箱梁预应力张拉

箱梁预应力张拉

众所周知，预应力体系是70m箱梁质量的核心部分和关键控制点，关系到70m箱梁预制的成败，故箱梁预应力管道的定位措施和预应力的张拉工艺是非常重要的。

一、在吸取了第一片箱梁的经验后，我部技术人员和现场管理人员通过研究实践制定了箱梁预应力管道定位方法，具体操作如下：

1、桥面合拢束预应力管道

在桥面钢筋绑扎胎模上用钢筋定出每束预应力管道的走向，这样每片箱梁钢筋绑扎完了可根据预应力管道的走向穿制波纹管。这只能粗略定位，以免穿错了位置影响钢筋的施工而返工。首先应在桥面钢筋上用线定出箱梁的纵向中心线，然后根据图纸提供的尺寸用油漆在钢筋上涂出每根管道的关键控制点，再用线精确放出每束预应力管道的位置及走向；根据线的位置用尺子量出竖直方向的尺寸，再用已弯好的U型钢筋与顶板钢筋焊接固定住波纹管。

2、桥面横向预应力管道

在桥面钢筋绑扎胎模具两侧的纵向标尺上，根据图纸提供的尺寸已经用白油漆定出了每束桥面横向预应力波纹管的位置。在桥面钢筋绑扎完后根据已定出的位置穿制横向波纹管，到位后用事先已弯好的U型钢筋卡子直接卡住横向波纹管挂在顶板钢筋上固定；再用扎丝绑住U型卡和顶板钢筋，这样在穿横向预应力钢绞线时U型卡就不会掉下来。在预应力钢绞线穿完后用扎丝绑扎住横向预应力波纹管和U型卡，这样在灌注箱梁顶板混凝土时横向预应力波纹管就不会上浮。此方法即简单又实用，钢筋卡子可以用直径6mm的圆钢，节约了钢筋，但必须要求钢筋卡子的尺寸和根据图纸算出来的尺寸相符，这样才能做到精确定位，满足规范的要求。

1

3、底板预应力波纹管

在底板第一层钢筋绑完后根据胎模的中心定出底板钢筋的纵向中心线，标准段用事先根据图纸提供的尺寸自制的钢筋比尺来精确定位，弯曲段用油漆由卷尺直接放在底板钢筋上，然后用弯好的U型钢筋固定在底板钢筋上，在固定时需注意电焊容易烧伤塑料波纹管。只要操作规范，有责任心，就能达到规范的要求。

4、腹板预应力波纹管

首先应把梁体胎模具底板两侧角钢调平，加固后不变形，然后在需要的位置根据胎模具底板两侧角钢的高度焊接固定出一段角钢，两角钢面一定要在同一水平面上，这样在定腹板预应力波纹管高度方向时就有基准点了。根据图纸提供的尺寸以焊接出来的角钢为基准面，用钢卷尺在腹板外侧钢筋上放出管道控制点竖直方向的坐标，涂上油漆，再用控制点拉线定出固定点的位置，做上标记；焊好水平定位筋，在焊接过程中用水平尺来控制定位筋的水平度，再用直尺以N10及N10a钢筋的外边为基准，垂直于N10及N10a钢筋定出管道水平方向的尺寸，用弯好的U型钢筋和水平定位筋焊接固定住波纹管。根据图纸要求，预应力波纹管定位筋弯曲段每隔450mm布置，直线段每隔750mm布置。

为了防止管道在混凝土灌注过程中承受下料的冲击力及振动棒的振捣力而变形，在混凝土灌注前穿上特制定做的硬衬管，确保混凝土灌注完后穿束张拉工作的正常进行。端模安装完后，波纹管与锚垫板之间的缝隙要用棉纱堵塞住；吊装内模之前，要仔细的检查底腹板塑料波纹管有无破裂之处，如有应用胶布包好以防在混凝土灌注中漏浆导致堵孔。现在预应力管道的定位方案已基本成熟，允许偏差能满足规范的要求。

二、钢绞线下料及穿束

2

1、钢绞线下料应在特制的放盘筐中进行，防止钢绞线弹出伤人和扭绞。散盘后的钢绞线应细致检查外观，发现劈裂、重皮、小刺、折弯、油污等需进行处理。钢绞线按工程技术人员下发的计算长度进行下料，下料应在平整的水泥地面上进行，应采用砂轮锯切割，且钢绞线下料长度误差不得超过30mm。杭州湾大桥70m箱梁纵向预应力管道长度各不相同，这就导致每束钢绞线的长度也不一样，如果按要求下料后放在一起在穿的过程中很容易搞混淆，给施工带来了一定的困难。根据现场实际情况，按穿束顺序要求边下边穿，解决了施工难题。

2、每束钢绞线下料完后，两根为一组，在要穿的一端缠上绝缘胶布，由人工穿束。每束在开始穿时很轻松，快穿完时由于空间小有点困难，人工穿束的优点就是在穿束过程中钢绞线在管道内不会绞在一起，给张拉作业提供了方便。钢绞线穿束前应清除孔道内的杂物以防堵孔。根据规范要求钢绞线穿入梁体后应尽快张拉，停放时间不宜过长，否则应采取防锈措施。

三、张拉设备

1、千斤顶与油表校正

张拉千斤顶在预施应力前必须经过校正，确定其校正系数，校正工作按以下方法进行。本工程选用千斤顶为柳州OVM公司产500t千斤顶。

传感器校正方法：将千斤顶及传感器安装在固定的框架中，用已校正过的压力表与千斤顶配套校验。油表每5MPa一级，读出相应的传感器读数，每个千斤顶校验两次，根据两次油表读数的平均值及传感器读数进行回归，得出回归方程。校正千斤顶用的传感器必须在有效期内，传感器的校验有效期为一年。本工程传感器为上海振月传感器仪表厂生产，经上海市政工程研究院校验。

3

张拉千斤顶在下列情况下必须重新进行校验：

1)张拉了200次以后。

2)张拉千斤顶校正期限已达六个月。

3)张拉千斤顶经过修理后。

张拉千斤顶校正前，须将油泵、油压表、千斤顶安装好后，试压三次，每次加压至最大使用压力的10%，每次加压后维持5分钟，压力降低不超过3%，否则应找出原因并处理，然后才进行校验工作。

油压表的选用应为：

1)精度为1.5级（基本允许误差±1.5%）。

2)最大表盘读数：60MPa，读数分别应不大于1MPa，表盘直径应大于15cm。

3)防震型。本工程选用的油表为沈阳正义精密仪表厂生产，校验为海盐县计量检定测试所。

4)油压表使用超过允许误差或发生故障时必须重新校正。

2、张拉架的制作

张拉架由两个操作平台组成，前排作为工人安装锚具、夹片、千斤顶的操作平台，后排作为电动油泵的操作平台。因为箱梁太高操作不便，故张拉架必须分成两层设计。在张拉架顶上

4

前一排装上电动葫芦，顺梁向布置且挂在纵移梁上，当装千斤顶时电动葫芦就沿纵移梁滑动进行纵向操作，其移动距离以能满足千斤顶的纵向安装为准。为了能使电动葫芦横向移动，在电动葫芦的纵移梁下设置了两台滚轮小车沿梁端横向移动，以满足箱梁端部不同部位的纵向张拉。为了满足规范的要求且为了节省张拉时间，张拉架顶上布置两台电动葫芦，作业时两边同时张拉。在张拉架顶上制作一个角钢框架，在框架上铺一层彩钢瓦，固定后即可防雨；在张拉架外侧张拉范围内铺上厚钢板焊接牢固，以防止钢绞线飞出伤人。

四、预施应力

为防止箱梁早期裂纹应对箱梁进行二次张拉，即早期张拉和终张拉。早期张拉时混凝土强度应不小于25Mpa、弹性模量不小于18.8Gpa。早期张拉后，应在制梁台位上继续养护至混凝土达到设计终张要求时方可进行终张拉。终张拉时混凝土强度不小于设计要求。且梁体张拉前试验室应提供强度试验报告。张拉值班技术人员依据试验报告决定是否张拉，并通知监理工程师旁站。

1、预施应力前应作好如下准备工作

1）检查梁体混凝土是否已达到设计强度和弹性模量要求、否则不允许预加应力。

2）张拉千斤顶和油压表均在校验有效期内。

3）第一片梁张拉前应测定下列数据：锚具的锚口摩阻、管道摩阻、锚具锚固后的钢绞线回缩量。

2、张拉操作

5

1）清除锚垫板下水泥浆，将钢绞线逐根对孔穿入锚具中，并装上工作锚夹片。用钢管将工作锚夹片打紧，安装时务必使工作锚落入锚具止口中，并与孔道轴线同心。工作锚安装后安装张拉限位板及千斤顶对位，千斤顶对位后在千斤顶后端安装工具锚，安装工具锚时应注意不得使钢绞线错孔扭结。工具锚夹片为三瓣式，为安装方便可采用橡皮筋将夹片箍住。并从钢绞线端头沿钢绞线送进到工具锚孔中并用钢管将工具锚夹片打紧。以上工作全部作完后对千斤顶供油，使千斤顶受力并与梁端锚面垂直，再次检查锚具、千斤顶、孔道三者轴心是否同心，有偏差时应用手锤轻击锚具调整位置，检查合格后，两端联系同时张拉供油的准备。当张拉到0.1σk后停止张拉，测量并记录千斤顶油缸外伸量及夹片外露量。测量记录完后，两端同时发出张拉信号，继续张拉至0.2σk时停止张拉，并测量记录千斤顶油缸外伸量及夹片外露量。测量记录完后两端同时继续张拉。当为早期张拉时应继续张拉至0.333σk时锚固即可，当为终张拉时应张拉至σk后静停5min并补充到σk测量并记录油缸外伸量及夹片外露量，测量完毕后即可回油锚固。并再次测量记录锚固后的油缸外伸量，作为夹片回缩量的计算依据。钢绞线的实际伸长量△＝控制油压（σk）油缸外伸量-初始油压（0.1σk）油缸外伸量-钢绞线在锚外的延伸量-（初始夹片外露量-控制油压夹片外露量）+（0.1～0.2）σk油缸外伸量。张拉过程中若千斤顶行程不够需要倒顶时，在临时锚固前应记下锚固前的油表读数。倒顶后应张拉至锚固前的油表读数作为初始测量记录的起始点。

2）预施应力应采用双控制，即以张拉控制应力为主，并以钢绞线伸长量校核，实际伸长量应不超过理论伸长量的±6%，当伸长量超过±6%时应查明原因。

3）钢绞线理论伸长量按下式计算

PPLLP(1e(kx))LEpAEpAkx

Ep —预应力筋的弹性模量

6

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

X —从张拉端至计算截面的孔道长度(m)

L —预应力筋的长度

P —预应力筋张拉端的张拉力（N）

θ —从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）

P —预应力筋张拉端的张拉力（N）

4）预施应力程序

早期张拉：0→0.1σk（测初始伸长量及夹片外露量）→0.2σk（测伸长量及夹片外露量）→σk（持荷5分钟）→补充到σk（测控制油压伸长量及夹片外露量）→锚固（测锚固回缩量）(早期张拉σk=465Mpa)

终张拉：0→465Mpa（测初始外露量）→σk（持荷5分钟）→补充到σk（测控制油压伸长量及夹片外露量）→锚固（测锚固回缩量）(终张拉σk=1395Mpa)

5）张拉应左右对称同步进行，同时加强箱梁应力、变形观测。

6）初始张拉：梁两端同时对千斤顶主油缸充油，使钢绞线束略为拉紧，充油时随时调整

7

锚圈、垫圈及千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合，同时应注意使每根钢绞线受力均匀，随后两端同时加荷到0.1σk打紧工具锚夹片，并在钢绞线束上刻上记号，作为观察滑丝的标记。第一次张拉时应分多级张拉，如从0.1～0.2σk、0.2～0.3σk以检验0.1～0.2σk 与0.2～0.3σk 时钢绞线伸长量是否一致，当不一致或实测伸长量较大时可提高初始压靠值，即将0.1σk提高到0.2σk。

7）钢绞线锚固：钢绞线束在达到σk时，持荷5min，并维持油压表读数不变，然后主油缸回油，钢绞线锚固。最后回油卸顶，张拉结束。

8）张拉完成后，在锚圈口处的钢绞线上做记号，以作为张拉后对钢绞线锚固情况的观察依据。

3、张拉顺序

1）早期张拉

边梁：2W2→2W4→2W1→2B2→2W5

中梁：2V2→2V4→2V1→2Z2→2V5

理论张拉力如下：

W1～W2、W4～W5 1432KN，B2 1237KN

V1～V2 V4～V5 1432KN，Z2 1237KN

8

2）终张拉

边梁：2W2→2B2→2W1→2B1→2W4→2B3→2W5→2B6

中梁：2V2→2Z2→2V1→2Z1→2V4→2Z3→2V5→2Z6

理论张拉力如下：

W1～W2、W4～W5 4297KN

B1、B2、B3、B6 3711KN

V1～V2 V4～V5 4297KN

Z1、Z2、Z3、Z6 3711KN

实际张拉力根据孔道摩阻、锚口摩阻、千斤顶摩阻系数调整张拉力。

4、纵向预应力张拉完后，张拉桥面横向预应力筋。横向张拉根据实际进度采用两侧各一台单张千斤顶在制梁台位上或梁移出后在存梁台位上张拉，张拉可从梁端开始逐根对称进行。横向张拉采用一端张拉。

1）张拉方法

清除张拉端锚垫板上水泥浆，安装扁锚并将钢绞线逐根对孔后装上夹片，安装限位板，用单张拉千斤顶逐根张拉。

9

张拉程序如下：

0→0.1σk（作测量标记）→0.2σk（量测伸长量）→σk（量测伸长量）→回油（测锚固回缩量）→卸顶。

2）张拉力

锚下应力取0.75RbY锚口摩阻取2.5％σk，实际锚外控制应力：

σk＝1.025×0.75RbY=0.77×1860=0.77 RbY=1432 Mpa

五、张拉质量要求

1、实际伸长量不超过计算伸长量的±6%（两端之和）。

2、张拉过程中出现以下情况之一者，需要换钢绞线重新张拉：

1）后期张拉时发现早期张拉的锚具当中夹片断裂者；

2）锚具内夹片错牙在8mm以上者；

3）锚具内夹片断裂两片以上者（含有错牙的两片断裂）；

4）锚具有裂纹损坏者；

5）切割钢绞线或者压浆时发生滑丝者。

10

3、张拉完毕后，必须经技术人员检查签字认可。

六、滑丝与断丝处理

1、一片梁断丝、滑丝超过钢丝总数的0.5%，且一束内断丝超过一丝时均须进行处理。

2、处理方法

当一束出现少量滑丝时，可用单根张拉油顶进行补拉。当一束内出现多根钢绞线滑丝时，须放松整根钢绞线束并重新装夹片整束补拉。

七、安全要求

1、高压油管使用前应作耐压试验，不合格的不能使用。

2、油压表安装必须紧密满扣，油泵与千斤顶之间采用高压油管连接，油路的各部接头均须完整紧密，油路畅通。在最大工作油压下保持5min以上均不得漏油，否则应及时修理更换。

3、张拉时，千斤顶后面不准站人，也不得踩踏高压油管。

4、张拉时发现张拉设备运转异常，应立即停机检查维修。

5、锚具、夹具均应设专人妥善保管，避免锈蚀、粘污、散失。

11