后张法预应力张拉施工工艺.pdf
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1、后张法预应力张拉施工工艺后张法预应力张拉施工工艺1 1 适用范围适用范围2 2 施工准备施工准备1.1 本工艺适用于城市桥梁工程后张预应力梁板结构张拉施工。2.1 材料要求1后张预应力混凝土梁、板所需材料(模板、支架、钢筋、混凝土等),应符合设计要求及本规程第 1、2,3 章规定,并应遵循下列规定:1)优先采用硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥,不宜使用矿渣硅酸盐水泥,不得使用火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。采用中、粗砂。采用碎石,其粒径宜为5-25 mm2)预应力混凝土配合比应符合本规程第3.2 节的规定。3)预应力混凝土可掺人适量的外加剂,但不得掺人氯化钙、氯化钠等氯盐。从各种材料引人混凝土
2、中的氯离子总含量,不宜超过水泥用量的0.06%,当超过水泥用量的0.06时,宜采取掺加阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实度等防锈措施;对于干燥环境中的小型构件,氯离子含量可提高1 倍。4)混凝土的水泥用量不宜超过 500kg/m3,特殊情况下不应超过5500kg/m3。2预应力筋材料(预应力混凝土用钢丝、钢绞线)应符合设计要求和现行国家产品标准规定;还应符合本规程“先张法预应力张拉施工工艺”章节有关预应力筋材料规定要求。3锚垫板的材质应符合设计要求及现行国家标准规定。4灌浆用材料应符合设计要求和现行标准规定。5预应力混凝土用波纹管的尺寸和性能指标均应符合预应力混凝土用金属波纹管JG 225
3、 规定。金属螺旋管在使用前应进行检验。进场时,应按出厂合格证和质量保证书核对其类别、型号、规格、数量,尚应符合下列规定:1)金属螺旋管应按批进行检验。每批应由同一钢带生产厂生产的同一批钢带所制造的金属螺旋管组成,累计半年或50000m 生产量为一批,不足半年产量或50000m 也作为一批的,则取产量最多的规格。2)应对螺旋管外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏检验。检验方法可参照现行预应力混凝土用金属波纹管JG 225 的规定执行,其取样数量、检验内容和顺序及质量要求见相关规定。3)上述规定 2)的项目检验结果有不合格项目时,应以双倍数量的试件对该不合格项目进行复验
4、,复验仍不合格时,则该批产品为不合格。6每个构筑物(构件)的金属螺旋管不宜使用两个生产厂家提供的产品。7预应力原材料必须保持清洁,在存放和搬运过程中应避免机械损伤和有害物质的锈蚀。预应力筋和金属管道宜在仓库内保管,仓库应干燥、防潮、无腐蚀气体和介质。在室外存放时,时间不宜超过6 个月,不得直接堆放在地面上,应垫置枕木并用苫布覆盖,防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响。2.2 机具设备1预应力器材:锚具、夹具和连接器等,千斤顶(压力表)、油泵、注浆机、手提砂轮切割机、卷扬机等。2钢筋施工机具:钢筋弯曲机、钢筋调直机、钢筋切断机、电焊机、砂轮切割机等。3模板施工机具:电锯、电刨、手电钻等。4.混凝
5、土施工机具:强制式混凝土搅拌机、棍凝土运输车、混凝土输送泵、汽车吊、混凝土振捣器等。5工具:扳手、直尺、限位板、卡尺等。6锚具、夹具和连接器应符合下列规定:1)锚具、夹具和连接器应符合本规程“先张法预应力张拉施工工艺”章节相关要求;2)预应力筋,锚具、夹具和连接器,应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性,能保证充分发挥预应力筋的强度,安全地实现预应力张拉作业。锚具、夹具应符合设计要求,锚垫板应能安装密封盖帽,锚具产品应通过省、部级产品认证。锚具、夹具使用前应进行外观、硬度和静载锚固性能检查,并符合现行国家标准预应力混凝土用锚具、夹具和连接器GB/T 14370 的规定。3)预应力筋
6、锚具应按设计要求采用。锚具应满足分级张拉、补张拉以及放松预应力的要求。用于后张结构时,锚具或其附件上宜设置压浆孔或排气孔,压浆应有足够的截面面积,以保证浆液的畅通。4)夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和重复使用性能。需敲击才能松开的夹具,必须保证其对预应力筋的锚固没有影响,且对操作人员的安全不造成危险。5)用于后张法的连接器,必须符合锚具的性能要求。7预应力锚具、夹具和连接器应设专人保管,在贮存、运输时均应妥善维护,避免锈蚀、站污和机械损伤,避免混淆或散失。2.3 作业条件1施加预应力的锚具、夹具和连接器已经过校验并有记录。张拉机具与设备、灌浆机具准备就绪。2.混凝土构件(或块体)的混凝土强
7、度及混凝土龄期必须达到设计要求,如设计无要求时,不应低于设计强度的75%。构件(或块体)的几个尺寸、外观质量、预留孔道及埋件应经检查验收合格;要拼装的块体已拼装完毕,并经检查合格。3预应力筋或预应力钢丝束已穿束完毕。4.灌浆用的水泥浆液的配合比以及封端混凝土的配合比已经试验确定。5张拉场地平整,张拉的两端有安全防护措施。6已进行技术交底,并应将预应力筋的张拉吨位与相应的压力表指针读数、钢筋计算伸长值写在牌上,并挂在明显位置处,以便操作时观察掌握。2.4 技术准备1图纸会审已经完成并进行设计交底。完成专项施工方案编制、审批工作。完成安全技术交底。2对张拉设备进行检验,并对千斤顶、油泵、压力表系统
8、进行配套检定。3对工人进行培训,考试合格;专业技术工种持证上岗。4进行安全技术交底;落实组织、指挥系统。3 3 操作工艺操作工艺3.1 工艺流程预应力管道(波纹管)下料锚垫板安装预应力管道安装(与非预应力筋配合安装)预应力筋下料穿束预应力混凝土施工(梁体或块件预制)梁体或块件混凝土强度及混凝土龄期已达到设计要求拆模检查锚垫板安装张拉设备摩阻测定初张拉持荷锚固孔道灌浆封锚。3.2 后张预应力管道下料、安装1预应力管道(波纹管)下料前作业班组必须对波绞管再进行检查,应按进场验收记录、核对其类别、型号、规格、数量及外观质量。2预应力管道(波纹管)下料应按设计要求,计算其长度。预应力管道(波纹管)下料
9、应采用砂轮锯,不得采用电弧切割。3依据图纸中孔道中心到底模及侧模的距离,用粉笔在模板及钢筋上画出波纹管纵横向位置。预应力管道(波纹管)应与梁体或块体的非预应力筋相间配合安装。4预应力管道(波纹管)的铺设要严格按设计给定孔道坐标位置控制。预应力管道可用定位网(钢筋支架)控制其位置。定位网(钢筋支架)可用4)10 钢筋焊成,钢筋支架内侧尺寸同波纹管外径。5安装定位网(钢筋支架):固定波纹管的钢筋支架要与梁体骨架钢筋焊牢(将定位筋及轨道筋与骨架筋焊接或用双扣绑扎牢固),管道与定位钢筋绑扎结实,间距为每隔500mm 设一道,曲线段与锚垫板附近适当加密。6安装波纹管:定位网安装好后,将波纹管穿人定位网方
10、格内。安装波纹管时注意对其保护。7管道铺设中,要确保管道内无杂物,管道敞口处,可用密封胶带封堵。8波纹管与喇叭口相接处,波纹管插人喇叭口内的长度不应大于喇叭口的直线段长度,以防影响钢绞线扩展而增大摩阻。9梁端预留准备与下跨梁连接的波纹管,可在接口处用大一级的波纹管作为套管,套管与梁端平齐,待与下跨波纹管进行套接。10安装波纹管时应同时在管内穿一根钢丝,作为牵引线。11预应力管道(波纹管)压浆孔,其孔径一般为20 一 25 mm,施工时注意不要将其封堵。排气孔一般设置在管道的最高部位,其间距为20 一 30m 一道。排气管为塑料管,管径为 20 一 30mm,与波纹管的连接用与波纹管配套的卡子或
11、用胶带纸封闭连接,连接处要密闭,排气管应伸出将浇混凝土顶面200mm 为宜。3.3 锚垫板安装1锚垫板安装前,要检查锚垫板的几何尺寸是否符合设计要求,注意灌浆管不得伸人喇叭管内(应平接不内伸)。2在模板上准确放出锚垫板位置,然后在其中央打孔,孔径略大于波纹管孔径,锚垫板要牢固地安装在模板上,锚垫板定位孔的螺栓要拧紧,垫板要与孔道严格对中,并与孔道端部垂直,不得错位。3锚垫板上的灌浆孔要用同直径管丝堵封堵,在锚垫板与模板之间应加一层橡胶或塑料泡沫垫,喇叭口与波纹管相接处,要用密封胶带缠裹,防止漏浆堵孔。4.螺旋筋应按设计要求安装,其轴线应与锚垫板平面垂直。3.4 后张预应力管道安装应遵循下列规定
12、:1后张法预应力筋孔道的规格、位置、数量和形状应符合设计要求。孔道应平顺。端部的预埋钢垫板应垂直于孔道中心线。波纹管与普通钢筋位置发生矛盾时,应调整普通钢筋位置,确保预留孔道位置准确。2管道应采用定位钢筋固定安装,应能牢固地置于模板内的设计位置,并在混凝土浇筑期间不产生位移。固定各种成孔管道用的定位钢筋的间距,对于波纹管不宜大于0.8m;对于胶管不宜大于 0.5 m;对于钢管不宜大于 lm;曲线段宜适当加密。3金属管道接头处的连接管宜采用大一个直径等级的同类管道,其长度宜为被连接管道内径的 5-7 倍。连接时不得使接头处产生角度变化、不得在混凝土浇筑期间发生管道的转动或位移,应用密封胶带或塑料
13、热缩管封裹严密。4所有管道均应留压浆孔,曲线孔道的波峰部位应留排气孔;需要时在最低点位置留排水孔;在孔道的一端宜留溢浆孔。压浆管、排气管和排水管应采用最小直径为20mm 的标准管或适宜的塑料管(PVC 管),与管道之间的连接应采用金属或塑料结构扣件,长度应满足从管道引出结构物之外。PVC 管安装完毕后在管内插人钢筋一根,以免堵管或因受外力而折断;泄水孔宜设置在波谷处,泄水孔可用胶管或PVC 管做成,管端要引到模板外侧。5孔道两端的锚垫板应与孔道轴线垂直,锚垫板位置应符合设计要求。6预应力管道形成后,应立即进行通孔,检查所有孔道是否贯通,如有堵塞应及时疏通。孔道完成后应及时将其端面盖好,防止杂物
14、进人。7波纹管在施工过程中,严禁电焊火花碰到波纹管。3.5 预应力筋下料1预应力筋下料前,作业班组必须再次核对预应力筋的规格、验收记录,检查其外观质量。预应力筋的下料长度应经过计算确定。计算时应考虑下列因素:构件孔道的长度、锚夹具长度、千斤顶长度、张拉伸长值和外露长度等因素。2预应力筋的切断,宜使用砂轮锯,不得采用电弧切割。钢绞线切断前,应在距切口50mm 处用钢丝绑牢。3钢丝束的两端均采用墩头锚具时,同一束中各根钢丝下料长度的相对差值,当钢丝束长度小于或等于 20m 时,不宜大于 1/3000;当钢丝束长度大于 20m 时,不宜大于1/5000,且不得大于 5mm。对长度不大于 6m 的先张
15、预应力构件,当钢丝成束张拉时,同束钢丝下料长度的相对差值不得大于2mm。4预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成时,在同束预应力钢筋内,应采用强度相等的预应力钢材。编束时,应逐根梳理直顺不扭转,绑扎牢固(用火烧丝绑扎,每隔lm 一道),不得互相缠绞。5编束后的钢丝和钢绞线应按设计图编号分类存放。钢丝和钢绞线束移运时支点距离不得大于 3m,端部悬出长度不得大于 1.5m。3.6 预应力筋穿束1预应力筋穿束应按设计要求进行。当设计无规定时,穿束可在混凝土浇筑前或浇筑后进行;先穿束后浇混凝土时,浇筑之前,必须检查管道,并确认完好;浇筑混凝土时应定时抽动、转动预应力筋。先浇混凝土后穿束时,浇筑后应立即疏通管道
16、,确保其畅通。2对钢绞线,可将一根钢束中的全部钢绞线编束整体装人管道中,也可逐根将钢绞线穿人孔道中。穿束前应检查锚垫板和孔道,锚垫板应位置准确、孔道内应畅通,无水和其他杂物。3穿束前应对孔道进行清孔。穿束可采用金属网套法(穿束器),由人工或绞盘,也可用慢卷扬机穿束。先用孔道内预留钢丝将牵引网套的钢丝绳拉人孔道内,再将钢绞线通过钢丝绳缓慢拉人孔道内。预应力筋穿好后将束号在构件上注明,以便核对。4预应力筋安装的保护:1)混凝土采用蒸汽养护时,养护结束前不得装入预应力筋。2)穿束后至孔道灌浆完成应控制在下列时间以内,否则对预应力筋应采取防锈措施。空气湿度大于 70或盐分过大时:7d空气湿度 40一
17、70时:15d空气湿度小于 40时:20d3)进行焊接操作之前必须采取防止电火花损伤波纹管及管内预应力筋的措施,焊接操作时应有专人负责波纹管及管内预应力筋保护工作。5当采用先穿束后浇筑混凝土工法,在浇筑混凝土之前,必须将管道上一切非有意留置的孔、开口或损坏之处修复,并检查力筋能否在管道内自由滑动。3.7 预应力混凝土施工(梁体或块件预制)预应力混凝土梁体或块件预制,应符合本规程第3 章规定,并应符合下列规定:1)优先采用硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥,不宜使用矿渣硅酸盐水泥,不得使用火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。采用中、粗砂。采用碎石,其粒径宜为5 一 25nmmo2)预应力混凝土配合比应
18、符合本规程第3.2 节的规定。3)预应力混凝土可掺人适量的外加剂,但不得掺人氯化钙、氯化钠等氯盐。从各种材料引入混凝土中的氯离子总含量,不宜超过水泥用量的0.06%,当超过水泥用量的0.06时,宜采取掺加阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实度等防锈措施;对于干燥环境中的小型构件,氯离子含量可提高1 倍。4)混凝土的水泥用量不宜超过500kg/m3,特殊情况下不应超过550 kg/m3。5)浇筑混凝土,宜根据结构的不同型式选用插人式、附着式或平板式等振捣器进行振捣。对箱梁腹板与底板及顶板连接处、预应力筋锚固区以及其他钢筋密集部位,应加强振捣。浇筑混凝土时,对后张构件应避免振捣器碰撞预应力筋的管
19、道、预埋件等。浇筑混凝土时,应经常检查模板、管道、锚固垫板及支座预埋件等,以保证其位置符合设计要求。6)浇筑箱形梁段混凝土时,应尽可能一次完成;梁身较高时也可分两次或三次浇筑;梁身较低时可分两次浇筑。分次浇筑时,宜先浇筑底板及腹板根部,其次浇筑腹板,最后浇筑顶板及翼板。7)混凝土浇筑完成并初凝后,应立即开始养护。3.8 摩阻测定张拉前应根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测,以便确定张拉控制应力,并确定预应力筋的理论伸长值。3.9 预应力钢束伸长值的计算1当预应力筋采用控制应力方法进行张拉时,还应以预应力筋的伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求,设计无规定时,实际伸长值与理
20、论伸长值之差应控制在 6以内。2一端张拉时,预应力钢束的有效长度应从固端锚头取到张拉端千斤顶的工具锚处;两端张拉时预应力钢束的有效长度应取到两端千斤顶工具锚处。3计算应力取扣除孔道摩阻损失应力后的平均应力,一端张拉时取主动端与被动端的平均应力计算,两端张拉时取梁中心断面与张拉端的平均应力进行计算。4预应力筋张拉的理论伸长值L(mm)可按下式计算:LPPL/APEP式中 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,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;L预应力筋的长度(mm);EP一预应力筋弹性模量(N/mm2);AP预应力筋截面面积(mm2)。5预应力
21、钢材平均张拉力的计算预应力筋平均张拉力P 按下式计算:PP 1e-(kx)/kx(3.9)式中 P预应力钢材张拉端的张拉力(N);x从张拉端至计算截面的孔道长度(m);从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(度);k孔道每 lm 局部偏差对摩擦的影响系数参见表 3.9;预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数,参见表3.9.注:当预应力钢材为直线且k=0 时,P=P表表 3.93.9 系数系数 k k 及及 值项次123孔道成型方式预埋铁皮管道抽芯成型孔道预埋金属螺旋管道k钢丝束、钢绞线0.0030.00150.00150.350.550.20-0.25精轧螺纹钢筋0.5016310 预应力设备安装
22、1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,对曲线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线相重合,不得偏移。2,锚具、顶楔器和千斤顶的安装顺序应符合设计要求及产品说明书规定,常规安装顺序如下:安装工作锚环。安装工作锚夹片安装顶楔器。安装千斤顶。安装工具锚、安装工具锚夹片。3预应力设备安装应遵守下列规定:1)锚环及夹片使用前要用煤油或柴油逐件清洗干净,不得有油污、铁屑、泥砂等杂物。2)钢束外伸部分要保持干净,施工人员不得随意进行踩踏以免带上脏物。3)穿人工作锚的钢束要顺直、对号人座,不得使钢束扭结交叉。4)工作锚必须准确放在锚垫板的定位槽内、并与孔道对中,三个
23、夹片之间隙要均匀,每个孔中必须保证有三个夹片。夹片安装完后其外露长度一般为4 一 5mm 并均匀一致。5)安装顶楔器时不要用手去提油嘴,以免将油嘴册裂、漏油或损坏。6)安装千斤顶时,不要推拉油管及接头,油管要顺畅,不得扭结成团。7)工具锚安装前,应将千斤顶活塞伸出3-5 mm3,钢束穿人工具锚时,位置要与工作锚的位置一一对应,不得交叉、扭结。8)为了工具锚能顺利退下,在工具锚的夹片光滑面或工具锚的锚孔中涂润滑剂,润滑剂可用石蜡,也可用机油石墨。9)工具锚的夹片要与工作锚的夹片分开放置,工具锚的夹片其重复使用次数一般不宜超过 10 次,对于重复使用不超过两次的夹片,经过清洗,除去润滑剂后,可用于
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