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编制人:张一博
审核人:XX
编制单位:XX
编制日期:XX
预应力作业指导书
目的
编制预应力施工作业指导书的目的就是为了更好的指导施工生产,使现场作业人员能够规范施工。
编制依据
《XXX施工组织设计》
《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》(JT/T-)
《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-)
《公路桥涵施工技术规范》(JTG-T-)
适用范围
本作业指导书适用于如泰预运河大桥后张法预应力施工。
预应力材料
(1)采用符合国家标准(GB/T-)的钢绞线,规格为θs15.2mm,fpk=MPa,Ep=1.95*MPa。预应力通过预埋塑料波纹管制孔,并采用真空辅助压浆技术。
(2)钢绞线有出厂合证,进场后先进行外观检查,合格后其力学性能试验按铁道部现行砼与砌体工程施工标准的要求办理。对钢绞线的弹性模量试验按每批号进行。
(3)每批钢绞线由同一批号、同一强度的钢绞线组成。
(4)锚具、夹具和连接器应符合国家现行《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》(JT/T-)的有关规定并经检验合格后方可使用。
预应力设备选用及校正
(1)张拉千斤顶在整拉整放工艺中,单束初调及张拉宜采用穿心式双作用千斤顶。整体张拉和整体放张宜采用自锁式千斤项,额定张拉吨位宜为张拉力的1.5倍,且不得少于1.2倍,张拉千斤顶前必须经过校正,校正系数不得大于1.05。校正有效期为一个月且不超过次张拉作业,拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正。
(2)压力表应选用防震型,表面最大读数应为张拉力的1.5至2.0倍,精度不低于1.0级,校正期有效期为一周。
(3)压力表应与张拉千斤顶配套使用。预应力设备应建立台帐及卡片并定期检查。
后张法预应力施工工艺流程
施工工艺
(1)钢绞线下料
如泰运河大桥预应力钢绞线采用Φs15.2mm钢绞线kg。钢绞线按设计下料长度并考虑千斤顶的型号及穿束方式下料,采用砂轮锯切割,不得采用电弧切割,切割后在端部用铁丝扎紧并裹胶布。
钢绞线下料钢绞线下料(2)梳编穿束
为避免单根穿束引起的钢绞线相互缠绕,导致张拉时钢绞线受力不均造成滑丝、断丝事故,应采用整束穿束系统进行穿束。首先对钢绞线和锚具进行编号,一一对应,穿入梳束板,钢绞线一端固定于牵引头,然后,梳束板向另一端移动,每隔1m绑扎一道铁丝,直到钢绞线另外一端。然后用卷扬机牵引将整束穿入预留孔道,穿束前先清除锚垫板上的残留砂浆并修正管口,使钢绞线垂直于锚垫板。
预应力管道固定(3)张拉操作流程
预应力张拉前,需另行编制张拉作业指导书,根据钢绞线实测弹性模量计算伸长值,并与实测伸长值进行对比。
张拉施工采用智能张拉施工。张拉采用设计张拉力与设计伸长量双控的方法,即测量伸长量与根据张拉力计算出的理论伸长量进行比较,检验是否与计算相符,如在规定范围内,则进行锚固。如果预应力筋的伸长量与计算值超过6%时,应停止张拉,查明原因,采取措施并予以克服。
混凝土必须达到90%设计强度以及养护条件后方可张拉。
张拉操作工艺流程为:安装工作锚→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚→张拉从0至20%δcon→20%δcon至50%δcon→%δcon→持荷5min→记录伸长量。
预应力钢束张拉顺序如下:
张拉遵循先张拉长束,再张拉短束,先张拉中腹板,再张拉边腹板;先张拉部分横梁钢束、纵向腹板钢束、纵向顶板钢束、纵向底板钢束、剩余横梁钢束、最后张拉顶板桥面横向钢束的原则。
0-3#现浇箱梁张拉采用两台设备带动两套千斤顶进行,具体顺序如下:先对称张拉Z01、Z02#中横梁编号N1、N3钢束→张拉Z03#端横梁编号N1、N4钢束→对称张拉中腹板W3钢束→对称张拉边腹板W3钢束→对称张拉中腹板W2钢束→对称张拉边腹板W2钢束→对称张拉中腹板W1钢束→对称张拉边腹板W1钢束→张拉中腹板顶板T1钢束→张拉边腹板T1钢束→再张拉中腹板B2钢束→张拉边腹板B2钢束→再张拉中腹板B1钢束→张拉边腹板B1钢束→对称张拉Z01、Z02#中横梁编号N2钢束→张拉Z03#端横梁编号N2、N3钢束。
最后张拉顶板桥面横向钢束,张拉采用小型千斤顶张拉,因桥面板有单端张拉和两端张拉两种形式,按桥梁前进方向,按顺序张拉桥面横向预应力钢束。
3-6#悬浇箱梁采用两套智能张拉设备进行张拉作业,具体张拉顺序如下:
张拉主墩部分横梁束→腹板束W系列→悬浇段顶板束T系列→桥面横向束→腹板竖向束→边跨合拢顶板、底板束长束提前张拉50%力值锁定→端横梁N1、N4束→边跨合拢顶板束TS系列→边跨合拢底板束BS系列→端横梁N2、N3束→中跨合拢顶板、底板束长束提前张拉50%力值锁定→中跨合拢顶板束TM系列→中跨合拢底板束BM系列→桥面横向束→腹板竖向束→主墩剩余横梁束。
6-8#现浇箱梁张拉采用两台设备带动两套千斤顶进行,具体顺序如下:先对称张拉Z07#中横梁编号N1、N3钢束→张拉Z06#端横梁编号N1、N4钢束→对称张拉中腹板W3钢束→对称张拉边腹板W3钢束→对称张拉中腹板W2钢束→对称张拉边腹板W2钢束→对称张拉中腹板W1钢束→对称张拉边腹板W1钢束→张拉中腹板顶板T1钢束→张拉边腹板T1钢束→再张拉中腹板B1、B2钢束→张拉边腹板B1、B2钢束→对称张拉Z07#中横梁编号N2钢束→张拉Z06#端横梁编号N2、N3钢束。后张拉顶板桥面横向钢束,张拉采用小型千斤顶张拉,因桥面板有单端张拉和两端张拉两种形式,按桥梁前进方向,按顺序张拉桥面横向预应力钢束。
(4)张拉控制要点
1)张拉顺序应使箱梁的受力均匀。
2)张拉工艺应使同一束中各根预应力筋的应力比较均匀。
3)施加预应力应采用张拉吨位与引伸量双控。当预应力钢束张拉吨位达到设计张拉吨位时,预应力筋张拉伸长实测值与计算值的偏差应在±6%以内。
4)预应力筋张拉时,发生断裂或滑脱的数量严禁超过同一断面预应筋总根数的1%,且每束钢绞线不得超过一根;且不允许整个钢绞线拉断。
5)锚固时张拉端预应力筋的内缩量,应符合设计要求。
6)预应力筋锚固时,夹片缝隙均匀,外露一致(一般为2~3mm)。
7)预应力钢束张拉按照设计图纸提供的张拉顺序和张拉控制应力进行。
钢绞线应妥善保管,避免刻痕及严重锈蚀。使用前必须对其强度、引伸量、弹性模量、外形尺寸及才初始应力进行严格检验、测试。采用的锚具必须质量可靠并符合设计要求。
工作锚具安装图片模糊,建议替换或删除×
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(5)预应力管道施工要求:
1)预应力管道必须严格按照设计的曲线要素定位,直线段60cm设置一道定位架力钢筋,曲线段30cm设一道定位架力钢筋。纵向顶底板束竖弯、斜腹板束竖弯处、变宽及曲线箱梁腹板束平弯段每隔30cm设置一道防崩钢筋,该区段防崩钢筋可兼做定位钢筋。
2)预应力管道的连接必须保证质量,管道接口采用专用连接管连接,并用热塑带密封,应防止在施工过程中人为因素导致的管道变形或穿孔,以杜绝漏浆造成预应力管道堵塞。
3)初步考虑钢束在浇筑混凝土之前提前伸入预应力管道,然后再进行混凝土的浇筑。
(6)孔道压浆
依据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T-),预应力筋张拉锚固完成后,孔道应尽早进行压浆施工,且应在48h内完成,避免钢绞线锈蚀。
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(7)压浆材料
1)孔道压浆应采用强度等级不低于52.5的压浆料。压浆料的质量应符合国家标准。
2)压浆用压浆料的水灰比应控制在0.26~0.28;在调制浆体时,配合比采用每28Kg水对应加入Kg压浆料并搅拌均匀;搅拌后3h的泌水率不宜大于2%,泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。
3)压浆料应有足够的流动度。初始流动度为10~17s时,即可满足压浆要求。初凝时间不小于5h,终凝时间应小于24h。
4)浆体宜掺入阻锈剂,但严禁掺入含氯化物或对预应力筋有腐蚀的外加剂。
5)浆体3d龄期强度应达到27.3MPa,浆体7d龄期强度应达到40MPa,28d龄期强度应达到50Mpa。
6)压浆料应采用机械搅拌,以确保拌合均匀。搅拌好的压浆料必须过滤置于贮浆桶内,并不断搅拌,以防泌水沉淀。
(8)压浆工艺
1)压浆前应全面检查构件孔道及压浆孔、泌水孔、排气孔是否畅通,必须要可采用压缩空气清孔。
2)压浆前应对锚具夹片空隙和其他可能产生的漏浆处需采用高强度水泥浆或结构胶等封堵。封堵材料的抗压强度大于10MPa时方可压浆;
采用真空辅助压浆,即在预应力筋孔道的一端采用真空泵抽吸孔道中的空气,使孔道内形成负压0.1Mpa的真空度,然后在孔道的另一端采用压浆泵进行压浆。其流程如下:封锚→关闭压浆阀、排气阀,启动真空泵,达到并保持设计真空度→启动压浆泵,压浆作业→(浆液流出真空端)打开排气阀→(浆液流出排气阀)关闭真空端阀门→继续压浆,压力达到0.6Mpa,持压3~5min,关闭压浆阀门,完成压浆施工。
封锚
箱梁终张拉后进行封锚。封锚采用强度等级不低于C50等级混凝土进行填塞。
(1)工艺流程
锚具穴槽表面凿毛处理→锚具防水处理→安装封锚钢筋→填塞混凝土→混凝土养护→对新旧混凝土结合部进行防水处理。
(2)封锚工艺
封锚前,对锚具穴槽表面进行凿毛(宜在梁端钢模拆卸后立即进行)处理,并将灰、杂物以及支承板上浮浆清除干净。然后在纵向预应力筋锚具及与锚垫板接触处四周采用聚氨酯防水涂料进行防水处理。安装封锚钢筋后,采用低流动度的C50混凝土对锚孔进行填塞。填塞混凝土分层筑实,表面平整。混凝土凝固后,采用保湿养护,在封堵混凝土四周、长方边处不得有收缩裂纹。最后,对新旧混凝土结合部采用聚氨酯防水涂料进行防水处理。
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(3)试件制作
封锚混凝土试件的取样、批量、养护、试验、评定符合下表的规定。试件注明制作日期及代表梁号。
质量、安全保证措施
现场施工作业质量管理体系如下:
北岸现场负责人:万伟施工员:刘耀伟、邬曙旭
南岸现场负责人:范声勇施工员:谭传珑、李杰
(1)质量保证措施
1)严格按设计图纸和现行施工验收规范组织施工,具体操作严格按批准后的施工方案和预应力施工工法进行;
2)认真做好自检、互检等检验工作,并及时进行隐蔽工程验收,未经验收不得进行下一道工序的施工;
3)张拉施工前,应认真复核图纸与施工情况,在现场同条件养护的混凝土试块的试压强度达到设计允许的张拉强度后,方可进行张拉;
4)严格按图纸要求进行施工。发现问题应及时上报有关单位,经有关部门核定后继续施工;
5)严格按照预应力施工工艺进行施工,预应力连续箱梁和板的支撑应满足上部施工荷载所必需的强度和刚度要求,尤其是底层支撑的基础应牢固,以防止支撑的不均匀沉降;
6)预应力筋张拉前,不得拆除梁底模;
7)张拉前应对待张拉梁的外观作必要的检查,确认混凝土浇捣质量合格;
8)发现异常裂缝等后方可进行张拉;如有异常,应及时通知有关单位,查明原因,必要时调整张拉方案,经批准后再进行张拉。
(2)安全保证措施
危险因素分析:预应力工程包括张拉和压浆施工,主要涉及到起重作业、高空作业、高空坠物、张拉作业。
可能存在重大危害因素有:
(1)预应力施工过程中存在砼崩裂、锚头下陷等;
(2)预应力钢绞线张拉过程中存在夹片、锚具下落、千斤顶掉落而伤人毁物风险;
(3)存在钢绞线断丝伤人的危险等;张拉设备标定不准确、张拉伸长量和控制张拉力计算不准确可能造成超张拉而导致钢束断裂伤人;
(4)压浆作业时,水泥灰随风飘散导致作业人员眼部、鼻子等受损,因压浆浆液流到桥面造成作业人员跌倒摔伤;
(5)出浆管的浆液直接排放,存在伤人伤物的风险;
(6)压浆管存在破裂伤人的风险。主要控制措施:
1)严格按照设计图纸设置预应力防崩钢筋,锚垫板方向与钢绞线的施力方向垂直;特别注意锚头区砼布料及振捣,保证砼质量;砼在达到设计强度和龄期后才予张拉作业。
2)张拉前明确所使用的张拉设备及材料仍处于受控的良好状态,并按要求油表与张拉顶配套标定使用,不得随意更换。
3)张拉设备专人保管使用,定期检验、标定、维护;锚具应保持干净并不得有油污。特别是仔细的保管好油表。在使用前对油压管、油压表、千斤顶及预应力材料进行现场检查。
4)钢绞线下料必须按照技术人员签发的下料单进行精心的下料,下料采用砂轮切割机切割,严禁气割损伤钢绞线,引起张拉危险;在钢绞线的转运过程中严禁电焊损伤钢绞线,避免张拉时断丝的危险。
5)张拉前对操作工人进行岗前培训和教育,使其能很好的胜任该项工作。
6)钢绞线下料和转运的过程中不得被泥土污染;钢绞线下料后的运输应人工抬运,不应在地下拖运;不管是在后场,还是运输到现场的预应力材料应采取上支下垫的措施,防止预应力材料锈蚀和损坏。从而避免影响结构物的使用安全。
7)严格执行预应力施工张拉程序及施工方案要求,张拉时缓慢、均匀的施加预拉力,技术人员加强现场监督和指导,禁止发生不符要求的欠张拉和超张拉现象;严格执行张拉安全操作程序,在张拉作业区设置警戒线,非张拉作业人员不得进入,保证张拉四周人员、财物的安全。
8)张拉时,张拉端部在向两侧的45°范围内不许站人,以免钢绞线断丝后飞出伤人;对张拉平台下方悬挂密目安全网,防止张拉时,夹片或锚具下落伤人毁物。
9)拉伸长量和控制张拉力必须认真计算和复核并得到相关部门和单位签字认可,确保数据无误后执行;现场作业人员必须严格按技术员指令进行张拉作业,质检员旁站监督。
10)压浆作业人员必须佩带隔离橡胶手套、口罩等防护设备;压浆设备设置在底端密闭的铁仓内,浆液流至桥面后及时用水冲洗干净,避免水泥浆污染桥面和引起危险。采用容器收集残留废浆,禁止直接排放造成废浆冲下桥面伤人和污染桥梁结构物。
11)非压浆作业人员远离压浆作业区;作业人员正确穿戴口罩,防护眼镜等劳动保护用品;采用质量好,耐压高的高压橡胶管作为压浆管;压浆料搅拌均匀并满足使用要求,避免浆料原因造成堵管和爆管伤人;及时标定和检查压浆设备,并做好日常维修和保养工作;压浆管跳动幅度过大(压力过大)时,应停止加压,查明原因处理后继续施工。