高速铁路箱梁张拉施工技术

1、高速铁路箱梁张拉施工技术 【摘要】预应力工程作为铁路箱梁预制过程中一道重要关键的工序，桥梁预施应力的质量直接关系到梁体的结构受力状况。更好控制好预应力工程的施工质量,就张拉施工进行浅谈。【关键词】张拉 穿束 控制应力 滑丝 1、作业准备1.1内业准备在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计、相关规范和技术标准，认真做好熟悉图纸和复核图纸工作，了解清楚设计意图，检查施工图是否完整、齐全，编制完整的施工方案。对作业工班和作业人员进行施工技术、安全交底及岗前培训，考核合格后方可上岗。1.2 外业准备张拉千斤顶及张拉油表全部进场在使用前全部标定。2、技术要求张拉电动液压千斤顶组采用穿心式张拉千斤

2、顶，张拉采用五台YCW-300C型（张拉吨位300t，行程200mm），预留一台备用；高压油表采用精度为0.4级、读数0-60MPa、直径为150mm的油压表；高压油管采用钢丝耐油橡胶管，内径6mm外径18mm，标准油压100MPa，每根管长8m并带两端原配接头；张拉用油采用46号纯净液压油。千斤顶必须经过校正后才允许使用。千斤顶校正采用与实际张拉情况完全相符合的直接标定法。油表检验与千斤顶视为一个单元进行检验，千斤顶在张拉作业前必须与油表配套校正,其校正系数不大于1.05。千斤顶校正有效周期为一个月且不多于200次张拉作业，拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新效正。若千斤顶常压漏油或串缸，应及时

3、检修，并经过校正后才允许重新使用。高压油表必须经过校正后才允许使用,正常情况下精度0.4级油表校正有效周期为一月,每周自校一次。若张拉过程中预应力钢绞线突然断裂或发现油表指针松动、无油压下和无自重影响下的指针不回零等异常现象时，均应拆换重校。生产初期在进行终张拉前请铁道部质量监督检验中心铁道部建筑检验站对前2孔箱梁进行管道摩阻试验，对预应力筋与管道壁间摩擦系数u、管道对设计位置的偏差系数k、锚口+喇叭口摩阻和锚具回缩量进行测定。实测结果试验报告经箱梁设计方进行验算确认不需调整（或对张拉控制应力作适当调整后），并下发确认函。此后，梁场方可进行箱梁终张拉。正常生产后每100孔梁测定一次管道摩阻。认

4、真落实好终张拉前三控：梁体混凝土强度(53.5MPa)、弹模(35.5GPa)、龄期(10d)；A、施加预应力前做好“三同心”预留管道、锚具、千斤顶三者同心。B、张拉过程中做好三控及两同步：“三控”-油压表读数（应力）与伸长量复核（应变）、持荷时间；两同步两端（两侧）同步张拉，同时达到同一荷载值。不同步率控制在5%。C、预应力钢绞线批接口“三对应” 1）、试验弹模与伸长量计算对应 2）、钢绞线直径与限位板槽深对应 3）、前批剩余钢绞线穿入管道编号技术指定与实际操作对应。3、施工程序与工艺流程3.1施工程序3.2预应力张拉工艺流程预应力张拉工艺流程图预张拉伸长值、油表读数计算松掉内模撑杆、松开内

5、模锚具、夹片安装锚具、夹片检验混凝土强度达到 33.5MPa张拉设备检验预张拉钢绞线检验初张拉伸长值、油表读数计算锚具、夹片安装锚具、夹片检验混凝土强度达到 43.5MPa初张拉钢绞线检验张拉设备检验移 梁龄期不得小于10d弹模35.5GPa强度达到 53.5MPa计算终张拉伸 长值油表读数张拉设备检验终张拉持荷5min油表读数伸长值24小时检验有无滑丝、断丝，测量弹性上拱切 丝注浆、封锚测量30天上拱度4.施工要求张拉为特殊工序，所有操作人员都应持证上岗。当梁体达到张拉设计强度时，专检人员到场后方能进行张拉作业。4.1 预应力张拉类型及条件（1）预张拉为防止梁体混凝土开裂，当梁体混凝土强度达

6、到33.5 MPa时，松开内模，对梁体进行预张拉。张拉数量、位置及张拉值应符合设计要求。（2）初张拉当梁体混凝土强度达到43.5 MPa并拆除内模后，方可进行初张拉。初张拉后梁体方可吊离台座。张拉数量、位置及张拉值应符合设计要求。（3）终张拉张拉前实施混凝土强度、弹性模量、混凝土龄期“三控”:即张拉前梁体混凝土强度及弹性模量均应达到设计要求,且龄期不少于10d。箱梁终张拉的混凝土强度应达到53.5 MPa（即：50MPa+3.5MPa），混凝土弹性模量应达到35.5GPa后方可进行。4.2 张拉操作程序：a、预、初张拉程序：00.2K (测量油缸伸出量,工具锚夹片外露量)预、初张拉控制应力（测

7、油缸伸出量，工具夹片外露量）回油锚固。b、未经过预、初张拉的终张拉程序：00.2K(测量油缸伸出量,工具锚夹片外露)K（持荷5min）在持荷5min内随时补油至K（测量油缸伸出量，工具锚夹片外露）卸压至2Mpa（测千斤顶油缸伸出量）回油锚固。c、已经过预、初张拉的终张拉程序：0预、初张拉控制应力(测量油缸伸出量,工具锚夹片外露)K(持荷5 min、测油缸伸出量、工具夹片外露量) 卸压至2Mpa（测千斤顶油缸伸出量）回油锚固。d、绞线回缩值=100%con油缸伸长量-卸压至2Mpa油缸伸长量-工作夹片至工具夹片工作长度伸长值。要求不大于6mm。4.3张拉设备的标定张拉设备（千斤顶、油泵、油表）由

8、专人使用和保管，并定期维护和标定（校验）。4.3.1 千斤顶的标定（1）张拉前要标定千斤顶，标定期根据设备状态和使用的频繁程度及气温来决定。千斤顶标定有效期为一个月，到期必须进行标定。每次标定均须建立卡片备查。（2）千斤顶经过大修，或漏油严重，经拆修以后，也必须重新进行标定。（3）千斤顶须与已校正过的油表配套编号标定。4.3.2油表的标定使用的油表为0.4级，每月须送到有资质的计量部门进行标定，油压表在下列情况下必须重新进行标定：（1）油压表校正有效期达到一个月。（2）油表使用时超出允许偏差或发生故障。（3）油表在使用时受到剧烈振动、冲击、指针不归零及指针失稳者。4.4钢绞线成束4.4.1 准

9、备工作预应力钢绞线进场后应对每批号取样，在弹性模量和力学性能试验合格后方可使用。实测弹性模量要在施工记录上标明。预应力锚具、夹具和连接器进场后，应按批次和数量抽样检验外形外观和锚具组装件静力检验，并符合TB/T3193-2008铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件要求。4.4.2工艺流程 钢绞线制束区在制梁台位间硬化场地，其工艺流程为：备料放盘下料截断编束，具体要求如下：（1）备料：领取经复验合格的钢绞线，吊至制束场地，立放在地上。设置放线框架和摆放槽钢，将钢绞线置于放线框架内，同时在槽钢内作出准确、明显的下料长度标记。（2）放盘：从钢绞线盘卷中抽出端头，抽头后钢绞线呈弹簧形，要

10、求弹簧形的螺旋方向应与钢绞线的捻向一致，牵引至下料长度标记处停止，理顺钢绞线，使其落在槽钢内。放盘后的钢绞线应细致检查外观，发现劈裂重皮，小刺，折弯，油污等需及时进行处理。（3）下料截断：钢绞线拉到规定长度，在切割口两侧各30mm处先用铁丝绑扎，用砂轮切割锯切断,不得使用电切割和气切割。钢绞线的下料长度可按下式计算，并通过试用后进行修正：L=L1+2L2+2L3+2L4式中：L钢绞线下料长度(mm)； L1管道长度(mm)； L2锚板厚度；L3千斤顶工作长度（油顶高度+限位板的有效高度）；L4长度富余量，可取100mm。（4）编束：按每束规定根数和长度，用22号铁线编扎，两头距端头510Cm处

11、用两根铁线绑扎。其余每隔2m绑扎一道，使编扎成束顺直不扭转。成束后，将钢绞线用人工抬移至堆放地点，以直线状态按梁跨分类存放于垫木上，搬运时，各支点距离不得大于3.0m，端悬长度不得大于1.0m。4.4.3注意事项（1）钢绞线在牵引开盘后应检查外观，及时纠正钢绞线乱盘、扭结等情况。如发现有裂纹、小刺、机械损伤、氧化皮、死弯、油迹等情况，应局部剪除。每盘钢绞线使用时端头20-30cm应截断不使用。（2）下料后的钢绞线长度允许偏差为±10mm，不得有死弯，不得沾染油污。（3）每束钢绞线根数应与施工图一致。（4）编扎好的钢束，不应污染泥土、油污并防止锈蚀和损伤，运输钢束时严禁在地面上拖拉。（

12、5）成束钢绞线在抬运至制梁区时注意抬束人员的协调，避免其他施工作业的干扰或带给其他工序施工干扰。4.5钢绞线穿束（1） 穿束前必须将锚垫板孔口及喇叭管内的混凝土浆碴清除干净。（2）采用5t卷扬机进行穿束作业，每次穿束只可同时穿入一束。作业前须检查卷扬机地笼的牢固，确保无误后方能启动机器操作。（3）将卷扬机钢丝绳套在钢绞线束前端，人工将钢绞线端头抬高并放入管道口内，开动卷扬机，使钢束缓缓进入孔道内，避免钢束扭曲，如发生个别钢绞线顶弯，应将其更换后再穿束。钢绞线束应顺直，不得有死弯，不得沾有油渍。要求钢绞线伸出梁体两端长度应相同，检查确保孔道内的钢束与设计相符。（4） 冬季施工时，预张拉束穿束作业

13、在脱端模前进行，目的是防止脱端模后在穿束过程中梁端受冻。（5）穿束作业必须有专人统一指挥，作业过程中严禁人员横穿作业区。（6）安装在管道内的钢绞线，从混凝土浇筑及养生直至压浆作业，应采取防止锈蚀等措施。不同暴露条件下，未采取防腐蚀措施的力筋，安装后至压浆时的容许间隔时间如下：空气平均相对湿度大于70%或盐分过大时 7d空气平均相对湿度40%70%时 15d空气平均相对湿度小于40%时 20d（7）力筋安装在管道中后，应将管道端部开口密封以防止湿气进入。采用蒸汽养护时，在养护完成之前不可安装钢绞线。（8）任何情况下，在钢绞线的附近进行电焊时，应对全部预应力筋和金属件进行保护，防止溅上焊渣或造成其

14、他损坏。4.6 安装锚具、夹具及张拉机械就位4.6.1 安装锚具、夹具安装工作锚板前先进性清孔、吹孔，使孔内清洁无杂物，并且量一下两端头悬出的钢束长度是否一样长，坚决避免出现一头长一头短和同束内钢绞线长短差别过大的情况，然后再安装工作锚板，工作锚板一定要安装在锚垫板的限位槽内，并用套筒将夹片打紧，使工作锚板不脱离锚垫板限位槽为原则。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。4.6.2 张拉机械就位采用张拉台架吊装千斤顶，人工定位。千斤顶定位时，要使千斤顶轴线、工作锚板轴线、传力筒以及预留孔道四轴线同

15、心，张拉开始后就可以将导链放张。4.6.3注意事项：不同批次的钢绞线实际弹性模量相差大于3Gpa时，不得用于同一片梁的同一管道内，但可用在同一片梁的不同管道内。 锚具配套所用的限位板深度，张拉时要求钢绞线直径和限位板要求对应使用。限位板槽深的选择要以取上限值原则，如：15.11mm-15.20mm直径钢绞线应选择15.20mm对应的8mm限位板槽配套使用。4.7张拉前的准备工作（1）检查梁体混凝土表面质量，有轻微缺陷允许在预施应力后进行修补处理（如非应力部位的缺陷或麻面、汽泡），缺陷严重者不得进行此道工序操作。（2）检查梁体混凝土强度、弹性模量和龄期是否已达设计要求：（3）钢绞线穿束检查完毕，

16、按规定检验合格的锚具齐全，取得的千斤顶和油压表运转正常并均已校正并在有效期内。（4）锚具按规定检验合格，确认梁体内孔道积水和污物已被清除。清除梁体张拉端锚垫板上杂物，以保证锚具与锚垫板的密贴。（5）查使用的预应力钢绞线是否准确，外露部位不得有损伤、扭结。（6）在两端钢绞线上按序号装上锚板，再将夹片按顺序套在钢绞线上，用20的钢管将夹片轻轻打入锚板孔内（要求所有夹片基本整齐一致），再安装限位板。（7）把钢绞线束穿入千斤顶，锚具中心要与孔道中心对准，调整千斤顶位置，使千斤顶与孔道、锚板位于同一轴线上，并使千斤顶与限位板、锚板接触密贴后，在千斤顶端用工具锚将钢绞线临时固定。（8）工程部出具的张拉油表

17、读数通知单和张拉通知单均已领取，专职质检人员到场，施工记录表格齐全。（9）安全防护网悬挂，联系用对讲机、作业人员到岗。（10）张拉前应确认工作锚环、工作夹片、限位板、工具锚环、工具夹片无损坏。4.8预应力施加张拉力(1)预应力钢绞线的张拉阶段及顺序按设计图纸给的顺序张拉。 (2)预施应力按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行，（当梁体拆模后混凝土强度达到初张拉条件时，预初合并，按初张拉、终张拉二个阶段进行）。预张拉:当混凝土抗压强度达到33.5MPa时，进行预制梁带模预张拉。预张前应拆除内模、端模，避免模板对梁体压缩造成障碍。张拉数量、张拉力、张拉顺序应符合设计要求。初张拉:箱梁初张拉在预制台座

18、上进行，当梁体混凝土强度达到43.5MPa时，对预制梁进行初张拉。张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求。初张后梁体方可吊出台位。终张拉:当梁体混凝土抗压强度达到53.5 Mpa、弹性模量达到35.5Gpa且混凝土龄期大于10天时，对预制梁进行终张拉。张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求。(3)张拉操作步骤预、初张拉程序：00.2K (测量油缸伸出量,工具锚夹片外露量)预、初张拉控制应力（测油缸伸出量，工具夹片外露量）回油锚固。未经过预、初张拉的终张拉程序：00.2K(测量油缸伸出量,工具锚夹片外露)K（持荷5min）在持荷5min内随时补油至K（测量油缸伸出量，工具锚夹片外露）卸压至2Mp

19、a（测千斤顶油缸伸出量）回油锚固。已经过预、初张拉的终张拉程序：0预、初张拉控制应力(测量油缸伸出量,工具锚夹片外露)K(持荷5 min、测油缸伸出量、工具夹片外露量) 卸压至2Mpa（测千斤顶油缸伸出量）回油锚固。钢绞线回缩值=100%con油缸伸长量-卸压至2Mpa油缸伸长量-工作夹片至工具夹片工作长度伸长值。要求不大于6mm。在滑丝状态下应进行放张，放张操作步骤：终张拉控制应力(伸长量到终张拉的伸长量值)超张拉控制应力(做伸长标记)缓慢回油(一边回油一边观察夹片，发现夹片松弛立即应细铁钩钩出夹片)。终张拉完毕后24h应对梁体进行弹性上拱度测量, 实测上拱值不宜大于1.05倍的设计值，存梁

20、期达到30d时，应对梁体进行上拱度测量, 实测上拱值不宜大于±L/3000。预施应力采用两端张拉，并左右对称进行，最大不平衡束不应超过1根，每件后张预制梁24h断丝及滑丝数量不应超过预应力钢丝总数的0.5%，并不应处于梁的同一侧，且一束内断丝不得超过1丝。预施应力采用双控措施，张拉过程中应保持两端的伸长量基本一致。预应力筋张拉时均要按要求填写施工记录。（4）锚外张拉控制应力与张拉力对应关系按设计图纸进行。（5）钢绞线滑丝与断丝处理滑丝在张拉过程中发生时，应立即停止张拉，并将千斤顶与限位板退除后在千斤顶与锚板之间安装上特制的退锚处理器，缓慢进行退锚张拉。退锚张拉应力大于原张拉吨位，但不

21、得大于0.85倍钢绞线抗拉极限强度(1581MPa)。借张拉钢绞线束带出夹片，然后用小钢针(5mm高强钢丝端头磨尖制成)，从退锚处理器的空口处取出夹片，不让夹片在千斤顶回油时随钢绞线内缩。取完所有夹片，两端千斤顶回油，拔掉退锚处理器，检查锚板，重新装上新夹片，重新张拉。滑丝发生在张拉完毕锚固后，其处理方法同上。但退锚的力量应予控制。一般拔力略大于张拉力量，即可拔出。两端不能同时进行，为一端增压施拔时，另一端的千斤顶充油保险，待两端均拔完后方可卸顶，以保安全。断丝多数发生于夹片范围内，主要原因是张拉锚固时没有对中。有时也在孔道内发生断丝，其主要原因是钢绞线本身有暗伤。断丝和滑丝的处理方法相同。在

22、处理滑、断丝时，钢绞线张拉应力不得超过钢绞线抗拉极限强度。钢绞线重新张拉时，第二次伸长值小于计算值时，可不作校核依据。如果发生在割丝后，可用气割设备缓慢加热切割一端锚板，然后换束重拉。（6）割丝于张拉完毕后24小时之内复查，确认无新的滑、断丝时可进行钢绞线头的切割，割丝处距离夹片外35-40mm切割，不得侵入保护层。采用手持砂轮机切割钢绞线时要注意钢绞线根部的保护，避免过高的火焰温度传到锚具内，损伤孔内钢绞线。同时对其周围的钢绞线锚具采取保护，切忌火花，溶渣溅滴到周围钢绞线和锚具上。割丝结束后应清洗干净锚穴周围的溶渣和铁屑。严禁用电弧切割钢绞线。（7）张拉作业工艺和其他要求：所有类型张拉均采取

23、两端同步张拉，并左右对称进行，最大不平衡束不得超过1束。要求在作业过程中，油泵司机操作时左右应用对讲机沟通，同时启动油泵，确保张拉左右对称、同步进行。锚具及夹片安装：要求先安放锚板，把夹片装入锚板，再将短钢管套在钢绞线上，沿着钢绞线把夹片敲击整齐,然后装入限位板，安装千斤顶，再安装工具锚，夹紧钢绞线，用短钢管套在钢绞线上，沿着钢绞线把夹片敲击整齐，使钢绞线顺直无扭结。千斤顶通过自制张拉吊架安装，在安装过程中必须取保吊架的稳固，并指定人员在张拉过程中进行看护，发现松动或其他异常情况时应立即紧固或停止作业。同时要注意千斤顶缓慢进油至初始油压，在此过程中要拨正千斤顶，确保千斤顶与锚具对中，管道、锚具

24、、千斤顶三者同心。两端同步张拉，保持千斤顶升、降压速度相近，使两端同时达到同一荷载值。每次加载应报与另一端操作人员，以保证其同步张拉。张拉至钢束设计控制应力，持荷5min，在持荷状态下，如发现油压下降，应立即补至张拉控制应力，补压应缓慢及时进行，严禁出现补压过快造成油压超标。预应力张拉过程中应保持两端的伸长值基本一致。两端伸长值不同步率不大于5% ，不同步率=（L大-L小）/（L大+L小）。测量钢束伸长值，检查两端钢束伸长值之总和及其偏差是否在规定范围的±6%以内，若超出规定允许范围，应查明原因后重新张拉。每束钢绞线张拉完毕，应及时填写张拉记录，张拉工序完毕后，有关人员须现场签字，原

25、始记录不得任意涂改，并及时将记录交技术部门。5、材料要求原材料应有供应商提供的出厂检验合格证书，并应按有关检验项目、批次规定，严格实施进场检验。5.1张拉设备5.1.1 张拉千斤顶须保证预应力钢绞线在张拉过程中的安全可靠和准确性及便于处理在张拉过程中产生的滑丝、断丝现象。选用YCW300B型张拉千斤顶，配用ZB4600H型油泵。5.1.2 张拉油压表采用防震型，其精等级采用0.4级。最小分刻度不应大于读数0.5MPa。5.1.3 张拉设备（千斤顶、油泵、油压表）应配套校验，张拉千斤顶要定期校正，校正有限期不超过一个月且不超过200次，校正系数不得大于1.05，到期后，必须送计量监督检测所复验，

26、并做好更换使用记录，张拉作业，拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正。5.1.4 在使用中发现指针无油压不回零，油表玻璃破损或其它不正常情况，对其准确性有怀疑时，不得继续使用，必须送试验室进行修复，经重新校正合格后方可投入使用。5.1.5 千斤顶在下列情况下，必须重新进行校验。（1）千斤顶校正期已达一个月。（2）千斤顶经过大修，或漏油严重，经拆修以后。6、设备机具配置设备配置表序号名称型号数量状态1电动油泵ZB4-600H10台良好2张拉千斤顶YCW300B5台标定在有效期内3张拉千斤顶YCW-200C5台标定在有效期内4油压表YB-150A10台标定在有效期内5直板尺500mm4把经标定合格6工具锚M15-7、M15-8、M15-9、M15-12根据工作锚及千斤顶型号指定厂家配套生产，进场