20m空心板梁后张法预应力张拉施工方案

张家界至花垣高速公路第10合同段20m空心板梁后张法预应

力张拉方案

邵阳公路桥梁建设有限责任公司

湖南省张花高速公路第10合同段

目录

一、工程概述 (1)

1、概述 (1)

2、适用范围 (1)

二、作业内容 (1)

三、预应力张拉施工准备 (1)

1、预应力材料、设备准备 (1)

2、张拉条件 (2)

3、张拉组织机构及人员安排 (2)

四、质量标准及验收方法 (2)

五、后张法空心板梁预应力张拉工艺及质量控制流程图 (3)

六、工艺及质量控制流程 (3)

（一）张拉操作步骤 (4)

（二）工艺步序说明 (4)

1．预应力材料进场检验与保管 (4)

2．钢绞线下料与编束 (6)

3．预应力筋穿束 (7)

4. 安装锚具及夹片 (7)

5．千斤顶的定位 (8)

6．预应力张拉 (8)

7、伸长量的计算及纵向钢绞线束张拉操作工艺 (9)

七、封锚、压浆 (13)

八、施工安全与环境保护 (17)

一、工程概述

1、概述

空心板梁结构形式为单室、先简支后连续结构；梁体采用预应力砼（后张）空心板梁。

2、适用范围

在本标段适用于雷公洞2号高架桥20m空心板梁。全桥共2联：5×20m+5×20m，单幅共90片。

二、作业内容

本方案作业内容主要包括：预应力张拉施工准备、质量标准及验收方法、预应力张拉工艺及质量控制流程、封锚压浆等。

三、预应力张拉施工准备

1、预应力材料、设备准备

预应力体系按设计图纸要求采购：钢绞线(采用《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）标准的低松弛高强度钢绞线，其抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，公称直径d=15.2mm，弹性模量Ep=1.95×105Mpa，松弛率0.035，松弛系数0.3)、张拉锚具（采用15-4型、15-5型、和15-6型系列及其配件）、波纹管（预应力管道采用圆形金属波纹管），螺旋筋（其产品符合国家要求）。

根据设计要求及施工实际需要，配置张拉设备：6台YBZ2×2-50A 型油泵、6台250吨穿心式千斤顶；压浆设备：1台UB3C型活塞式压浆机，1台JW180灰浆搅拌机。所用千斤顶、油表、油泵都经检测合格、并编号。注：每顶每油表可以使用200次。

2、张拉条件

现场同条件养护混凝土试件，待混凝土达到强度等级的85％后，且混凝土龄期不小于7d，同时砼弹性模量大于设计（Ec=3.45×104 Mpa），满足砼张拉条件。张拉设备都到位（经检测合格，并已经当地法定检测部门标定），所需人员、材料均已进场，达到张拉要求。

3、张拉组织机构及人员安排

为了保证空心板梁张拉施工质量安全成立现场工作小组；

人员分配：设指挥员1名，技术员3名，成立两个工作小组，每组各5人

注:指挥员负责指挥整个预应力张拉施工工序及压浆工作；

3名技术员分别负责开机油表读数及测量、记录；

小组成员负责预应力张拉施工工序及压浆工作；张拉完毕后, 清理现场杂物,保证场地的整洁。

四、质量标准及验收方法

1、阶段预施应力时，混凝土强度和弹模值应符合施工图要求，检验方法：进行同条件养护混凝土试件强度和弹模量试验。

2、预应力筋的实际伸长值的差值不大于±6%。检验方法：观察

和尺量。

3、预应力筋断裂或滑脱数量不超过预应力筋总数的5‰并不得位于梁体的同一侧，且每束内断丝不得超过1根。

五、后张法空心板梁预应力张拉工艺及质量控制流程图

六、工艺及质量控制流程

（一）张拉操作步骤

预应力张拉操作步骤

0——初应力（作伸长值标记）——控制应力（测伸长值，校核伸长值，持荷5min）——回油锚固（测回缩量及夹片外露量）。（二）工艺步序说明

1．预应力材料进场检验与保管

钢绞线进场时应有出厂合格证和检验报告，每盘标牌齐全，包装完好。钢绞线进场后按供货批号分组堆放在预制场旁边下，堆放时搁置在枕木支垫上，离地高度不小于200mm,上面覆盖防雨布。

钢绞线卸货时应逐卷登记的卷号，再查看检验报告是否齐全。钢绞线堆放后应按照《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224—2003）的规定尽快取样送检。按照同一牌号、同一规格、同一生产工艺的以60吨为一批，从每批钢绞线中任取三盘，从每盘端部正常部位取一根试样进行表面质量、直径偏差、捻距和力学性能检验。

钢绞线的表面质量要求：①成品钢钢绞线的表面不得带有润滑剂、油污等，表面允许有轻微的浮锈；②钢绞线的伸直性，取弦长为1米的，其弦与弧的最大自然矢高不大于25mm。

钢绞线的尺寸及允许偏差见下表：

钢绞线的尺寸及允许偏差表

钢绞线的的力学力学性能指标见下表：

钢绞线的的力学性能指标表

进行上述试验时，如果有一项不合格，则不合格盘报废，在从未试验过的中取双倍数量的试样进行该不合格项的复检，如仍有一项不合格则该批报废。

锚板和工作夹片应达到《预应力筋用锚具、夹具、连接器》（GB/T14370—93）的要求。锚具和夹片应有出厂合格证，在同种材料和同一生产工艺条件下，锚具和夹片以不超过1000套为一批，进场时按下列规定验收：

（1）、外观检查：

从每批中抽取10%但不少于10套锚具检查其外观和尺寸，如有一套表面有裂纹或超过产品规定尺寸的允许偏差，则应另取双倍数量的锚具重新进行检查；如仍有一套不符合要求，则不得使用或逐套检查，合格者方可使用。

（2）、硬度检查：

从每批中抽取5%但不少于5套锚具，对其中有硬度要求的零件做硬度试验（多孔夹片式锚具的夹片，每套至少抽取5片）。每个零件测试三点，其硬度应在设计要求的范围内。如有一个零件不合格，则不得使用或逐个检查，合格者方可使用。

（3）、静载锚固性能试验:

经过上述两项检验合格后，应从同批中抽取锚具和夹片，组成3个预应力筋锚具组装件进行静载锚固性能试验。如有一个试件不符合要求，则应另取双倍数量的锚具和夹具重做试验，如仍有一个试件不符合要求，则该批锚具和夹片为不合格品。

2．钢绞线下料与编束

下料时要进行料场清理，使料场无积水、脏物以免污染钢绞线，有被污染的钢绞线要将污物清扫干净。

钢绞线一定要先按要求的下料长度，在下料场做出明显下料长度标记，下料时要用轮片式砂轮机断料，严禁采用电焊或风割断料。边跨预应力钢束材料明细表如下：

中跨预应力钢束材料明细表如下：

按每束规定根数和长度，用22号铁线编扎，两头距端头5～10cm处用两根铁线绑扎。其余每隔1.5m绑扎一道，使编扎成束顺直不扭转。成束后，将钢绞线用人工抬移至堆放地点，以直线状态按梁跨分类存放于垫木上。搬运时，各支点距离不得大于3m，端悬长度不得大于1.5m。钢绞线运送时采用工工或机械抬运，在运送钢束与穿孔过程中不允许钢绞线与地面直接接触，以免污染钢绞线。

由于是成卷供应的，且盘重大，盘卷小，弹力大，为了防止在下料过程中紊乱并弹出伤人，应先用槽钢焊成一个简易的铁架子，下料时将装在铁架内，用砂轮机割断包装的钢带，再从盘卷中央逐步抽出。

在堆场旁边下料。地面必须整平并铺上帆布、彩条布或方木，不得使直接接触土地以免生锈，也不得在混凝土地面上生拉硬拽，以免磨伤。在离出口2米的地方固定砂轮机，再从砂轮片处往前量出下料的长度并做出标记，并且预留工作长度。下料时通过砂轮机拉到标记处用砂轮机切断，并在每端离切口30mm～50mm处用铁丝绑扎，不得使用电弧割断。下料的长度误差应控制在－10～+100mm以内。

3．预应力筋穿束

穿束前将锚垫板孔口及喇叭管内的混凝土浆碴清除干净。穿索时采用15KN卷扬机进行穿束作业。将卷扬机钢丝绳套在钢绞线束前端，人工将钢绞线端头抬高并放入管道口内，开动卷扬机，使钢束缓缓进入孔道内，避免钢束扭曲，如发生个别钢绞线顶弯，将其更换后再穿束。钢绞线束顺直，不得有死弯，不得沾有油渍。钢绞线伸出梁体两端长度相同。

4.安装锚具及夹片

锚具安装前先进行清孔、吹孔，使孔内清洁无杂物，并且量一下两端头悬出的钢束长度是否一样长，坚决避免出现一头长一头短和同束钢绞线长短差别过大的情况。然后再安装锚杯，锚杯一定要安装在锚板的限位槽内，并用套筒将夹片打紧，使锚杯不脱离限位槽为原则。

5．千斤顶的定位

采用三角支架或特制的吊装支架配合手拉葫芦吊装千斤顶，人工定位。千斤顶定位时，要使千斤顶轴线、锚杯轴线、传力筒以及预留孔道四轴线同心，张拉开始后当千斤顶开始受力后将吊千斤顶的吊链放松。然后检查千斤顶活塞顶部是否全部套进锚垫板定位凹槽内，必须确保千斤顶顶部全部套在锚垫板凹槽内。

6．预应力张拉

根据规范和设计图纸要求，雷公洞2号高架桥空心板梁预应力张拉施工顺序为：左N1→右N2→右N1→左N2.

预应力张拉采用两端同步进行张拉，并左右对称进行，按张拉

顺序施工，最大不平衡束不应超过1根。预应力张拉采用双控措施，

张拉时根据测试的管道摩阻实验数据，调整张拉力，张拉以张拉力控

制为主（张拉控制力σcon =0.75f pk =0.75×1860=1395Mpa ，单股张

拉控制力P=195.3KN ），并以钢束伸长量作为校核，张拉过程应保持

两端的伸长量基本一致。当预应力钢束张拉达到设计张拉时，实际引

伸量值与理论引伸量值的误差控制在6%以内（实际引伸量值应扣除

钢束的非弹性变形影响）。

预应力张拉：张拉前实施混凝土强度、弹性模量、混凝土龄期

“三控”：即张拉前梁体混凝土强度及弹性模量均达到设计要求,且龄

期不少于7d 。空心板梁张拉的混凝土强度达到设计强度的85%后方

可进行。张拉中实施张拉应力、应变、时间“三控”：即张拉时以油

压表读数为主、以钢绞线的伸长值作校核，在σK 作用下持荷5min 。

预制梁试生产期间，至少对两孔梁体进行各种预应力瞬时损失

测试，确定预应力的实际损失，必要时请设计方对张拉控制应力进行

调整。正常生产后每100孔进行一次损失测试。需测试的各项瞬时损

失有：管道摩阻、锚口摩阻、锚垫板喇叭口摩阻、锚具回缩损失等。

7、伸长量的计算及纵向钢绞线束张拉操作工艺：

（1）梁体纵向预应力伸长量

根据预应力施工规范，预应力伸长量计算公式：

E A g y L p L ??=? ()[]

μθ

μθ+-?=+-kL p p e kL 1 式中：L ?——预应力筋理论伸长值（cm ）；

p——预应力的平均张拉力（KN）；

L——从张拉端至计算截面孔道长度（cm）；

Ay——预应力截面面积（mm2）；

Eg——预应力筋的弹性模量（Mpa）；

p——预应力筋张拉端的张拉力（KN）；

θ——从张拉端至计算截面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，根据设计图本梁

取K=0.0015；

μ——预应力与孔道壁的摩擦系数：根据设计图，取0.25；

梁体纵向钢绞线束张拉程序：

张拉：0→初张拉控制应力(作伸长值标记)→1.0σk（测伸长值、持荷5min）→回油、锚固(测量总回缩量、测夹片外露量)。

（2）梁体纵向钢绞线束张拉操作工艺：

①张拉前先按照施工规范计算出每束钢绞线锚下总的伸长量和

两端工作长度部分的伸长量，以锚下伸长量和工作长度部分的伸长量

之和作为理论伸长量，用理论伸长量来复核实际伸长量是否满足规范

要求。

(3)实际伸长量的量测及计算方法

预应力张拉前，应先调整到初应力σ0再开始张拉和量测伸长值。实际伸长值除张拉时量测的伸长量外，还应加上初应力时的推算

伸长值，对于后张法应扣除混凝土结构在张拉过程中产生的弹性压缩

值。实际伸长值总量△L的计算公式如下：

△L=△L1+△L2-C

式中：△L1 —从初应力至最大张拉力应力间的实测伸长量；

△L2—初应力σ0时推算伸长值；

△L2=σ0/EgⅹL

C—混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩量，一般情况下C值也可忽略不计。

②梁体钢绞线束张拉按照设计规定的张拉顺序，采取两端同步张拉，并左右对称进行，最大不平衡束不得超过1束。

安放锚板，把夹片装入锚板，再将短钢管套在钢绞线上，沿着钢绞线把夹片敲击整齐,然后装入限位板。

安装千斤顶，使之与孔道中心对位。安装工具锚，夹紧钢绞线，务必使钢绞线顺直无扭结。

千斤顶缓慢进油至初始油压，在此过程中要拨正千斤顶，使千斤顶与锚具对中，管道、锚具、千斤顶三者同心。

张拉时用4台穿心式千斤顶在两端同时张拉，在张拉的过程中两端千斤顶的拉力和伸长量不能相差太大。先拉到10%的张拉吨位，量两端的伸长量l1、l1′并记录下来，满足要求后继续张拉到100%的张拉吨位并量出两端的伸长量l3、l3′,然后按下式计算伸长量是否符合要求。

如不符合要求则应查清楚原因。如果符合要求则持荷5分钟后锚固，当压力表的读数为零时量两端的伸长量l4、l4′，然后按下式复核回缩量是否符合要求。

l3－l4

／2≤6

l3′－l4

／2≤6

如果回缩量符合上面两式的要求则可进入下一条张拉，如不符合要求则应重新张拉。

千斤顶回油，测钢束总回缩量和测夹片外露量有无超标。否则，查明原因后重新张拉。

量伸长量时不直接量千斤顶油缸的长度，而是在工具夹片后面的钢绞线上做一个固定标记，用钢尺量梁端面上一点到固定标记的长度，在同一束的张拉过程中，用于量伸长量的梁端面上的点和钢绞线上的固定标记应为同一个点。

预应力空心板在钢束张拉完成后、各存梁区跨中上拱度计数值及二期恒载所产生的下挠值如下表所示：

在整个张拉过程中，要认真检查有无滑丝、断丝现象。滑丝、断

丝现象如果发生在锚固前,立即停止张拉,处理后再重拉。如果发生在锚固后，可用千斤顶把钢绞线在一端放松后更换钢绞线重新张拉。

终张拉完成后，在锚圈口处的钢束做上记号，24h后检查确认无滑丝、断丝现象方可割束，切断处距夹片尾3～4cm。钢束切割采用砂轮角磨机作业，严禁使用氧焰切割。

张拉完毕，填写张拉记录，有关人员签字，原始记录不得任意涂改，并及时将记录交技术部门。

③预应力张拉质量要求

每片梁断丝及滑丝数量不得超过预应力钢绞线总丝数的0.5%，并不得位于梁体的同一侧，且一束内断丝不得超过一丝。否则，放松换束或更换锚具。

因处理滑丝断丝而引起钢束重复张拉时，同一束钢绞线束次数不得超过3次，若钢绞线与锚具因滑丝而留有明显刻痕时，应予更换。

锚固后夹片外露量不小于3mm，且平齐，夹片不得错牙。并在夹片与锚圈、夹片与钢绞线啮合处划线标记，24h后检查有无夹片跟进或钢绞线内缩。

钢绞线回缩量控制在6mm以内。

纵向预应力终张拉结束时，在存梁台座上当即实测梁体弹性上拱。在扣除存梁支点悬臂重量产生的影响后，实测上拱值不宜大于1.05倍的设计值。

张拉期间应采取措施避免锚具、预应力筋受雨水、养护水浇淋，防止锚具及预应力筋出现锈蚀。

七、封锚、压浆

1、孔道压浆

孔道压浆是将水泥浆用压浆机压入孔内，使之填满预应力筋与孔道间的空隙，让预应力筋与混凝土牢固粘结为一整体。孔道压浆采用C50水泥浆，要求压浆饱满。

（1）压浆前的准备工作

①割切錨外钢丝。露头锚具外部多余的预应力筋需割切，若采用烧割时应采取降温措施，以免预应力筋和锚具过热而产生滑丝现象。预应力筋切割后的余留长度不得超过2cm。

②封錨。锚具外面的预应力筋间隙应用环氧树脂胶或棉花和水泥浆填塞，以免冒浆而损失灌浆压力，封錨是应留排气孔。

③冲洗孔道。孔道在压浆前应用压力水冲洗，以排除孔内粉渣等杂物，保证孔道畅通。冲洗后用空压机吹去孔内积水，但要保证孔道润湿，而使水泥浆与孔壁结合良好。在冲洗过程中，如发现有冒水、漏水等现象，则应及时堵塞漏洞。当发现有串孔现象，又不易处理时，应判明串孔数量，在压浆时几个串孔同时压注。或者某一孔道压浆后，立刻对相邻孔道用高压水彻底冲洗。

（2）水泥浆的拌制

①配合比

根据孔道形式，孔道压浆宜采用纯水泥浆，水灰比一般采用0.4-0.45掺入适量减水剂时，水灰比可减小到0.35；水泥浆中严禁掺入加氯盐，水及减水剂须对预应力筋无腐蚀作用。

②水泥浆的主要技术条件

a、水泥应采用硅酸盐或普通水泥且标号不宜低于425号；

b、强度应符合设计要求（且不低于30Mpa）；

c、泌水率最大不超过3%，拌合后3h泌水率控制在2%,24h后泌水率应全部被浆吸收。

d、流动性，在流动性测定仪上进行试验，水泥浆自仪器内流出时间不得超过6s；

e、膨胀性，水泥浆中（通过试验）可适当掺入膨胀剂如铝粉等，铝粉的掺入量约为水泥用量的0.01%。水泥浆掺入膨胀剂后的自由膨胀应小于10%。

f、收缩率应不大于2%

③水泥浆的拌合

先下水再下水泥，拌合时间不少于1min，灰浆过筛后存放在储浆桶内。此时桶内灰浆仍低速搅拌，并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成。水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40min。

（3）、压浆工艺

①孔道压浆顺序是先下后上，要将集中在一处的孔一次压完。若中间因故停歇时，应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净，以便重新压浆时孔道畅通无阻。对曲线孔道或竖向孔道应由最低点的压浆的压浆压入，由最高点的排气孔排气和泌水。

②当压浆管道超过30时，应提高压力100Kpa-200Kpa。每个压浆

孔道两端的錨塞进、出浆口均应安装一节带阀门的短管，以备压注完毕时封闭，保持孔道中的水泥浆在压状态下凝结。整个压注系统及胶管各阀门处内径不得小于10mm，以防堵塞。

③预应力筋张拉后，孔道应尽早压浆，一般不应超过14d。压浆一般分两次进行，每一孔道宜在两端先后各压浆一次。两次的压浆间隔时间以达到先压注的水泥浆充分泌水又未初凝为度，一般宜为30min-40min；有时也可以从构件中部灌浆压孔入，再从两端的灌浆孔把空隙补满。对泌水率较小的水泥浆，通过试验证明可达到孔道饱满时，可采用一次压浆的方法。

④压浆应使用活塞式压浆泵，不得使用压缩空气。压浆的压力以保证压入孔内的水泥浆密室为准，开始压力要小，逐步增加，一般为0.5Mpa-0.7Mpa；当输浆管道较长或采用一次压浆时，应适当加大压力。梁体竖向预应力筋孔道的压浆最大压力可控制在0.3Mpa-0.4Mpa。每个孔道压浆至最大压力后，应在一定的稳压时间。压浆应达到孔道另一端饱和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。

⑤冬季施工环境最低温度低于+5℃时，应加盖暖棚，对管道及梁体混凝土预加温，然后方可压浆。气温到0℃时应停止压浆以防冻害。压浆后45h内或灰浆强度低于设计要求时，不得拆除暖棚。当气温高于35℃时，压浆宜在夜间进行。

⑥为检查孔道内水泥浆的实际密度，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。要在拌制水泥浆的同时，

制作标准试块，经与构件砼条件养护到20Mpa后可消养护，方可进行移运及吊装。

孔道压浆时，人工应戴防护眼镜，以免水泥浆喷伤眼镜，压浆完毕后应认真填写施工记录。

2、封端

孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢，并将端面混凝土凿毛，以备浇注封端混凝土。封端混凝土的浇筑程序如下：

①设置端部钢筋网，为固定钢筋网的位置，可将部分箍筋电焊在

支承垫板上。

②妥善固定封錨模板，以免在浇注混凝土时模板走动而影响梁

长。立模后校核梁体全长，其长度应符合允许偏差的规定。

③封錨混凝土的强度应不低于梁体混凝土强度标注值的80%。

④浇注封錨混凝土时，要仔细操作并认真插捣，务使锚具处的混

凝土密实。

⑤封錨混凝土浇注后，静置1h-2h，带模浇水养护。脱模后在常

温下一般养护时间不小于7昼夜。冬季气温低于5℃时不得浇

水，养护时间增长，同时还应采取保温措施，以防冻害。八．施工安全与环境保护

1．安装锚具时，必须清理干净锚具上的包装纸以及不得人为的带有杂物，以免妨碍锚具的正常工作。

2．高压油泵应经耐压试验合格。油泵上的安全阀应调到最大工

作油压下能自动打开。

3．油表安装必须满扣，高压油管各接头必须紧密，油路畅通，在最大工作油压下，保持5min以上，不得漏油，否则应修理或更换。

4．电路系统检修不准带电操作，油路系统检修不准带压操作。

5．张拉过程中，两端油泵司机应统一送油或回油。工作完毕应打开油阀，切断电源，非油泵司机禁止操作油泵。

6．千斤顶不得超过最大拉力和最大行程。

7．张拉过程中，特别是在高压下，千斤顶后方不准站人，油管不准踩踏攀扶。

8．设备运转声音异常时，应及时检查修理。

9．张拉油泵操作时，油泵司机应全神贯注，不准与外人交谈，更不准在油泵工作时离开或兼顾其他工作。

10．张拉过程中，位于高处的张拉束操作人员不得踩在钢绞线上作业，应自行搭好作业平台。

11．张拉区域设置明显的安全标志，禁止非工作人员进入。、参加张拉人员穿戴好劳动防护用品，特别要戴好防护眼镜，以防高压油泵破裂喷油伤眼。

12．张拉时，构件两端不准站人，操作人员站在侧面，两端设置防护栏（罩）高压油泵放在离构件端部左右侧。

13．张拉时如遇临时停电，要立即拉闸断电，以防突然来电发生危险。

14．每班清点整理器具、材料、机械，收集废弃物，保持场地