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1、1,新溆高速公路桥梁预应力 精细化施工指南专题讲座 湖南xx桥隧技术有限公司 2011.03,2,目 录 1. 总则 2. 材料与器具 3. 管道安装于锚垫板预锚 4. 张拉设备质量控制 5. 梳编穿束 6. 预应力张拉施工 7.连续刚构桥竖向预应力筋施工控制 8.现浇连续段负弯矩预应力筋施工控制 9.预应力张拉施工质量检测验收 10.压浆与封锚 11.安全环保措施,3,1 总则,编制目的： 为提高新溆高速公路桥梁预应力张拉施工质量，确保预应力施工质量符合设计和规范要求，保证结构安全与耐久性，降低桥梁全寿命周期成本 。,4,编制依据： 公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000）； 公路工
2、程质量检验评定标准 （JTG F80/1-2004）； 桥梁预应力及索力张拉施工质量检测验收规程（CQJTG/T F81-2009）。,5,适用范围： 新溆高速公路预应力混凝土预制梁、先简支后连续T梁（箱梁）现浇连续段、连续梁桥、连续刚构桥预应力施工。,6,预应力施工实施的技术人员和张拉操作工人是确保施工质量的关键之一，业主、监理、施工单位应组织相关技术人员和操作工人学习本指南，预应力张拉操作工人应经培训考核合格持证上岗，确保本施工指南有效执行。,7,2 材料器具,2.1 预应力筋 钢绞线 质量要求：预应力混凝土用钢绞线（GB/T 5224-2003） 抽验项目频次：每批60t同厂家、同规格、
3、同品种、同批号钢绞线。 取样数量：3根1.1m/每批；1根1.5m/每批； 检测项目（7）：外观、外形尺寸、抗拉强度、最大力伸长率、规定非比例延伸率、弹性模量、松弛性。,8,精轧螺纹钢筋 质量要求：符合预应力混凝土用螺纹钢筋 （GB/T 20065-2006） 抽验项目频次：每批60t，每增加40t增加一个拉伸试验，产品应为同厂家、同规格、同品种、同批号精轧螺纹钢筋 取样数量：2根0.550.60m/每批； 检测项目：表面质量、屈服强度、抗拉强度、极限伸长率。,9,2.2 锚、夹具与连接器 质量要求：符合预应力筋锚具、夹具、连接器 (GB/T14370-2000) 抽验项目频次：每批1000套
4、，同类产品、同类原料、同种工艺一次投料生产的数量 取样数量：外观，10%，不少于10套；硬度，5%，不少于5套；静载锚具性能试验，6套。 检测项目：外观、硬度、静载锚固性能试验。,10,二次张拉锚具、锚杯、支承连接强度检测： 抽样数量：每批抽取3套做成组装件进行检验； 质量验收：螺纹连接破坏强度1.5倍工作荷载 。,图2-1 二次张拉用锚具锚杯,11,2.3 预应力管道 管道选择： 对于跨径大于或等于25m的T梁、小箱梁、现浇结构等，宜采用塑料波纹管；跨径小于25m的空心板等可采用金属波纹管。（湖南省高速公路精细化施工管理）,12,金属波纹管 质量要求：符合预应力混凝土用金属波纹管(JG 22
5、5-2007) 。 抽验项目频次：每批 50000m，同厂家、同批次的金属波纹管 。 取样数量：5根1m/每批。 检测项目（6）：外观、尺寸、集中荷载作用下的刚度、均不荷载作用下的刚度、集中荷载作用下的抗渗漏性能、弯曲后的抗渗漏性能。,13,塑料波纹管 质量要求：符合预应力混凝土桥梁用塑料波纹管 （JG/T 529-2004）。 抽验项目频次：每批 10000m，同厂家、同配方、同工艺、同设备连续产生的塑料波纹管。 取样数量：5根1m/每批。 检测项目（6）：外观、尺寸、环刚度、抗冲击性、柔韧性、局部横向荷载。,14,2.4 管道和锚圈口摩阻测试 测试频率：每500片梁板应进行一次管道和锚圈口
6、摩阻测试且每个梁场的摩阻测试不应少于2次；连续梁桥、连续刚构桥每座桥梁摩阻测试不宜少于2次，每次不宜少于5孔。 张拉控制应力调整：管道摩阻测试得的到局部偏差影响系数和管道摩擦系数应与设计值进行比较，必要时应由设计方根据测试反馈结果对张拉控制应力进行调整。,15,扁锚的锚圈口摩阻测试应根据扁锚的类型和孔位的布置对每个孔位的锚圈口摩阻均应进行测试 。 锚圈口摩阻的测试可在张拉台座上或现场制作的较短构件的直线管道上的进行 ，（锚圈口摩阻测试需要扣除管道摩阻与管道偏差的影响，因此可在短的直线管道上进行）。,16,图2-2 摩阻测试试验示意图,17,3 管道安装与锚垫板预埋,3.1 管道安装 定位筋间距
7、要符合要求，一般情况下，波纹管管道不宜大于1.0m ，曲线管道与扁平波纹管道应适当加密。 波纹管安装时应考虑张拉后反拱度的影响，各控制点高程均应扣除相应位置的反拱度值，做到精确定位。,18,管道安装要求：直线段平顺、曲线段圆滑 。,19,3.2 锚垫板预埋 设置端部钢筋网和预埋锚垫板位置要准确，应与端模板紧密结合，不得平移或转动，保证锚固面与钢束垂直 。 墩顶负弯矩预应力扁锚锚垫板和扁形波纹管预埋位置必须要准确，扁形波纹管可放大一级，便于穿钢绞线 。 锚下螺旋钢筋宜采用直径不应小于12mm的HPB钢筋，圈数不应少于6圈。,20,21,锚下螺旋钢筋未居中，挂在波纹管上，螺旋钢筋圈数仅有4圈：,2
8、2,4 张拉设备质量控制,千斤顶、压力表和油泵应结合施工现场整体静态标定，同时应尽量满量程标定（至少80%以上）以降低摩阻影响。 长期不使用、标定时间超过6个月、6个月内正常使用超过两百次、使用中预应力机具设备或仪表出现反常现象、千斤顶检修后均应重新标定。,23,预应力张拉宜采用智能控制设备进行，所采用的智能控制设备应能控制有效预应力大小和同断面不均匀度满足设计要求，实现张拉智能控制，不受人为、环境因素影响：如同步性、停顿时间、加载速率等。,24,张拉设备质量问题导致的严重质量事故： 湖南省郴州市某高速公路项目某合同段同批次张拉的3片T梁，进行锚下有效预应力检测是发现每一孔钢束中均有钢绞线屈服
9、，具体表现单根检测张拉时张拉力值不到100kN,钢绞线有效位移超过2cm（单根钢绞线控制张拉力为193.9kN）。 经调查，该梁场预应力张拉设备维修后未重新鉴定，导致张拉失控。,25,5 梳编穿束,5.1 短束梳编穿束,适用范围：跨径小于或等于45m的预制梁及其它钢束长度较短、根数较少、重量较轻的预应力钢束应采用短束梳编穿束工艺。 优点：充分利用施工现场的材料器具梳编穿束。如以锚具代替梳束板、塑料瓶代替牵引头。其它扎丝、扎勾、卷扬机等一般施工现场均具备。,26,以1束9根钢绞线的钢束为例，梳编穿束工艺流程如下：,27,图5-1 刚绞线下料及编号,28,图5-2 锚具编号,29,图5-3 钢绞线
10、端头绑扎,30,图5-4 梳束与绑扎,31,图5-5 穿束,32,图5-6 对中调整,33,5.2 长束的梳束穿束,跨径大于45m的预制梁、连续现浇构件及其它钢束长度较长、钢绞线根数较多、重量较重的预应力钢束应采用长束梳编穿束工艺。,长束梳编穿束工艺动画演示,34,1.梳束板（或锚具） 2.钢绞线 3.牵引螺塞 7.绑扎胶带 13.扎丝,图5-7 长束梳编穿束,35,1 钢绞线下料完毕后在其一端套入锚板作为梳束工具（也可用限位板），用砂轮锯将该端钢绞线各索端头切割2030cm，但保留中心一根钢丝。 2 将中心丝穿入具有与锚具相似位置孔的牵引螺塞（牵引螺塞上各孔距略大于钢绞线直径）后镦头（图5-
11、9），镦头直径大于牵引螺塞孔的直径，以满足整束穿束时拖动钢绞线平动的要求。,36,图5-8 钢绞线的墩头,37,图5-9 镦头后整束钢绞线及牵引头,38,3 镦头后的整束钢绞线（图5-10）通过牵引螺塞和螺旋套连接（图5-11），牵引螺塞外径和螺旋套内径相同，均带有丝口，拧紧即可。,39,图5-10 整束穿束的牵引套,40,图5-11 牵引头与牵引套连接后,41,4 钢绞线穿束前钢绞线端头（包括切割部分）须用胶带缠绕保护（注意牵引头缠胶带以前，应先用卷扬机牵引，使各根钢绞线在镦头处长短一致），防止穿束过程中钢绞线端头散索。 5 将牵引螺塞与螺旋套连接，螺旋套另一端由卷扬机上的钢丝绳牵引，穿束时
12、由卷扬机缓慢牵引整束钢绞线平动完成整束穿束。若受场地限制可利用转向滑轮，也可增加卷扬机，钢绞线牵引时应采用锚板边梳理边绑扎，绑扎间距宜为1.0m。在穿束过程中，注意只克服钢绞线与波纹管的摩阻，便于对系统的保护。,42,梳编穿束动画演示（重复）,43,梳编穿束不当会严重影响各绞线受力的均匀性。,44,梳编穿束实例分析,省内某高速第1合同段A匝道三号桥19-5#梁锚下有效预应力检测。 同束不均匀度检测结果：,45,孔号：1 索力不均匀度：51.46% 梳束编束穿束质量：很差,46,孔号：3 索力不均匀度：66.85% 梳束编束穿束质量：很差,47,钢绞线持力过大，超过设计标注值的10%，则使用阶段
13、易应力衰减以后应力仍大于0.65倍极限强度，易发生疲劳屈服；持力过小，小于105kN,则易发生滑丝、飞锚等事故。 经过退索后处理后采用整束穿束的方法进行梳编穿束后，取得了明显效果，同束索力不均匀度大为改观，绝不会出现张拉中的断丝现象，检测数据见下表所示。,48,孔号：1 索力不均匀度：4.06% 疏束编束穿束质量：优秀,49,5.4 预应力筋穿束时间 现浇连续段负弯矩预应力可以先穿束再浇筑混凝土。 预应力混凝土后张梁板在混凝土浇筑之前不得穿束，混凝土浇筑前应在管道内穿硬塑料管，硬塑料管的直径宜小于管道直径1cm。,50,浇筑混凝土前在钢筋骨架上穿束，钢绞线锈蚀严重；,51,5.5 预应力筋安装
14、后的保护 压浆时间超过规定时间，应采取防止锈蚀措施。 在任何情况下，当在安装有预应力筋的附近进行电焊时，对全部预应力筋及金属件均应进行保护，防止沾上焊渣或造成其它损坏。,52,6 预应力张拉施工,6.1 张拉施工基本要求 张拉前混凝土几何尺寸、龄期和强度必须符合设计要求，设计无要求时强度应不低于设计强度等级值的85%，张拉时间不应早于7天，迟于21天。 锚垫板下及周边混凝土须密实，若有蜂窝及其它缺陷，应在拆模后立即进行处理，待处理完毕后方可张拉。,53,省内某高速预应力张拉时发生锚下混凝土压碎的事故:,图6-1 锚下混凝土呈蜂窝状,图6-2 锚下混凝土压碎后二次浇筑,54,预应力筋张拉程序,5
15、5,持荷时间与超张拉： 指南：一般预应力筋张拉持荷时间不得少于5分钟，当起拱度达不到设计要求时可提高张拉控制应力至1.03 con 和增加持荷时间，并应与设计单位商量确定。 现行规范：持荷时间为2分钟，低松弛预应力钢绞线不超张拉。,56,6.2 预应力张拉施工控制 张拉速度：在张拉施工中，张拉速率应控制在张拉控制力的10%15%/min，对于长度大于50m的弯束或长束，张拉速率应降低，宜取张拉控制力的10%/min。,57,持荷时间：持荷时间为油泵开启、油压表读数稳定后的稳压时间，不得少于5分钟。两端张拉时长度50m以的下预应力筋持荷时间应为5分钟，50m以上的预应力筋宜取8分钟。,58,张拉
16、同步性控制： 预应力筋张拉同步性控制包括：单束钢绞线两端张拉同步性、多束钢绞线对称张拉同步性、张拉过程同步性、张拉停顿点同步性。为保证张拉施工过程满足以上四个同步性，切实控制有效预应力大小和同断面不均匀度，可采用预应力张拉智能控制系统进行张拉，以排除人为、环境因素影响，实现张拉停顿点、停顿时间、加载速率的完全同步性。由计算机完成张拉、停顿、持荷等命令的下达。,59,图6-2 同步性控制的智能控制设备,60,张拉伸长量控制 钢绞线实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计的要求，设计无规定时，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。 钢绞线预应力筋在张拉前应进行初张拉，初应力宜采用张拉控制应力 con的10%15%。（钢绞线根数较多时宜采用大值）,61,理论伸长值的计算： PP预应力筋的平均张拉力(N)，直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的曲线筋平均张拉力的计算如下式：,62,
