预应力砼箱梁施工讲义

1、预应力砼箱梁施工讲义武汉交通职业学院 龙芳月预应力砼箱梁施工，从砼浇筑方法分，可分现浇施工方法和预制施工方法。从预应力张拉施工方法分又分为先张法和后张法。我主要就以预应力张拉施工方法中的后张法施工方法来跟大家探讨。分为四大点内容。一、支架预压一）支架预压荷载计算1、箱梁重及模板重量计算2、预压荷载的总重量计算箱梁腹板及顶底板位置的荷载作用大，两侧翼缘位置的荷载作用小。预压荷载放置在两侧腹板处一定范围内。二）支架预压步骤：1、支架拼装完成调整正确位置后，即可进行支架预压。2、根据箱梁荷载是公路，荷载预压时加载位置参照该箱梁沿桥跨方向的荷载分布图。3、荷载预压分二级或三级进行，二级按100%和超预

2、压二级加压，三级按预压荷载的40%、80%和超预压三级加压。荷载加压时应按区均匀对称进行。荷载加压时，应先底板、腹板及翼缘。同层荷载加压时应先跨中，后两端。4、腹板下位置，加压时应按先跨中后两端顺序对称加压。加载之前，应铺设枕木，在枕木上加载钢筋荷载，枕木向下传递荷载，能更能接近实际荷载。5、支架在预压之前、分级加载及预压荷载全部加载完成及卸载后要进行高程测量，高程测点设置在支架L/4、L/2和3L/4的地方，记录测量结果，为后续施工提供理论依据。6、支架预压加载24小时后，即可将施工荷载移去，清洗模板后，刷上脱模剂后，进行钢筋等后续工作施工。二、预应力后张法张拉法中的张拉控制一）预应力钢材的

3、下料、加工及安装1、下料与编束钢绞线下料场地平坦，钢绞线的下料采用砂轮切割机切割。备料：根据设计领取经复验合格的钢绞线，吊至放线场地，并做好放线时防止钢绞线松盘的措施。在下料平台上作出显著准确的下料长度标记。下料：钢绞线拉到规定长度时，用无齿锯切断，下料误差控制在±5mm范围内。编束：编束时应先将钢绞线用梳溜板理顺，并尽量使各根钢绞线松紧一致。按每束规定根数、规定长度，用铁线绑扎，两头距端510cm处用双根铁线绑扎，其余每隔1.5m绑扎一道，成束后，将钢绞线束人工抬移至堆放地点，分开堆放并标识。注意事项钢绞线在开盘后应检查外观，及时纠正钢绞线的乱盘、扭结等情况。如发现有裂纹、小刺、机

4、械损伤、死弯、油迹等情况，应局部剪除，若发现有脆断、劈裂等情况则必须及时反映，并复验材质。决定报废的钢绞线单独存放作好标记，严禁混杂流入下道工序。2、张拉准备张拉准备：清理锚垫板安装工作锚环及夹片安装限位板安放垫环千斤顶就位工具锚夹片打紧。张拉根据设计和公路桥规范分阶段进行。以张拉力为控制，以伸长值为校核。预张拉可在混凝土强度达到设计强度的50%时进行初张拉。终张拉在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值，龄期不少于10天时进行。两侧腹板对称张拉，同束钢绞线由二端对称同步进行，张拉顺序按设计图要求进行，预施应力过程中保持钢绞线两端的伸长量基本一致，根据公路桥规，钢绞线实际伸长值与计算伸长值相差不超

5、过±6%；钢绞线回缩量每端不超过6mm。生产初期，需对梁进行管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试，以保证有效预施应力值。预（初）张拉工艺流程：00.1k（作伸长值标记测工具锚夹片外露量）预（初）张拉控制应力（测伸长值测工具锚外露量）回油至0锚固。终张拉（未预、初张拉）钢束操作流程：00.1k（作伸长值标记，测工具锚夹片外露）k（静停持荷5分钟）补拉至k（测伸长值，测工具锚夹片外露量）回油到0锚固（测总回缩量、测工作锚夹片外露量）。终张拉（已预、初张拉）钢束操作流程：预、初张拉时的（作伸长值标记，测工具锚夹片外露）k（静停持荷5分钟）补拉至k（测伸长值，测工具锚夹片外露量）回油到0

6、锚固（测总回缩量、测工作锚夹片外露量）。钢束总伸长和钢绞线回缩计算钢束总伸长=（两端+预张（如有）-工作段伸长×2）油缸伸长（控制）+工具夹片外露量（控制）-油缸伸长（初始）-工具夹片外露量（初始）；钢绞线回缩=油缸长度(控制)-油缸长度(锚固)-工作锚外钢绞线段弹性伸长值。张拉后每端钢绞线回缩量不大于公路桥规规定回缩量。3、穿束穿束的顺序：由上向下、由里向外。 钢绞线从下料场地搬运时，应按图纸规定复查：编束后的钢绞线长度、每束根数和编束的质量是否符合要求。钢绞线束搬运时，支点距离不大于3m，端部悬出长度不大于1.5m。在搬运过程中，要防止出现死弯，其最小弯曲半径不得小于1m。穿束前

7、钢绞线不得沾上油渍、泥土，并应顺直、无死弯。穿束前对孔道应当用通孔器全程疏通，以保穿束顺利通过。穿束前应检查锚垫板及喇叭口周围及喇叭口内和压浆孔内的灰浆是否清除和畅通。穿束采用卷扬机牵引穿束，穿束时先将一根两端焊钩的钢绞线穿过预应力孔道，用特制钢环将整束钢绞线套好，其中一根或两根钢绞线端部上夹片打入钢环内，打紧后，将带钩钢绞线一端钩在套筒上，一端钩在卷扬机绳端，开动卷扬机将整束钢绞线穿入预应力孔道。钢绞线穿入孔道后，两端伸出量满足张拉操作要求。安全注意事项：穿束周围影响安全施工的物件应清除出去。穿束时在上部作业人员，应与下部作业人员相互配合，保证安全。4、张拉设备张拉设备在使用前应进行标定并满

8、足精度要求，压力表使用时放置的位置应稳定不受干扰，压力表及千斤顶应配套校验。千斤顶摩擦阻力不得大于张拉力的5%，标定工作每6个月或张拉200次或出现故障时进行一次。使用时的状态如油表、液压管道长度等应与标定时状态相似。 在施工中发生下列情况之一时，应重新校验张拉设备。1）预应力筋连续断裂。2）千斤顶严重漏油。3）千斤顶更换油压部件或使用修复后的测力仪表或更换油的规格。4）油压表和千斤顶使用期限达到校验的有效期。5）油压表指针不能回零点超过规定。6）油压表在高压时，油表读数不稳定。二）预应力束张拉 1、张拉步骤 把锚圈套入钢丝束，塞入夹片，让束均布在锚圈上，然后装上限位板、千斤顶，调整千斤顶的位

9、置，让千斤顶与孔道、锚圈在同一直线上。 初始张拉张拉前做好伸长量起始标志（在工具锚后端用红油漆做标志以防滑丝），然后加载到10%Nk的初始应力阶段 超张拉10%NK30%Nk60%Nk80%Nk1005Nk103Nk（分级加载） 顶锚塞顶锚塞力宜为60%的张拉力 回油锚固 退契块 张拉完成后应做标志以观察是否滑丝 检查箱梁是否上拱2、张拉控制张拉总体顺序先顶板纵向，后顶板横向，再底板纵向。纵向束两端张拉，顶板纵向束在节段安装过程中张拉，底板纵向束在跨中合龙后张拉。顶板横向纵束，在节段安装后，本节段纵向束张拉锚固后，即可进行，采用一端张拉，另一端锚固，上、下游交错进行。1）预应力张拉加载操作过程

10、为：A）首先再次清洁孔道和孔道口，确保孔道内通顺、无杂物、干燥无积水、孔口干净；B）钢绞线下料，编束后，穿束；2）张拉控制采用“双控” ，即张拉力和伸长量均作为控制参数，当张拉力达到要求时，同时记录钢束的伸长量，并与理论计算的数值相校核，两者的差值，超出规范允许范围，均必须找出原因，呈报工程师，换束重新张拉。为正确计算张拉力作用下预应力钢筋的理论伸长量，应对不同批号的预应力钢绞线、钢筋进行弹性模量试验。试验结果报工程师认可，作为预应力钢筋理论伸长量的计算依据。如果伸长量超出公路桥规的限制标准，应分析原因并应对预应力张拉操作进行修正使最终的预张力符合设计图。必要时，预应力管道用可溶性油或石墨进行

11、润滑，预应力钢筋张拉后进行冲洗、吹干。预应力钢筋最大张拉力应不超过指定最小极限抗拉强度的80%，钢束不能超张拉以达到期望伸长量。锚固后的初始应力应满足设计要求。预应力损失包括：收缩、徐变、松弛、管道摩擦、锚具变形、锚具摩擦，夹片回缩、系统中张拉顺序产生弹性压缩的影响。设计图中的张拉力未考虑千斤顶和锚具摩擦损失，实际的张拉力根据实验结果进行修正，并报工程师认可。预应力钢筋根据设计图要求采用一端或两端张拉的方法进行。张拉顺序按设计图要求进行。预应力钢筋的加载顺序：010%控制力k（记录千斤顶行程）30%、60%、80%、100%控制力k（分级加载，分级记录千斤顶行程）超张拉控制力k关闭油门持荷5分

12、钟补足油压至超张拉控制力k缓慢回油锚固。张拉设备在使用前应进行标定并满足精度要求。使用时的状态如仪表、液压管道长度等应与标定时状态相似。千斤顶摩擦阻力不得大于张拉力的5%，标定工作每6个月或张拉200次或出现故障时进行一次。千斤顶在110%最大压力作用下，持荷5分钟，压力降低不应超过3%。 预应力钢筋伸长量测量精度应达到规范要求，观察到的伸长量应为理论伸长量（应考虑摩阻损失）的±7%，否则应分析原因，及时处理。张拉以张拉力控制，不能通过超张拉来达到理论伸长量。进行张拉作业时，应调整锚具和千斤顶的位置，使孔道、锚具、千斤顶轴线在一条直线上，然后进行张拉。夹片安装时，应成套一起安装，夹片

13、的顶面应平整。若夹片对预应力钢筋造成较严重损伤，或夹片初始握裹力较小，造成预应力钢筋回缩量增加，锚固后，夹片顶面不平度超过1mm等，应调整限位板凹槽深度。张拉结束，夹片的外露量宜在35mm，或满足产品说明。若张拉过程中发现滑丝和断丝现象，应验证锚圈、夹片、预应力钢筋的硬度匹配问题。若锚垫板与孔道垂直度偏差±3°，应在锚垫板上加垫楔形垫板，以防止张拉时损伤预应力钢筋、发生断丝、滑丝等现象。钢丝束断丝或滑丝不得底于以下标准：1）最终总张拉力：达设计值98%2）安装阶段后张力达相应阶段同一连接面设计值的98%；3）任何单根钢束中损坏钢丝的截面积应小于后张钢材整个截面积的5%；否则

14、将重新安装和张拉。4）张拉后每端钢绞线回缩量不大于6mm，同束工作锚夹片外露量差值不超过2mm。5）钢绞线及锚具因处理滑丝，断丝而留有明显刻痕或其它伤痕，或同一束钢绞线张拉超过3次，均应立即予以更换。3、张拉注意事项1）张拉前检查锚具及夹片，如有裂纹或破损应及时更换。张拉时锚垫板下若有蜂窝及其他严重缺陷，拆模后立即进行修补，待达到强度后张拉。2）锚具使用时应保持其成套匹配，不能混用。锚圈及夹片在使用前应洗净油污并擦拭干净。3）在锚垫板上，检查垫板与孔道轴线是否正交，若偏斜则不能张拉，应予以更换或加楔形垫板；装顶时应使钢绞线束、锚环、千斤顶的轴线保持一致，若不一致应用张拉吊具调整使其保证一致。4

15、）操作油泵时严格按照各张拉机具说明书中的有关规定、要求进行。为使油压表指针在升压时稳定运行，每次张拉前应使油泵空转，排气时间不少于1分钟。5）张拉设备需专人保管、保养、使用，避免有关部件损坏或生锈，以保证在使用时具有良好的性能；油压表在不工作或油泵转移时，油压表应卸下装盒保管。6）油管保持顺直或大半径的弯曲，在接头处应有100mm以上的直线段，在其余部位无小于90°的锐角弯折。 7）张拉用油保持清洁，注入油泵时必须过滤，保证无铁屑，微砂等有害杂质混入油液中，并根据具体情况定期更换，冬天使用10#液压油，夏天使用20#液压油。在露天使用时，一般油温在3050，最高不超过60。8）油箱内

16、的油量高于油箱容积的85%，不满足时应加以补充，油泵泵油时，油面必须高于进油孔50mm，以防将空气泵入千斤顶内。9）张拉机具搬运转移时应保持平稳，防止倾倒。 10）安全注意事项油泵千斤顶油路无泄露，确认正常后进行作业。专用张拉架安装要牢固可靠，保证安全。作业中，操作要平稳、均匀，张拉时两端不站人。在测量伸长量时，操作人员站在侧面进行操作。千斤顶不准超载，不准超出规定的行程。张拉时，油压升降缓慢，切忌突然加压或卸压，两端伸长值基本保持一致，严禁一端张拉。张拉区域禁止非工作人员进入，周围要设置明显警示牌。4、张拉中存在问题的钢束根据合同规范要求：钢束的实际伸长量与理论计算的伸长量相比偏差并基于现场

17、同规格、类型的钢束孔道摩阻实验较核设计者假定的孔道摩阻系数，如孔道摩阻超过设计值则采取措施降低孔道摩阻值。否则须分析原因或换束重新张拉直到监理工程师满意，最严重的后果是造成已完成的与张拉有关的工程的拒收。承包商须重新生产出合格的产品直到监理工程师满意。在实际施工中出现偏差是不可避免的，钢束的张拉过程正常，但是伸长量超出理论值。即使不考虑孔道摩阻，仍然超出容许范围。可采取了以下对策：1）换钢束重拉。2）校核张拉千斤顶。减小油表读数误差。3）钢束取样送去校核弹性模量、截面面积。4）束现场孔道摩阻实验。可能原因如下：1）人为因素。2）弹性模量引起的误差。理论计算的弹性模量与厂家实验室测定弹性模量不一

18、样对伸长量的影响。3）截面面积引起的误差。理论计算的截面面积与厂家实验室测定的截面面积不一样对伸长量的影响。4）孔道摩阻偏差系数引起的误差。在实际施工中，孔道摩阻值不可能象假定一样精确，而且实际施工中孔道定位与图纸相比也有很大差异，因此由于孔道不均匀及偏差引起的摩阻对伸长量的影响就很难确定。超出范围的钢束都集中在边跨孔道变化大的钢束上，尤其在桥台节段处，钢束弯起距离小，钢筋布置多，因而孔道定位误差也大，这是引起钢束伸长量偏小的主要原因。5）其它原因。张拉钢束回缩量引起的误差、钢束在初张时的松紧程度、锚具回缩。6）影响伸长量与张拉的因素：孔道摩阻由孔道自身特性决定。钢束的打绞及长度对伸长量影响很

19、大，但由于钢铰线之间的挤压程度、长度差异、钢束与钢束之间及钢束与孔道之间的摩阻的影响，很难得出可靠的资料。在施工过程中为使穿束方便，往往人为改变其长度。孔道的偏差系数必须认真计算，尤其是孔道在纵向及竖向有变化时。该影响主要由施工控制，如：定位网间距、精度，孔道的刚度，混凝土灌注等，一般按规范办理。不同的规范对其取值有所不同（孔道为波纹管）。其它原因有：弹性模量、截面面积、单根钢束屈服强度的变化、张拉过程中的收缩、徐变、钢束在初张时的松紧程度、锚具回缩。当现场孔道摩阻实验显示现场孔道摩阻值偏大时，应采取措施降低现场孔道摩阻的影响，其方法如下：i. 超张拉。在超张拉前必须在设计中考虑，确保超张时，

20、混凝土在各个截面的应力在容许范围内。ii. 更换或重新较核张拉设备与更换锚具系统，通过减少在张拉设备及锚具内的损失，弥补张拉过程中钢束内损失。iii. 循环张拉：先超张，然后放松钢束，再超张。该方法只有再普通张拉方法不可行时方能采用。iv. 采用润滑油降低孔道摩阻。该方法适用于非涂装钢束。 预应力钢筋张拉至设计值后锚固，实际伸长量与理论伸长量的容许误差为±7%。 预应力钢筋应在安装后30天内完成张拉和灌浆作业，以防止钢筋锈蚀，在此期间管道内不置防腐剂。 所有缺陷在预应力钢筋张拉前均应修复，并达到足够强度。 纵向束预应力张拉前应做管道摩阻力实验。以确定设计假定是否与实际情况相一致。 预

21、应力管道摩擦力实验的目的是用于确定孔道摩擦特性，三） 钢绞线的切割压力表的读数、每束钢筋伸长量的记录得到工程师的认可后方可切断预应力钢筋尾部多余的钢绞线，钢绞线使用砂轮锯从锚固装置后3040mm处切割，切割前，切割处钢绞线用细铁丝缠扰防止散编，切割过程中，在切割端缠绕用水浸湿的石棉绳进行保护。四）滑丝、断丝的处理预应力筋张拉时可能会发生断丝、滑丝等现象。1、质量问题及现象预应力筋在张拉与锚固时，由于各种原因，发生预应力筋的断丝和滑丝，使预应力钢束受力不均匀，造成构件不能达到所要求的预应力度。2、原因分析1）实际使用的预应力钢丝或预应力钢绞线直径偏大，锚具与夹片不密贴，张拉时易发生断丝或滑丝。2

22、）预应力束没有或未按规定要求梳理编束，使得钢束长短不一或发生交叉，张拉时易发生断丝或滑丝。3）锚夹具的尺寸不准，夹片的误差大，夹片的硬度与预应力盘不配套，易断丝和滑丝。4）施工焊接时，把接地线接在预应力筋上，造成钢丝间短路，损伤钢丝，张拉时发生断丝。5）把钢束穿入预留孔道内时间长，造成钢丝锈蚀，砼砂浆留在钢束上，又未清理干净，张拉时产生滑丝。6）锚圈放置位置不准，支承垫块倾斜，千斤顶安装不正，会造成预应力钢束断线。7）油压表失灵，造成张拉力过大，易产生断丝。3、预防措施1）穿束前，预应力钢束必须按规程进行梳理编束，并正确绑扎。2）张拉预应力筋时，锚具、千斤顶安装要准确。3）张拉预应力筋时，锚具

23、、千斤顶安装要准确。4）当预应力张拉达到一定吨位后，如发现油压回落，再加油时又回落，这时有可能发生断丝，如果发生断丝，应更换预应力钢束，重新进行预应力张拉。5）焊接时严禁利用预应力筋作为接地线，不允许发生电焊烧伤波纹管与预应力筋。6）张拉前必须对张拉端钢束进行清理，如发生锈蚀应重新调换。7）张拉前要经权威部门准确检验标定千斤顶和油压表。8）发生断丝后可以提高其它束的张拉力进行补偿；更换新束；利用备用孔增加预应力束。五）安全措施 高压油管在使用前必须耐压试验 张拉顶不允许超载使用，不能超出规定行程的95% 千斤顶在张拉及退契的过程中，预应力两端严禁站人，防止预应力束突然飞出伤人 张拉作业必须统一

24、指挥，两端张拉时要随时保持联系 升降油压要缓慢，不得突然关开油阀 晚间作业时要有良好的照明设施 高空作业要布置安全网三、压浆1、压浆操作压浆分普通压浆及特殊压浆两种。特殊压浆又可分真空压浆及二次压浆。特殊压浆既可代替普通压浆，又可用于孔道及其他修复工作。特殊压浆氯离子的含量不得超过水泥用量的0.1%。预应力钢筋安装后30天内、预应力钢材张拉后14天内应进行灌浆，以减少预应力钢筋的锈蚀。预应力筋终张拉完成后，宜在48小时内进行管道真空辅助压浆。压浆前用砂浆对钢绞线及锚具间各部分的缝隙进行封堵，并在封堵砂浆表面用聚氨酯防水涂料进行涂刷，防止砂浆表面的微小裂缝在压浆过程中造成漏浆。在锚具处、孔道的最

25、高及最低点、离中间极值点.1.5d孔处必须安装出气孔。最高点处出气孔的阀应高出最高点500mm.孔道压浆的饱满度以孔道直径计不小于95%（扁锚直径以近似值计），孔道压浆中的孔隙位置、孔道密封性、钢束状况均应反映在报告中。1）当一个工作班张拉工作结束后，均以书面报呈工程师审核，得到批复后，方可进行孔道压浆工作。2）压浆工作过程为：孔道两端安装压浆管和压浆阀，用压浆泵向孔道内泵入干净水。由一端压至另一端出水，清洗孔道，同时检查孔道是否被堵塞；A）制备水泥浆，根据工地实验室确定水泥浆配合比，根据一次压浆工作量，配制适量；B）压浆由压浆泵向孔内压浆，压浆由位置较低的一端压向位置较高的一端，开始时，压浆

26、泵压力在0.30.4MPa范围, 待另一端出浆口，出浆由稀变浓后，关闭出浆口压浆阀，压浆泵压力增加至0.5Mpa，并持续15min左右，关闭进浆口压浆阀。C）压浆泵停止压浆，压浆过程与结果以书面报呈工程师审核，孔道内水泥浆初凝后，拆除压浆阀，水泥浆强度达到设计强度的100%并得到工程师的批复后，方可割除锚具后多余钢束和封端。进浆管道和出浆管道在压浆开始前打开被封闭的孔口。压浆工作开始前应对压浆管、排气管、压浆设备进行有效检查。泥浆搅拌机应能进行连续的机械搅拌并生产不含硬块及不离析的泥浆，各种仪器、仪表性能完好。泥浆压浆机能够产生足够的压力。灌浆过程中，应防止油、空气及其他杂物进入泥浆，并防止泥

27、浆或水的损失。当出浆口排出正常的泥浆后方可关闭。灌浆操作过程中任何时间内，应有足够的泥浆储备，以防止空气吸入管道。在正常情况下，灌浆机应能够在20分钟之内对最长的管道进行连续灌浆。砂浆凝结前，出浆口和压浆口均不应打开。水泥浆自拌和至压入孔道的间隔时间不宜大于45分钟。如果水泥浆有假凝现象，应进行搅拌，但不得加水稀释。压浆过程发生故障，不能连续进行时，应立即用压力水将压入的泥浆冲洗干净，排除故障后重新压浆。压浆过程中应注意有无串孔现象，如有串孔现象，应立即用压力水将压入的水泥浆冲洗干净，并冲洗串浆孔道。由一端压入浆体，当另一端喷出的稀浆变成浓浆时（与进浆口浓度相同），关闭出浆口，继续压浆，当压力

28、达到0.50.6MPa时，关闭进浆口，且持压2min，待浆体初凝不流动时拆卸浆阀，以确保孔道内浆体饱满密实。压浆的饱满度未使用膨胀剂时应不小于95%，使用膨胀剂时应为100%。2、管道压浆注意事项（普通压浆）终张拉完毕，尽快进行管道压浆，管道压浆开始时间不超过终张拉后48h.压浆时浆体温度最高温度控制。压浆及压浆后3d内，梁体及环境温度最低温度控制，不满足要求时采取措施以满足要求；冬季压浆时采取保温措施，并掺加引气剂。在高温条件下，不施工，选择温度较低的时间，如在夜间进行施工，施工过程中不由于流动度不够额外加水。压浆用的胶管长一般不超过30m，若超过30m则压力需增加，但最长不超过40m。如中途发生故障不能连续一次压满一个孔道时，立即用高压水将未压满的孔道冲洗干净，故障处理后再进行正常压浆。