预应力筋锚具应按设计要求采用。用于后张结构时，锚具或其附件上宜设置压浆孔或排气孔，压浆孔应有足够的截面面积，以保证浆液的畅通。

③自锚性能、松锚性能和重复使用性能。需敲击才能松开的夹具，必须保证其对预应力筋的锚固没有影响，且对操作人员的安全不造成危险。

（3）锚具、夹具进场时，除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外，还应按下列规定进行验收：

①外观检查：应从每批中抽取10%的锚具且不少于10套，检查其外观和尺寸。如有一套表面有裂纹或超过产品标准及设计图纸规定尺寸的允许偏差，则应另取双倍数量的锚具重做检查，如仍有一套不符合要求，则应逐套检查，合格者方可使用。

②硬度检查：应从每批中抽取5%的锚具且宜不少于5套，对其中有硬度要求的零件做硬度试验，对多孔夹片式锚具的夹片，每套至少抽取5片。每个零件测试3点，其硬度应在设计要求范围内，如有一个零件不合格，则应另取双倍数量的零件重做试验，如仍有一个零件不合格，则应逐个检查，合格者方可使用。

锚具、夹片进场后委托相关单位进行检测后，报监理工程师审批后再进行施工使用。

2.3金属预应力管道：

①根据设计图纸要求钢束管道采用增强型金属波纹管道。采用厂家定制。

②制作半刚性波纹状金属螺旋管的钢带应符合现行《铠装电缆冷扎钢带》（GB4175.1）和现行《铠装电缆镀锌钢带》（GB4175.2）的有关规定，并附有合格证书。钢带厚度应根据管道直径、设置时间（在浇筑混凝土前或后设置钢束）及是否有特殊用途而定，一般情况厚度不宜小于0.3mm。

（2）金属螺旋管的检查：

①金属螺旋管进场时，除应按出厂合格证和质量保证核对其类别、型号、规格及数量外，还应对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏等进行检查。上述检验方法可参照现行《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG/T3013）的规定执行，其取样数量、检验内容和顺序见下表3。质量要求中要求外观应清洁,内外表面无油污,无引起锈蚀的附着物,无孔洞和不规则的褶皱,咬口无开裂、无脱扣。抗渗性能要求经规定的集中荷载和均布荷载作用后，或在弯曲情况下，不得滲出水泥浆，但允许渗水。

金属螺旋管检验内容及取样数量一览表(表3)

②金属螺旋管应按批进行检验。每批应由同一钢带生产厂生产的同一批钢带所制造的金属螺旋管组成，累计半年或50000m生产量为一批，不足半年产量或50000m也作为一批的，则取产量最多的规格。

③当按上述规定的项目检验结果有不合格项目时，应以双倍数量的试件对该不合格项目进行复验，复验仍不合格时，则该批产品为不合格。

2.4预应力材料的保护：

①预应力材料必须保持清洁，在存放和搬运过程中应避免机械损伤和有害的锈蚀。如进场后需长时间存放时，必须安排定期的外观检查。

②预应力筋和金属管道在仓库内保管时，仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质；在室外存放时，时间不宜超过6个月，不得直接堆放在地面上，必须采取垫以枕木并用苫布覆盖等有效措施，防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响。

③锚具、夹具均设专人保管。存放、搬运时均妥善保护，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。临时性的保护措施应不影响安装操作的效果和永久性防锈措施的实施。

第三章预应力混凝土张拉设备

3.1本桥预应力张拉设备一览表：

3.2千斤顶与压力表的配套校验与使用:

①千斤顶在预应力混凝土施工中的主要用途:千斤顶的主要用途是与压力表配合使用做为预应力张拉双控的测力设施。

②千斤顶与压力表配套校验的意义与目的：

在预应力张拉过程中，千斤顶的实际作用力是用压力表的读数来测定的；压力表的读数也就是千斤顶油缸内的单位油压，由于摩擦力的存在和影响，在预应力混凝土施工中不应采用理论计算的方法求出压力表的读数从而确定千斤顶的实际作用力，而应通过配套校验把千斤顶主动(或被动)工作状态时实际作用力与压力表读数之间的相应关系找出来，列成表或制成图，供施工时使用，做到配套校验配套使用，保证工程质量。

凡属下列情况之一者，应配套校验：

Ⅰ、校验期限为一般为半年；

Ⅲ、当预应力筋张拉时连续断丝；

Ⅵ、实测延伸量与理论值相差过大应重新校验

③配套校验时注意事项：

委托由相关专业资质的检测单位进行委托进行配套检验，同时配套检验时，注意以下几点问题：

Ⅰ、检查压力表的完好情况，压力表事先最好单独校正过，无铅封的压力表不宜用来配套校验；

Ⅱ、检查千斤顶的完好情况，严重漏油修好后再进行校验；

Ⅲ、准备好传力和输油管路的连接件；

Ⅳ、选一台工作平稳的油泵，以便于在校验中读压力表的读数；

Ⅴ、冬季校验时应保证环境温度为+20℃±5℃；

Ⅵ、查对核实测力计是否超过检定表上的有效日期，若超过太多，应在重新检定后再用；

Ⅶ、正式校验前，先按满载预校验一次，一切正常后，再开始校验。。

Ⅷ、一次最好校验2块压力表，避免在施工中一块压力表受损。

①压力表的精度直接影响到预加应力的准确性，了解这一点，我项目部位选择上海生产的抗震工业压力表。

②压力表的精度与压力表的选择:

设计与施工时一般考虑张拉力值的误差不得超过设计值的6%。基于这一考虑，就必须选择适当的压力表，使其精度等级和测读范围与张拉力值相适应。

从保证和提高施工准确度的角度看，测压值最好接近最大读数值，但是这样做压力表很容易疲劳，需要经常送检，还会降低使用寿命，因此一般规定，压力表正常允许使用的压力范围是：在静载荷条件下，不应超过测量上限值的3／4；在动载荷情况下，不应超过测量上限值的2／3。

根据施工现场施加的预应力应力选择用60MPa压力表。

第四章预应力混凝土张拉工艺

4.1张拉机具及设备：

①施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理，并定期维护和校验。千斤顶与压力表应配套校验，以确保张拉力与压力表之间的关系曲线，校验在经主管部门授权的定法计量技术机构定期进行。

②张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定，当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。

4.2预应力张拉预留孔道：

①预应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平滑、圆顺，端部的预埋钢垫板应垂直于孔道中心线。

②管道应采取定位钢筋固定安装，使其能牢固地置于模板内的设计位置，并在混凝土浇筑期间不产生位移。固定各种成孔管道用的定位钢筋的间距不宜大于0.8m，曲线管道宜适当加密。

③金属管道接头处的连接管宜采用大一个直径级别的同类管道，其长度宜为被连接管道内径的5～7倍。连接时应不使接头处产生角度变化及在混凝土浇筑期间发生管道的转动或移位，并应缠裹紧密防止水泥浆的渗入。

④所有管道均设置压浆孔，在最高点设排气孔及需要时在最低点设置排水孔。压浆管、排气管和排水管应是最小内径为20mm的标准管或适宜的塑性管。与管道之间的连接应采用金属或塑料结构扣件，长度应足以从管道引出结构物以外。

⑤管道在模板内安装完毕后，应将其端部封闭好，防止水或其他杂物进入。

①预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道，将几根钢束编束后整体、逐一装入管道中。穿束前应检查锚垫板和孔道，锚垫板应位置准确，孔道内应畅通，无水和其他杂物。

②预应力筋安装后的保护：

1)对在混凝土浇筑及养生之前安装在管道中但在下列规定时限内没有压浆的预应力筋，应采取防止锈蚀或其他防腐蚀的措施，直至压浆。

不同暴露条件下，未采取防腐蚀措施的力筋在安装后至压浆时的容许间隔时间如下：

空气湿度大于70％或盐分过大时 7d

空气湿度40％～70％时 15d

空气湿度小于40％时 20d

2)在预应力钢束安装在管道中后，管道端部开口应密封以防止湿气进入。采用蒸汽养生时，在养生完成之前不应安装力筋。

3)在任何情况下，当在安装有预应力筋的构件附近进行电焊时，对全部预应力筋和金属件均应进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。

③对在混凝土浇筑之前穿束的管道，预应力筋安装完成后进行全面检查，以查出可能被损坏的管道。在混凝土浇筑之前，将管道上一切非有意留的孔、开口或损坏之处修复，并检查预应力筋能否在管道内自由滑动。

4.2预应力筋张拉程序的一般要求：

为了保证混凝土获得必要的预压应力，除了必须正确确定预应力筋的张拉控制应力值外，还要采用恰当的张拉程序，使预应力损失值不超过允许值。

（1）施加预应力的准备工作：

①对力筋施加预应力之前，必须完成或检查以下工作：

施工现场应具备经批准的张拉程序和现场施工说明书；

现场已有具备预应力施工知识和正确操作的施工人员；

锚具安装正确，对后张构件，混凝土已达到要求的强度；

施工现场已具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施。

②实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致。

（2）预应力筋张拉时要求：

后张法预应力筋张拉时，混凝土和它同时发生预应力，当箱梁梁体强度达到设计规定的90%时，养护龄期≥7天，冬天≥10天，方可进行张拉预应力钢束。

预应力筋张拉前，必须检查混凝土的振捣质量，如发现预压区有蜂窝、孔洞等严重缺陷是，必须按规程进行补强处理，待补强的混凝土达到要求强度时，才可以张拉预应力筋。

装设张拉设备和锚具时，应使它们的中心线对准孔道中心线，以保证预应力筋位置正确并避免在张拉过程中预应力筋与锚具或孔道发生额外的摩擦而损失预应力。

（3）预应力张拉控制依据：

①钢绞线张拉采取“应力应变双控”，张拉控制应力δk＝0.72Rby=1339.2Mpa，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，再继续张拉。

②预应力筋的理论伸长值ΔL（mm）按下式计算：

ΔL=PpL/ApEp

式中：Pp——预应力筋的平均张拉力（N）

L——预应力筋的长度（mm）

Ap——预应力筋的截面面积（mm2）

Ep——预应力筋的弹性模量（N/mm2），由厂家提供材质单，取平均值得到。

预应力筋平均张拉力按以下公式进行计算：

pp——预应力筋平均张拉力（N）；

p——预应力筋张拉端的张拉力（N），由图纸提供，为1395Ap（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的曲线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；

μ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数。

x值按图纸设计设平弯和竖弯，并实际放样得到。注意x值第一孔要减去固定端握裹在混凝土中长度，最后一段要减去封锚长度。另外，每段钢绞线还要加上千斤顶工作长度。

θ值是在CAD制图软件中绘得钢束大样图后利用测角功能得到。

钢束设计伸长值是一种理论数据，在实际施工中由于孔道实际位置与设计位置误差、摩阻系数变化、钢绞线实际弹模E值的变化以及其他原因会造成一定的计算偏差，故在施工前宜对钢绞线伸长值进行修正。修正公式为：

ΔL=ΔL1×EY/ES

式中：ΔL——施工控制伸长量；

ΔL1——设计控制伸长量；

张拉前除对设计伸长值修整，对通长束还应进行预张拉，主要因为孔道曲线变化大，摩阻系数不一，加之施工误差积累，如果草率的直接张拉至100%控制应力会加大施工风险，易造成张拉质量事故。因此将对通长束进行10%阶段控制应力的预张拉，并增加阶段观测，根据伸长量反算出孔道摩阻系数和重新修正伸长量，确保预应力满足设计要求。

本桥预应力张拉控制应力采用分段法进行伸长值计算，计算结果和图纸相吻合。

（5）预应力操作程序：

张拉器具根据设计要求，使用YCW500套筒千斤顶全部张拉。张拉流程：准备工作→张拉设备安装→锚具、孔道、千斤顶三心一线→记录夹片外露量→张拉初应力0.1σcon→划伸长量基点→核对夹片回缩量→（根据行程倒顶）→张拉σcon→核对伸长量→持荷2min→锚固→回油、工具锚松脱、依次卸下工具锚、千斤顶→孔道压浆→封锚。

1预应力筋张拉时，在预应力束略为拉紧的过程中，要及时调整锚具和千斤顶位置，使孔道轴线、锚具位置和千斤顶三者在同一直线上，同时调整钢束松紧程度，使钢束受力均匀，然后加载至张拉控制应力的10%，并用红油漆划线标记，记录伸长量。伸长值应从初应力时开始量测，初应力以下的推算伸长值采用相邻等级即张拉控制应力为10％～20％时的伸长值。

②继续张拉并按千斤顶的行程进行倒顶，倒顶后注意将夹片与工具锚敲紧。张拉至控制应力后，测量钢丝束伸长量，并认真检查有无断丝、滑丝现象。预应力筋的锚固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不应大于6mm。

③预应力筋在张拉控制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30mm，锚具应用封端混凝土保护，当需长期外露时，应采取防止锈蚀的措施，一般情况下，锚固完毕并经检验合格后即可切割端头多余的预应力筋，严禁用电弧焊切割，强调用砂轮机切割。

根据设计图纸要求：预应力筋张拉的顺序：先张拉中层束，再张拉下层束，后张拉上层束，且横桥向对称张拉。

本桥共6道腹板，每道腹板设置3束钢束，张拉顺序如下表：

（5）张拉施工现场人员安排：

负责施工现场的质量、安全统筹管理工作；

负责施工现场的人员分工及岗位职责。

负责现场张拉技术管理工作；

负责张拉数据分析、控制及张拉事故处理工作；

负责现场的张拉技术交底工作。

负责张拉施工作业前的质检、报验工作；

负责施工现场的张拉记录、计算复核工作；

负责张拉施工工序的施工质量控制及报验工作。

负责预应力材料的检测、报验工作；

负责张拉机具及配套设备的校验、报验工作；

负责张拉作业时砼强度、龄期的检测、报验工作；

负责张拉施工现场的安全防护、管理工作；

负责张拉操作工的安全技术交底工作；

负责施工现场的人员、机械组织管理工作，配合技术负责人做好现场的张拉控制工作。

负责现场施工临时用电的安装、维护和检修工作；

负责施工现场的张拉具体操作工作；

服从现场技术负责人、施工工长的工作安排，听从指挥；做好自己的安全防护工作。

负责张拉数据的读尺工作；反馈读数数据给质检工程师。

5.1预应力筋张拉后，孔道尽早压浆。

5.2孔道压浆宜采用水泥浆，所用材料应符合下列要求：

宜采用硅酸盐水泥或普通水泥。采用矿渣水泥时，应加强检验，防止材性不稳定。水泥的强度等级不宜低于42.5。水泥不得含有任何团块。

应不含有对预应力筋或水泥有害的成分，每升水不得含500mg以上的氯化物离子或任何一种其他有机物。可采用清洁的饮用水。

宜采用具有低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂，它们应不得含有对预应力筋或水泥有害的化学物质。外加剂的用量应通过试验确定。

5.3水泥浆的强度应符合设计规定:

按照设计要求孔道压浆标号和箱梁梁体强度一致，采用C50，其配合比委托西宁华亿工程试验检测公司进行配合比及相关材料的试验检测工作，待试验报告出具后报监理工程师审批后使用。

水泥浆的技术条件应符合下列规定：

(1)水灰比宜为0.40～O.45，掺人适量减水剂时，水灰比可减小到O.35。

(2)水泥浆的泌水率最大不得超过3％，拌和后3h泌水率宜控制在2％，泌水应在24h内重新全部被浆吸回。

(3)通过试验后，水泥浆中可掺人适量膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10％。

(4)水泥浆稠度宜控制在14—18s之间。

压浆前，应对孔道进行清洁处理。对抽芯成型的混凝土空心孔道应冲洗干净并使孔壁完全湿润；金属管道必要时亦应冲洗以清除有害材料；对孔道内可能发生的油污等，可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗、冲洗后，应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。

（1）水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间

水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间视气温情况而定，一般在30—45min范围内。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌：对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。

压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压人，由最高点的排气孔排气和泌水。压浆顺序宜先压注下层孔道。

压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一放开和关闭，使孔道内排气通畅。较集中和邻近的孔道，宜尽量先连续压浆完成．不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅;

对掺加外加剂泌水率较小的水泥浆，通过试验证明能达到孔道内饱满时，可采用一次压浆的方法；不掺外加剂的水泥浆，可采用二次压浆法，两次压浆的间隔时间宜为30～45min。(九)压浆泵

压浆应使用活塞式压浆泵，不得使用压缩空气。压浆的最大压力宜为0.5～0.7MPa；当孔道较长或采用一次压浆时，最大压力宜为1.0MPa。梁体竖向预应力筋孔道的压浆最大压力可控制在0.3～0.4MPa。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排出与规定稠度相同的水泥浆为止，为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5MPa的一个稳压期，该稳压期不宜少于2min。

压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。当气温高于35℃时。压浆宜在夜间进行。

压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时处理和纠正。压浆时，每一工作班应留取不少于3组的70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试件，标准养护28d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。

对需封锚的锚具，压浆后应先将其周围冲洗干净并对粱端混凝土凿毛，然后设置钢筋网浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度应符合设计规定，一般不宜低于构件混凝土强度等级值的80％。必须严格控制封锚后的梁体长度。长期外露的锚具，应采取防锈措施。

（8）孔道压浆应填写施工记录。孔道压浆，现场施工必须记录好现场的压降记录。

第六章预应力混凝土张拉质量管理要点

6.1后张预应力筋断丝及滑移不得超过下表的控制数。

后张预应力筋断丝、滑移限制

每个断面丝之和不超过该断面钢丝总数的

注：①钢绞线断丝系指单根钢绞线内钢丝的断丝；

②超过表列控制数时，原则上应更换，当不能更换时，在许可的条件下，可采取补救措施，如提高其他束预应力值，但须满足设计上个阶段极限状态的要求。

6.2预应力筋的加工和张拉质量检验评定标准：

①预应力筋各项技术性能必须符合国家现行标准规定和设计要求。

②预应力钢丝束应梳理顺直,不得有缠绞、扭麻花现象。

③单根钢绞线不允许断丝。

④制孔管道应安装牢固，接头密合，弯曲圆顺。锚垫板平面应与孔道轴线垂直。

⑤千斤顶、油表、钢尺等器具应经检查校正。

⑥锚具应经检验合格方可使用。

⑦压浆工作在5℃以下进行时，应采取防冻或保温措施。

⑧孔道压浆的水泥浆强度必须符合设计要求，压浆时排气孔、排水孔应有水泥浓浆溢出。

抽查30%213.上海浦东国际机场一、二期航站楼大型钢结构施工方案的创新和发展(摘录自《建筑施工》07年8期第600-603页)，每根查10个点

抽查30%，每根查5个点

每束1根，且每断面不超过钢丝总数的1%

6.2预应力张拉应力、伸长值控制数据：

通桥（2018）5401-08高速铁路钢筋混凝土框架箱涵.pdf（1）锚下控制应力：0.72*1860=1339.2MPa

（2）张拉伸长值控制: