桥梁工程现浇箱梁预应力后张法施工工艺.doc

目 录摘要II目录III一、工程概况41、工程概述42、构造设计形式4二、施工准备51、技术及施工现场准备52、*拉设备选用53、原材、*拉设备检验5三、*拉工艺71、波纹管的敷设与锚垫板的安装72、钢铰线下料83、穿束8四、预应力*拉10五、孔道压浆、封锚17六、完毕语20参考文献20一、工程概况1、工程概述*东路跨五环桥梁工程为奥运配套市政设施工程，本工程上跨清河导流渠及北五环主、辅路，为奥运赛时平安保卫区域的东边线，同时是北部车辆赛时进出赛场并利用五环疏散的主要通道之一，也是奥林匹克森林公园以北地区与城市中心区联络的主要通道之一。新建主路高架桥全长405m，桥梁横断面分上、下行两幅桥，每幅桥全宽9.2米，上、下行车行道各8米，两侧设60cm的防撞护栏，桥梁面积7452平方米。2、构造设计形式该主线桥分4联共12跨，桥梁上部构造形式为预应力砼简支T梁、混凝土-钢砼组合箱梁组成。其中，第三联上跨五环主、辅路施工。本工程箱梁及钢梁预应力钢束共11束，为10j15.24钢绞线，*拉控制应力为1302Mpa。墩顶箱梁横隔梁预应力每道横隔梁为钢束为8束，每束为9j15.24钢绞线,*拉控制应力为1302Mpa。预应力钢绞线采用ASTMA416-92-270级钢绞线，标准强度为1860Mpa，截面积140mm2,弹性模量为1.95*105Mpa，所有预应力管道采用塑料波纹管，均采用后*法进展施工。二、施工准备1、技术及施工现场准备施加预应力前对梁体进展检查，外观和各部尺寸必须符合质量标准要求，且箱梁混凝土强度到达100。对钢绞线理论伸长值进展计算，并制成表格，指导预应力*拉。千斤顶、油表已经标定完毕，同时根据油表标定的结果绘制油表读数与*拉力的曲线，并根据曲线确定0.15F、0.30F、F相应*拉力对应的油表读数。组建专业预应力*拉队伍，选择具有丰富*拉施工经历的人员进展*拉施工。2、*拉设备选用本工程最大*拉力为1810KN,因此选用YCW250B型千斤顶,数量4台,同时配备4台ZB4-500型电动油泵，千斤顶要求配好标定的压力表。YCW250B型千斤顶安装时搭设支架，用倒链吊起，套入钢绞线内*拉。压浆设备:活塞式压浆泵UB3型、真空压力控制器、抽真空机、浆液储缸、浆体控制阀门、净浆搅拌机PJ02型提前进展准备。3、原材、*拉设备检验塑料波纹管塑料波纹管采用外购，波纹管外表要清洁、无裂纹现象。外表不得有砂眼，接口必须结实，用塑料胶带进展缠裹，保证混凝土浇筑期间波纹管内不发生漏浆现象。钢绞线、锚具钢绞线、锚具，进场时，必须具有合格证。钢绞线不得有折断、横裂和相互穿插的钢丝，且外表不得有润滑剂、锈蚀的现象，更不得有肉眼可见的麻坑，并注意妥善保管，存放在材料棚内，防止原材料锈蚀。锚具夹片的外表应无砂眼，裂缝和小坑等现象。对锚环或锚板应进展几何尺寸和锥度检验，并应仔细查看锥孔面是否光滑，有无毛刺及小坑等不平的现象，假设发现此现象应进展处理或不得使用。同时要做硬度检验。*拉设备*拉设备千斤顶、电动油泵、压力表、油管全套设备进展统一检测,配套千斤顶、压力表，压力表的精度不低于1.6级。对锚具按5%频率进展现场抽检。凡属以下情况之一者应重新进展配套标定。启用新千斤顶或新压力表；*拉预应力筋时连续发生断丝现象；实测预应力筋的伸长值与计算值超标； 千斤顶严重漏油，重新更换油封者；压力表指针不回零。三、*拉工艺1、波纹管的敷设与锚垫板的安装一波纹管敷设1、波纹管采用塑料波纹管，在安装前，波纹管应做环刚度试验，试验合格后使用，使用前逐根进展外观检查。2、波纹管的敷设要严格按设计位置控制。波纹管定位筋，必须保证波纹管位置敷设位置。直线段采取50cm一道，曲线段进展适当加密。3、波纹管管口采用塑料胶布封堵，防止从杂物进入管道内。4、波纹管连接时，接头波纹管的规格比孔道波纹管的规格大一级，其长度一般为57d，波纹管直径为原波纹管大一级，旋入后接头要严，两接头处用塑料胶布缠裹严密，防止漏浆,波纹管接头处的毛刺要磨平。5、波纹管与普通钢筋有矛盾时，可适当挪动普通钢筋，但不可任意切断，实需切断时，在浇筑混凝土前切断的钢筋必须恢复。6、施工中波纹管要重点保护，施工人员不得对其进展踩踏或用工具敲击波纹管，假设发现波纹管局部被砸扁，要进展更换处理，用钢锯将该处割掉，按接头处理。7、波纹管在波峰的高处留设排气孔，在进展固定端P锚安装时，注意排气孔的留设。二锚垫板安装1、锚垫板安装前要检查锚垫板几何尺寸是否符合要求。2、锚垫板要结实地安装在钢筋网片上，锚垫板定位螺栓要拧紧，锚垫板要与孔道严格对中并与孔道端部垂直。3、锚垫板上的注浆孔要采取封堵措施，可用同直径丝封堵，在锚垫板与模板之间加一层橡胶垫，严防混凝土浇注时混凝土浆漏入孔道或将注浆孔堵死，给施工造成困难。2、钢铰线下料1、根据钢绞线实际长度在*拉端预留1m 作为*拉长度。 2、钢绞线下料场应平坦，下垫方木或彩条布，不得将钢绞线直接接触土地以免生锈，也不得在混凝土地面上生拉硬托，磨伤钢绞线。3、线盘重大、盘卷小，弹力大，为防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出，在下料前必须先制定钢筋笼，将线盘固定，防止钢绞线弹出发生事故。4、钢铰线下料宜采用砂轮锯切割，不得采用电焊切割，在切口的两侧5厘米处，预先用绑丝扎牢，防止泥土污染钢铰线。3、穿 束管的接口极易破损，所以要缓慢进展，束的前端应扎紧并裹胶布，以减少对波纹管接口的冲击，以便钢绞线顺利通过孔道。安装完成后，应进展全面检查，以查出可能被损坏的管道。如发现波纹管被损坏，用胶带缠裹严密，不得发生漏浆，严重位置切断后按照接头处理。4、锚具、千斤顶的安装一安装顺序完成*拉机具的检验工作à安装工作锚板à 安装工作锚夹具à安装限位板à安装千斤顶à安装工具锚à安装工具锚夹片。二安装技术要求1、钢束外伸局部要保持干净，不得有油污、泥沙等杂物，施工人员不得随意踩踏。2、锚环及夹片使用前必须清洗干净，不得有油污、铁屑、泥沙等杂物。3、工作锚必须准确放在锚垫板定位槽内，并与孔道对中。4、工作锚和工具锚孔中各装入两个夹片，用胶圈套好，可用长约30厘米的铁管穿入钢铰线向前轻轻将夹片顶齐，注意不可用力过猛，夹片间隙要均匀，可用改锥认真调整。每个孔中必须有规定的夹片数量，不得有缺少现象。5、夹片安装完后，其外露长度一般为4-5mm，并均匀一致，假设外露太多，要对所用夹具及锚环孔尺寸及锥度进展检查，假设发现有不合格者则要进展更换。6、穿入工作锚，工具锚的钢束要顺直，末端要对号入座，不得使钢束扭结、穿插。7、安装千斤顶时不要推拉油管及接头，油管要顺直，不得扭结成团。8、工具锚安装前，钢束穿入工具锚时，位置要与工作锚钢束位置一一对应，不得穿插扭结。9、为了能使工具顺利退下，应在工具锚的夹片光滑面或工具锚的锚孔中涂润滑剂，润滑剂采用石腊。10、工具锚的夹片要与工作锚的夹片分开放置，工具锚夹片重复使用次数不得超过10次，假设发现夹片破损，应及时更换以防*拉中滑丝、断丝、飞片。四、预应力*拉在同条件砼试块强度到100%时，方可进展预应力*拉。预应力钢束*拉时采用双控，即以控制拉力为主，以钢束实际伸长值进展校核，实测伸长值与理论伸长值的相对误差不得超过±6%，否则应停顿*拉分析原因。一*拉伸长值校核1、*拉前所有设备应再进展一次检查，看是否按编号配套使用。、高强低松驰预应力钢绞线标准强度fPK=1860Mpa,箱梁及钢梁*拉控制应力为1302Mpa；8、9墩顶箱梁横隔梁预应力控制应力为1302Mpa。3、预应力伸长值计算预应力*拉过程中主要受到以下两方面的因素影响：一是管道弯曲影响引起的摩擦力，二是管道偏差影响引起的摩擦力，导致钢绞线*拉时，锚下控制应力沿着管壁向梁跨中逐渐减小，因而每一段的钢绞线的伸长值也是不一样的。因此，预应力*拉伸长值一般采取以下方式进展计算。预应力平均*拉力Pp计算式中：Pp预应力*拉力N，当预应力筋为直线时Pp=P； P 预应力筋*拉端的*拉力N； * 从*拉端至计算截面的孔道长度米；k孔道偏差系数；孔道曲线累计转角之和(弧度)；u孔道摩擦系数经现场测定为0.14；公式中k和是后*法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数，这两个值的的大小取决于多方面的因素：管道的成型方式、力筋的类型、外表特征是光滑的还是有波纹的、外表是否有锈斑，波纹管的布设是否正确，偏差大小，弯道位置及角度等。各个因素在施工中的变动很大，还有很多是不可能预先确定的。因此，摩擦系数的大小很大程度上取决于施工的准确程度。在工程监理操作中，需要在施工现场对孔道的摩擦系数进展测定，并对施工中影响摩擦系数的方面进展认真的检查，如波纹管的三维位置是否正确等等，以确保摩擦系数的大小根本一致。系数k及值表孔道成型方式K 值钢丝束、钢绞线、光面钢筋带肋钢筋精扎螺纹钢筋预埋铁皮管道0.00300.350.40抽芯成型孔道0.001500.550.60预埋金属螺旋管道0.001500.200.250.50预应力理论伸长值L计算式中：Pp预应力筋的平均*拉力N；L预应力钢束理论伸长值mm；AP预应力筋的截面积；Lt预应力筋的实际长度；ES预应力钢束的弹性模量；公式中预应力的伸长值的大小主要取决于钢绞线的弹性模量ES和钢绞线的截面面积AP，ES的理论值为Ep=1.91.95×105Mpa，经试验检测出本工程所使用的钢绞线弹性模量为1.95*105Mpa，钢绞线截面积AP为140mm2。预应力理论伸长值如附表部位钢束编号CONMpa)Ag(mm2P(N)*(m)Eg(d)(rad)kk*+1-e-(k*+)Pp(N)L(m)0.15L(m)0.30L(m)8#、9#墩顶箱梁横隔梁N113021401822805.351.95*1050.1438.1870.66648890.00150.10133340.096 173348.690.034 0.0050.010箱梁及钢砼梁Y1130214018228026.061.95*1050.1421.5160.3755250.00150.09166350.088 174175.310.166 0.0250.050Y2130214018228035.061.95*1050.1421.5160.3755250.00150.10516350.100 173022.740.222 0.0330.066Y3130214018228045.9741.95*1050.1429.6670.51778680.00150.14145120.132 169975.110.286 0.0430.086Y4130214018228045.9441.95*1050.1431.3950.54794610.00150.14562850.136 169628.930.285 0.0430.086Y5130214018228026.061.95*1050.1421.5160.3755250.00150.09166350.088 174175.310.166 0.0250.050Y6130214018228035.061.95*1050.1421.5160.3755250.00150.10516350.100 173022.740.222 0.0330.066Y7130214018228045.9581.95*1050.1427.7220.48384020.00150.13667460.128 170372.110.287 0.0430.086Y8130214018228045.9441.95*1050.1431.3950.54794610.00150.14562850.136 169628.930.285 0.0450.086Y9130214018228098.061.95*1050.1421.5160.3755250.00150.19966350.181 165235.670.594 0.0890.178Y10130214018228010.7671.95*1050.147.970.13910270.00150.03562490.035 179071.370.071 0.0110.022Y11130214018228010.7671.95*1050.147.970.13910270.00150.03562490.035 179071.370.0710.0110.0224、*拉时钢绞线实际伸长量计算及测量方法钢绞线实际伸长量的测量方法有多种多样，目前使用较多的是直接测量*拉端千斤顶活塞伸出量的方法，但这种测量方法存在一定的误差，这是因为工具锚端夹片*拉前经*拉操作人员用钢管敲紧后，在*拉到10%k时因钢绞线受力，夹片会向内滑动，*拉到20%k时，夹片又会继续向内滑动，这样通过测量千斤顶的伸长量而得到的10%20%k的伸长量比钢绞线的实际伸长值长12mm，假设以10%20%k的伸长量作为0%10%k的伸长量，哪么在0%20%k的*拉控制段内，钢绞线的伸长量就有23mm的误差。从20%k*拉到100%k时，钢绞线的夹片又有23mm的滑动，按最小值滑动量计算单端钢绞线的伸长量就有34mm的误差，两侧同时*拉时共计有约68mm的误差误差值的大小取决于工具锚夹片打紧程度。对现浇箱梁Y1、Y3预应力筋理论伸长值分别位：16.6cm和28.6cm，其中Y1为单端*拉，Y3为两端同时*拉，根据上述测量误差分析Y14mm测量误差为2.4%，Y38mm测量误差为2.8%，实际伸长值和理论伸长值之间的差值均控制在±6%允许偏差值之内。因此用测量千斤活塞的方法一般测出来的值都是偏大的。因此，对于钢束实际伸长值的测量，建议采用量测钢绞线绝对伸长值的方法，而不使用量测千斤顶活塞伸出量的方法，后者测得的伸长值须考虑工具锚处钢束回缩及夹片滑移等影响，尤其是在钢绞线较长，必须进展分级*拉时，更为繁琐，假设直接通过测量千斤顶活塞的伸出量，则误差累计更大。推存的测量方法如下图，使用一个标尺固定在钢绞线上，不管经过几个行程，均以此来量测分级钢绞线的长度，累计的结果就是初应力与终应力之间的实测伸长值。如下图实际伸长值的计算：*拉完毕后应进展实际伸长值的计算，实际伸长值计算：根据千斤顶标定时所提供的方程式进展计算，当计算的实际伸长值不在标准误差范围内应停顿*拉，查找原因，如无法解决时及时与设计联系。锚固完毕，在灌浆完成，强度到达要求后，经检验合格不急于切断多余钢绞线，报监理验收合格后，再切断多余钢绞线，切断工具可用砂轮机，锚固后的外露长度不小于30mm。二*拉过程控制1、*拉应缓慢进展，逐级加荷，稳步上升，千万不能操之过急，给油不要忽快忽慢，防止发生事故。2、*拉要有专人记录，专人测量伸长值，对*拉应力进展校核，防止发生由于压力表出故障造或拉力缺乏等现象。3、*拉至设计油压值后，按*拉程序持荷2min测量伸长值，即可将*拉油压缓慢降至零，活塞回程夹片自动跟进锚固。4、*拉完毕，卸下千斤顶及工具锚后，要检查工具锚处每根钢铰线的刻痕是否平齐，假设不平齐说明有滑束现象，如遇有这种情况要对滑束进展补拉，使其到达控制应力，每束钢束中断丝滑丝数不得超过1根钢丝。中国监理人才网.job2299./5、对预应力钢束*拉中发现异常情况，必须卸锚时，可使用卸锚器对已锚固的钢束进展卸锚，卸锚时千斤顶应预先伸出35cm，留有余量以便卸锚。三预应力损失测定在工程施工中预应力损失主要测定：锚圈口摩阻损失和孔道摩阻损失两种，其测定方法如下：1、锚圈口摩阻损失测定用油压千斤顶测定时，可在*拉台上和用一根直孔道钢筋混凝土柱上进展，两端均用锥形锚。首先，设甲端为封闭端，乙端为*拉端，两端同时充油油表保持在4Mpa，*拉至控制吨位，最后两控制吨位之差即为锚圈阻力。两控制*拉制吨位相除在开方即为锚圈口摩阻力的超*拉系数，反复测定三次取平均值。再以同样的方法设乙端为封闭端，甲端为*拉端，测定锚圈阻力和摩阻超*拉系数。最后两次测定取平均值。2、孔道摩阻损失测定梁两端同时装上千斤顶并同时充油油压保持在4MPa，同样设甲端为封闭端，乙端为*拉端乙端为封闭端，甲端为*拉端，*拉时分级升压，直到*拉应力，反复进展三次，取两端平均值。最后将两次压力差平均值再次平均，即为孔道摩阻力。五、孔道压浆、封锚一孔道的准备1、预应力筋*拉完毕后，应及时压浆应尽量在48小时内完成。2、灌浆前应检查灌浆孔是否畅通，不允许发生堵孔现象。二压浆材料选择水泥浆强度根据设计要求不小低于C40，水泥浆配比应由试验室试验确定，经试验合格前方可进展配制。1、灰浆；灰浆采用425普通硅酸盐水泥。水泥不得含有任何团块。2、水：应不含有对预应力筋或水泥有害的成分，每升水不得含500mg以上的氯化物离子或任何一种其它有机物。3、外加剂：水灰浆中可掺入适量的膨胀剂和高效缓凝减水剂，通过实验确定掺加量，各种试验原材料要放在枯燥处，制止受潮后使用。三水泥浆的强度满足设计要求1、灰浆水灰比宜采用0.40-0.45，掺入适量减水剂时，水灰比可减少至0.35，水及减水剂对钢束应无腐蚀作用。2、水泥浆泌水率在预先试验合格，其最大泌水率不超过3%，拌合后3小时泌水率控制在2%，24小时后泌水应全部被浆吸收。3、水泥浆中可通过试验确定适当掺入膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10%。水泥浆稠度宜控制在14S-18S之间。四灌浆1、压浆采用活塞式压浆泵，压浆压力控制在0.30.4Mpa。2、水泥浆自调制到灌入孔道的延续时间一般不宜超过30-45min。水泥浆在使用前和灌浆过程中应经常进展搅拌，以保持稠度一致。3、压浆应从排气孔压出与规定稠度一样水泥浆为止，为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口时，应保持不小于0.5 Mpa的一个稳定期，稳压期不宜少于2min。4、由于本工程设计采用真空灌浆技术，真空辅助压浆具体操作步骤如下：压浆前检查孔道内是否存在废气、废液，假设有开启盖帽下的排废孔，开启压浆泵，利用压力差将其排除孔道。确定水泥浆合格后，开启真空机抽真空，至真空度到达80%时再启动压浆泵，让合格的水泥浆以适宜的流速进入管道。当水泥浆到达真空端时，翻开该端的三通排废液通道，直至排废管排出的水泥浆畅通并与压浆端压出的水泥浆稠度一致时，停顿压浆，并用螺栓密封排气孔关闭排气阀。再次开启压浆端盖帽上的排气孔翻开排气阀，启动压浆泵直至排气孔排出的水泥浆流动畅通且与浆桶内的水泥浆稠度一致时，停顿压浆，并用螺栓密封排气孔关闭排气阀。开启压浆机，压力控制在0.5MPa,持压2min,关闭进浆口阀门,停顿压浆。移到下一孔道，继续压浆，压浆完毕清洗设备。真空压浆考前须知：锚座安装时，压浆端的压浆孔在孔道的下方，抽真空端孔应在孔道的上方。盖帽安装时，应清理干净锚座安装平面，清理干净螺孔内的水泥浆。安装时在锚座平面上、盖帽O型圈内涂上密封胶用螺丝拧紧，同时注意盖帽的排气孔向上排废孔向下。压浆前，压浆端、吸真空端盖帽上的排气口、排废口须用堵头缠上生胶带并涂上密封胶旋紧。关闭压浆端阀门，在抽真空端接上真空机接口，真空度达80%以上时，即可认为孔道系统密封可靠，否则须找出泄露位置进展处理，必要时采取一定的措施，使其真空度到达80%以上。5、灌浆时应留置试块2组,同条件养护，一组备用,另一组作为28天强度检验用。五封锚1、封锚前，应先将已凿毛的混凝土面和锚具周围冲洗干净。2、 锚固完毕，经监理验收后即可用砂轮机切割端头多余的预应力筋，锚固后的外露长度不宜小于30mm。3、 注意封锚砼的养护。4、进展顶板的注浆，然后将顶板开口进展恢复处理。六、完毕语低松驰预应力具有强度高、松驰值低、可大量节约钢筋、减小构造尺寸、提高预应力砼强度等级。因此，预应力施工在桥梁工程中广泛应用，正确采取科学合理的施工方法、严格控制各道施工工序的质量关，预应力在桥梁施工质量中可以到达预期目的。