桥梁预应力智能张拉与压浆施工技术指南.pdf
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1、江苏省普通国省干线公路建设工程桥梁预应力智能张拉与压浆施工技术指南(试行)2013 年 07 月1 目录1总则.12材料与器具.12.1 预应力筋及其制作.12.2 预应力筋锚具、夹具和连接器.32.3 管道.52.4 智能张力系统.62.5 智能压浆系统.73 张拉系统安装与调试.83.1 管道安装.83.2 预应力筋的安装.93.3 张拉系统准备.93.4 千斤顶、锚具夹具和连接器安装.10 3.5 张拉系统调试.10 4预应力张拉施工.10 4.1 基本要求.10 4.2 张拉系统操作流程.11 4.3 施工质量控制.11 5 压浆系统安装与调试.13 5.1 压浆系统准备.13 5.2
2、 管路连接.13 5.3 压浆系统调试.13 6 孔道压浆及封锚.13 6.1 基本要求.13 6.2 压浆系统操作流程.15 6.3 施工质量控制.15 7 质量检验.17 7.1 预应力质量验收.17 7.2 预应力不合格处理措施.17 2 8 安全环保措施.20 8.1 安全措施.20 8.2 环保措施.21 1 1 总则1.1本指南依据中华人民共和国行业标准公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)编写。1.2本指南适用于江苏省普通国省干线建设工程桥梁预应力后张法智能张拉和压浆的施工。1.3江苏省普通国省干线建设工程桥
3、梁预应力后张法智能张拉和压浆的施工除应符合本指南的要求外,还应符合公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)等现行行业标准、规范的相关规定。2 材料与器具2.1 预应力筋及其制作2.1.1 预应力混凝土结构所采用的钢绞线与螺纹钢筋的质量,应符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线(GB/T 5224-2003)、预应力混凝土用螺纹钢筋(GB/T 20065-2006)的规定和要求。2.1.2 预应力筋进场时应分批验收,验收时,除应核对其质量证明书、包装、标志、规格和逐盘进行外观质量检查外,尚须委托有相应资质的公路工程试验检测机构按照下列规定进行检验。1、钢绞线表2-1 钢绞线检验项目与质
4、量要求检验项目质量要求外观符合预应力混凝土用钢绞线(GB/T 5224-2003)外形尺寸抗拉强度最大力总伸长率规定非比例延伸力弹性模量松弛性能1)每批钢绞线的重量应不大于60t,从每批钢绞线中任取3 盘,并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。如每批少于 3 盘,则应逐盘取样进行上述试验。试验结果如有一项不合格时,2 则不合格盘报废,并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验,如仍有一项不合格,则该批钢绞线为不合格。2)钢绞线检验项目与质量要求见表2-1。2、螺纹钢筋1)应分批进行检验,每批重量不大于l00t,对表面质量应逐根目
5、视检查,外观检查合格后在每批中任选2根钢筋截取试件进行拉伸试验。试验结果如有一项不合格,则另取双倍数量的试件重做全部各项试验,如仍有一根试件不合格,则该批钢筋为不合格。2)螺纹钢筋检验项目与质量要求见表2-2。表2-2 螺纹钢筋检验项目与质量要求检验项目质量要求表面质量符合预应力混凝土用螺纹钢筋(GB/T 20065-2006)屈服强度抗拉强度极限伸长率2.1.3预应力筋的实际强度不得低于现行国家标准的规定。预应力筋的检验试验方法应按现行国家标准的规定执行,用作拉伸试验的试件,不得进行任何形式的加工。在对预应力筋的拉伸试验中,应同时测定其弹性模量。2.1.4 对特大桥、大桥或重要桥梁工程中使用
6、的钢材,进场时应按上述规定进行检验;对预应力材料用量较少的一般桥梁工程,其预应力钢材的力学性能,可仅进行抗拉强度检验,或由生产厂提供力学性能试验报告。2.1.5 预应力筋应保持清洁,在存放和搬运过程中应避免使其产生机械损伤和有害的锈蚀。进场后的存放时间不得超过6个月,且宜存放在干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质的仓库内;在室外存放时,不得直接堆放于地面,应支垫和遮盖,防止雨露和各种腐蚀介质对其产生不利影响。2.1.6 预应力筋的制作1、预应力筋下料1)下料长度应通过计算确定,计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、接头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和张拉工
7、作长度等因素。3 2)钢丝束两端采用镦头锚具时,宜采用等长下料法对钢丝进行下料。3)预应力筋的下料,应采用切断机或砂轮锯切断,严禁采用电弧切断。2、预应力筋编束预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成且采取整束穿入孔道内时应预先编束,编束时应将钢丝或钢绞线逐根理顺,防止缠绕,并应每隔 1-1.5m捆绑一次,使其绑扎牢固、顺直。3、预应力筋端部锚具的制作制作挤压锚时,模具与挤压锚应配套使用,挤压锚具的表面应涂润滑介质,挤压力和挤压操作应符合产品使用说明书的规定。挤压的预应力筋外端应露出挤压套筒 2-5mm。钢绞线压锚成型时,表面应清洁、无油污,梨形头的尺寸和直线段长度应不小于设计值。2.2 预应力筋锚具、
8、夹具和连接器2.2.1 预应力筋锚具、夹具和连接器应按设计规定采用,并应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性,应能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,其性能和质量应符合国家现行标准预应力筋锚具、夹具和连接器(GB/T 14370-2007)。锚具、夹具、连接器检验项目与质量要求见表 2-3。表2-3 锚具、夹具、连接器检验项目与质量要求检验项目质量要求外观符合预应力筋锚具、夹具、连接器(GB/T 14370-2007)硬度静载锚固性能试验二次张拉锚具、锚杯、支承连接强度螺纹连接破坏强度1.5 倍工作荷载2.2.2 锚具应满足分级张拉、补张拉以及放松预应力的要求;
9、锚固多根预应力筋的锚具除应具有整束张拉的性能外,尚应具有单根张拉的性能;用于承受低应力或动荷载的夹片式锚具应具有防松性能;锚具的锚口摩擦损失率不宜大于6%。2.2.3 夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安全的重复使用性能,主要锚固零件应具有良好的防锈性能,可重复使用的次数不应少于300次。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。4 2.2.4 在混凝土结构或构件中的永久性预应力筋连接器,应符合锚具的性能要求。2.2.5 锚垫板应具有足够的强度和刚度,且宜设置锚具对中止口以及压浆孔或排气孔,压浆孔的内径不宜小于20mm。与后张预应力筋用锚具或连接
10、器配套的锚垫板和局部加强钢筋,在规定的局部承压试件尺寸及混凝土强度下,应满足传力性能要求。2.2.6 锚具、夹具和连接器进场时,除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外,还应委托有相应资质的公路工程试验检测机构进行检验。1、外观检查:应从每批产品中抽取2%且不少于 10 套样品,检查其外形尺寸、表面裂纹及锈蚀情况。外形尺寸应符合产品质保书所示的尺寸范围,且表面不得有裂纹及锈蚀。当有下列情况之一时,本批产品应逐套检查,合格者方可进入后续检验:1)当有 1 个零件不符合产品质保书所示的外形尺寸,则应另取双倍数量的零件重新检查,仍有1 个不合格;2)当有 1 个零件表面有裂
11、纹或夹片、锚孔锥面有锈蚀。对配套使用的锚垫板和螺旋筋可按上述方法进行外观检查,但允许表面有轻度锈蚀。2、硬度检验:应对每批产品中抽取3%且不少于 5 套样品(对多孔夹片式锚具的夹片,每套抽取6 片),对其中有硬度要求的零件进行硬度检验,每个零件测试 3 点,其硬度应符合产品质保书的规定。当有 1 个零件不合格,则应另取双倍数量的零件重做试验;如仍有 1 个零件不合格,应对本批产品逐个检验,合格者方可使用或进入后续检验。3、静载锚固性能试验:应在外观检查和硬度检验均合格的同批产品中抽取样品,与相应规格和强度等级的预应力筋组成3 个预应力筋-锚具组装件,进行静载锚固性能试验。如有1 个试件不符合要
12、求时,则应另取双倍数量重做试验;如仍有 1 个试件不符合要求,则该批产品为不合格。静载锚固性能试验方法应符合现行国家标准 预应力筋用锚具、夹具和连接器(GB/T 14370-2007)的规定。4、对特大桥、大桥和重要桥梁工程中使用的锚具产品,应进行上述3 项检查和检验;对锚具用量较小的一般中、小桥梁工程,如生产厂能提供有效静载锚5 固性能试验合格的证明文件,则仅需进行外观检查和硬度检验。5、进场检验时,同种材料、同一生产工艺条件下、同批进场的产品可视为同一验收批。锚具的每个验收批不宜超过2000 套;夹具、连接器的每个验收批不宜超过 500 套;获得第三方独立认证的产品其验收批可扩大1 倍。检
13、验合格的产品,在现场的存放期超过1 年时,再用时应进行外观检查。2.2.7 锚具、夹具和连接器在存放、搬运及使用期间均应妥善防护,避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤、混淆和散失,但临时性的防护措施应不影响其安装和永久性防腐的实施。2.2.8 预应力筋用锚具产品应配套使用,同一结构或构件中应采用同一生产厂家产品,工作锚不得作为工具锚使用。夹片式锚具的限位板和工具锚宜采用与工具锚同一生产厂家的配套产品。2.3 管道2.3.1在后张有黏结预应力混凝土结构或构件中,预应力筋的孔道宜由浇筑在混凝土中的刚性或半刚性管道构成,或采取钢管抽芯、胶管抽芯及金属伸缩套管抽芯等方法进行预留。设置于混凝土中的刚性或半刚性管
14、道不应有漏浆现象,且应具有足够的强度和刚度,应能在浇筑混凝土重力的作用下保持原有的形状,并能按要求传递黏结应力。2.3.2 管道的性能要求应符合下列规定:1、刚性管道应是壁厚不小于2mm 的平滑钢管,且应具有光滑的内壁并可被弯曲成适当的形状而不出现卷曲或被压扁;半刚性管道应是波纹状的金属管或高密度聚乙烯塑料管,且金属波纹管宜采用镀锌钢带制作,壁厚不宜小于0.3mm。2、金属波纹管的性能和质量应符合现行行业标准预应力混凝土用金属波纹管(JG 225-2007)的规定;塑料波纹管的制作材料、性能和质量应符合现行行业标准预应力混凝土桥梁用塑料波纹管(JG/T 529-2004)的规定。金属波纹管、塑
15、料波纹管检验项目与质量要求见表2-4、表 2-5。表 2-4 金属波纹管检验项目与质量要求检验项目质量要求外观符合预应力混凝土用金属波纹管(JG 225-2007)尺寸集中荷载作用下的刚度6 均布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表 2-5 塑料波纹管检验项目与质量要求检验项目质量要求外观符合预应力混凝土桥梁用塑料波纹管(JG/T 529-2004)尺寸环刚度抗冲击性柔韧性局部横向荷载2.3.3 管道的进场检验应符合下列规定:1、进场时除应按合同检查出厂合格证和质量保证书,核对其类别、型号、规格及数量外,尚应对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗
16、弯曲渗漏等进行检验。检验试验方法应分别符合现行行业标准预应力混凝土用金属波纹管(JG 225-2007)和预应力混凝土桥梁用塑料波纹管(JG/T 529-2004)的规定。2、管道应按批进行检验。金属波纹管每批应由同一钢带生产厂生产的同一批钢带所制造的产品组成,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;塑料波纹管每批应由同一配方、同一生产工艺、同设备稳定连续生产的产品组成,每批数量应不超过10000m。3、检验时应先进行外观质量的检验,合格后再进行其他指标的检验。当其他指标中有不合格项时,应取双倍数量的试件对该不合格项进行复检;复验仍不合格
17、时,则该批产品为不合格。2.3.4波纹管在搬运时应采用非金属绳捆扎,或采用专用框架装载,不得抛摔或在地面上拖拉。波纹管在存放时应远离热源及可能遭受各种腐蚀性气体、介质影响的地方,存放时间不宜超过6 个月,在室外存放时不得直接堆于地面,应支垫并遮盖。2.4 智能张力系统2.4.1 技术参数要求1、张拉控制应力的精度宜为1.5%;7 2、实时进行伸长值误差校核,伸长值偏差宜控制在 6%或设计规定范围内;3、各千斤顶之间张拉力的同步误差宜为2%;4、保证千斤顶具有足够的持荷时间(5 分钟)。2.4.2 标定要求1、使用时间超过 6 个月;2、张拉次数超过 300 次;3、使用过程中千斤顶或压力表出现
18、异常情况;4、千斤顶检修或更换配件后。2.4.3 其它要求1、采用的技术应稳定可靠,具有较好的口碑;2、设备应配套相应的售后服务,确保施工时不耽误工期。2.5 智能压浆系统2.5.1 技术参数要求1、搅拌机的转速应不低于1000 r/min,搅拌叶的形状应与转速相匹配,其叶片的线速度不宜小于10m/s,最高线速度宜控制在20m/s 内,且应能满足在规定的时间内搅拌均匀的要求;2、用于临时储存浆液的储料罐应具有搅拌功能,且应设置网格尺寸不大于3mm 的过滤网;3、压浆机应采用活塞式可连续作业的压浆泵,其压力表的最小分度值应不大于 0.1MPa,最大量程应使实际工作压力在其25%-75%的量程范围
19、内。不得采用风压式压浆泵进行孔道压浆;4、真空辅助压浆工艺中采用的真空泵应能达到0.10MPa的负压力。5、可实时监测压浆压力、流量、水胶比、保压压力、保压时间。2.5.2 标定要求1、使用时间超过 6 个月;2、使用过程中传感器或压力表出现异常情况;3、设备系统更换主要传感零部件后应进行校准。2.5.3 其它要求1、采用的技术应稳定可靠,具有较好的口碑;8 2、设备应配套相应的售后服务,确保施工时不耽误工期。3 张拉系统安装与调试3.1 管道安装3.1.1 管道的规格、尺寸应符合设计规定,且其内横截面积应不小于预应力筋净截面积的 2 倍;对长度大于 60m的管道,宜通过试验确定其面积比是否可
20、以进行的压浆作业。3.1.2 管道应按设计规定的坐标位置进行安装,并应采用定位钢筋固定,使其能牢固地置于模板内的设计位置,且在混凝土浇筑期间不产生位移。管道与普通钢筋重叠时,应移动普通钢筋,不得改变管道的设计坐标位置。固定各种成孔管道用的定位钢筋的间距,对钢管不宜大于1.0m;波纹管不宜大于0.8m;位于曲线上的管道和扁平波纹管道应适当加密。定位后的管道应平顺,其端部的中心线应与锚垫板相垂直。3.1.3 管道接头处的连接管宜采用大一级直径的同类管道,其长度宜为被连接管道内径的 5-7 倍。连接时不应使接头处产生角度变化及在混凝土浇筑期间发生管道的转动或移位,并应缠裹紧密防止水泥浆的渗入。塑料波
21、纹管应采用专用焊接机进行热熔焊接或采用具有密封性能的塑料结构连接器连接。当采用真空辅助压浆工艺进行孔道压浆时、管道的所有接头应具有可靠的密封性能,并应满足真空度的要求。3.1.4所有管道均应在每个顶点设排气孔及需要时在每个低点设排水孔。压浆管、排气管和排水管应是最小内径为20mm 的标准管或适宜的塑性管,与管道之间的连接应采用金属或塑料结构的扣件,长度应足以从管道引出结构物以外。3.1.5 管道安装完毕后,其端口应采取可靠措施临时封堵,防止水或其他杂物进入。3.1.6 管道安装的允许偏差应符合表3-1 的规定。表 3-1 管道安装允许偏差项目允许偏差管道坐标(mm)梁长方向30 梁高方向10
22、管道间距(mm)同排10 9 项目允许偏差上下层10 3.2 预应力筋的安装3.2.1 预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入孔道,穿束前应检查锚垫板和孔道,锚垫板的位置应准确;孔道内应畅通,无水和其他杂物。3.2.2 宜将一根钢束中的全部预应力筋编束后整体穿入孔道中,整体穿束时,束的前端宜设置穿束网套或特制的牵引头,应保持预应力筋顺直,且仅应前后拖动,不得扭动。对钢绞线,可采用穿束机逐根将其穿入孔道内,但应保证其在孔道内不发生相互缠绕。3.2.3 对在混凝土浇筑及养护之前安装在孔道中但在表3-2 的规定时限内未压浆的预应力筋,应采取防止锈蚀或其他防腐的措施,直至压浆。3.2.4 预应力筋安装在
23、管道中后,应将管道端部开口密封防止湿气进入。采用蒸汽养护混凝土时,在养护完成之前不应安装预应力筋。3.2.5 在任何情况下,当在安装有预应力筋的结构或构件附近进行电焊时,均应对全部预应力筋、管道附属构件进行保护,防止溅上焊渣或造成其他损坏。3.2.6 对在混凝土浇筑之前穿束的管道,预应力筋安装完成后应进行全面检查,查出可能损坏的管道。在混凝土浇筑之前,应将管道上所有非有意留的孔开口或损坏之处修复,并应在浇筑混凝土过程中随时检查预应力筋能否在管道内自由移动。表 3-2 未采防腐蚀措施的预应力筋在安装后至压浆时的容许间隔时间暴露条件安装后至压浆时的容许间隔时间(d)空气湿度大于70%或盐分过大时7
24、 空气湿度40%-70%时15 空气湿度小于40%20 3.3 张拉系统准备3.3.1 张拉控制站布置在待张拉梁板侧面,应不影响现场施工、安全工作、无阳光直射,并在张拉过程中无需移动就能方便看到梁板的两端。张拉仪主机和千斤顶布置于张拉端,并使之能与控制站保持直线可视状态。3.3.2 张拉前应对照张拉系统清单,清点设备,确定设备完好、配件齐全。3.3.3 核对千斤顶的编号,由于千斤顶都在出厂前统一标定,使用时一定要注意对应正确的标定公式。10 3.4 千斤顶、锚具夹具和连接器安装3.4.1 安装限位板后,起吊千斤顶。千斤顶必须采用钢丝绳起吊以确保安全。3.4.2 锚具和连接器的安装位置应准确,且
25、应与孔道对中。锚垫板工设置有对中止口时,应防止锚具偏出上口。安装夹片时,应使夹片的外露长度基本一致。3.4.3 采用螺母锚固的支撑式锚具,安装时应逐个检查螺纹的配合情况,应保证在张拉和锚固过程中能顺利旋合拧紧。3.4.4 连接张拉仪与千斤顶的数据线,不得拉扯该数据线用于移动千斤顶。3.5 张拉系统调试接通电源,调试张拉系统,确保设备连接、网络连接正常。4 预应力张拉施工4.1 基本要求4.1.1 预应力张拉之前,宜对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试,通过测试所确定的 u 值和 k 值宜用于对设计张拉控制应力的修正。4.1.2 张拉时,结构构件混凝土的强度、弹性模量(或龄期)应符合设计规
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