預應力專項方案

箱梁預應力工程專項方案主題內(nèi)容：本指導書規(guī)定了客運專線后張法預應力混凝土預制箱梁的預應力施工的要求及要點。適應范圍適用于中鐵二十一局津秦鐵路客運專線灤縣制梁場客運專線32米后張預應力混凝土箱梁的預應力工程。相關依據(jù)：《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》科技基[2005]101號。《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224-200《鐵路工程預應力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術條件》TB/T3193-2008。主要材料鋼絞線鋼絞線為1X7—15.2—1860—GB/T5224—2003。其技術質量指標為破斷負荷2260KN、屈服負荷2234KN、彈性模量為195±10Gpa、極限伸長率$3.5%、松弛率W4.5%。4.1.2鋼絞線的進場檢驗要求為：每批不大于30t同廠家、同品種、同規(guī)格、同批號鋼絞線應做進場抽檢，抽檢項目為破斷負荷、屈服負荷、彈性模量及極限伸長率；對于任何所選廠家每合同批號所提供的“質量證明書”所附“試驗檢驗報告單”中除包括以上項目外還應有松弛率，彈性模量的指標應作為交貨條件。鋼絞線復驗與判定規(guī)則為：當破斷負荷、屈服負荷、彈性模量及極限伸長率的某一項不符合指標要求，則該盤卷不予驗收。并從同一批未經(jīng)試驗的盤卷中取雙倍數(shù)量的試樣進行該不合格項目的復驗，復驗結果即使有一個試樣不合格，則整批鋼絞線不予驗收。鋼絞線儲存應防潮、分批堆放、掛上標識。鋼絞線不得沾染油污及酸堿鹽等腐蝕性物質。制作和安裝時避免電火花。4.2錨具（工作錨）、夾具（工具錨）采用適用于直徑為15.2鋼絞線的多孔鋼質群錨錨具。錨具與夾具應當配套（即相同型式、型號）。質量應符合GB/T3093-2008《預應力筋用錨具、夾具和連接器》的要求。產(chǎn)品應通過省、部級簽定。并經(jīng)鐵道部產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心檢驗審查。錨具的技術指標及檢驗項目有外觀、硬度、錨固效率系數(shù)極限拉力總應變。進場抽檢要求：每批不大于1000套的同廠家、同品種、同批號的錨、夾具抽取10%做外觀檢驗且不少于10套，抽取5%錨具做硬度檢驗，對多孔式錨、夾具每套至少抽取5片夾片進行硬度測試，每夾片測試3個點，抽取3套錨、夾具進行靜載錨固性能檢驗，周期荷載試驗，錨固性能應同時滿足錨固效率系數(shù)na$0.95；極限拉力總應變￡apu$2.0%，對于夾具na$0.92。同期荷載應能達到50個周期。為觀察經(jīng)多次張拉錨固后，預應力筋內(nèi)各根預應力鋼材受力的均勻性及張拉發(fā)生故障時，將預應力筋全部放松的可能性還應對錨具進行張拉錨固工藝試驗觀察。4.2.5檢驗方法按GB/T3093-2008的規(guī)定進行。箱梁張拉設備及量器具張拉設備主要為YDCW3000-200型穿心式千斤頂。YZBZ2-55型高壓油泵。壓力表、夾具（工具錨）、張拉臺車、鋼板尺、紅藍鉛筆等。5.1.1千斤頂公稱壓力$50Mpa,張拉行程200儷，為穿心式的。5.1.2壓力表采用防振型的，最大量程為50Mpa或60Mpa，精度等級0.4級，且表盤直徑$100儷。夾具（工具錨）應與工作錨相配套（同廠家、同型號的）。錨具及成孔膠管，錨具由7孔、8孔、9孔（用23.5m梁）及10孔、12孔（用于31.5m）；7孔錨具配70mm膠管，8孔、9孔錨具配80mm膠管，10孔、11孔、12孔錨具應使用90mm膠管成孔。5.1.5張拉臺車應能滿足4?5人在上面作業(yè)，且有放置千斤頂、油泵及高壓油管的位置，高度能保證張拉作業(yè)。并配以吊裝千斤頂?shù)氖謩拥规満J及移動滑道。臺車下的移動輪有制動裝置。張拉設備及計量器具的校驗。張拉千斤頂?shù)男ｒ炛芷跒橐粋€月，校正系數(shù)不大于1.05。壓力表的校驗周期為一個月。千斤頂應與壓力表配套校驗、配套使用，并在標定的有效期內(nèi)使用。5.2.4張拉設備的計量標定應在國家授權的法定計量技術機構進行。施工過程中如發(fā)生故障應重新校驗。張拉用千斤頂及壓力表應建立校驗使用臺賬及標識卡片并定期檢查。張拉工藝流程制孔f預應力筋制作f穿束f張拉施工工藝制孔預應力孔道成型采用成孔膠管抽芯成型。7.1.2成孔膠管用定位鋼筋網(wǎng)片（以e12以上鋼筋焊制）按設計位置固定在鋼筋骨架內(nèi)，并應加密預應力管道的定位筋。為保證膠管的剛度，保證管道位置準確，在膠管內(nèi)穿e15.2mm鋼絞線。成孔膠管的定位可以在鋼筋骨架綁扎完成后穿入，也可與鋼筋同時綁扎。7.1.5梁體混凝土澆筑完成后，當梁體混凝土強度達4?8Mpa左右，（一般經(jīng)驗判定采用拇指用力按壓混凝表面，不出現(xiàn)凹坑即可）用卷機將膠管抽出，預應力筋孔道即制成。7.2預應力筋制備鋼絞線的下料采用砂輪鋸切割，不得使用電孤切割。鋼絞線下料應設置盤架及長度控制擋板確保鋼絞線下料順直及長度準確。鋼絞線下料長度按設計長度加張拉設備長度加工具錨外預留三100mm，按設計長度+1600mm計，各號鋼絞線下料長度見表1－1?8。鋼絞線的編束要求各根平行、順直、不得交叉盤絞，每隔1?1.5m用3?5根22#鐵線綁扎一道，端頭范圍內(nèi)每0.5m扎一道，端頭應增加一道。編束時確定梁型鋼絲束編號、根數(shù)、下料長度，按規(guī)格放在規(guī)定堆料架上并掛牌標識，以防混用。鋼絞線編束應在臺架上進行，確保鋼絞線平行、順暢、不受污染。穿束7.3.1鋼絞線穿束前應使用大于鋼絞線束直徑0.5?1.0mm的疏孔器疏通預應力筋孔道。疏孔器應能暢通無阻地全程通過孔道。穿束前還應進行清孔，清孔取用壓縮空氣吹凈管道內(nèi)的水分和砂石等雜物。穿束時，將細鋼絲繩穿過孔道與鋼絞線相連接，以鋼絲繩牽拉為主，以人工推送為輔將鋼絞線束緩緩穿入。穿出孔道后應保證梁體兩端鋼絞線外露長度大體相等。穿束前尚需確認梁型、鋼絞線編號、根數(shù)以免錯穿、誤穿。箱梁張拉箱梁張拉分三個階段進行，即預張拉、初張拉、終張拉。箱梁張拉三個階段的基本條件為：a、預張拉：當梁體混凝土強度達到設計強度的60%即33.5Mpa時，即可進行預張拉。b、初張拉：當梁體混凝土強度達到設計強度的80%以上即43.5Mpa時，且梁體混凝土彈性模量三3.4X104Mpa，即可進行初張拉。c、終張拉：當梁體混凝土強度達到或大于設計強度即53.5Mpa；梁體混凝土的彈性模量達到設計值以上即3.55X104Mpa;而且梁體混凝土的齡期$10d時即可對梁體進行終張拉。注：脫模時梁體混凝土強度高于設計強度的80%且達到了相應的彈性模量可以直接進入初張拉階段。預應力筋張拉7.4.3.1張拉前應做好的準備工作：a、人員具有專業(yè)技術知識，必須持證上崗，并經(jīng)過崗前培訓。b、對梁體作全面檢查，如有缺陷，經(jīng)過修補且達到設計強度。c、接到“張拉通知書”。d、千斤頂和油表均已校驗，并在有效期內(nèi)。e、錨具按規(guī)定檢查合格。f、清除錨墊板上的混凝土，保證錨具與錨墊板的密貼，清除錨墊板喇叭口內(nèi)水泥漿。g、張拉機具的電路、高壓油管、壓力表連接可靠，并經(jīng)過檢查確認。h、校對鋼絞線編號及根數(shù)。i、張拉現(xiàn)場設置了安全警示，且防護設施完好。張拉程序為0f20%ocon(測伸長初始值)f100%Ocon(持荷5min)f補拉到100%ocon(測伸長值)f錨固f測夾片外露長度。生產(chǎn)初期，應對每種跨度第一、第二孔梁進行管道摩阻，喇叭口摩阻等預應力瞬時損失測試，并依據(jù)錨具供應廠家提供的錨具回縮量，計算由于管道摩阻，喇叭口摩阻和錨具回縮所產(chǎn)生的預應力損失，根據(jù)計算結果對張拉控制應力作以調(diào)整，確保有效應力值。預應力理論和實際伸長值的計算：a、 預應力理論伸長值的計算后張法預應力筋理論伸長值及預應力筋平均張拉力的計算公式如下：△L=PPXL/(APXEP) ⑴PP=PX〔1—e-(kx+p0)〕/(KL+p0) (2)式中：AL 預應力筋理論伸長值，mmL 預應力筋的長度，mmPP 預應力筋的平均張拉力，NX 從張拉端至計算截面孔道長度，mAP 預應力筋截面面積，mm2EP 預應力筋的彈性模量，Mpa，P 預應力筋張拉端的張拉力，N0 從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，radk 孔道每米局部偏差對磨擦的影響系數(shù)，取0.0015p——預應力筋與孔道壁的磨擦系數(shù)，對塑料波紋管取0.14?0.17。b、 實際伸長量的量測及計算方法預應力筋張拉前，應先調(diào)整到初應力0.2ocon,伸長量應從初應力時開始量測。實際伸長值除張拉時量測的伸長值外，還應加上初應力時的推算伸長量，對于后張法混凝土結構在張拉過程中產(chǎn)生的彈性壓縮量一般可省略。實際伸長值的量測采用量測千斤頂油缸行程數(shù)值的方法。在初始應力下，量測油缸外露長度，在相應分級的荷載下量測相應油缸外露長度。實際伸長值AL的計算公式如下：△L=A＋B1＋B2－C1－C2A—0?0.2ocon終應力下的鋼絞束的推算伸值；B1、B2—0.2acon?1.00con預、初、終應力下梁端千斤頂?shù)膶嶋H引伸量；C1、C2—夾片在各級控制應力下梁端夾片的回縮量，C1、C2分別取6mm。張拉油表讀數(shù)計算張拉油表讀數(shù)=張拉力三千斤頂活塞面積X千斤頂校正系數(shù)X超張拉系數(shù)。注：張拉力=控制應力X鋼絞線束截面積,。（設計圖中有張拉力值，按圖取用）對于箱梁超張拉系數(shù)取1.0.張拉操作工藝：a張拉前應將錨板（承壓墊板）灌漿孔道內(nèi)填塞封堵棉紗取出，并檢查灌漿孔是否與預應力筋孔道暢通。不通則疏通。清除錨下墊板及喇叭口的殘余灰漿，使錨具與墊板密貼、孔道擴大部分過渡平順。b錨具安裝按每束根數(shù)與相應的錨具配套，帶好夾片，將鋼絞線分別從錨具各孔夾片中穿入。將穿好鋼絞線的錨具推向錨板并與錨板密貼，處于錨板的對中心圈內(nèi)，調(diào)整各孔夾片使露出部分端部平齊。c安裝千斤頂：將張拉千斤頂?shù)跻茖ξ?，使鋼絞線從千斤頂中心穿過并使錨具置于千頂前端對中圈內(nèi)。d安裝夾具（工具錨）：將通過千斤頂中心的鋼絞線理順穿入夾具各夾片孔內(nèi)使夾具各孔與錨具各孔一一對應，用鋼管將夾具的夾片一一輕輕打緊，安裝相應規(guī)格的限位板。e張拉：向千斤頂油缸充油并對鋼絞線進行張拉。張拉時當鋼絞線的初始應力達0.2ocon時暫停供油對錨具情況進行檢查。確認完好后，測量伸長初始值。當油表達到ocon（張拉控制應力）時停止供油，靜停持荷5min后補拉到ocon測量伸長值，經(jīng)校核驗證兩端伸長值之和在允許范圍內(nèi)即可回油錨固。并測量錨具回縮量，每端錨具回縮量應控制在6mm以內(nèi)。f張拉過程中，梁兩端的操作人員應有統(tǒng)一的聯(lián)絡信號，確保兩端同步。g張拉油表讀數(shù)及伸長值詳見附表2張拉要求梁體張拉采用“雙控”，張拉過程保持兩端基本一致，以油表讀數(shù)為主，以張拉伸長值為輔進行校核。全梁斷絲：滑絲總數(shù)不得超過鋼絲總數(shù)的0.5%,且同一束內(nèi)斷絲不得超過一絲，也不得在同一側。預張拉在生產(chǎn)臺座上進行，僅需拆除端模，松開內(nèi)模即可施工；初張拉在生產(chǎn)臺座上進行退出內(nèi)模，松開側模后施工；終張拉在存梁臺座上進行。7.4.3.10終張拉完成之后，在絞線上做好標記，歷時12h，未見滑絲現(xiàn)象，則可以用砂輪機切除鋼絞線，進入壓漿工序。鋼絞線的切除要求錨外長度不能小于30mm，也不大于50mm。嚴禁采用氧氣乙炔火焰進行切割。8預應力施工常見問題及處理措施8.1、 錨墊板面與孔道軸線不垂直或錨墊板中心偏離孔道軸線8.1.1、 現(xiàn)象張拉過程中錨環(huán)突然抖動或移動，張拉力下降。有時會發(fā)生錨環(huán)與錨墊板不緊貼的現(xiàn)象。8.1.2、原因分析錨墊板安裝時沒有仔細對中，墊板面與預應力索軸線不垂直。造成鋼絞線或鋼絲束內(nèi)力不一，當張拉力增加到一定程度時，力線調(diào)整，會使錨杯突然發(fā)生滑移或抖動，拉力下降。8.1.3、 預防措施錨墊板安裝應仔細對中，墊板面應與預應力索的力線垂直。錨墊板要可靠固定，確保在混凝土澆筑過程中不會移動。8.1.4、 治理方法另外加工一塊楔形鋼墊板，楔形墊板的坡度應能使其板面與預應索的力線垂直。錨頭下錨板處混凝土變形開裂。8.2.1、現(xiàn)象預應力張拉后，錨板下混凝土變形開裂。8.2.2、原因分析通常錨板附近鋼筋布置很密，澆筑混凝土時，振搗不密實，混凝土疏松或僅有砂漿，以致該處混凝土強度低。錨墊板下的鋼筋布置不夠、受壓區(qū)面積不夠、錨板或錨墊板設計厚度不夠，受力后變形過大。8.2.3、 預防措施錨板、錨墊板必須有足夠的厚度以保證其剛度。錨墊板下應布置足夠的鋼筋，以使鋼筋混凝土足以承受因張拉預應力索而產(chǎn)生的壓應力和主拉應力。澆筑混凝土時應特別注意在錨頭區(qū)的混凝土質量，因在該處往往鋼筋密集，混凝土的粗骨料不易進入而只有砂漿，會嚴重影響混凝土的強度。8.2.4、 治理方法將錨具取下，鑿除錨下?lián)p壞部分，然后加筋用高強度混凝土修補，將錨下墊板加大加厚，使承壓面擴大。8.3、滑絲與斷絲8.3.1、現(xiàn)象錨夾具在預應力張拉后，夾片“咬不住”鋼絞線或鋼絲，鋼絞線或鋼絲滑動，達不到設計張拉值。張拉鋼絞線或鋼絲時，夾片將其“咬斷”，即齒痕較深，在夾片處斷絲。8.3.2、原因分析錨夾片硬度指標不合格，硬度過低，夾不住鋼絞線或鋼絲；硬度過高則夾傷鋼絞線或鋼絲，有時因錨夾片齒形和夾角不合理也可引起滑絲或斷絲。鋼絞線或鋼絲的質量不穩(wěn)定，硬度指標起伏較大，或外徑公差超限，與夾片規(guī)格不相匹配。8.3.3、防治措施錨夾片的硬度除了檢查出廠合格證外，在現(xiàn)場應進行復驗，有條件的最好進行逐片復檢。鋼絞線和鋼絲的直徑偏差、橢圓度、硬度指標應納入檢查內(nèi)容。如偏差超限，質量不穩(wěn)定，應考慮更換鋼絞線或鋼絲的產(chǎn)品供應單位。滑絲斷絲若不超過規(guī)范允許數(shù)量，可不予處理，若整束或大量滑絲和斷絲，應將錨頭取下，經(jīng)檢查并更換鋼束重新張拉。8.4、制孔膠管線形與設計偏差較大8.4.1、現(xiàn)象最終成型的預應力孔道與設計線形相差較大。8.4.2、原因分析澆筑混凝土時，預應力成孔膠管沒有按規(guī)定可靠固定。膠管被踩壓、移動、上浮等，造成膠管變形。8.4.3、預防措施要按設計線形準確放樣，并用U形鋼筋按規(guī)定固定膠管的空間位置，再點焊牢固。曲線及接頭處U形鋼筋應加密。澆筑混凝土時注意保護成孔膠管，不得踩壓，不得將振動棒靠在膠管上振搗。應有防止膠管在混凝土尚未凝固時上浮的措施。8.5、 張拉鋼絞線延伸率偏差過大8.5.1、現(xiàn)象張拉力達到了設計要求，但鋼絞線延伸量與理論計算相差較大。8.5.2、 原因分析鋼絞線的實際彈性模量與設計采用值相差較大孔道實際線形與設計線形相差較大，以致實際的預應力摩阻損失與設計計算值有較大差異；或實際孔道摩阻參數(shù)與設計取值有較大出入也會產(chǎn)生延伸率偏差過大。初應力采用值不合適或超張拉過多。張拉過程中錨具滑絲或鋼絞線內(nèi)有斷絲。張拉設備未作標定或表具讀數(shù)離散性過大。8.5.3、 防治措施每批鋼絞線均應復驗，并按實際彈性修正計算延伸值。校正預應力孔道的線形。按照鋼絞線的長度和管道摩阻力確定合格的初應力值和超張拉值。檢查錨具和鋼絞線有無滑絲或斷絲。校核測力系統(tǒng)和表具。8.6、 預應力損失過大8.6.1、現(xiàn)象預應力施加完畢后鋼絞線松馳，應力值達不到設計值。8.6.2、原因分析錨具滑絲或鋼絞線內(nèi)有斷絲。鋼絞線的松馳率超限。量測表具數(shù)值有誤，實際張拉值偏小。錨具下混凝土局部破壞變形過大。鋼絞線與孔道間摩阻力過大。8.6.3、防治措施檢查鋼絞線的實際松馳率，張拉時應采取張拉力和引伸量雙控制。事先校正測力系統(tǒng)，包括表具。錨具滑絲失效，應予更換。鋼絞線斷絲率超限，應將其錨具、預應力筋更換。錨具下混凝土破壞，應將預應力釋放后，用環(huán)氧混凝土或高強度混凝土補強后重新張拉。8.6.4、 改進鋼束孔道施工工藝，使孔道線形符合設計要求，必要時可使用減摩劑。9各種保證措施9.1質量保證措施9.1.1、嚴格按設計圖紙和現(xiàn)行施工驗收規(guī)范組織施工，具體操作嚴格按批準后的施工方案和預應力施工工法進行。9.1.2、認真做好自檢，互檢等檢驗工作，并及時進行隱蔽工程驗收，未經(jīng)驗收不得進行下一道工序的施工。9.1.3、張拉施工前，應認真復核圖紙與施工情況，在現(xiàn)場同條件養(yǎng)護的混凝土試塊的試壓強度達到設計允許的張拉強度后，方可進行張拉。9.1.4、 嚴格按圖紙要求進行施工。發(fā)現(xiàn)問題應及時上報有關單位，經(jīng)有關部門核定后繼續(xù)施工。9.1.5、 張拉前應對待張拉梁的外觀作必要的檢查，確認混凝土澆搗質量合格，無蜂窩，空洞。9.1.6、 發(fā)現(xiàn)異常裂縫等后方可進行張拉；如有異常，應及時通知有關單位，查明原因，必要時調(diào)整張拉方案