预应力张拉

预应力张拉 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁有限公司 时速350公里客运专线预制梁预应力作业指导书 一、 预应力钢绞线 1.1 钢绞线应有产品质量证明书，进场后先经外观检查合格，其力学性能按GB/T5224,2003检验，供应商应提供每批钢绞线的实际弹性模量值。 1.2 预应力钢绞线采用1×7-15.20-1860-GB/T5224,2003的规格， 2即公称直径为15.20mm，强度级别为1860MPa，公称截面积140mm，理论重量1.101kg/m，其力学性能符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003的规定,详见表1。 1.3 钢绞线存放置于干燥处，避免潮湿锈蚀，同时钢绞线应该放置在室内防止生锈;工地存放高出地面200mm并及时遮盖好。 1.4 钢绞线的检验应符合下列规定: 每批钢绞线应由同一牌号、同一规格、同一交货状态的钢绞线组成，并不得大于30t。 表1 1×7预应力钢绞线质量指标 抗拉整根钢规定非最大力强度绞线的比例延1000小时后应力松弛率 钢绞线 总伸长Rm/ 最大力伸力r/%不大于 公 称 率Agt/% MPa Fm/kN F/kN 直 径 p0.2 Dn/mm 初始负荷相当于公 不小于 称最大力的百分数 60%公称 70%公称 80%公称 最大负荷 最大负荷 最大负荷 15.20 1860 260 234 3.5 1.0 2.5 4.5 注:规定非比例延伸力F值不小于整根钢绞线公称最大力Fm的90% p0.2 力学性能的抽样检验应在选定的各盘端部正常部位截取1根试样，3根为一组，进行拉伸(整根钢绞线的最大负荷、屈服负荷、极限伸长率、弹性模量)试验。当试验结果有1项不合格时，除该盘应判为不合格外，还应从未试验过的钢绞线盘中取2倍数量的试样进行复验。当仍有1项不合格时，则该批钢绞线应判为不合格。 1.5 钢绞线外观要求逐根检查，钢绞线不应有折断、横裂和焊接钢丝。 第 1 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 1.6 钢绞线的检验项目、质量要求和检验频次见表2所示。 表2 检验项目、质量要求和检验频次 项 目 进场抽验项目频次 进场全面检验项目 质量要求 ?破断负荷 ? ? ?屈服负荷 ? ? 每批不大于 30t同厂家、同符合 ?弹性模量 ? ? 任何新选厂家 品种、同规格、GB/T5224-2003 ?极限伸长率 ? 同批号钢绞线 ? ?松弛率 ? 1.7 取样方法:拉伸试验为每批钢绞线由同一牌号、同一规格、同一生产工艺捻制的钢绞线组成，每30t为一批量，从每批钢绞线中任取3盘截取3根长750mm的钢绞线做为一组试样。 二、 制孔橡胶管的安装 1、后张梁钢绞线预留管道采用抽拔橡胶管作为芯棒预埋在混凝土里然后定时抽出而形成。管长根据图纸的要求不等，每个孔道需要两根胶管对接使用而成孔。 2、制孔橡胶管的接头位置约在梁的跨中附近。橡胶管的接头构造: (1)两根胶管内的钢丝分别插入对接的管内，插入长度约15cm; (2)接头处使用铁皮管套接，套接长度30cm; (3)用透明胶带将胶管与铁皮管包裹在一起，胶管与铁皮管间隙不得大于1mm，并应密封不漏浆; (4)橡胶管接头用扎丝绑好，以防漏浆。 3、在绑扎钢筋骨架时，管道定位网片应同时按设计位置安放定位，定位网片在沿梁长方向的定位误差不得超过15mm，并保证网片垂直于底板底层钢筋。 三、抽拔胶管 3.1胶管抽拔时间 胶管抽拔时间以不造成孔道变形、塌陷、裂纹或无法抽拔事故为准。在常温下，“宁晚不早”。当混凝土强度达到6,8MPa，表面温度25?左右， 第 2 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 抽拔胶管时间根据经验在浇筑混凝土8,10个小时后手触不留凹坑即可抽拔胶管。 3.2胶管抽拔顺序拔管的顺序先下后上。每次拔管不超过两根。拔出 的胶管应清理掉污碴，并仔细检查有无损伤，严重损伤或压扁的不能继续使用。 3.3注意事项 (1)利用卷扬机抽拔胶管。抽拔时，捆绑处要用软物包扎，用粗绳连接，防止损伤胶管。 (2)抽拔时，梁端附近两米范围内严禁站人防止胶管回弹伤人，卷扬机应缓慢运行，如出现异常情况应立即停止运行。 (3)在拔管过程中，尽量保证卷扬机牵引方向与孔道位于同一轴线上，如偏离角度较大，要防止胶管被端模角勒伤。 (4)拔管后，及时清除锚垫板上喇叭口内残余水泥浆和压浆孔填塞物。 (5)拔出后经清理的胶管应堆放整齐，严禁乱放。 (6)拔管后，及时检查孔道内有无堵塞和塌孔现象，并如有异常应及时处理。 (7)损伤和直径偏差大于?4mm的胶管不能继续使用，必须及时运出施工现场。 四、 钢绞线制作和穿束 4.1 下料与编束 钢绞线下料场地应平坦、干净，钢绞线的下料采用砂轮切割机切割。 (1)备料:领取强度等级为1860MPa，直径为15.20mm，并经复验合格的钢绞线，吊至放线场地，并做好放线时防止钢绞线松盘的措施。在下料平台上作出显著准确的下料长度标记。 (2)下料:钢绞线放到规定长度时，不得出现弯曲，用砂轮锯切断，下料误差控制在?5mm。 (3)编束:编束时应先将钢绞线理顺，并尽量使各根钢绞线松紧一 第 3 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 致。按每束规定根数、规定长度，将钢绞线平铺在场地，用扎丝绑扎，两头距端5,10cm处用双根扎丝绑扎，其余每隔?1.5m绑扎一道，成束后，将钢绞线束人工抬移至堆放地点，分开堆放并标识。 (4)注意事项 钢绞线在开盘后应检查外观，及时纠正钢绞线的乱盘、扭结等情况。如发现有裂纹、小刺、机械损伤、死弯、油迹等情况，应局部剪除，若发 现有脆断、劈裂等情况则必须及时反映，并复验材质。决定报废的钢绞线单独存放作好标记，严禁混杂流入下道工序。 (5)质量要求 ?每片梁内钢绞线应由同一厂家、同一规格、同品种、同批号的钢绞线组成，不得混用。 ?下料后的钢绞线长度一致，无死弯，无沾染油污，成束后两端应整齐 ?每束钢绞线根数必须与施工图一致。 (6)安全注意事项: 钢绞线盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止下料过程中钢绞线紊乱后弹出伤人，应事先制做一个简易防护架。下料时，将钢绞线盘卷装在防护架内，从盘卷中央逐步抽出，确保安全。 4.2穿束 穿束的顺序:由上向下、由里向外。 (1)钢绞线从下料场地搬运时，应按图纸规定复查:编束后的钢绞线长度、每束根数和编束的质量是否符合要求。 (2)钢绞线束搬运时，支点距离不大于3m，端部悬出长度不大于1.5m。 (3)在搬运过程中，要防止出现死弯，其最小弯曲半径不得小于1m。 (4)穿束前钢绞线不得沾上油渍、泥土，并应顺直、无死弯。 (5)穿束前对孔道应当用通孔器全程疏通，以保穿束顺利通过。 (6)穿束前应检查锚垫板及喇叭口周围及喇叭口内和压浆孔内的灰浆是否清除和畅通。 第 4 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 (7)穿束采用卷扬机牵引穿束，穿束时先将一根两端焊钩的钢绞线穿过预应力孔道，用特制钢环将整束钢绞线套好，其中一根或两根钢绞线端部上夹片打入钢环内，打紧后，将带钩钢绞线一端钩在套筒上，一端钩在卷扬机绳端，开动卷扬机将整束钢绞线穿入预应力孔道。 (8)钢绞线穿入孔道后，两端悬出0.8m。 (9)安全注意事项: ?穿束周围影响安全施工的物件应清除出去。 ?穿束时在上部作业人员，应与下部作业人员相互配合，保证安全。 ?在穿束过程中尽量理顺钢绞线束，避免编束扎丝被磨断。 五、钢绞线的张拉 5.1工艺 制束?穿束?预张拉?初张拉?终张拉?锚具外钢绞线切割。 5.2 张拉机具选用 (1)千斤顶、油泵 我场选用四平市力拓路桥机械有限公司 YDCW3000B型液压千斤顶。千斤顶主要技术性能如表3所示。 表3 YDCW3000B型液压千斤顶技术参数 项 目 单 位 规 定 目 位 格 额定张拉力 kN 3028 2张拉油缸面积 mm 57148 张拉行程 mm 200 2回程面积 mm 36424 额定压力 MPa 53 回程油压 MPa 穿心孔径 mm φ155 外形尺寸 mm×mm φ396×390 重 量 kg 228 量 张拉油泵:选用2YBZ2-55型高压电动油泵。电动油泵技术参数见表4所示。 第 5 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 表4 2YBZ2-55型电动油泵技术性能 直径 毫米 10 型号 Y100L2-4 电 行程 毫米 6.8 功率 千瓦 3.0 柱塞 动 机 个数 个 2×3 转数 转/分 1430 油泵转速 转/分 1430 出油嘴数 个 2 理论排量 毫升/转 3.2 用油种类 32号或46号机械油 额定压力 兆帕 49 油箱容积 升 42 额定流量 升/分 2×2 自重 公斤 120 容积效率 87% 外形尺寸 毫米 745×494×1052 (2)油压表的选用 精度不低于1.0级、最大读数为60MPa、表盘读数分格不大于1MPa、表盘直径大于150mm防震型油压表。 5.3 设备计量标定 (1) 千斤顶的标定 张拉千斤顶在使用前与其配套使用的油压表共同进行拉力—油压值标定工作，标定工作在特制的加力架中进行，采用测力环与千分表配合标定。千斤顶校正系数在1.0,1.05之间。 千斤顶与已校正过的油压表配套编号，千斤顶、油压表、油泵安装好后试压3次，每次加压至最大使用压力的110%;加压后持压5min，其压力下降不超过3%，即进行正式标定工作。 在加力架上标定千斤顶，将千斤顶、测力环安装在固定的框架中，并把传感器与测力环连接好，千分表调至零位;当标定新的或久置不用的千斤顶时，在使用前先将千斤顶空载往复运动2,3次，以排除其中空气;开始标定时，先控制千斤顶的行程，使其伸长值与张拉时一致，然后在测力环、千斤顶、加力架三者之间加垫厚钢板，预留与加力架约10mm的空隙，向千斤顶内注油，按油压表每5MPa一级，并记下相应油压下传感器压力的读数。 标定的最大压力不小于千斤顶在张拉过程中的最大张拉力的110%;标定反复进行3次，取其平均值;每标定完一次，千斤顶转动120?，特别注意提高单次测量精度。千斤顶标定时油缸内压力做到缓慢增压，速度均 第 6 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 匀。 标定结束后，先计算出千斤顶的校正系数，据此了解千斤顶的优劣， 2其校正系数=油表压力(MPa)×千斤顶活塞面积(mm)/测力环压力(N);再利用标定的油压表读数与传感器的压力读数,通过线性回归,求出千斤顶正常张拉时所需要的标定曲线P=f(F),式中P为油压表读数(MPa),F为张拉力(kN);最后根据预应力张拉所需的控制力由标定曲线可得出相应的油压表读数。千斤顶必须与校验油压表配套使用。 标定千斤顶工作由专职计量人员进行，试验室根据标定结果写出标定并工程技术部，将标定结果列入千斤顶校验台帐中。 千斤顶在下列情况重新标定:出厂后初次使用的千斤顶;超过千斤顶 有效期一个月的;千斤顶发生故障检修后;千斤顶受到震动，损坏及其它异常情况。 (2)油压表检验 ?检验油压表工作由专职计量人员进行，并建立“油压表检验台帐”。检验时通过活塞压力计，使用0.4级表或砝码校核常用的1.0级表，0.4级标准表定期到有资质的地方计量部门校核;油压表校正精度为示值最大差?0.6MPa，指针最大位移0.3MPa，来回最大差?0.6MPa。 ?油压表出现下列情况时重新校正:超出油压表有效期限一周的，出厂后初次使用的，在使用过程中油压表发生碰撞、玻璃损坏、指针松动、指针失稳、无压力下指针偏离零点等异常情况时，油压表使用中受到高吨位滑丝的剧烈振动冲击等。 5.4 锚具、夹具、连接器 (1)应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性，以保证充分发挥预应力筋的强度，并安全地实现预应力张拉作业。 (2)锚具、夹具、连接器检验项目、质量要求和检验频次见表5所示。 第 7 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 表5 锚具、夹具、连接器检验项目、质量要求和检验频次 项 目 抽验项目频次 全面检验项目 质量要求 外观 ? ? 锚固效率系数 ? ? 锚极限拉力总应变 ? ? 每批不大于具 锚口摩阻 ? 1000套的同? 厂家、同品喇叭口摩阻 ? ? 任何新选厂符合 种、同规格、夹家 GB/T14370 外观 ? ? 同批号锚具具 或夹具或连、 锚固效率系数 ? ? 接器 连 接 极限拉力总应变 ? ? 器 (3)预应力筋-锚具组装件，除必须满足静载锚固性能外，尚须满足循环次数为200万次的疲劳性能试验。 试件经受200万次循环荷载后，锚具零件不应疲劳破坏。预应力筋在锚具夹持区域发生疲劳破坏的截面面积不应大于试件总截面面积的5%。 (4)锚具、夹具和连接器的检验分出厂检验和型式检验两类。 抽取一定数量进行外形及硬度检验。外观检查按每批中抽取10%且不少于10套，硬度检验从每批中抽取5%且不少于5套。静载锚固能力检验抽取3套试件的锚具、夹具和连接器。 六、预应力工程 6.1工艺流程:清理锚垫板?安装工作锚环及夹片?安装限位器?安装张拉千斤顶，按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。 6.2预施应力时两端两侧四个千斤顶同时进行张拉，并符合设计张拉顺序，预施应力过程中应保持两端伸长量基本一致。 6.3预施应力应对夹片、锚环应逐个进行磁力探伤，由锚具厂家提供探伤报告。夹片每批抽5%(不少于10片)锚环每批抽10%(不少于3件)测硬度，锚具强度按3%抽检，锚固效率系数和极限拉力总应变对选定供货厂至少试验一次。 6.4预应力筋(钢绞线)张拉 1、主要材料与设备 第 8 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 (1)主筋采用7φ5钢绞线束，钢绞线强度级别为1860MPa低松驰钢绞线，张拉油泵采用300T级的张拉千斤顶;高压油表采用1.0级标准油表;高压油管采用钢丝耐油橡胶管，内径6mm外径18mm，标准油压?60MPa，每根管长6m并带两端原配接头;张拉用油随环境温度变化，可采用20号或是30号纯净张拉油。 (2)千斤顶必须经过校正后才允许使用。 千斤顶校正后的有效使用期限，不应超过一个月。在特殊情况下，如千斤顶常压漏油或串缸，应及时检修。每次检修后，都必须经过校正后才允许使用。 (3)高压油表必须经过校正后才允许使用。油表校正采用砝码加压的直接检验法。即将油表安装在检查泵上直接加砝码，实读油表读数。油表校正误差，应在标准等级误差范围之内。在一般情况下，油表校正有效期为一周。 (4)油压表出现下列情况时重新校正:超出油压表有效期限一周的，出厂后初次使用的，在使用过程中油压表发生碰撞、玻璃损坏、指针松动、指针失稳、无压力下指针偏离零点等异常情况时，油压表使用中受到高吨位滑丝的剧烈振动冲击，在张拉过程中读数不稳定等。 2、预张拉:预制箱梁预张拉在制梁台座上进行。当混凝土强度达到设计强度的60,，拆除端模以及松开内模、外模紧固件，同时清除管道内的杂物和积水，将预应力钢筋穿进，进行预张拉。预张拉能有效控制混凝土预制梁的早期裂纹。注意预张拉的施加过程中，必须保证梁体的保温措施。 3、当梁体混凝土强度达到设计值的80%和拆除外模后，按照设计要求对梁体进行初张拉。初张拉在预制台座上进行，初张拉结束后，方可将梁体移出台座。注意桥梁拆模后，如发现有较严重的蜂窝、空洞或其它缺陷，未经修补或修补后其混凝土强度未达到张拉时的规定值时，均不允许进行张拉作业。 4、终张拉:当梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值且混凝土龄期 第 9 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 不少于10天时，即可进行终张拉。终张拉结束且存梁期达到30d时，应由质检人员对梁体进行上拱度测量。 5、预施应力值以油压表读数为主，以钢束伸长值作校核，实际伸长值与理论伸长值误差不得大于?6%。钢绞线回缩量每端不超过6mm。 正式张拉完后，应在锚圈外钢丝上用石笔划线，24小时后检查钢丝无滑动，测量完弹性上拱度后才允许切割钢绞线进行压浆作业。 生产初期，应对2件梁体进行管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试，以保证有效预施应力值。 七、主要张拉工艺 7.1、张拉钢束前，应先安装好锚环，并要求预应力筋、锚具和千斤顶位于同一轴线上。安装锚环前，应先检查修整不合格的管道口(如管口不圆，不顺直，口径小等)。并铲除支承板上的灰碴污物。当托住锚圈贴紧支承板与管口扶正对中时，再打紧锚塞后沿锚圈外径周围在支承板上画 一临时标圈，以作张拉钢束时的锚头正位记号。 7.2、张拉工具安装步骤: (1)安装工作锚与工作夹; (2)在工作锚后安装分线板，在安装过程中要使钢绞线与分线孔对正，不得出现扭曲现象; (3)在分线板后套上垫圈，保证其套紧，要注意根数不同所用垫圈的内径不同; (4)在垫圈后装上千斤顶与限位圈; (5)然后安装工具锚与工具夹片，将工具锚对中后再打紧夹片，保证张拉过程中受力位于同一轴线。 7.3、张拉时应按照设计的张拉顺序，两端两侧同时对称张拉(即四台张拉千斤顶同时工作),当油表读数达到0.2σcon时，测量出各千斤顶活塞伸出长度和工具锚夹片外露量，待梁体受力稳定后，四台千斤顶分三阶段张拉到σcon，每阶段应力达到相应的规定，四台千斤顶全部停止工作待梁体受力稳定后，才可再次测量千斤顶活塞伸出长度和工具锚夹片的 第 10 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 外露量，通过计算得出工具锚夹片回缩量，然后回油卸顶，并测量工作锚夹片外露量。取限位板的槽深与工作锚夹片的外露量的差值作为钢绞线回缩量，最终计算出实际施工伸长值=(千斤顶活塞伸出长度之差-工具锚夹片回缩量-钢绞线回缩量)。如果实测伸长值与理论伸长值之差超出?6%，须查明原因，重新进行张拉，此即张拉过程中的“双控”。 初张拉工艺流程:0?0.2σk(作伸长值标记测工具锚夹片外露量)?初张拉控制应力(测伸长值测工具锚夹片外露量)?σcon(静停3min)?补拉到σcon(测伸长量)?回油至0锚固。 终张拉的一般操作流程:0?0.2σk(作伸长值标记，测工具锚夹片外露)?σk(静停持荷,分钟)?补拉至σk(测伸长值，测工具锚夹片外露量)?回油到0锚固(测总回缩量、测工作锚夹片外露量)。 7.4、针对第一次已进行预张拉和初张拉的钢绞线束，作第二次正式张拉，按标准再张拉到100%的设计张拉吨位。伸长值的测定是张拉至初张拉力时再测量L1，到100,张拉力再测量出L2，算出本次张拉伸长值与初张伸长值之和，即为该束钢绞线伸长值。 7.5、质量检验 预施应力应符合下列规定: (1)全梁断丝、滑丝总数不得超过钢绞线总数的0.5%，不应位于梁的同一侧，且一束内断丝不超过一丝。31.5m跨度箱梁不得超过两丝;23.5m跨度箱梁不得超过一丝。 (2)张拉后每端钢绞线回缩量不大于6mm，同束工作锚夹片外露量差值不超过2mm。 (3)钢绞线及锚具因处理滑丝，断丝而留有明显刻痕或其它伤痕，或同一束钢绞线张拉超过三次，均应立即予以更换。 7.6、张拉注意事项 (1)张拉前检查锚具及夹片，如有裂纹或破损应及时更换。张拉时锚垫板下若有蜂窝及其他严重缺陷，拆模后立即进行修补，待达到强度后张拉。 第 11 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 (2)锚具使用时应保持其成套匹配，不能混用。锚圈及夹片在使用前应洗净油污并擦拭干净。 (3)在锚垫板上，检查垫板与孔道轴线是否正交，若偏斜则不能张拉，应予以更换或加楔形垫板;装顶时应使钢绞线束、锚环、千斤顶的轴线保持一致，若不一致应用张拉吊具调整使其保证一致。 (4)操作油泵时严格按照各张拉机具说明书中的有关规定、要求进行。为使油压表指针在升压时稳定运行，每次张拉前应使油泵空转，排气时间不少于1分钟。 5)张拉设备需专人保管、保养、使用，避免有关部件损坏或生锈，( 以保证在使用时具有良好的性能; 油压表在不工作或油泵转移时，油压表应卸下装盒保管。 (6)油管保持顺直或大半径的弯曲，在接头处应有100mm以上的直线段，在其余部位无小于90?的锐角弯折。 (7)张拉用油保持清洁，注入油泵时必须过滤，保证无铁屑，微砂等有害杂质混入油液中，并根据具体情况定期更换，冬天使用10#机械油，夏天使用20#机械油。在露天使用时，一般油温在30?,50?，最高不超过60?。 (8)油箱内的油量高于油箱容积的85%，不满足时应加以补充，油泵泵油时，油面必须高于进油孔50mm，以防将空气泵入千斤顶内。 (9)张拉机具搬运转移时应保持平稳，防止倾倒。 (10)张拉结束后，拆卸油表、油管时注意保持其清洁，以免以后使用时堵塞。 (11)张拉过程中保压期间，如出现保压不稳定现象时，应立即停止张拉作业，查明问题后更换油表或千斤顶。 7.7、安全注意事项 (1)油泵千斤顶油路无泄露，确认正常后进行作业。 (2)专用张拉架安装要牢固可靠，保证安全。 (3)作业中，操作要平稳、均匀，张拉时两端不站人。在测量伸长量时，操作人员站在侧面进行操作。 第 12 页 共 13 页 中铁三局集团惠州衡阳制梁场 预应力作业指导书 桥梁工程有限公司 (4)千斤顶不准超载，不准超出规定的行程。 (5)张拉时，油压升降缓慢，切忌突然加压或卸压，两端伸长值基本保持一致，严禁一端张拉。 (6)张拉区域禁止非工作人员进入，周围要设置明显警示牌。 八、钢绞线切割 在终张拉完24h后经检查人员确认无滑丝，即可进行锚外钢绞线切割。 安全注意事项: 1、 切割钢绞线时操作人员必须配带防护面具。 2、 钢绞线切割处距锚具40,50mm，采用砂轮机切割。 3、 切割时，注意砂轮片磨薄而分出伤人。 第 13 页 共 13 页