现浇箱梁预应力施工作业指导书.docx

目录1、编制目的32、编制依据33、适用范围34、总体施工方案34.1预应力材料34.1.1、预应力钢绞线34.1.2、无粘结预应力钢绞线44.1.3、精扎螺纹钢筋44.1.4、塑料波纹管54.1.5、锚具、夹具54.1.6压浆料64.2、预应力管道安装64.3、预应力筋、张拉预埋件的安装74.4、预应力张拉施工94.4.1、预应力张拉94.4.2、割束124.4.3、管道压浆124.4.4、封锚155、质量控制措施15现浇箱梁预应力施工作业指导书1、编制目的对现浇箱梁预应力施工进行技术指导，确保箱梁预应力施工满足规范要求2、编制依据(1)世纪城路东延线府河大桥工程施工图设计第二分册 （审定版）；(2)公路桥涵施工技术规范 （JTG TF50-2011）；(3)城市桥梁工程施工与质量验收规范 (CJJ 2-2008)；(4)公司从事类似工程项目施工所积累的施工经验及专业技术能力、机械设备配套能力等。3、适用范围本施工作业指导书适用于世纪城路东延线跨府河桥梁工程现浇箱梁预应力施工4、总体施工方案4.1预应力材料4.1.1、预应力钢绞线根据设计要求本工程采用直径15.24mm，强度1860MPa的低松弛钢绞线作预应力筋。其性能和质量应符合预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224）的标准，预应力进场时应按规范分批验收，验收时，除应按合同要求对其质量证明书、包装、标志和规格进行检查外，尚应根据规范按批次检查其表面质量、直径偏差和力学性能试验。钢绞线进场时应附产品质量证明书，每盘上挂标牌，分批堆放，并采用适当的防雨防潮措施，防止锈蚀。钢绞线各批次检测结果合格后方可使用钢绞线，在开盘使用时应进行外观检查，其表面不得有油、润滑脂等物质。钢绞线允许有轻微的浮锈，但不得有目视可见的锈蚀麻坑。4.1.2、无粘结预应力钢绞线无粘结预应力钢绞线除了要满足6.1.1钢绞线的各项指标要求外，其涂油、包塑质量及运输与存放尚应满足如下要求：（1）钢绞线包塑本工程拟采用经专业公司包塑注油而成的无粘结钢绞线，其质量要求应符合无粘结预应力钢绞线JG161-2004、无粘结预应力筋专用防腐润滑脂（JG300793）标准的规定。（2）无粘结钢绞线外包层材料外包层材料采用高密度聚乙烯，在-20+70温度范围内，低温不脆化，高温化学稳定性好，同时必须具有足够的韧性、抗破坏性及对周围材料（如混凝土、钢材）无侵蚀作用、防水性好。（3）无粘结钢绞线涂料层的防腐油脂防腐油脂性能应符合一下要求：在-20+70温度内，不流淌，不裂缝变脆，并有一定韧性；使用周期内，化学稳定性好；对周围材料（如混凝土、钢材）无侵蚀作用；不透水吸湿，防水性好、防腐性好、润滑性好、摩阻力小。4.1.3、精扎螺纹钢筋根据设计要求本工程采用直径32mm，强度785MPa的精轧螺纹钢筋。其性能和质量应符合预应力混凝土用螺纹钢筋（GB/T20065）的标准，螺纹钢筋进场时应按规范分批验收，验收时，除应按合同要求对其质量证明书、包装、标志和规格进行检查外，尚应根据规范按批次检查其表面质量、直径偏差和力学性能试验。其进场时应附产品质量证明书、标牌，并分批堆放，采用适当的防雨防潮措施、防止锈蚀。螺纹钢筋各批次检测结果合格后方可使用，用时应进行外观检查，钢筋表面不得有横向裂纹、结疤和折叠，允许有不影响钢筋力学性能和连接的其它缺陷。4.1.4、塑料波纹管塑料波纹管进场时应检查其出厂合格证和质量保证书、核对其类别、型号、规格及数量，并应按批次对其外观、尺寸、不圆度、环刚度、局部横向荷载、柔韧性、抗冲击性进行检验。塑料波纹管进场存放时，在搬运时应采用非金属绳捆扎，或采用专用框架装载，不得抛摔或在地面上拖拉。应存放在远离热源及可能遭受各种腐蚀性气体、介质影响的地方，存放时间不宜超过6个月，在室外存放时不得直接堆于地面，应支垫并遮盖。塑料波纹管各批次检测结果合格后方可使用，用时应进行外观检查，塑料波纹管的外观应光滑，色泽均匀，内外不允许有隔体破裂、气泡、裂口、硬块及影响使用的划伤。4.1.5、锚具、夹具锚具、夹具是预应力工程中最重要的部件之一，必须为符合预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370-2007）的标准。锚具、夹具进场时，应按核对其型号、规格和数量，以及适用的预应力筋品种、规格和强度等级，且应附有产品质量证明书、产品使用手册、锚固区传力性能型式检验报告，以及夹片式锚具的锚口摩擦损失测试报告或参数。产品按合同验收后，应设置专用库房，分类堆放，并有可靠防护措施。锚具、夹具应按规范规定进行进场检验，根据预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370-2007）的要求进行外观、尺寸检查，并应进行硬度、静载锚固性能、疲劳荷载性能、周期荷载性能抽检试验，试验抽检的数量和试验方法根据标准的有关规定进行，合格后方可使用。检验合格的产品，在现场的存放期超过1年时，再次用时应进行外观检查，外观、尺寸应符合设计图样规定，全部产品均不得有裂纹出现。4.1.6压浆料预应力孔道灌浆采用GM-9型专用压浆料，进场时应检查其出厂合格证和质量保证书、核对其类别、型号、规格及数量，并应按批次对其各项性能进行检验。压浆料到场后，应下垫上盖保证压浆料质量。压浆料各项指标检验合格后方可进行施工。4.2、预应力管道安装管道应按设计规定的坐标位置进行安装，并应采取定位钢筋固定，使其能牢固地置于模板的设计位置，且在混凝土浇筑期间不产生移动。管道与普通钢筋重叠时，应移动普通钢筋，不得改变管道的设计坐标位置。固定各种管道的定位间距在直线段不宜大于100cm,在曲线段不宜大于50cm,必须确保管道定位准确；管道定位采用直径12的井字型钢筋电焊在主筋上，确保管道在混凝土浇注时不上浮，不变位。管道容许偏差应在允许范围内。点焊钢筋时注意保护波纹管，避免焊渣烧坏波纹管。定位后的管道应平顺，其端部的中心线应与锚垫板相垂直。钢混凝土结段范围内为布置纵向预应力束，顶底板均布置了预应力钢套管，间距一般为600mm,端头设锚垫板。为避免应力集中，预应力锚固面分别布置于钢混凝土结合面西侧第一、二块横隔板。管道接头处的连接管宜采用大一级直径的同类管道，其长度宜为被连接管道内径的57倍。连接时不应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的渗入。塑料波纹管应采用专用焊接机进行热熔焊接或采用具有密封性能的塑料结构连接器连接。所有管道均应在每个顶点设排气及需要时在每个低点设排水孔。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塑料结构扣件，长度应足以从管道引出结构物以外。管道安装完毕后，其端口应采取可靠措施临时封堵，防止水或其他杂物进入。表4-1后张法预应力管道安装允许偏差表项目允许偏差（mm）管道坐标梁长方向30梁高方向10管道间距同排10上下层10波纹管安装就位后，进行焊接、热切割等施工时，必须注意采用润湿的抹布对作业位置的波纹管进行保护，防止波纹管烧伤。浇筑混凝土前派专人检查波纹管有无破损情况，发现破损即进行修补至满足要求后，再进行下一工序的施工。4.3、预应力筋、张拉预埋件的安装预应力筋的编制安装均在混凝箱梁施工过程中进行，场地设置在箱梁附近栈桥面、预应力筋安装位置的箱梁边线外的场地进行下料。其具体施工步骤如下：（1）预应力筋下料混凝土梁钢绞线长度较长（TF1较长，全长约101m），根据施工现场实际情况，钢混凝土结合段梁位于钢梁和混凝土梁交界处，施工混凝土梁时钢梁未安装，可将栈桥面清扫，并达到下料条件后在钢梁安装栈桥面进行较长的钢绞线下料，余较短的横梁预应力束、竖向预应力束、无粘结预应力束可在施工点附近进行下料。预应力筋下料切割采用砂轮切割机，不得使用电、气焊切割。预应力筋在切割、运输、安装过程中要防止损伤、扭曲变形。预应力筋分双端张拉和单端张拉，下料长度按照下式进行计算：双端张拉：L=L2+2（L1+L3+L4+L5+L6）单端张拉：L=L2+2（L1+L3）+L4+L5+L6说明：L1工作锚厚度；L2应力筋孔道长度；L3限位板厚度；L4千斤顶长度；L5工具锚厚度；L6外露长度；L下料长度）（2）预应力束安装钢绞线预应力束、精轧螺纹钢、无粘结预应力筋均在浇筑混凝土前进行安装，纵向顶板、底板横纵梁预应力束安装时均应设置牵引机构，牵引机构应设置与4#桥台侧，施工需要时也可根据施工需要进行设置。钢绞线穿束前，应保证孔道内畅通，无水和其他杂物，并在波纹管外设置导向滑轮，避免损伤钢绞线。穿索时，应通过单根通长钢绞线将卷扬机上钢丝绳引出，再将钢绞线束在桥面理顺，然后将钢束端头的牵引头与牵引绳连接，通过卷扬机的回收将钢绞线束引入预应力管道，牵引时应保持预应力筋顺直、且仅应前后拖动、不得扭转，直至钢绞线外露长度达到设计值，然后解除卷扬机牵引钢丝绳并割除连接头，安装工作锚具和夹片。（3）锚具和夹具在安装前，应擦拭干净，安装时应符合下列规定：.锚具安装位置应准确，且应与孔道对中。安装夹片时，应使夹片的外露长度基本一致。张拉端安装时，先安装螺旋筋，再安装锚垫板，锚垫板的端部平面应与钢束轴线垂直，必要时可将螺旋筋、锚垫板与周围钢筋焊接在一起。锚垫板安装时注意灌浆孔应朝上布置。.锚垫板与波纹管连接处用海绵或棉纱将缝隙填充密实，并用塑料胶布缠绕密封，防止水泥浆漏入。.采用螺母锚固的支撑式锚具，安装时应逐个检查螺纹的配合情况，应保证在张拉和锚固过程中能顺利旋合拧紧。根据本工程设计指定的预应力筋型号，预应力筋锚固体系采用和预应力筋配套的锚固系统。预应力锚固体系由锚环、夹片、承压板、螺旋筋等组成，根据设计图要求本工程拟选用夹片式锚具。图4-1有粘结预应力张拉端锚具、埋件示意图图图4-2无粘结预应力张拉端锚具、埋件示意图4.4、预应力张拉施工4.4.1、预应力张拉中腹板未涉及钢混凝土连接段的预应力束及顶板、底板、横梁、竖向预应力筋张拉在混凝土强度达到85%以后施工，传过钢混凝土连接段的预应力束应在钢梁安装结束后张拉。具体流程说明如下：（1）张拉准备对张拉千斤顶和压力表、油泵进行配套校验；计算预应力筋的张拉伸长量；检查锚具、锚垫板、波纹管、压浆剂、排气孔等，将锚垫板表面清理干净。如果管道内进浆，应进行处理；将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净；消除钢绞线上的泥浆等；套上工作锚板，在工作锚板锥孔内装上工作夹片，工作夹片锥体外表面应预先抹上一层约1mm厚的蜡质润滑剂。（2）千斤顶定位安装根据混凝土梁预应力张拉力的需要，混凝土梁预应力张拉采用YCWB系列轻量化千斤顶，无连接预应力筋张拉采用YCW60B型，其余预应力筋张拉采用YCW350B型。由于YCW350B型千斤顶重量较重（246kg），张拉时在张拉平台上对应张拉点上方位置搭设三脚架，通过链条葫芦对千斤顶进行固定。表4-3千斤顶参数（本工程使用YCW60B和YCW350B）（3）预应力张拉本工程纵向、横向预应力筋为低松弛高强度钢绞线，张拉过程在规范要求（见表8.1-2）基础下将张拉细分为五级进行，依次为：10%con、20%con、40%con、80%con、100%con，预应力钢绞线张拉到100%con后持荷5min，量取伸长量。由于桥塔竖向预应力束较长，为了消除钢铰线束不直和初始受力不均的影响，在张拉力达到一定初始值之后，再进行伸长值的量测。预应力钢绞线张拉按应力和伸长量进行双控，但以应力控制为主，以伸长值进行校核，若实测伸长量与理论伸长量比较不符，必须及时分析查明原因，采取措施后方可进行下一步施工。预应力筋张拉后，断丝、滑移束数量不超过表10.1-2中要求。表4-2后张法预应力筋张拉程序锚具和预应力筋类别张拉程序夹片式等具有自锚性能的锚具钢绞线束、钢丝束普通松弛预应力筋：0初应力1.03con（锚固）低松弛预应力筋：0初应力con（持荷5min锚固）其他锚具钢绞线束0初应力1.05con（持荷5min）con（锚固）钢丝束0初应力1.05con（持荷5min）0con（锚固）螺母锚固锚具螺纹钢筋0初应力con（持荷5min）0con（锚固）表4-3后张预应力筋断丝、滑移限制类别检查项目控制数钢丝束、钢绞线束每束钢丝断丝或滑丝1根每束钢绞线断丝或滑丝1丝每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的百分比1%螺纹钢筋断筋或滑移不容许预应力理论伸长量的计算按照以下公式进行计算：Ap预应力筋的截面面积，取140（mm2）；Ep预应力筋的弹性模量，取194（Mpa）；Pq分段的起点力，等于前一分段的终点力，首段根据设计要求按计算，取值为（kN）；Pz分段终点力（kN）；Pp各分段预应力筋的平均张拉力，注意不等于各分段的起点力与终点力的平均值（kN）；L预应力筋的分段长度（mm）；Ap预应力筋的截面面积（mm2）；从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，分段后为每分段中各曲线段的切线夹角和（rad）；x从张拉端至计算截面的孔道长度，整个分段计算时x等于L（m）；k孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数（单位：1/m），管道弯曲及直线部分全长均应考虑该影响；预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数，只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。预应力筋张拉控制应力达到稳定后，进行锚固。经检验合格后，切除多余的钢绞线，并用稠水泥浆将钢绞线包裹严密。切割时采用砂轮切割机，不得用电弧焊切割，切割后钢绞线外露长度不小于50mm。预应力张拉时采用引伸量与张拉力双控，并以张拉力为主，实测引伸量与计算引伸量容许误差应控制在6%以内。同层框架梁应“同步、对称张拉且由中间向两侧推进”的原则施加预应力。另外要求施加预应力时，底部支撑系统不得拆除。预应力张拉控制应力及伸长值应满足设计要求；预应力筋张拉采用张拉力与伸长值双控进行，如发现伸长值不满足规范的有关规定，应立即停止张拉，并查明原因，再进行张拉。考虑到预应力钢束为低松弛钢绞线，在实际张拉过程中，除非实测孔道摩阻系数大于设计值、孔道延伸量小于设计要求或孔道出现漏浆等现象的情况下，才采取超张拉应力控制，否则不需超张拉。张拉过程中人员应远离张拉端，并不允许正对端头方向，张拉过程中应密切观察周边情况，发现导常情况应暂停张拉并及时报告，尽快处理。4.4.2、割束割束必须用砂轮机锯割，任何预应力钢筋均不能用电弧烧割。割束后的钢绞线外露长度不得小于5cm。4.4.3、管道压浆本工程预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺，压浆材料为GM-9型专用压浆料。预应力筋张拉后，要尽早压浆。压浆前，检查压浆孔及抽气孔是否通畅，及时清除孔道内积存的水、水泥浆、杂物。在张拉后24小时内往张拉孔道内压浆，如不能及时压浆，应采取保护措施保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀，以防滑丝。真空辅助压浆工艺示意见下图：图4-4真空辅助压浆示意图（1）真空辅助压浆的设备灰浆搅拌机；真空灌浆组件：包括真空泵、真空表、连接阀门等；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）；球阀；三通接头。（2）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，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35cm，所以钢绞线切割必须采用砂轮切割机。安装密封盖帽，按要求安装密封圈及密封胶，保证密封盖与锚垫板密封。压浆前对压浆机进行认真检查、标定，用压浆机向管道内注压清水，充分冲洗，润湿管道，至全部管道冲洗完。（3）试抽真空关闭阀门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，能达到负压力0.080.1Mpa。当孔道内的真空度保持稳定时，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。（4）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，之后边搅拌边倒入水泥，再搅拌35min直至均匀；将溶于水的外加剂倒入搅拌机，再搅拌35min，然后倒入浆桶。水泥浆自调制到入管道的间隔时间不得超过30min。压浆料配制的浆液其性能应符合下表规定：表4-4后张预应力孔道压浆浆液性能指标项目性能指标检验试验方法标准水胶比0.260.28水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB/T1346）凝结时间初凝5终凝24流动度（25）（s）初始流动度1017附录C330min流动度102060min流动度1025泌水率（%）24h自由泌水率0附录C43h自由泌水率0附录C5压水泌水率（%）0.22Mpa（孔道垂直高度1.8m时）2.0附录C60.36Mpa（孔道垂直高度1.8m时）自由膨胀率（%）3h02附录C424h03充盈度合格附录C7抗压强度（MPa）3d20水泥胶砂强度检验方法（ISO）（GB/T17671）7d4028d50抗折强度（Mpa）3d57d628d10注：表中附录为公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）中附录（5）压浆步骤清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆孔道通畅；按真空灌浆施工设备连接图将设备连接好；搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到浆体技术要求指标。启动真空泵抽真空，使真空度达到-0.08-0.1MPa并保持稳定。启动灌浆泵，灌浆过程中，真空泵保持连续工作。待抽真空端的透明管中有浆体经过并进入贮浆罐时，关闭阀4，然后关掉真空泵，稍后（15秒内）打开贮浆罐上的排气阀3，当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时，关闭保压阀2。灌浆泵继续工作，压力达到0.6MPa左右，持压12分钟。关闭灌浆泵及灌浆端阀门，完成灌浆。拆卸外接管路，清洗真空泵等，接到另一孔道重复以上步骤继续灌浆。4.4.4、封锚封锚前应先将锚具周围冲洗干净并凿毛，然后按图纸要求布置钢筋网，浇注封锚混凝土。锚头与垫板接触处四周应采用防水涂料进行防水处理，对锚具应进行防锈处理。在封端及封锚范围内应采用防水涂料进行防水处理。5、质量控制措施1、通过通球、灌水等方法加强预应力管道施工质量控制，防止竖向预应力钢绞线不能顺利穿入，造成重大事故；2、预应力下料前必须准确核实预应力管道埋设是否与设计存在较大差异，可采用在管道内引入测绳等方法准确确定现场实际预应力管道长度，确保预应力下料长度准确，防止钢绞线下料长度出错造成大批量钢绞线报废；3、钢绞线编束必须注意理顺钢绞线，防止钢绞线间交叉缠绕，造成张拉时受力不均匀，出现断丝现象；4、钢绞线切割采用砂轮机或圆盘锯进行，禁止采用氢氧焰和电焊切割；5、钢绞线张拉两端同步进行，认真核实实测伸长量与理论计算伸长量间差异，若存在超出6%现象必须及时进行检查，查出原因并采取相对对策后方可进行施工；6、管道压浆浆液必须按照实验室给定配合比进行现场称量拌制，确保水灰比达到设计要求；7、由于桥塔预应力管道进出浆口高差较大，下端锚头必须采用水泥砂浆进行可靠封闭，并进行覆盖养护，杜绝浆体从锚头渗漏；8、出口浆体必须达到入口浆体状态方可封闭出浆口，持压并停止压浆。