土木工程论文：后张法预应力施工控制要点.doc

后张法预应力施工控制要点 摘 要：针对预应力混凝土箱梁后张法施工技术进行总结并对施工过程中遇到问题进行浅析，相关桥涵施工规范。 引言：此段铁路线路为单线I级铁路，设计最大行车速度为160km/h。上部结构为48m+80m+48m单箱单室预应力混凝土连续梁，中跨跨越高速公路，全桥位于半径为1600m的圆曲线上，一联全长177.5m(含两侧梁段至边支座中心各0.75m)；道碴桥面，道碴槽宽4.2m，两侧人行道宽1.3m。主梁采用纵向和竖向预应力体系，纵向预应力索顶底板采用12-φj15.24，腹板采用9-φj15.24钢绞线，分别采用YDC-2500型和YDC-2000型千斤顶张拉。竖向预应力采用25mm精轧螺纹钢筋（强度标准值为932MPa），采用配套的JLM型锚具，张拉力290KN，竖向筋外套采用内径35mm铁皮管预埋于梁体内。 正 文： 一、预应力管道、预应力钢筋 1、纵向预应力管道安装： 波纹管安装质量是确保预应力体系质量的重要基础，施工中要千万注意。在施工中发生中发生过很多次波纹管堵塞，使预应力筋不能顺利通过而进行处理，直接影响了施工进度及工程质量，影响桥梁使用寿命，因此必须严格施工过程控制，保证灌注混凝土后波纹管不漏、不堵、不偏不变形，本次在施工中都采取如下措施予以保证： eq \o\ac(○,1) 所有的预应力管道必须设置橡胶内衬后才能进行混凝土浇筑，橡胶内衬管的直径比波纹管内径小3-5mm，放入波纹管后至少应长出50cm左右，在混凝土初凝时将橡胶内衬管拔出20cm左右，以防止漏浆凝固橡胶管，在终凝后及时将橡胶内衬管拔出、洗净。 eq \o\ac(○,2)波纹管在安装时一定要保证波纹管线型、平面位置符合设计要求；做到曲线部位圆滑。预应力波纹管均在工地根据实际长度截取。减少施工工序和损伤的机会，把好材料第一关。 eq \o\ac(○,3)波纹管使用前应进行严格的检查，是否存在破损，及检查咬口的紧密性，发现损伤无法修复的坚决废弃不用。 eq \o\ac(○,4)安装波纹管前要去掉端头的毛刺、卷边、折角，并认真检查，确保平顺。 eq \o\ac(○,5)波纹管定位必须准确，严防上浮、下沉和左右移动，其位置偏差应在规范要求内，波纹管定位用钢筋网片与波纹管的间隙不应大于3mm，设置间距：直线段不大于1m，曲线段不大于0.5m。 eq \o\ac(○,6)波纹管接头长度取30cm，两端各分一半，其中留做下次衔接的一端，应将该端的2/3部分即约10cm放入本次浇筑的混凝土中，另外1/3露出本次浇筑的混凝土以外，这样做的目的是即使外露部分被损坏，还有里面的接头可以利用。波纹管接头要用塑料带缠绕以免在此漏浆。如接头管外露10cm被破坏，需用水泥砂浆封堵密实。 eq \o\ac(○,7)波纹管轴线必须与锚垫板垂直。当管道与普通钢筋发生位置干扰时，可适当调整普通钢筋位置以保证预应力管道位置的准确，但严禁截断。 eq \o\ac(○,8)锚垫板在安装时，压浆孔应向上，波纹管插入锚垫板中，锚垫板端口应用海棉或棉纱堵死，压浆嘴用棉纱堵死，避免漏浆过堵孔。 eq \o\ac(○,9)被接的两根波纹管接头应相互顶紧，以防穿束时在接头薄弱处的波纹管被束头带出而堵塞管道。 eq \o\ac(○,10)电气焊作业在管道附近进行时，要在波纹管上覆盖湿麻袋或薄铁皮等，以免波纹管被损伤。 eq \o\ac(○,11)施工中要注意避免铁件等尖锐物与波纹管的接触，保护好管道。混凝土施工前仔细检查管道，在施工时注意尽量避免振捣棒触及波纹管，对混凝土深处的如腹板波纹管、锯齿板处波纹管要精心施工，仔细保护，要绝对保证这些部位的波纹管不出现问题。 eq \o\ac(○,12)锚垫板与螺旋钢筋在安装时必须固定牢固，并与端模固牢，另外在波纹管中心离砼邻空面较小处应多设勾筋。 2、竖向预应力钢筋的安装及保管： eq \o\ac(○,1)、竖向预应力筋采用直径25mm精轧螺纹钢筋，采用Φ40波纹管成型预埋。在施工中坚向预应力管道我们首先采用镀锌波纹管，经使用后发现用波纹管的管道摩擦系数较大。在3号块以后采用塑料波纹管，以减少管道摩擦系数。同时为保证管道压浆饱满，通过教授现场亲自实验，采用自上向下灌浆的方法。两个竖向预应力管道通过直径16mm塑料管在竖向预应力管道根部连接，将两根管道连通的压浆方法。  eq \o\ac(○,2)顶板、腹板内有大量的预应力管道，为了不使预应力管道损坏，一切焊接应放在预应力管道埋置前进行，管道安置后尽量不焊接，若需要焊接则对预应力管道采取严格的保护措施确保预应力管道不被损伤。  eq \o\ac(○,3)普通钢筋与预应力管道位置有冲突时，应移动普通钢筋位置，确保预应力管道位置正确，但禁止将钢筋截断。  eq \o\ac(○,4)所有的竖向预应力钢筋进场后必须按照试验规定进行严格的检验，才能投入使用，需要对进行竖向预应力钢筋预拉（因为钢筋的断筋率在2%左右）  eq \o\ac(○,5)预应力钢筋进场后应认真存放，严格保管，避免受到电气焊损伤，不能把向预应力钢筋作为电焊机的地线使用，受损伤的预应力钢筋坚决不能使用。  eq \o\ac(○,6)为保证和提高竖向预应力钢筋的张拉质量，竖向预应力钢筋需要使用联结器接长外。竖向预应力钢筋全部采取预穿束方案，即在混凝土灌注前随腹板钢筋一起绑扎，固定在管道内。为保证张拉竖向预应力钢筋后的有效预应力作用，在混凝土上，首先在保证钢管基本刚度的前提下应尽可能使用薄壁钢管（如用塑料波纹管应用凿除露出塑料管部分），其次不能将上下锚垫板贴紧在钢管上，而应在上锚垫板与铁皮管（塑料波纹管）之间留出5—10mm的间隙。 3、竖向预应力钢筋张拉和压浆 竖向预应力筋采用直径Φ25mm的精轧螺纹钢筋，强度标准值不小于932MPa，弹性模量2×10MPa，单根张拉力290KN。采用JLM型锚具和穿心千斤顶张拉，采取同一梁段单侧对称张拉的方式。 竖向预应力筋张拉的操作程序为： 通过张拉初应力和终应力时千斤顶油缸伸长量的差值做为实际伸长值。安装千斤顶，安装连接器和张拉杆。安装工具螺帽(双螺帽)叫初至控制张拉力P的10％，张拉至控制张拉力P的100%，持荷2分钟，旋紧螺帽工作，卸去千斤顶及其它附件。计算实际伸长量△L，将该值与理论计算值进行比较。若在±6％内，则在24小时内完成压浆；若误差超过±6％，则分析原因并处理后再进行压浆。 4、竖向预应力钢筋张拉的注意事项  eq \o\ac(○,1)竖向预应力钢筋张拉通过连接器接长。连接器两端连接的钢筋长度要相等并等于连接器长度的一半，防止—端过长、一端过短，长度过短一侧的钢筋滑脱失锚；工具锚一定要用双螺帽，以策安全。  eq \o\ac(○,2)张拉时要调整千斤顶的位置，使千斤顶张拉力与钢筋中心、锚板中心在一条直线上。如张拉中发现有钢筋横移，应立即停止张拉回油调整，重新张拉。  eq \o\ac(○,3)张拉后要用加力杆旋紧螺锚，确保锚固力足够。并用凿子打紧。  eq \o\ac(○,4)每一节段悬臂尾端的一组竖向预应力钢筋留待与下一节段同时张拉以使其预应力在混凝土接缝两侧都能发挥作用。  eq \o\ac(○,5)在拧螺帽时，要停止开动油泵。  eq \o\ac(○,6)预应力筋张拉与压浆：按后面介绍的“预应力张拉与压浆”方法实施。  eq \o\ac(○,7)在每轮张拉完毕后，应用不同的颜色在钢筋上作出明显的标记，以避免长拉和漏压浆。 二、预应力张拉、压浆： 张拉在几分钟内就可能完成，张拉是挂篮施工中最重要的部分，张拉好否直接影响后期受力问题。本工程张拉采用后张法。张拉前应对安装千斤顶位置进行观察，千斤顶是否能安放下去，如果不能应立即采取相应措施。 1、钢绞线下料：钢绞线下料长度根据预留孔道长度以及千斤顶、工具锚、工作锚的尺寸计算确定，通长为预留孔道长度加上两端各1米的张拉工作量。下料在平整的槽钢平台座上进行，保证下料尺寸准确；切割应用砂轮切割机，不得使用氧气切割；切割后整体编束，每隔1~1.5m绑扎铁丝一道，编束后分类存放，并进行支垫遮盖防锈。在加工场切割完成后的钢绞线用电焊将一端焊牢。 2、穿钢绞线（穿索）： 首先用一根长的钢绞线在其一端焊接一个比波纹管直径小2厘米的导向锥，另一端焊接一个挂钩；然后将已安装好的导向锥钢绞线一端穿入波纹管内；其次将卷扬机的钢丝绳挂在挂钩上，将钢丝绳拉至另一端，拉出的钢丝绳的一端挂在已加工钢索；最后，通过卷扬机将钢索拉至相应位置。钢绞线数量应根据设计的钢绞线加损耗进行提料。到达现场后在监理工程师的见证下进行自检。所有进场的钢铰线必须有出厂合格证和自检报告，方可进行下料。钢绞线检验：每30T需取一组送检。一般成卷钢铰线标装包装，外径1.4米，内径0.8米。 在施工中经常有接头处波纹管被带出现象，在穿束过程中如果发生钢绞线拉不动情况应停止拉束查明原因；如必须开仓，应选择波纹管距砼面较薄处进行。因SB1、SB4、SB5索管道在此工程中经过穿索，穿索完后又张拉，张拉后又拉出钢索的过程，孔道内波纹管十分不圆滑。在25号墩SB1穿束时每穿7到10米就发现卷扬机拉不动现象，然后，开仓发现钢绞线端头被波纹管铁皮缠住了，增加了施工难度和施工进度。通过对SB1的情况总结，采用2mm厚铁皮制成的圆锥式导向端头，套在钢绞线前端。此方法试用后顺利将剩余钢绞线穿过。因端头为圆端形，在预到有毛刺和不规则管壁时能顺利通过，减少了对波纹管连接处的破坏，增加了施工进度。 施工注意事项：  eq \o\ac(○,1)整盘钢绞线下料前，必须用钢管加固牢固。对已加工的钢绞线不应直接置于地面上。必须按规格长度堆放好。钢绞线包装打开的不允许直接用吊车吊起，必须在加固完成后，方能转移。  eq \o\ac(○,2)钢绞线在下雨期间，应及时进行履盖以防止生锈。禁止用钢铰线做电焊机的搭铁线。  eq \o\ac(○,3)钢绞线切割必须用切割机。拉钢绞线时，两侧禁止站人。  eq \o\ac(○,4)对已穿好束的钢绞线禁止在附近烧电焊和气焊，如果情况需要，必须在钢铰线上履盖铁皮，以免烧伤钢铰线造成张拉过程中断丝。 3、纵向预应力张拉: 本桥所有纵向预应力筋张拉按照左右对称，先下后上，先纵后横的原则进行，为减少混凝土的收缩徐变对预应力的不利影响，避免由于混凝土收缩徐变过大造成永存预应力不满足设计要求，需要采取混凝土强度、龄期双控指标，在混凝土施工后3天且强度达到85%以上时方能张拉。 张拉步骤为：初始张拉力张拉检查油路的可靠性，安装正确后，开动油泵向张拉油缸缓慢进油，使钢绞线略为拉紧后调整千斤顶位置，使其中心与预应力管道轴线一致，以保证钢绞线的自由伸长，减少摩阻，同时调整夹片使其夹紧钢绞线，以保证各根钢绞线受力均匀。然后两端千斤顶以正常速度对称加载到初始张拉力后停止加油，测量并记录钢绞线初始伸长量，完成上述操作后继续加载至控制张拉力，量测实际伸长量并与计算伸长量相比较。由于张拉力设计值较大，因此初始张拉力取值为10%σK。预应力张拉前对预应力千斤顶及配套设备进行标定采，用ZB4-500型油泵配合液压千斤顶进行，采取双控法控制，即在张拉力满足设计要求的情况下，预应力筋伸长量与设计计算伸长量之差在±6%，（应计算预应力筋在千斤顶内的长度）张拉前需要对千斤顶及配套油泵进行检校标定，可以采取压力机反压千斤顶的方法但压力机的精度应为一级精度，确定千斤顶压力与液压油泵油压间的关系，同时预应力筋的伸长量计算应准确无误，预应力筋弹性模量、截面积等技术指标取值准确，取用检验单位提供的数据。 张拉按照设计图纸的顺序进行，或按照规范规定的先下后上，先中间后两边的顺序，先张拉腹板纵向预应力束，再张拉顶板纵向预应力束及竖向预应力筋。张拉应准确，使预应力筋的永存应力达到设计要求。 张拉作业：按照两端张拉并锚固的方法进行。所有纵向预应力束张拉均按“左右对称、两端同时”的原则进行，下列说明就是建立在此基础上的。 由于张拉是一项非常重要的工作，因此在施工时要做好安排，张拉施工时需注意：  eq \o\ac(○,1)为保证预应力的准确，对张拉设备进行定期和不定期的配套检查和必须的。校正后需将千斤顶的实际张拉吨位和相应的压力表读数关系制成图表，以便于查找使用。 在下列情况下应对千斤顶和油泵进行配套检验：设备标定期已到；千斤顶或油泵发生故障修理后；仪表受碰撞；张拉100次后；钢绞线伸长量出现系统偏差等。千斤顶加载和卸载时要做到平稳、均匀、缓慢、无冲击。千斤顶在加载过程中如混入气体，在空载下将千斤顶油缸往返二至三次即可排出空气，保证千斤顶运行平稳  eq \o\ac(○,2)张拉作业中，梁的两端要随时保持联系。发生异常现象时应及时停止，找出原因，及时处理。张拉顺序为：先腹板后顶板，先下后上，左右对称。  eq \o\ac(○,3)张拉作业中，要对钢绞线束的两端同步施加预应力，因此两端伸长量应基本相等。若两端的伸长量相差较大时，应查找原因，纠正后再进行作业。  eq \o\ac(○,4)张拉作业中，两端危险区内不许有人，并立牌警示。同时油泵必须放置在千斤顶后端。  eq \o\ac(○,5)张拉过程中，要有专人填写张拉记录，同时张拉作业需安排专人负责指挥。  eq \o\ac(○,6)在外面作业，气温下降到+5℃以下时，禁止进行张拉作业，以免因低温而使钢绞线在夹片处发生脆断。  eq \o\ac(○,7)张拉时的混凝土强度和混凝土弹性模量不得低于图纸规定的90%R设计。  eq \o\ac(○,8)张拉中，要控制千斤顶