預應力張拉專項施工方案(平陽)

山西平陽高速公路路基四標箱梁預應力張拉專項施工方案編制：年月日復核：年月日審核：年月日項目負責人：年月日中國中鐵股份有限公司平陽高速路基四標項目部2010年7月目錄TOC\o"1-1"\h\u箱梁預應力張拉專項施工方案 2一、工程概況 2二、編制依據(jù) 2三、預應力主要技術參數(shù) 3四、施工準備 3五、預應力張拉計算書 5六、張拉施工 13七、各階段張拉力及油表讀數(shù)控制 14八、壓漿 16九、封錨 17十、安全保證措施 18十一、環(huán)境保護及文明施工 21十二、附件 21箱梁預應力張拉專項施工方案一、工程概況二、編制依據(jù)三、預應力主要技術參數(shù)1、主要材料預應力鋼絞線：采用抗拉強度標準值fpk=1860Mpa、公稱直徑D=15.2mm的低松弛高強度鋼絞線，其力學性能指標應符合《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）的規(guī)定。錨具：正彎矩鋼束采用M15-4、M15-5圓形錨具及其配套的配件，預應力管道采用圓形金屬波紋管；箱梁墩頂連續(xù)段負彎矩鋼束采用BM15-3、BM15-4扁形錨具及其配套的配件，預應力管道采用扁形金屬波紋管。2、鋼束布設箱梁腹板正彎矩鋼束N1、N2、N3由5根鋼絞線組成，每片梁2束，對稱布設；底板鋼束N4由4根鋼絞線組成，每片梁2束，對稱布設；頂板連續(xù)段負彎矩鋼束T1由5根鋼絞線組成，每片2束，對稱布設，T2由4根鋼絞線組成，每片梁2束，對稱布設，T3由4根鋼絞線組成，每片梁3束，對稱布設。3、張拉控制箱梁混凝土達到設計強度的85%，且混凝土齡期不小于7d時，方可張拉。正、負彎矩均采用兩端同時對稱張拉，錨下控制應力為0.75fpk=1395Mpa，施加預應力采用張拉力與伸長量雙控。4、張拉順序正彎矩鋼束張拉順序：N1→N3→N2→N4；負彎矩鋼束張拉順序：T3→T2→T1。四、施工準備序號名稱規(guī)格/型號數(shù)量備注千斤頂YDC15004臺高壓電動油泵YBZ2×2/504臺配套油表0-60Mpa4塊2）施工機械、工機具要求施工中使用的千斤頂、油泵及配套油表等必須經(jīng)過檢查驗校合格，并有出場合格證。五、預應力張拉計算書1、張拉計算所用常量：預應力鋼材彈性模量Eg=1.95×105Mpa=1.95×105N/mm2預應力單數(shù)鋼材截面面積Ag=139mm2預應力鋼材標準強度R=1860Mpa孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)k=0.0015預應力鋼材與孔道壁的摩擦系數(shù)μ=0.25設計圖紙要求：錨下張拉控制應力σ=0.75R=1395MPa2、計算所用公式：1）預應力筋張拉端的張拉力P的計算：P=σ×Ag×n××b(KN)(1)式中：σ--預應力鋼材的張拉控制應力(Mpa);Ag--預應力單束鋼筋截面面積(mm2);― n--同時張拉預應力筋的根數(shù)(mm2);b--超張拉系數(shù)，不超張拉取1.0。2）預應力筋的平均張拉力pp的計算：兩端張拉的曲線筋pp=（KN）(2)其中：P--預應力筋張拉端的拉力（N）;l--從張拉端至計算截面的孔道長（m）;--從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（Rad）;k--孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù);μ--預應力鋼材與孔道壁的摩擦系數(shù)。3）預應力筋張拉時理論伸長值的計算：ΔL=(3)其中：預應力筋的平均張拉力（N）;L預應力筋長度（cm）;Ay預應力筋截面面積（mm2）;Eg預應力筋彈性模量（N/mm2）。3、計算過程1）張拉控制力P的計算：本標段采用φj15.2鋼絞線作為預應力鋼材，依據(jù)通用圖及設計圖紙，鋼束的組成形式一共有兩種，N1、N2、N3為5束φj15.2低松弛鋼絞線，N4為4束φj15.2低松弛鋼絞線。負彎矩鋼絞線T1為5束φj15.2低松弛鋼絞線，T2、T3為4束φj15.2低松弛鋼絞線。5φj15.2對應的張拉控制力為：P=σ×Ag×n××b=1395×139×5××1=969.5KN；4φj15.2對應的張拉控制力為：P=σ×Ag×n××b=1395×139×4××1=775.6KN。2）ΔL的計算：鋼絞線計算長度統(tǒng)計表：鋼絞線在張拉時伸長量要分為直線部分和曲線部分計算，然后進行疊加，故先須計算預應力鋼材的平均張拉力。本標不同預制長度的鋼絞線長度統(tǒng)計如下：預制梁長m鋼束編號鋼束組成管道長度鋼束長度張拉控制力半跨鋼絞線直線長半跨鋼絞線曲線長厘米厘米KN米米30邊跨N15φj15.22961.63091.6969.52.66312.145N25φj15.22962.63092.64.26310.55N35φj15.22963.53093.55.8638.954N44φj15.22950.13080.1775.613.0011.750中跨N15φj15.229563086969.50.88513.895N24φj15.22959.13089.1775.62.50712.288N34φj15.22962.33092.34.12910.683N44φj15.22940.13070.112.9011.799負彎矩T15φj15.2700760969.53.5T24φj15.210001060775.65T34φj15.2150015607.5①邊跨鋼絞線伸長量的計算部位鋼束編號長度(m)θKL+μθe-(KL+μθ)邊跨N1直線段2.66300.0039940.99601曲線段12.1450.08330.039040.96171N2直線段4.26300.0063940.99362曲線段10.550.08330.036650.96401N3直線段5.86300.0087940.99124曲線段8.9540.08330.034250.96633N4直線段13.00100.01950.98069曲線段1.7500.08330.023450.97682a、直線部分拉力的計算根據(jù)公式（2）N1鋼束：1==969.5×（1-0.99601）/0.003994=968.5KNN2鋼束：2==969.5×（1-0.99362）/0.006394=967.4KNN3鋼束：3==969.5×（1-0.99124）/0.008794=965.7KNN4鋼束：4==775.6×（1-0.98069）/0.0195=768KNb、曲線部分拉力的計算根據(jù)公式（2）N1鋼束：1==969.5×（1-0.96171）/0.03904=950.9KNN2鋼束：2==969.5×（1-0.96401）/0.03665=952KNN3鋼束：3==969.5×（1-0.96633）/0.03425=953.1KNN4鋼束：4==775.6×（1-0.97682）/0.02345=766.7KNc、直線部分伸長量計算根據(jù)公式（3）N1鋼束：ΔL===19mmN2鋼束：ΔL===30mmN3鋼束：ΔL===42mmN4鋼束：ΔL===92mmc、曲線部分伸長量計算根據(jù)公式（3）N1鋼束：ΔL===85mmN2鋼束：ΔL===74mmN3鋼束：ΔL===62mmN4鋼束：ΔL===12mmd、鋼絞線理論伸長值（單端）N1鋼束：ΔL=ΔL直+ΔL曲=19+85=104mmN2鋼束：ΔL=ΔL直+ΔL曲=30+74=104mmN3鋼束：ΔL=ΔL直+ΔL曲=42+62=104mmN4鋼束：ΔL=ΔL直+ΔL曲=92+12=104mm②中跨鋼絞線伸長量的計算部位鋼束編號長度(m)θKL+μθe-(KL+μθ)中跨N1直線段0.88500.0013280.998673曲線段13.8950.08330.0416680.959189N2直線段2.50700.0037610.996247曲線段12.2880.08330.0392570.961504N3直線段4.12900.0061940.993826曲線段10.6830.08330.036850.963821N4直線段12.90100.0193520.980835曲線段1.7990.08330.0235240.976751a、直線部分拉力的計算根據(jù)公式（2）N1鋼束：1==969.5×（1-0.998673）/0.001328=968.7KNN2鋼束：2==775.6×（1-0.996247）/0.003761=774.1KNN3鋼束：3==775.6×（1-0.993826）/0.006194=773.2KNN4鋼束：4==775.6×（1-0.980835）/0.019352=768.1KNb、曲線部分拉力的計算根據(jù)公式（2）N1鋼束：1==969.5×（1-0.959189）/0.041668=949.6KNN2鋼束：2==775.6×（1-0.961504）/0.039257=760.6KNN3鋼束：3==775.6×（1-0.963821）/0.03685=761.5KNN4鋼束：4==775.6×（1-0.976751）/0.023524=766.5KNc、直線部分伸長量計算根據(jù)公式（3）N1鋼束：ΔL===6.3mmN2鋼束：ΔL===18mmN3鋼束：ΔL===29mmN4鋼束：ΔL===91mmc、曲線部分伸長量計算根據(jù)公式（3）N1鋼束：ΔL===97.4mmN2鋼束：ΔL===86mmN3鋼束：ΔL===75mmN4鋼束：ΔL===13mmd、鋼絞線理論伸長值（單端）N1鋼束：ΔL=ΔL直+ΔL曲=6.3+97.4=104mmN2鋼束：ΔL=ΔL直+ΔL曲=18+86=104mmN3鋼束：ΔL=ΔL直+ΔL曲=29+75=104mmN4鋼束：ΔL=ΔL直+ΔL曲=91+13=104mm③負彎矩張拉鋼絞線伸長量的計算根據(jù)公式（3），鋼絞線理論伸長值（單端）T1鋼束：ΔL===25mmT2鋼束：ΔL===35.7mmT3鋼束：ΔL===53.6mm計算結果與設計圖紙?zhí)峁┑睦碚撋扉L量基本一致，施工過程中采用計算的張拉力及伸長量進行控制。六、張拉施工1、正彎矩張拉1）搭設張拉操作平臺，采用鋼管支架加木板搭設平臺放置千斤頂。2）安裝工作錨板，夾片，并將夾片輕輕敲實，然后安裝千斤頂、工具錨、夾片。安裝時使千斤頂與錨墊板垂直。3）預應力張拉程序當主梁砼強度達到設計強度的85%以上，且混凝土齡期達到7天后，可以張拉，按設計要求順序N1→N3→N2→N4張拉，張拉時采用兩端同時對稱張拉。張拉程序如下:0→初始應力（10%σcon張拉控制應力）→（20%σcon張拉控制應力）→100%σk（持荷2分鐘）錨固。兩端分級加載張拉，當張拉力接近控制應力時，兩端同時張拉直到控制應力的100％，并持荷2分鐘。逐級加載后通過測量千斤頂油缸行程測量各級鋼絞線的伸長量，張拉時安排專人與兩端聯(lián)系，互報油表讀數(shù)和鋼絞線伸長量，盡量使兩端接近平衡,不允許出現(xiàn)明顯不協(xié)調的現(xiàn)象。千斤頂回油到零，測量鋼絞線的伸長量，并作好記錄。兩端同時退去工具錨，卸下千斤頂，張拉結束。張拉時認真作好張拉記錄。4）張拉應力控制a.預應力筋的張拉控制應力符合設計要求。b.預應力張拉以張拉力及伸長值進行雙控，實際伸長值與理論伸長值的差值應控制在6%以內，如兩者相差超出6%，則應暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調整后繼續(xù)張拉。2、負彎矩張拉梁板架設后，連接接頭段鋼筋，綁扎橫梁鋼筋，設置接頭段頂板束波紋管并穿束。在日溫最低時，澆注連續(xù)接頭、中橫梁及其兩側與頂板負彎矩束同長度范圍內的橋面板，混凝土達到設計強度85%，且混凝土齡期不小于7d時，張拉頂板負彎矩預應力鋼束。搭設鋼管支架，然后用手拉葫蘆固定千斤頂。張拉順序為T3→T2→T1兩端同束對稱張拉。其他張拉程序、預應力控制同正彎矩張拉。七、各階段張拉力及油表讀數(shù)控制箱梁張拉采用YDC1500型千斤頂兩臺（編號100717、100718）、YBZ2×2/50高壓電動油泵及配套油表（編號5904、7480）進行，施工前張拉機具經(jīng)河北道橋工程檢測有限公司檢測，并出具相應檢測報告。各階段張拉力及油表對應讀數(shù)計算如下：1、千斤頂編號：YDC1500/100717(1#)對應壓力表編號：5904鋼絞線為4束:張拉控制應力P=775.6KN。張拉應力占控制應力的百分比張拉力（KN）壓力表讀數(shù)（MPa）10%77.62.220%155.14.6100%775.623.79校驗回歸方程公式為:壓力表讀數(shù)P=-0.2495+0.0310×N（力值）。（詳見檢測報告）2）鋼絞線為5束:P=969.5KN張拉應力占控制應力的百分比張拉力（KN）壓力表讀數(shù)（MPa）10%96.92.7520%193.95.76100%969.529.8校驗回歸方程公式為:壓力表讀數(shù)P=-0.2495+0.0310×N（力值）。（詳見檢測報告）2、千斤頂編號：YDC1500/100718(2#)對應壓力表編號：74801）鋼絞線為4束:張拉控制應力P=775.6KN。張拉應力占控制應力的百分比張拉力（KN）壓力表讀數(shù)（MPa）10%77.62.220%155.14.6100%775.623.87校驗回歸方程公式為:壓力表讀數(shù)P=-0.1774+0.0310×N（力值）。（詳見檢測報告）2）鋼絞線為5束:P=969.5KN張拉應力占控制應力的百分比張拉力（KN）壓力表讀數(shù)（MPa）10%96.92.8320%193.95.83100%969.529.88校驗回歸方程公式為:壓力表讀數(shù)P=-0.1774+0.0310×N（力值）。（詳見檢測報告）八、壓漿1、施工準備工作1）檢查確認材料數(shù)量、種類是否齊備，品質是否保證；2）檢查機具是否完備；3）張拉完成后，用砂輪切割機切除外露的鋼絞線（外露量20≤H≤30mm），將密封工具罩安裝在錨墊板上進行封錨。工具罩在灌漿后3個小時內拆除并清洗。2、攪拌水泥漿1）攪拌要求：攪拌水泥漿之前，加水空轉數(shù)分鐘，將積水倒凈，使攪拌機內壁充分濕潤。攪拌好的灰漿要做到基本卸盡。在全部灰漿卸出之前不得再投入未拌和的材料，更不能采取邊出料邊進料的方法。2）裝料順序①首先將稱量好的水（扣除用于溶化減水劑的那部分水）、水泥、膨脹劑倒入攪拌機，攪拌2min；（可按照不同氣候、環(huán)境、設計要求設計用料）。②將溶于水的減水劑倒入攪拌機中，攪拌3min出料；③水泥漿出料后應盡量馬上泵送，否則要不停地攪拌；④必須嚴格控制用水量，否則多加的水全部泌出，易造成管道頂端有空隙；⑤對未及時使用而降低了流動性水泥漿，嚴禁采用增加水的辦法來增加灰漿的流動性。3、灌漿①將水泥漿加到儲漿罐中引到灌漿泵，在灌漿泵高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與灌漿泵中的濃度一樣時，關掉灌漿泵，將高壓橡膠管此端接到孔道的灌漿管上，扎牢。②打開灌漿閥，啟動灌漿泵，開始灌漿，灌漿過程中，泵要保持連續(xù)工作。③壓力達到0.8Mpa左右，持壓2～3min，完成排氣泌水，使孔道內漿體密實飽滿，完成灌漿，關閉灌漿泵及灌漿閥門。4、清洗拆卸外接管路，清洗灌漿泵、攪拌機及所有沾有水泥漿的設備和附件。5、壓漿注意事項①錨頭一定要密封好，并盡早開始灌漿。②灌漿管應選用牢固結實的高強橡膠管，抗壓能力≥1Mpa，帶壓灌漿時不能破裂，連接要牢固，不得脫管。③嚴格掌握水泥漿的配合比，漿體材料誤差不能超過規(guī)定值。④灰漿進入灌漿泵之前應通過70目的篩子。⑤灌漿工作宜在灰漿流動性沒有下降的30—45分鐘時間內進行，孔道一次灌注要連續(xù)。⑥中途換管道時間內，繼續(xù)啟動灌漿泵，讓漿體循環(huán)流動。⑦壓漿的順序為：先壓下層孔道，后壓上層孔道。在沖洗孔道時如發(fā)現(xiàn)串孔，則應兩孔同時壓注。⑧每班應制作7.07×7.07×7.07cm立方試件三組，標準養(yǎng)護28d，檢查抗壓強度作為水泥漿質量的評定依據(jù)。⑨應作好壓漿記錄，包括灌漿日期、作業(yè)時間、溫度、灰漿的比例和所有的摻加劑，灰漿數(shù)量，壓漿壓力以及壓漿過程中所發(fā)生的異常情況等。九、封錨預應力鋼材張拉和壓漿完畢后，將錨具表面清理干凈并將其外圍的砼面鑿毛，然后設置鋼筋網(wǎng)，即可對外露的錨頭進行澆筑封錨砼工作。封錨混凝土標號采用與箱梁同標號混凝土，要求確保封錨混凝土表面平整，外觀與箱梁混凝土一致。十、安全保證措施1、成立以項目經(jīng)理為首的安全領導小組，項目經(jīng)理為第一安全負責人。安全控制體系框圖如下圖所示。項目經(jīng)理(向金友)項目經(jīng)理(向金友)生產(chǎn)主管（李慶國）安全主管(張仕猛)專職安全員（孫國玉）9項目部其他科室工程部長（張浩）設物部（井啟成）施工隊隊長（廖超）施工隊全體成員2、制度保證（1）貫徹執(zhí)行國家安全生產(chǎn)、勞動保護方面的方針、政策和法規(guī)。對職工進行安全教育，牢固樹立“安全第一”的思想，堅持“安全生產(chǎn)、預防為主的”方針。（2）建立健全安全生產(chǎn)保證體系，建立和實施安全生產(chǎn)責任制。項目經(jīng)理是安全第一負責人，主管施工生產(chǎn)的項目副經(jīng)理是安全生產(chǎn)直接責任人，項目主抓安全的副經(jīng)理對勞動保護和安全生產(chǎn)的工作負責。（3）根據(jù)實際情況，編制詳細的安全操作規(guī)程、細則、并制定切實可行的安全技術措施，分發(fā)至工班，組織逐條學習、落實，抓好“安全五同時”（即：在計劃、布置、檢查、總結、評比生產(chǎn)的同時，計劃、布置、檢查、總結、評比安全工作）和“三級安全教育”。（4）嚴格執(zhí)行交接班制度，堅持工前講安全、工中檢查安全、工后評安全的“三工制”活動。堅持每周一的安全活動日活動。（5）堅持特殊工種持證上崗。（6）堅持定期安全檢查制度。項目部每月檢查一次，工區(qū)每半個月檢查一次，工班每天檢查一次，發(fā)現(xiàn)不安全因素，立即指定專人限期整改。（7）設立安全專項基金，對安全生產(chǎn)好的個人和班組給予重獎，對違章指揮、違章操作忽視安全的行為給予重罰，對造成安全事故者視其情節(jié)嚴肅處理。（8）全員加強防雷電、防火、防洪等防災期意識，建立防洪組織，配備消防設施，制訂措施和管理制度，并落到實處。減少自然災害造成損失。（9）加強安全教育，提高員工安全意識，樹立安全第一的思想，培養(yǎng)安全生產(chǎn)所必須具備的操作技能。（10）做好職工的定期教育及新工人、變換工種工人、特種作業(yè)人員的安全教育，新進場工人（包括民工）未經(jīng)三級教育不得上崗。新工法、新工藝、新設備、新材料及技術難度復雜的作業(yè)和危險較大的作業(yè)，要進行專門的安全教育，采取可靠的保證措施。（11）堅持每個安全活動日的安全學習活動。（12）規(guī)范執(zhí)行安全檢查制度。項目經(jīng)理部保證檢查制度的落實，規(guī)定檢查時間和參加檢查的人員。經(jīng)理部每月檢查一次，作業(yè)班組每天檢查一次，非定期檢查視工程情況進行，在施工準備前、危險性大、季節(jié)變化、節(jié)假日前后等情況下100%檢查。（13）對檢查發(fā)現(xiàn)的安全問題、安全隱患，要建立登記、整改、消項制度。定措施、定經(jīng)費、定完成日期，在隱患沒有消除前，必須采取可靠的仿護措施。如有危及人身安全的險情，立即停止