预制箱梁预应力施工方案

-1-太湖长河Ⅱ桥预制箱梁预应力工程施工方案一、编制依据1、太湖长河Ⅱ桥施工合同文件；2、太湖长河Ⅱ桥设计图纸及设计资料；3、公路工程技术规范、质量评定验收标准及国家行业标准、规则、规程；4、国家及地方关于环境保护等方面的法规；5、部颁《公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)》；6、部颁《公路工程质量检验评定标准（JTG80(1)-2004)》。二、工程概况长河Ⅱ桥左幅位于105国道太湖县城段改道工程跨越长河的一座新建桥梁，位于花亭湖水库下游2.5公里，安九铁路桥下游350m处。桥跨布置为4×(5×30）米，桥梁全长606米。上部构造为全幅六片小箱梁，小箱梁采用C50混凝土，预应力均采用低松弛高强钢绞线。一期束采用4股、5股钢绞线，配相应的夹片锚具；二期负弯矩束采用4、5股钢绞线，配相应的扁锚。三、施工组织1、人员组织主要施工人员表姓名职务杨军预应力施工负责人张程预应力施工技术员饶舰材料员汪杰安全员梁原质检员2、预应力施工机具组织主要施工机械设备进场情况表序号机械设备名称型号单位数量进场情况1预应力张拉设备ZB4-500台3已经进场2千斤顶YYC150台2已经进场3压浆机--台1已经进场-2-3、预应力施工材料计划主要材料使用计划表序号材料名称规格单位数量备注1钢绞线φs15.20t177.08/2锚具YM15-4套1344/YM15-5套576BM15-4套960BM15-5套3843波纹管φ55mmm28381.9/70*25mmm6240.090*25mmm1344.0四、原材料检验(一)技术要求1、钢绞线、钢筋、钢板钢绞线：采用江阴法尔胜钢铁制品有限公司生产的钢铰线。用于工程的每批钢铰线均必须有厂家的试验报告和出厂合格质量证明，并经我部试验室复试、报监理工程师批准后方可使用。钢绞线技术要求：采用低松弛高强度钢绞线，公称直径15.20mm,公称截面积140mm2，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ey=1.97*105MPa。2、锚具、波纹管预制箱梁锚具采用YM型锚具，锚具、波纹管按施工图和业主要求进行采购。3、水泥采用海螺水泥厂生产的海螺牌42.5级普通硅酸盐水泥，经我部试验符合规范要求。(二)检验程序1、进场前的材料检查材料订货前向监理工程师报送拟购材料名称、规范、型号、产地、数量及使用工程部位等有关资料及性能试验报告，报监理工程师批准后方可订货、购料。-3-2、进场材料质量控制按合同文件及技术规范规定的项目和频率严格进行材料的试验工作，并报监理工程师审批签证，并积极配合监理工程师复核检验。材料质量检查结果，作为有关工程申报开工报告的依据。3、施工中材料质量控制每次使用前，提前—天向监理工程师申请，会同监理工程师现场察看，根据进场材料数量、规格及变化，在监理工程师指令下，按规定及指示的试验项目和测试频率试验，合格后方可使用。五、预应力施工预应力钢材采用φs15.20mm标准抗拉强度1860Mpa的低松弛高强度预应力钢绞线，公称直径=15.20mm，公称截面面积=140mm2,弹性模量Ey=1.97*105MPa。设计张拉控制应力=0.75fpk=1395Mpa。(1)预应力钢绞线的编束和穿束在加工场内设置钢绞线的下料场地。钢绞线编束先将单根钢绞线在加工场地用砂轮切割机下料，以保证切口平整、线头不散。再转运至现场进行编束。编束时钢绞线顺直，不得交叉扭转。同时每隔1.0-1.5m用20#软铁丝绑扎一道。钢绞线穿束结束后清除锚具与垫板结合处之间杂物。钢绞线下料长度按下式计算：L＝l+2F+2δ式中：l—孔道长度；F—锚垫板厚度；δ—钢绞线预留工作长度，工具锚到锚垫板之间的长度(包括工具锚厚度)和预留量(30cm)；式中2δ为两端张拉。穿束前全面检查锚垫板和孔道，锚垫板应位置正确，若锚垫板移位，造成锚垫板平面和孔道中轴线不垂直时，应用楔形垫板加以纠正；孔道内应畅通、无水份和杂物，穿束前应用通孔器对孔道进行试穿。穿束时核对长度，对号穿入孔道。钢丝束应从一端穿入孔道，并从另一端处抽出。穿束工作采用人工直接穿束，全束穿好后应保证端头与设计位置平齐，以利于下一步张拉。(2)预应力张拉预应力张拉严格按照施工设计图的要求，采用两端张拉并按编号和桥轴线横桥向对称均匀张拉。-4-箱梁浇注完毕在混凝土强度达到设计强度的90%(即45Mpa)以上后，张拉钢束。张拉前应对同条件试块进行试压，确定混凝土的实际强度。张拉控制采用双控法，以应力控制为主，伸长量作为校核，实际伸长值与理论伸长值的误差控制在±6%范围内，否则暂停张拉，分析原因，采取相应措施后方可继续张拉。张拉时不允许超张拉，即应严格按规定控制张拉吨位。张拉阶段应进行检查，严防梁体变形过大而引起开裂。有异常情况及时反映。钢束张拉前应核对施工图中预应力张拉设计数据的正确性，如有疑问必须向监理工程师报告，经核实无误后方可施工。①机具及设备施加预应力所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，校验应在法定计量技术机构定期进行。张拉机具设备应与锚具配套使用，并在进场时进行检查和校验。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定，当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修后应重新校验。②施加预应力的准备工作施工现场具备经监理工程师批准的张拉程序和现场施工说明书；现场已有具备预应力施工知识和正确操作的施工人员；锚具安装正确，张拉时千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致；施工现场已具备确保全体操作人员和设备安全的必要预防措施。张拉程序：0→初应力→σcon(持荷2min锚固)③张拉顺序：N1束→N3束→N2束→N4束，同类型束对称桥轴线张拉,根据施工图的设计要求采用两端同时张拉，张拉千斤顶2台两端同时使用。④初始拉力调整：初始拉力是把松弛的预应力筋拉紧，此时将千斤顶固定，在把松弛的预应力筋拉紧后，在预应力筋的两端精确地标出记号，预应力筋的延伸量或回缩量即从该记号起量。确定该初始拉力为张拉控制拉力的10%，张拉力和延伸量的读数在张拉过程中分阶段读出。⑤张拉锚固钢绞线在控制张拉应力达到稳定后方可锚固,锚固完毕后并经检验合格即可用砂轮切割多余的钢绞线。钢束张拉时，应精心施工尽量避免滑丝、断丝现象，其滑丝、断丝总数量不-5-得大于该断面的1%，每一钢束的滑丝、断丝数量不得多于1根，否则应换束重新张拉。施工时严禁撞击锚头。⑥预应力筋张拉程序及张拉力计算预应力张拉工艺流程图六、预应力钢束张拉程序1、千斤顶主缸进油，将钢铰线稍加张紧，以消除钢铰线的松弛，并检查孔道轴线，锚具和千斤顶是否在正确位置上，然后固定千斤顶。2、千斤顶主缸进油，梁体两端千斤顶同时张拉，分级加载，至初始应力达到张拉控制力的10%σk，将千斤顶充分固定，这时钢铰线束已张紧，在两端钢铰线上精确标上记号，预应力筋的伸长量或回缩量即从该记号起量，并检查有无滑移及受力是否均匀。张拉力和伸长量的读数在张拉过程中分阶段读出。3、千斤顶主缸继续进油，将张拉力增加到张拉控制力的20%σk，量测伸长清理孔道及张拉端钢铰线试验穿入钢铰线安装锚具及夹片硬度试验、外观检查安装顶压器限位板（或变角块）安装千斤顶千斤顶校定安装工具夹片千斤顶进油张拉(10%)测量伸长值及夹片回缩值张拉(100%)持荷锚固测量伸长值及夹片回缩值-6-量ΔL2并记录，作为初始应力时的推算伸长值。4、千斤顶主缸继续进油，将张拉力增加到张拉控制力σk，持荷2min，锚固。并量测伸长量ΔL1。七、预应力张拉力计算1、中跨N1、N2、N3、N4钢束，边跨N4钢束千斤顶编号油压表编号预应力施加过程010%σk20%σk100%σk1#4382#078.12KN156.24KN781.2KN05.6Mpa8.7Mpa33.3Mpa2#4346#078.12KN156.24KN781.2KN04.4Mpa7.5Mpa32.4Mpa2、边跨N1、N2、N3钢束千斤顶编号油压表编号预应力施加过程010%σk20%σk100%σk1#4382#097.65KN195.3KN976.5KN06.4Mpa10.2Mpa41.0Mpa2#4346#097.65KN195.3KN976.5KN05.1Mpa9.0Mpa40.1Mpa九、预应力钢束张拉理论伸长量计算箱梁腹板中的预应力钢束为既有竖弯又有平弯的空间曲线束，应以空间曲线的包角计算θ值，x亦应取相应空间曲线的弧长。由于本箱梁的预应力钢束在平弯方向的曲线段很短，平弯角很小，故近似按平面直线来计算。从设计图纸得知，同跨中梁与边梁相应束号的钢绞线长度及位置均相同，故张拉力及理论伸长量均为相等，仅需计算中跨及边跨中梁张拉力及伸长量即可。且由于采用两端对称同时张拉，因此仅需计算出半跨的理论张拉伸长值后乘以2倍即可得出整个钢束的理论张拉伸长值。A、预应力钢绞线的平均张拉力按下式计算：PP＝P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)-7-式中：PP—预应力筋平均张拉力(KN)；P—预应力筋张拉端的张拉力(KN)；x—从张拉端至计算截面的孔道长度(m)；θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad)；k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数。B、预应力筋的理论伸长值△L(mm)按下式计算：△L=(PPL)/(APEP)式中：PP—预应力筋的平均张拉力(KN)；L—预应力筋的长度(mm)；AP—预应力筋的截面面积(mm2)；EP—预应力筋的弹性模量(N/mm2)。C、中跨中梁N1钢束张拉力及理论伸长量计算中跨中梁N1钢束示意图中跨中梁N1钢束分段平均张拉力计算表分段编号x(m)θ(rad)kμkx+μθP(KN)Pp(KN)A点781.2AB9.96800.00150.20.014952775.3887481778.2943741BC3.9270.08726650.00150.20.023343793766.4085045770.8986263CD0.88500.00150.20.0013275765.9000259766.1542652中跨中梁N1钢束分段理论伸长量计算表分段编号n(股)Pp(N)L(mm)Ap(mm2)Ep(N/mm2)△L(mm)AB4778294.3741996814019700070.3BC4770898.6263392714019700027.4CD4766154.26528851401970006.1合计(半跨)103.9-8-D、中跨中梁N2钢束张拉力及理论伸长量计算中跨中梁N2钢束示意图中跨中梁N2钢束分段平均张拉力计算表分段编号x(m)θ(rad)kμkx+μθP(KN)Pp(KN)A点781.2AB8.36200.00150.20.012543776.3211241778.760562BC3.9270.08726650.00150.20.023343793767.330082771.8256031CD2.50700.00150.20.0037605765.8891164766.6095992中跨中梁N2钢束分段理论伸长量计算表分段编号n(股)Pp(N)L(mm)Ap(mm2)Ep(N/mm2)△L(mm)AB4778760.562836214019700059.0BC4771825.6031392714019700027.5CD4766609.5992250714019700017.4合计(半跨)103.9E、中跨中梁N3钢束张拉力及理论伸长量计算中跨中梁N3钢束示意图中跨中梁N3钢束分段平均张拉力计算表分段编号x(m)θ(rad)kμkx+μθP(KN)Pp(KN)A点781.2AB6.75500.00150.20.0101325777.255579779.2277895BC3.9270.08726650.00150.20.023343793768.2537145772.7546467CD4.12900.00150.20.0061935765.8795288767.06662