公路桥梁整束穿束、锚下有效预应力计算示例、孔道压浆密实度检验、预应力不合格处理及退索处理.docx

附录A（资料性）整束穿束A.1预应力筋制作A.1.1钢绞线分批检验时每批质量应不大于60t。检验时应从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一组试样进行表面质量、直径偏差和抗拉强度、弯曲、伸长量试验。如每批少于3盘，则应逐盘取样进行上述试验。试验结果如有一项不合格，则不合格盘报废，并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的狂验；如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格。A.1.2预应力筋制作时的下料应符合下列规定：-卜.料长度应通过计算确定,计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和张拉工作长度等因素。一钢绞线的下料，应采用切断机或砂轮锯切断，严禁采用电弧切割。A.1.3预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成且当采取整束穿入孔道内时应预先编束，编束时应将钢丝或钢绞线逐根理顺，防止缠绕，并应每隔lmL5m捆绑一次，使其绑扎牢固、顺直。A.2锚具、夹具和连接器A.2.1锚具应满足分级张拉、补张拉以及放松预应力的要求；锚固多根预应力筋的锚具应具有整束张拉的性能外，尚应具有单根张拉的性能；用于承受低应力或动荷载的夹片式锚具应具有防松性能。A.2.2夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安全的重复使用性能，主要锚固零件应具有良好的防锈性能。A.2.3在混凝土结构或构件中的永久性预应力筋连接器，应符合锚具的性能要求。A.2.4锚垫板应具有足够的强度和刚度，且宜设置锚具对中止口以及压浆孔或排气孔，压浆孔的内径宜不大于20nm.与后张预应力筋用锚具或连接器配套的锚垫板和局部加强钢筋，在规定的局部承压试件尺寸及混凝土强度下，应满足传力性能要求。A.3整束穿束A.3.1整束穿束工艺宜采用以下步骤：a）机具准备：扎钩、扎丝、号码纸、油性笔、塑料导向帽、整束穿束台车等；b）钢绞线下料：通过下料长度的计算确定钢绞线的下料长度，每孔的钢绞线长度保持一致，平铺于下料方木之上。钢绞线应采用切断机或砂轮锯切断，严禁采用电弧切割，钢绞线端头用砂轮盘打磨光滑，避免穿入时伤及波纹管；c）编号：对钢绞线进行编号。将每束钢绞线在端头用号码纸编上相同的号贴在端头部位，两端均按相同位置与顺序对应编号；d）梳束：采用对应孔的锚具反向穿入钢绞线拉动锚具进行梳理，用扎丝“S”形缠绕捆绑，再用扎丝每隔lm-l.5m间距与扎丝捆绑位置对应绑扎牢固，逐段捆绑绑扎至钢绞线梳理完成。编穿束如下图A.1所示；e）穿束：钢绞线端头套上导向帽，将钢绞线送入整束穿束台车钢绞线进口端，调整好穿入的角度对中孔道口，启动设备缓慢匀速将钢绞线穿入梁体另一端，并保证两端的工作段长度符合对应千斤顶的锚固长度。依次穿入整片梁体的钢绞线，复位整束穿束台车。整束穿束如下图A.2所示；f）安装工作锚具：穿束完成后，将导向帽取下漏出号码纸编号，调整钢绞线梁体两端位置，再依次对应号码纸编号安装工作锚具，保证工具锚卡进锚垫板槽内，安装夹片并稍微顶紧，然后用20的钢管套入钢绞线依次将夹片顶紧，再将其他钢绞线分别套入对应的锚具孔内，再次安装夹片，依次安装完成工作锚具。1.锚具 2.扎丝图A.13.钢绞线4.导向帽梳编穿束示意图1.钢绞线2.入口3.夹紧液压装置4.夹紧齿轮5.编束6.塑料导向帽7.锚垫板8.整束穿束台车图A.2整束穿束示意图A.4整束穿束台车A.4.1整束穿束台车操作宜按以下步骤进行：a）准备好钢绞线的整束下料梳编编束；b）将整束钢绞线放入穿束机机头上，使用夹紧按键将整束钢绞线夹紧；c） 首先用上升按键将机头对中待穿孔道，然后用前移按键将机头前移至孔道口合适的位置，再用穿束-慢进按键将整束钢绞线头部慢速穿入孔道，最后使用穿束-快进按键将整束钢绞线快速穿过孔道；d） 整束钢绞线穿过孔道后用穿束-慢进、穿束-慢退按键将整束钢绞线调整到合适位置，然后用回松按键将整束钢绞线松开，再用后移按键将穿束机机头后移至初始位置，最后用下降按键将穿束机机头下降至初始位置，此时穿束机机头完成复位，开始下一孔道的穿束作业；e）穿束作业中可根据实际情况合理使用操作按键完成穿束作业。A.4.2注意事项a）预应力束中的钢丝、钢绞线应顺直，不得有缠绞、扭结现象，表面不得有损伤；b）单根钢绞线不得断丝或滑移；c）预应力束应无油污、超过20%表面积的锈迹，锚具、连接器表面应无裂纹、油污、锈迹，外套管应无裂纹、机械损伤；d）预应力束及管道线形不得出现弯折；e）预应力管道应无破损、连接松脱。附录B(资料性)锚下有效预应力计算示例8.1 锚口摩阻损失预应力钢束在锚具及张拉端锚垫板喇叭口转角处由于摩擦引起的预应力损失。同一厂家锚具应进行一组锚口摩阻损失试验，张拉控制应力在设计值基础上增加锚口摩阻损失。8.2 内缩值预应力筋在锚固过程中，由于锚具个零件之间、锚具与预应力筋之间的相对位移和局部塑性变形所产生的预应力筋的回缩现象。锚具外委检测应连同配套使用限位板一同送检，检测指标中应包含内缩值。现场张拉过程中应加强内缩值的复核工作，可采用下列简化公式计算。z=L1-L2(B.1)式中：y内缩值；1.1限位板槽口深度；1.2锚口后工作夹片外露长度。8.3 锚下有效预应力预应力钢束张拉至控制应力b<s时，由于锚口摩阻导致锚下应力力小于张拉控制应力tw,；卸载锚固过程中，由于工作夹片回缩，致使锚下应力进一步减小至°,即为锚下有效预应力。锚下有效预应力与限位板槽口深度密切相关，当限位板槽口深度偏小时，将导致锚口摩阻损失增大；反之，将导致工作夹片回缩增大。限位板最合理槽口深度应使锚口摩阻损失与夹片回缩损失之和达到最小。8.4 锚下有效预应力计算方法依据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG3362-2018)相关规定进行计算，计算步骤如下：B.4.1计算单位长度管道摩擦引起的预应力损失d=吗×1-叫(B.2)式中：d一一单位长度管道摩阻引起的预应力损失；rt,rt一一扣除锚口摩阻损失的张拉控制应力，即为设计控制应力；I一一张拉端至锚固端长度，对称张拉时取两张拉端距离的一半；一一从张拉端至计算截面处曲线管道部分切线的夹角之和(rBd)；一一预应力钢筋与管道壁摩擦系数；k一一管道每米局部偏差对摩擦的影响系数。B.4.2计算反向摩擦影响长度；I=BXEP式中：If反向摩擦影响长度；z内缩值：Ef,预应力钢筋弹性模量，以外委检测报告为依据；B.4.3计算锚下预应力损失；当/时；Ab=2XACrd×lf当Zr>/时；/XEn=+AbdXI8. 4.4计算锚下有效预应力；e=con-Pe=e×A式中：A单根预应力钢筋面积。B.5锚下有效预应力计算示例(B. 3)(B.4)(B. 5)(B.6)(B.7)计算锚下有效以30m预应力混凝土小箱梁为例，两端对称张拉，内缩量假设为3mm,预应力示例如F。中跨钢束枸造（半唐）1:50S1*650mm§工林<65Omm公一S!s§!§,315.2G/30850DL-L_j|胤Z"寡_矶jj球FLl出I一制Ml网剧§)§siSIs/3DB91巳BSI5.2C/30923×SJssissisisi岗si旬*siss24。,15.2>Xflrfe<650mm/日/30701S三图B.1钢束布置图表B.1锚下有效预应力计算钢束编号kIcomA/为ifOePeNl0.00150.214.85m501395MPB3mm3.66MPB/m12.6m92.5MPB1302.5MPB182.4KNN20.00150.214.70mL4o1395MPB3mm2.52MPB/m15.2m76.8MPB1318.2MPB184.5KNB. 6锚下有效预应力工程案例对两条在建高速公路预制箱梁锚下有效预应力进行了现场检测和验证，内缩值取3mm-5mm,不同跨径预制箱梁锚下有效预应力如下表所示。20m预制箱梁和30m预制箱梁锚下有效预应力检测结果如图B.2B.3所示。由于样本较少，确定验收标准需要进一步扩大检测数据样本。表B.2锚下有效预应力验收标准跨径(m)203040角度(°)51.451.451.4有效预应力(KN)175181178183179183181185180183182185图B.220m箱梁锚下有效预应力检测结果图B.330m箱梁锚下有效预应力检测结果附录C锚下有效预应力检验（资料性）锚下有效预应力检验C. 1适用范围C.1.1本方法适用于锚下有效预应力的现场检测，并计算锚下有效预应力的相对偏差、同断面不均匀度等是否达到设计要求。C.1.2本方法不适用于下列情况：a）预应力筋滑丝、断丝超过1丝；b）单根夹片之间错位超过2mm；c）夹片与锚具不配套、不符合要求。C.2仪器设备C.2.1检测设备应采用一体化智能检测设备，且应包含反拉加载设备、测量设备（含测力装置与位移测量装置）和采集系统,具备自动记录和保存测力值、位移量等检测数据的能力。并应满足下列要求：一反拉加载设备最大加持荷载应不小于最大加载力值的1.3倍，且应具备均匀加卸载与稳压补偿能力等性能，油泵流量不宜大于0.4Lmin;一测量设备测力值应在测力装置量程的15%85%,示值精度土1%FS,稳定工作环境温度范围宜为一0+45；采集系统能够实时采集位移、力值信号，采样时间间隔不大于1ms。C.2.2锚下有效预应力检查设备应满足下列精度要求：一单根重复性测试结果最大不确定度：10%；示值最大误差：1.0%；测试最大误差：±1.5%。C.3测试方法C.3.1检查现场应满足作业和人员安全的要求。检查前应采用挡板等可靠措施对钢束两端进行遮挡，避免可能出现的钢绞线断裂、夹具飞出等对现场人员造成伤害的现象。C.3.2判断检查测试对象条件是否符合要求。C.3.3检查设备主要参数的设置是否正确。C.3.4按顺序安装限位装置、千斤顶，连接控制网络，启动设备。C.3.5对设备（液压泵站、千斤顶）进行联机升压、退顶测试。C.3.6启动加载程序进行张拉测试，测试完毕后，停止油泵工作，完成测试结果保存。C.3.7启动卸载程序，自动卸载完成后，再手动卸载，以确保完全卸载，完成本次张拉。C.4评定指标计算C.4.1锚下有效预应力偏差根据JGJZTF50要求，整束锚下有效预应力相对偏差E按C.1式计算：式中：E锚下有效预应力偏差；Fd设计锚下预应力值(若设计值未考虑损失应当考虑回缩损失和锚口损失等)；Fc锚下有效预应力实测值。当设计锚下有效预应力后未给定时，尸D可按照C.2式取值：FD=KF(C.2)式中：Fd锚口有效预应力张拉控制值；K锚口有效预应力张拉控制值修正系数。锚口有效预应力张拉控制值修正系数K可参照C.3式进行计算。K=1-m-n(C.3)式中：m预应力束回缩损失比(m=L)；两端夹片回缩长度之和(一般取Iomm12mm)；L两端锚固点之间钢束长度；N锚口摩阻损失比，取值可采用经验值(2.0%2.5%)或试验测定数据。C. 4.2锚下有效预应力同束不均匀度锚下有效预应力同束不均匀度按C4式计算：=FmaX,minXIO0%(C.4)式中：锚下有效预应力同束不均匀度；FW同一束中单根预应力筋锚下有效预应力最大检测值，kN；Fmin同一束中单根预应力筋锚下有效预应力最小检测值，kN；F同一束中所有预应力筋锚下有效预应力算术平均值，kN。D. 4.3锚下有效预应力同断面不均匀度锚下有效预应力同断面不均匀度按C.5式计算：式中：/锚下有效预应力同断面不均匀度；尸】同断面中同束预应力筋平均单根锚下有效预应力最大检测值，kN；尸鼠同断面中同束预应力筋平均单根锚下有效预应力最小检测值，kN；F'同一断面中所有孔道束锚下有效预应力算术平均值，kN。附录D（资料性）孔道压浆密实度检验E. 1适用范围D.1.1本方法适用于孔道压浆密实度检测。D.1.2孔道压浆密实度检测应首选冲击弹性波定位检测方法，冲击弹性波定位检测方法适用于大面积排查及定性判断。D.2仪器设备D.2.1检测设备应具备冲击弹性波信号采集与数据分析的功能，信号采集应包括信号激发、信号拾取、信号调理、模数转换等装置；数据分析应包括数字信号显示、存储、特征分析、数字化成像等功能；D.2.2检测设备标定幅值相对误差应在±5.0%范围以内，电信号测量相对误差应在±1.0%范围以内。D.2.3检测设备硬件性能应符合以下要求：一模数转换装置宜采用多通道A/D卡，分辨率应大于物理16bit,最大采样频率应大于800kHz；一信号拾取装置应采用加速度传感器，接收系统频响范围应适用于频率在IkHZ70kHz的信号的采样，可采用符合频谱特性要求的非接触式动信号拾取方式；D.2.4检测设备软件性能宜符合以下要求：一一数据采集应具有基本状态自检功能，可双通道测试；一数据处理具备滤波降噪、图像处理、图像输出等功能；一数据分析具备离散傅立叶变换快速算法（FFT）.最大隔算法（MEM）等功能。D.3检测方法选取D. 3.1孔道压浆密实度检测方法包括冲击弹性波定性检测法、冲击弹性波定位检测法及内窥镜法检测。应按照表D.1的规定，选择合适的检测方法。表DJ孔道压浆施工质量检测方法选择参考检测方法选择说明冲击弹性波法冲击弹性波定性检测法利用频率、波速特征单独或组合来判定孔道压浆密实度适用于压浆质量定性排查适用于两端预应力筋外露的孔道，外露长度宜为30mm50mm孔道长度不宜大于120m,超过12Om应专门研究或变更为定位检测冲击弹性波定位检测法利用冲击回波的时域或频域特征判定孔道压浆密实度适用于管道压浆缺陷的有无、位置、类型判定孔道中心间距宜大于孔道埋置深度的0.8倍，且孔道内径与波纹管埋置深度比值宜大于0.3孔道走向及位置能够确定，且在冲击回波传播方向只有一束预应力孔道，厚度不宜超过80cm,超过80Cm应专门研究或采用其他方法测试表面规则平整内窥镜法冲击弹性波法的校核和验证D. 3.2冲击弹性波法检测应以冲击弹性波定位检测为主，定性检测结果与定位检测结果存在差异时，应以定位检测进行最终评判。D.4质量评定质量评定指标按表3规定进行压浆质量综合评价。表D.2预应力孔道压浆密实性等级判定判定方法判定结果压浆密实度及缺陷状态说明定性检测定位检测综合压浆指数压浆密实度指数缺陷严重程度杉0.95DZDe>0.95定位未检出缺陷I类（良好）B密实或无明显缺陷0.80<0.950.90DDe<0.95定位检测有其他类型缺陷或单处缺陷长度40CmII类（合格）B基本密实，有轻微缺IVi定位检测有大空洞缺陷且单处缺陷长度40CmIII类（不合格）b局部不密实或有明显缺陷f<0.80DDc<0.90定位检测有大空洞缺陷且单处缺陷长度40CmIH类（不合格）b多处不密实或空浆，有明显缺陷注1:当/20.95,或DZ2095,可直接判定为I类。注2：当fV0.8,或）ZV0.90,可直接判定为In类。注3：当0.80fV095时，应进行定位复检，并根据复检缺陷的严重程度确定判定结果。注4：表示采用。或QcoaI、11类孔一般无须进行处理，不易造成大面积预应力筋锈蚀，能够满足使用要求。I、11类孔一般无须进行处理，不易造成大面积预应力筋锈蚀，能够满足使用要求。卜HI类孔易造成明显的预应力筋锈蚀并影响梁板承载能力，应进行缺陷处理。处理完成7d后重新检测，复检合格后方可使用。附录E（资料性）预应力不合格处理及退索处理E.1不合格处理E.1.1对预应力张拉施工质量综合评定不合格的预应力筋均应退索处理。退出的钢绞线应报废，严禁再用。E. 2.1为保证在退索过程中对结构本身的受力影响降到最低和人员安全考虑，本规范规定采用单根退索技术，单根退索应预先准备一台普通的高压油泵，一台单顶，一个退锚器。E.2退索处理E.2.1梁板退索按以下步骤进行：a）每次仅从不合格钢束中选取一束（假定编号为XI）退索，退出后即重新梳编穿束张拉；b）待Xl重新张拉完毕后方可再从剩余不合格钢束中再取一束（假定编号为X2）退索，即必须遵循每次只退一束的原则；c）重复以上步骤直至处理完毕。E.2.2连续梁桥、刚构桥退索按以下步骤进行：a）同时对称张拉的钢束，若有一束需退索处理，与之对称的钢束应附带一同退索。b）遵循每次只退一束或对称张拉的两束的原则，待其重新梳编穿束张拉完毕以后再进行其它束的退索处理，重复进行直至处理完毕。E. 2.3单根退索操作步骤如下：a）安装千斤顶时，首先要有约10012Omnl的预先空程伸长，再夹住单根钢绞线，利用退锚器退锚；b）启动油泵，千斤顶做功拉出工作夹片，并稳压；C）挑松工作夹片，使之剥离，缓慢卸压，直至为零；d）若活塞的伸长量无法一次卸完压力，则当活塞长度是工作夹片长度的1.5倍的时候,锁住压力，重新安装工作夹片；e）继续卸压，使应力转换到工作夹片上；f）重复以上步骤，直至钢绞线松弛。