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1、高速公路天城连接项目三标段3号桥预应力施工方案一、工程概况高速公路天城连接项目三标段位于重庆市万州区周家坝天子路，为城市道路旧路改造扩建工程。其中三号桥全长400米，为分幅桥，上部构造梁为现浇预应力连续箱梁，桥梁布置共四联，梁高1.7。箱梁混凝土等级为C50。主梁采用斜腹式单箱三室箱梁，顶板宽为15.4米至30米。底板宽10.042米，主梁顶板厚25，底板厚22，腹板厚50至90.钢绞线采用PC高强度低松弛（2级松弛）七股钢绞线，其应符合图纸要求及GB/T5224-2003预应力混凝土采用钢绞线17相关要求，抗拉强度Fpk=1860Mpa，张拉控制强度采用0.72Fpk，钢绞线公称直径15.2
2、，截面面积139m，弹性模量Ep=1.95105Mpa，钢筋松弛率0.03，预应力钢束与管道的摩阻系数u=0.17，预应力管道每米局部偏差对摩擦的影响系数k=0.0015，一端锚具变形及钢束回缩值小于等于6.波纹管采用对应钢束的塑料波纹管，采用真空压浆技术，压浆采用50号纯水泥浆，并掺入微膨胀剂。二、编著依据;1、林同棪设计的万州公路天城连接项目3号桥设计施工图纸及设计变更。2、城市桥梁工程施工质量验收规范DBJ50-086-20083、公路桥涵施工技术规范JTG/TF50-20114、预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-20035、预应力混凝土用钢绞线复检报告6、液压千斤顶校核报告7、本工
3、程施工组织设计及公司相应的质量手册三、施工前的准备工作1、材料、设备的准备根据相关要求，桥梁预应力钢绞线、锚具、连接器为重要结构部位材料，必须采用有生产资质和较大规模的生产能力的厂家的产品。根据公司考察和筛选，最终确定，钢绞线由天津冶金集团第二预应力钢丝有限公司供货。锚具、连接器、波纹管采用四川双建路桥机械有限责任公司供货。购买的材料和构件在监理见证下送重庆大学建设工程质量检测中心进行复检，检测全部合格。灌浆所以水泥采用万州本地生产的科华水泥，采用普通硅酸盐42.5水泥，应提前对水泥的强度、安定性进行检测。张拉设备采用YCW250B液压千斤顶，共两台。液压千斤顶和油压表在四川航天计量测设研究院
4、进行标定。2、张拉队伍采用长期进行预应力张拉工作，经理丰富的队伍进行施工。3、张拉施工前对作业班组进行书面的技术交底，让操作工人熟悉张拉的顺序和相关数据。4、为了保证张拉的连续性，在施工现场准备一台30KW的柴油发电机和较大的雨伞2把。保证在张拉过程出现停电、下雨等情况。四、预应力施工流程根据设计施工图对3号桥施工流程的划分，3号桥预应力全部采用后张法单端张拉，具体流程图见附图1.五、钢筋及预应力管道制作、安装1、钢筋及管道安装顺序绑扎箱梁底板下层钢筋。安装底板预应力波纹管F4-1及管道定位网片。绑扎底板上层钢筋。底板上下层钢筋之间用钢筋垫起焊牢，防止踩踏变形，保持上下层钢筋的设计间距。绑扎好
5、腹板骨架钢筋后，再绑扎腹板下倒角的斜筋，安装底板上的螺旋筋和锚垫板，然后穿底板波纹管。在腹板钢筋骨架安装F1、F2、F3预应力筋波纹管。2、预埋波纹管 波纹管在仓库长期保管时，应干燥、防潮、通风、无腐蚀性气体和介质。在室外保管时必须放在枕木上并用帆布等有效措施防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响。波纹管搬运时应轻拿轻放，吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。波纹管外观应清洁，内外表面无油渍、无引起锈蚀的附着物，无空洞和不规则的皱褶，咬口无开裂、无脱扣。总之，波纹管应满足两点要求：一是在外载荷的作用下，有抵抗变形的能力；二是在浇注混凝土的过程中，水泥浆不能渗入管内。 波纹管的接长可采用大一号同
6、型波纹管作为接头。接头管的长度：管径为4065mm时取200mm，管径为7085mm时取250mm，管径为90100mm时取300mm。管两端用密封胶带或塑料热缩管封裹，以防接缝处漏浆。 波纹管安装时，以梁底模板为基准，按预应力筋曲线坐标，直接量出相应点的高度，标在箍筋上，定出波纹管曲线位置。波纹管的固定可采用钢筋托架，曲线间距600mm，直线段间距1000.钢筋托架应焊在箍筋上，箍筋下面要用垫块垫实。波纹管安装就位后，必须在波纹管上方用U型钢筋焊死波纹管，以防浇注混凝土时波纹管上浮而引起严重的质量事故。波纹管安装就位过程中应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂，同时应防止电焊火花烧伤管壁。波纹管安
7、装后，应检查波纹管的位置、曲线形状是否符合设计要求，波纹管的固定是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损等。破损用粘胶带修补。波纹管控制点的安装偏差：垂直方向为10mm；水平方向为20mm。从梁整体上看，波纹管在梁内应平坦，从梁侧看，波纹管曲线应平滑连续。 3、灌浆孔、排气孔、排水孔、泌水孔的设置 灌浆孔、排气孔、排水孔、泌水孔必须在留置管道的同时留置。 灌浆孔或排气孔应设置在构件两端及跨中，也可设置在锚具或铸铁喇叭处，孔距一般不大于30m，灌浆孔的直径应与输浆管管嘴外径相适应，一般不小于16mm。各孔道的灌浆孔不应集中于构件的同一截面，以免截面面积过分减少。灌浆孔的方向应能使灌浆时灰浆自上而下垂
8、直或倾斜注入孔道，或自侧向水平注入孔道，以便于操作。曲线管道灌浆时的最低点应设置灌浆孔，以利于排出空气，保证灌浆密实。灌浆孔、排气孔、排水孔、泌水孔的做法：对一般预制构件，可采用直径20的PE管。排气管应抵紧钢管、胶管或波纹管，并应固定，严防混凝土振捣时脱开。对现浇预应力结构波纹管留孔，其做法是在波纹管上开口，其上覆盖海绵垫片与带嘴的塑料弧形压板，并用铁丝扎牢，再用曾强塑料管（外径20cm，内径16cm）插在嘴上，并将其引出梁顶面400至500mm。为保证留孔质量。六、预应力筋的制作1、钢丝束 钢绞线的制作一般包括下料和扁束，钢绞线的下料，一般采用砂轮锯和切割机切断，切口平整，无毛刺，无热影响
9、区。下料长度须经计算确定，一般为孔道净长加上两端的预留长度。3号桥全部采用单端张拉，当一端张拉另一端固定时可按下式计算：L=l+l1+l2式中l孔道的实际长度（mm）；l1张拉端预应力钢筋外露的工作长度，应考虑工作锚厚度、千斤顶长度与工具锚厚度等，一般取600800mm；l2固定端预应力钢筋的外露长度，一般取150200mm。钢绞线运至工地后放在平稳地方，下料时先将钢绞线采用钢管夹稳，保证整捆钢绞线不散盘，采用卷扬机迁移下料，钢丝切断后的断面应与母材垂直，以保证镦头质量。2、预应力筋的穿束 采用梳编穿束：使用梳编穿束进行钢绞线整束的步骤如下：(1)将下好的钢绞线按设计的根数采用扎丝进行绑扎，每
10、2米绑扎一道。(2)将钢绞线穿入锚垫板，采用挤压器挤压锁头器。(3)在锚垫板上对钢绞线进行编号。(4)在钢绞线另一段用封口胶不包紧，保证钢绞线不会散丝，然后将加工好的圆锥型牵引头套在钢绞线端头，采用夹片夹紧。(5)用单根钢丝穿过波纹管，将卷扬机上的牵引钢丝绳上的钢丝引入并穿过波纹管，再将卷扬机钢丝和牵引头连接。(6)卷扬机开始牵引，钢绞线采用人工在后方将钢绞线抬平管道，同步进行梳顺钢绞线，每隔1m绑扎一次扎丝，以使钢绞线顺直、等长、绑扎成束顺直不扭转，以提高其刚度便于穿束，即可顺利快速的进行钢绞线整束穿束。 3、锚垫板的安装 锚垫板安装时请保持板面与孔道相垂直，压浆嘴向上，波纹管穿入锚垫板内部
11、，并从锚垫板口部以海绵封堵孔道端口，外包裹胶带，避免漏浆堵孔。为确保锚垫板定位准确，施工到位。4、钢筋及管道安装注意事项 A、锚垫板要与螺旋筋、波纹管中轴线相垂直，请将螺旋筋与锚垫板预先焊好，并与端模固定牢靠，以免在混凝土振捣过程中造成锚垫板偏斜。 B、在底板、腹板钢筋绑扎完毕，进行内模安装时，请采取措施，防止操作人员踩踏底板钢筋。C、钢绞线穿完后排人对波纹管进行检查，发现有破坏的地方要及时修复。七、预应力的张拉 1、张拉时机：根据设计要求施加预应力时的混凝土立方体强度必须大于设计混凝土强度90%以上，或混凝土浇筑7天后。在浇筑混凝土时制作通条件试件，在张拉后6天进行抗压实验，如果强度达到90
12、%，方可以进行张拉。 2、张拉设备的选择：预应力的张拉力一般为设备额定张拉力的50%80%，预应力筋的一次张拉伸长值不应超过设备的最大张拉行程。对设计图中腹板预应力F1、F2、F3一束12根采用250吨的千斤顶张拉，底板F4一束4根的钢绞线，由于底板钢筋较密，采用顶压型千斤顶进行单根张拉。张拉设备应配套校验，校验张拉设备用的试验机或测力计精准度不得低于2%。校验时千斤顶活塞的运动方向，应与实际张拉工作状态一致。张拉设备的校验期限，不宜超过半年。如在使用过程中，张拉设备出现反常现象或在千斤顶检修后，应重新校验。限位板用在钢绞线锚固时，确保正确位置，使得夹片跟进自锚，夹片受力均匀，不致发生滑丝与断
13、丝。压力表用读盘的直径不小于150mm，精度不低于1.5级，表面最大读数为60Mpa以上的压力表。一个千斤顶配两块，作为大小油缸表。 高压油管应用高压橡胶管，其压力不小于50MPa，同油泵、千斤顶相匹配。3、张拉控制应力根据设计要求，预应力筋张拉控制应力应0.72fpk=1339Mpa（极限抗拉强度为1860 Mpa）4、张拉程序具体操作程序： A、将每束的钢绞线平行顺理，不得相互交叉，除去浮油污物、浮锈等。B、安装工作锚、夹片、将工作锚板的小孔分别穿过钢绞线后，紧贴锚具的喇叭将适合尺寸的钢管套在钢绞线上，靠近夹片。用小锤轻轻敲打圆管，使夹片进入锚孔，缝隙均匀，外露面整齐。C、限位板必须与锚具
14、及千斤顶配合，使限位板、锚具和千斤顶的孔道在同一轴线，以确保限位正确。限位板上有不同规格钢绞线的识别标志，安装时请注意，以免用错而造成内缩量增大，或使锚口磨损系数增加。D、预应力筋穿过穿心千斤顶，要使筋束、锚孔、千斤顶在同一轴线上。 E、装自动工具锚、夹片：将千斤顶活塞回到最小位置，保证其足够的行程。将垫圈内孔穿过筋束，贴紧千斤顶后尾，按b的步骤装工具锚、夹片。千斤顶内筋束要平行顺直，以防因交错而断丝。为工作拆卸方便，先在夹片和锥孔内表面涂上石蜡，再装入，以便卸锚。 F、油泵开动，少许打油，千斤顶张拉缸保持适量油压后，调整垫平，以防断丝。 G、张拉。5、张拉方式3号桥为预应在P4、P8、P10
15、进行埋入式固定端、分段施工采用固定式连接器连接的预应力筋。所以全部采用单端张拉。6、张拉顺序 根据设计图纸要求，预应力筋的张拉顺序为以箱梁设计中线对称张拉，顺序为：F2F3F1F4,先拉腹板，最后拉底板。总的来说，预应力筋的张拉顺序应遵循同步、对称张拉的原则及尽量减少张拉设备的移动次数。分级张拉一次锚固 这种张拉顺序是在施加预应力过程中按五级加载过程依次上升油压，分级方式为：10%、20%、100%，每级加载均应量测伸长值，并随时检查伸长值与计算值的偏差。张拉到规定油压后，持荷复检伸长值，合格后，实施一次性锚固。 张拉前安装张拉设备时，对直线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；对曲线
16、预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。7、张拉伸长值校核 7.1张拉伸长值的计算。 预应力筋的计算伸长值L可按下式计算： L=FpL/ApEs 式中Fp预应力筋的平均张拉力（N）直线筋取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋，取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值； Ap预应力筋的截面面积（mm2）； L预应力筋的长度（mm）； Es预应力筋的弹性模量（N/ mm2）。 Fp=P（1+e-（KL+）/2 式中p预应力筋的张拉力； k孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数； 预应力筋与孔道壁的摩擦系数；从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）。对于由多段曲线组成，或
17、由直线与曲线段组成的曲线筋，张拉伸长值应分段计算，然后叠加。在计算时，首先应将每段的两端扣除孔道摩阻的有效拉力计算出来，然后再计算每段的伸长值。根据设计图纸，F1、F2、F3在腹板上全部为曲线，F4为直线及张拉伸长值F1、F2、F3按曲线计算，F4按直线进行计算，具体见计算表7.2钢绞线张拉伸长量的计算 计算部位,P8-P6+6米，F1-1、F2-1、F3-1、F4-1其中F1-1、F2-1、F3-1为曲线布置，F4-1为直线。 预应力钢束竖弯几何要素。编号线型长度m夹角和F1曲线19.77256直线55.346-F2曲线19.77256直线55.346-F3曲线19.77256直线55.34
18、6-F4直线65.79-计算公式 L=FpL/ApEs 式中Fp预应力筋的平均张拉力（N）直线筋取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋，取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；计算中k、u值按JTJ 041-2000第339页附表G-8取值。 Fp=1339 Mpa139mm2=186121N Ap预应力筋的截面面积（139mm2）； L预应力筋的长度见表（mm）； Es预应力筋的弹性模量（195000Mpa）。 Fp=P（1-e-（KL+）/kx+uQ 式中p预应力筋的张拉力； k孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取0.0015 预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取0.17 x曲线孔道长度（
19、mm）从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之（rad）。伸长值计算F4伸长值计算：L=FpL/ApEsL=18612165790/139195000=451.75F1伸长值计算：L=FpL/ApEs按曲线计算其中 Fp=P（1-e-（KL+）/kx+uQ=186121（1-e-（0.001597720.200.311）/0.001597720.170.311=12697.566N曲线段伸长值：L1=12697.5669772/139195000=4.6直线段伸长值：L2=18612155346/139195000=380.04 L=L1+L2=384.64因为F1、F2、F3曲线相同，故伸
20、长值也相同张拉伸长值的测量。 预应力筋的实际伸长值L，宜在初应力张拉控制应力10%左右时开始测量（测量油缸的外露长度，在相应分级荷载下量测相应油缸外露长度，如果中间锚固，则第二级初始荷载应为前一级终端荷载，将多级伸长值叠加即为初应力至终应力间的实测伸长值）； L=L1L2ABC 式中L1从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值（mm）； L2初应力以下的推算伸长值（mm）； A施加预应力时，后张法混凝土构件的弹性压缩值和固定端锚具楔紧引起的预应力筋的内缩量；当其值微小时，可略去不计； B千斤顶内预应力筋的张拉伸长值； C构件的弹性压缩值。 张拉伸长值的校核。 如果实际伸长值壁计算伸长值大于10%或
21、小于5%，应暂停张拉，在采取措施予以调整后，方可继续张拉。伸长值校核在张拉过程中同时校核。通过这样的校核可以综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大以及预应力筋是否有异常现象。八、孔道灌浆1、灌浆材料 根据设计要求，孔道灌浆采用M50纯水泥浆，用的水泥浆应具有较大的流动性，以便于灌注；较小的干缩性，较小的泌水性，以免泌出的水积于孔道上部，蒸发后形成间隙影响质量。水泥采用万州科华42.5级的普通硅酸盐水泥。 水泥浆的水灰比宜控制在0.5(在此时水泥浆的流动度为150200mm，用水泥流动度测定器测定)。水泥浆搅拌后3h的泌水率宜控制在2%,最大不得超过3%。为提高水泥浆的强度，可掺入适量的减
22、水剂（如掺入占水泥重0.25%的木质素磺酸钙、0.25的FDN等，一般可减水10%15%，水灰比降为0.360.40，泌水率也大为减少，对保证灌浆质量有明显效果）；为增加灌浆密实度，可使用一定比例的膨胀剂；为减少干缩性，可在其中加入适量的加气剂。所用的任何一种外加剂均应事先检验，不得含有氯盐及其他导致预应力钢材锈蚀物质。建议拌和后收缩率应小于2%，自由膨胀率不大于5%。3、灌浆设备灌浆设备有：砂浆搅拌机、灌浆泵、计量设备、贮浆桶、过滤器、橡胶管、连接头、控制阀等。灌浆泵采用挤压式进行压浆。灌浆机使用时应注意：使用前应检查部件是否有损坏或存有干灰；启动时应先用清水试车，检查各管道及连接头和泵盘是
23、否漏水；使用时应配合搅拌机，灰浆不得沉淀，灰浆过滤应保障；当灌浆过程中需短暂停顿时，应将出浆孔对准搅拌机，循环搅拌、出浆；出浆口应有控制阀，以保安全并节省灰浆；设备用完后，应及时清洗，不得留有余灰。 4、灌浆施工预应力孔道压浆，是防止钢绞线锈蚀和保证钢绞线与砼之间握裹成为整体，防止松弛的重要措施。因此，孔道压浆非常重要，施工中严格按设计和规范进行施工，水泥浆严格按配合比配料。灌浆前的检查工作：灌浆前，对抽拔管成孔，应用压力水冲洗孔道，以利于保持压入灰浆的流动性，利于灰浆与孔道壁的结合，另一方面也可检查灌浆孔、排气孔是否正常。灌浆的顺序：对于水平孔道，灌浆顺序应先灌下层孔道，后灌上层孔道；对于竖
24、直孔道，应自下而上分段灌注，每段高度视施工条件而定，下端顶部及上端顶部应分别设置排气孔和灌浆孔。灌浆的一般方法：每一孔道灌浆时，直线孔道一般从孔道一端的第一灌浆孔开始灌注；曲线孔道则应从最低处的灌浆孔进行灌注。其余灌浆孔依次在喷出浆时用木塞堵住，排气孔槽必须在稀浆流尽并流出足量（3050ml）的浓浆时堵塞。接着继续压注至0.50.6Mpa维持2030s后，将灌浆孔用木塞堵住。然后逐个向灌浆孔依次补充压注、一气呵成。对不掺外加剂的水泥浆，可采用二次灌浆法，以提高密实性。真空压浆：真空压浆是在预应力孔道的一端采用真空泵抽吸孔道中的空气，使孔道内形成负压0.1Mpa的真空度，然后在孔道的另一端采用灌
25、浆泵进行压浆。真空压浆技术的优点：a在真空状态下，孔道内的空气、水分以及混在水泥浆中的气泡被消除，增强了浆体的密实度； b孔道在真空状态下，减小了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是一些异形关键部位；c真空压浆的过程是一个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间。 5、真空压浆作业程序：a封锚头：用M50水泥浆封住锚头钢绞线，待砼强度达到设计强度的90%以上时，可安装阀门压浆嘴，方可压浆。b冲洗管道：用压浆泵供水，将管道冲洗干净。如发现异常情况，应先处理好，再压浆。c.拌制灰浆：用灰浆拌合机拌制灰浆。把搅拌好的灰浆过筛后存入储浆桶内。此时桶内灰浆要用人工低速搅拌以防沉
26、淀，并经常保持足够的数量使每根孔道的灰浆能一次压完。d真空压浆：采取从一端压入的方式。当灰浆自管道中部的气孔冒出稠浆后，将排气孔堵紧。压注到另一端出稠浆后，关闭进浆孔阀门，以保持灰浆密实，待30分钟后再从另一端进行第二次压浆。e孔道压浆完毕，等到灰浆不流动时，拆除压浆孔阀门，并冲洗干净。卸管时应检查孔道内灰浆压力是否完全消失。f检查孔道内压浆是否饱满，一般在两端有时不满，可采用补浆的方法解决，即将漏斗插入压浆孔，用壶将灰浆通过漏斗注入，直到外溢为止。为了测定水泥浆或砂浆的强度，每个工作班应制作试块两组，一组测定构件吊装时的强度，另一组测定28d强度。孔道灌注进行中，有时会发生局部堵塞现象。这时候，如果在堵塞段后面还有灌浆孔时，可在最靠近堵塞处的灌浆孔继续灌注；如果没有灌浆孔时，应在孔道壁凿洞，进行灌注。6、端部封裹措施 预应力筋锚固后的外露长度应不小于30mm，多余部分宜用砂轮锯切割。锚具应采用封头混凝土保护。封头混凝土的尺寸应大于预埋钢板尺寸，厚度不小于100mm。封头处原有的混凝土应凿毛，以增强粘结性。封头内应配有钢筋网片，细石混凝土强度为C30C40。 锚具和预应力筋封闭防护前，请按设计要求对锚具和预应力筋做防锈和防水处理。 封锚混凝土强度要符合设计规定。封锚后还要采取可靠的防护措施，防止水和其他有害介质从接缝处渗入。重庆市万州建筑工程总公司2012.5.20
