预应力工程专项施工方案

附件55/15(80+150+80)m大跨度连续刚构拱桥预应力工程专项施工方案1、编制依据1、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T14370-2007；2、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370；3、《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》TB/T3192-2008;4、(80+150+80)m大跨度连续刚构拱桥施工图设计文件。2、设计概况邓村（80+150+80）m连续刚构拱桥（以下简称邓村刚构拱桥）位于广州市轨道交通十四号线一期工程神岗站～邓村站之间，斜跨邓村既有桥、广从路进入道路东侧。设计起讫里程YDK55+676～YDK55+986，全长310m，线间距为4.2～5.0m。右线平曲线半径为R=500m。线路纵断面位于0‰的纵坡上，设计高程至地面平均高度为16.98m。本桥采用挂篮悬臂分段浇筑的施工方法，共分14个节段，节段长度为2.5、3.0、3.5和4m。全桥纵向预应力设置包括悬臂预应力钢束及连续预应力钢束。钢绞线采用高强度低松弛Φs15.20mm钢绞线，标准抗拉强度fpk≥1860Mpa，钢绞线锚具采用YJM15-12型、YJM15-17型、YJM15-19型圆形波纹管孔道及配套锚垫板、螺旋筋及BM15-5型扁波纹管孔道及配套锚垫板、螺旋筋。压浆材料采用微膨胀水泥砂浆。水胶比为1:0.33，压浆剂内掺量为10%，28天的抗压强度为C60。3、工程数量（80+150+80m）大跨度连续钢构拱桥预应力工程数量表序号材料名称材料规格单位工程数量备注1钢绞线Φs15.2t301.72锚具BM15-5套4BM15-5P套4M15-12套8M15-17套168M15-17P套4M15-19套232M15-19P套163波纹管SBG-90Bm62SBG-90m6227.5SBG-100m9174.94、施工进度计划工期：每联施工工期约178天。施工进度计划如下表：序号工序内容工期（天）备注10#块902挂篮拼装153挂篮加载试验541#～14#浇筑1405边跨合龙156中跨合龙157挂篮拆除28边跨墩梁固结施工159合计297说明：边跨现浇约45天，在施工至9#块时，开始施工。5、施工准备5.1项目进场人员根据我们的整体实施性施工组织设计，投入管理人员为：施工现场负责人、技术负责人、质检工程师。张拉压浆专业技术人员8人，持证上岗。5.2施工机具预应力智能张拉压浆设备1套，智能压浆设备1套施工机具计划表。序号机械名称规格单位数量备注1智能张拉系统QSMZB2-500D套1（1）数控液压泵站（主站）台1（2）数控液压泵站（副站）台1（3）智能型穿心千斤顶YCWZ500B台4（4）数据监控电脑台1（5）通讯数据线条4（6）高压油管条82智能压浆系统QSMYJ-02-c型套1在预应力施工以前对张拉设备进行检验标定，并对千斤顶、油泵、压力表系统进行配套检定方能使用。5.2施工材料预应力钢束：采用φs15.2高强低松弛钢绞线，7丝捻制标准型钢绞线，其公称直径为15.2mm，公称面积为140mm²，抗拉强度标准值为QUOTE=1860MPa，质量符合国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T14370-2007规定要求。锚具：锚具采用QSM锚固体系，具体规格为15-5、15-12、15-17、15-19，已向厂家订购，待检验合格后将进场使用。波纹管：波纹管采用塑料波纹管，波纹管直径为D90mm、D100mm和B90三种。波纹管采用塑料波纹管，管道摩阻系数取0.17，管道偏差系数取0.0015。压浆材料：水泥采用硅酸盐水泥，等级为42.5；拌合水采用饮用水，压浆剂剂有低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂，所用外加剂不得含有对预应力筋和水泥有害的化学物质，外加剂用量需通过实验确定后方可按量使用。6、施工方案及工艺方法6.1施工方案预应力张拉采用智能数控张拉系统。智能数控四顶同步张拉系统由一台主控液压泵站、一台副控液压泵站、四个专用穿心式千斤顶、高压油管、四个高精度液压传感器、四个位移传感器、一台数据监控电脑及相关操作系统软件等组成。由主控电脑发出无线指令，同步控制每台张拉仪的每个机械动作，自动完成每个张拉动作，自动完成每个张拉行程。张拉过程分三级张拉:0应力→调整应力(10%σcon)→初始应力(20%σcon)→100%σcon持荷5分钟→锚固。第一级行程张拉，持荷30s；第二级程张拉，持荷30s；第三行程张拉至目标值，持荷300s，回油，退顶，完成该孔张拉。系统精确施加张拉力，将误差控制在1%以内；对称同步张拉，将误差控制在2%以内，实时采集张拉力和预应力筋伸长量，实现“双控”，在持荷阶段自动补压，消除预应力损失，确保加载应力完全达到规范要求。张拉顺序先下后上，先长束后短束,先张拉腹板束，再顶板束，底板束，同一类型截面上对称的钢束对称张拉。预应力张拉采用双控措施，以油压表读数为主，以预应力筋伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值偏差不大于±6%。6.2施工工艺流程智能张拉施工工艺流程图如下图所示：施工准备施工准备穿钢绞线穿钢绞线浇筑梁体混凝土浇筑梁体混凝土安放工作锚、工作夹片安放工作锚、工作夹片智能张拉仪安装张拉设备智能张拉仪安装张拉设备智能千斤顶智能千斤顶软件、硬件连接软件、硬件连接张张拉整理设备整理设备压浆压浆智能张拉施工工艺流程6.3钢束理论伸长值及张拉顺序邓村（80+150+80m）大跨度连续刚构拱桥钢绞线理论伸长值表编号规格根数张拉方式张拉控制应力（MPa）伸长量1（mm）伸长量2（mm）总伸长量（mm）F1φs15.2-174两端1303195195390F2φs15.2-174两端1334209209418F3φs15.2-174两端1303223223446F4φs15.2-174两端1334244244488F5φs15.2-174两端1303262262524F6φs15.2-174两端1334281281562F7φs15.2-174两端1303298298596F8φs15.2-174两端1333321321642F9φs15.2-174两端1302341341682F10φs15.2-174两端1333362362724F11φs15.2-174两端1336380380760T0φs15.2-194两端1302186186392T1φs15.2-194两端1304198198396T2φs15.2-194两端1308214214428T3φs15.2-194两端1364232232464T4φs15.2-194两端1371248248496T5φs15.2-194两端1395270270540T6φs15.2-194两端1369286286572T7φs15.2-194两端1395308308616T8φs15.2-194两端1395325325650T9φs15.2-194两端1394351351702T10φs15.2-194两端1395368368736T11φs15.2-194两端1388394394788T12φs15.2-194两端1324407407814T13φs15.2-194两端1316431431862T13aφs15.2-194两端1371349279628T14φs15.2-194两端1333454454908T14aφs15.2-194两端1360227162389E0φs15.2-172两1φs15.2-174两2φs15.2-174两端1302100100200E3φs15.2-172两端1302121121242E3’φs15.2-172两端1395121121242E4φs15.2-172两端1365143143286E4’φs15.2-172两端1395143143286E5φs15.2-174两端1302167167334E6φs15.2-174两端1302185185370E7φs15.2-172两端1365202202404E7’φs15.2-172两端1365202202404E8φs15.2-172两端1395220220440E8’φs15.2-172两端1311220220440E9φs15.2-172两端1395237237474C1φs15.2-194两2φs15.2-194两3φs15.2-194单4φs15.2-194单A1φs15.2-174单B1φs15.2-122两0φs15.2-194两1φs15.2-198两端1302102102204D2aφs15.2-194两端1395159159318D2bφs15.2-194两端1395159159318D2cφs15.2-194两端1395159159318D3aφs15.2-194两端1329166166332D3bφs15.2-194两端1329165169334G1φs15.2-192两端1302454792G2φs15.2-192两端1302474794Gb1φs15.2-154单端1302840846.4预应力智能张拉施工要点①施工准备按照设计要求混凝土龄期至少达到7天，强度不小于95%，弹性模量为1.95×105Mpa。将标定好的千斤顶、张拉仪等设备、机具和材料运抵现场，并对智能张拉设备进行调试。②预应力筋编束施工按照设计要求抽取进场的预应力筋进行外观、抗拉强度、弯曲、伸长率、弹性模量等各方面性能和指标检测。通过计算确定预应力筋的下料长度，在计算下料长度时应考虑管道的实际长度、锚具和千斤顶的工作长度等因素，做到既能方便施工又不浪费材料。下料时按实际长度在下料台上进行下料，并按顺序摆放预应力筋，防止其相互缠绕。将预应力筋的牵引端和两套锚具的锚孔进行编号，预应力筋与胶布缠绕后并标注编号，锚具可直接用油性笔书写，两套锚具的编号要对应。编束原理预应力筋的牵引端外层丝剥离，将外层丝与中心丝隔离，用切割机切断预应力筋外层丝（切断长度为30～40cm）保留中心丝。经过剥离处理的预应力筋按各自对应的锚孔编号穿过锚具和牵引螺塞。经过剥离处理的预应力筋的中心丝进行镦头，镦头后的中心丝端头位置直径要大于牵引螺塞上各孔的孔径，保证穿束时水平牵引过程中预应力筋不掉束。镦头完成后将牵引螺塞移动到预应力筋最端头紧挨镦头的位置，再将锚具前端到牵引螺塞之间的预应力筋进行梳顺绑扎，然后用胶带缠绕预应力筋端头的切割部位，形成一个“弹头型”保护区，防止穿束时阻力过大。牵引螺塞的外牵引套拧紧连接，用一根钢丝绳做牵引绳，牵引绳的一端与牵引套连接，另外一端通过锁环与牵引卷扬机上的钢丝绳连接。启动牵引机均速牵引，预应力筋每2m距离用钢丝绳绑扎，使预应力筋顺直，绑扎时一定要扎紧使其不容易扭转，增加整束预应力筋刚度，便于穿束（见下图所示）。穿束完成后，卸掉牵引螺塞，并切掉中心丝部分，然后按各自对应的锚孔安装锚具。预应力筋编束③安放工作锚、工作夹片安装工作锚及工作夹片，安放时确保孔数与预应力筋根数对应，且应保证预应力筋对应不打绞，采用钢管套筒将工作夹片顶推进工作锚中。④安放张拉设备张拉时，应将智能张拉仪安放在梁体两端的侧面，设备离梁体端头的距离要适宜，以方便连接千斤顶张拉为准，还应保证张拉仪直线可视见下图所示。张拉仪位置放置安放智能千斤顶，安装千斤顶的顺序应按设计文件中的张拉顺序进行，安装千斤顶时应将千斤顶、限位板、工作锚、工具锚轴心对中，确保张拉时预应力筋轴心受力。⑤软件、硬件对接（无线）在智能千斤顶安装好之后，按照张拉仪与千斤顶的编号，连接张拉仪与千斤顶的进油管、退油管和信号线，连接张拉仪无线发射器。开启电源，预热3～5min,检测张拉仪设备自带的电压指示器（正常电压为380V），通过液压油指示器检测液压油数量，各项指标和参数合格后，打开电脑，通过局域无线网络连接张拉软件与张拉仪。多顶同步张拉时，软件只需连接其中一台张拉仪，其余张拉仪均可以自动连接见下图所示。设备连接⑥加载速度、持荷时间控制方案在张拉软件界面设置张拉参数和张拉行程见下图所示，加载速度选项根据不同预应力筋类型选择加载速度，本项目选择20%бcom/min的加载速度有利于稳定、持续的对预应力筋施加预应力减小预应力筋松弛度造成的预应力损失。持荷时间系统根据设定的张拉行程自动设定，系统能严格的按照设定的持荷时间持荷见图所示，在持荷时间内，智能千斤顶传感器感应压力变化，将数据发送给张拉软件，软件分析判断后自动对千斤顶补油，及时的补张，降低由预应力筋松弛造成的预应力损失。通过设置每个行程持荷载时间30s，最后一个行程持荷300s内自动补张减小预应力损失提高张拉力精确度。张拉参数的设置本项目采用千斤顶的最大行程为200mm。张拉分级方式为：10%бcom（初应力即计算伸长值的起点）持荷30s→20%бcom持荷30s→100%бcom持荷300s后锚固。张拉行程持荷⑦伸长量、张拉压力检测与伸长量校核预应力筋张拉时，实际伸长量与理论计算值之间存在一定的误差，该误差控制在±6%以内。实际施工过程中产生误差的原因主要有预应力筋的实测弹性模量与计算取值不一致；千斤顶的误差；孔道摩阻损失变化和预应力筋截面面积和量测有误等。实际伸长值计算方法：（20%–10%）*2+(100%–20%)–回缩量延伸偏差率=（实际伸长–理论伸长）/理论伸长*100%实际伸长值和延伸偏差率在系统屏幕上实时计算显示。张拉过程中，系统会自动记录张拉数据，形成实时趋势图。可以通过图形查看整个张拉过程，如果有异常（断钢绞线）可以及时发现。锚固完结并经检验合格后即可切割端头多余的预应力筋，采用砂轮机切割，严禁用电弧切割，切割时不得损伤锚具，切割后预应力筋的外露长度不宜小于30mm，全梁断丝，滑丝总数不得超过钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在同一侧。千斤顶不准超载，不准超出规定的行程。转移油泵时，必须将油压表拆卸下来另行携带转送。纵向张拉钢铰线时，必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉，两端伸长应基本保持一致，严禁一端张拉。6.5智能压浆施工要点张拉工艺完毕后，应立即将锚具周围预应力筋间隙用水泥浆封锚。待封锚水泥浆抗压强度达到2MPa时，才得进行压浆。且管道压浆应在张拉完成24h内进行。6.5.1系统组成6.5.2压浆(1)压浆前准备1)输入梁构件信息。2)检查管道连接，确认管道连接处是否紧固。3)检查梁构件进浆口、连通口和回浆口的球阀开闭状态。4)确保储浆桶内的泥浆充足，满足孔道压浆所需用量。(2)梁构件信息输入1).梁构件号码：用于记录当前压浆的梁构件编号。梁构件号码输入方法：①点击“梁构件号码”右边的白色框。②在弹出一个对话框中输入梁构件编号，输入完成后点击“确定”按钮。2).孔道编号：用于记录当前压浆孔道的孔道编号孔道编号输入方法：①点击“孔道编号”右边的白色框。②在弹出一个对话框中输入孔道编号，输入完成后点击“确定”按钮。3).完成梁构件号码及孔道编号输入后，点击“保存”。(3)梁构件端球阀开闭状态1).梁构件进浆口的球阀：开启1号和2号球阀，关闭3号球阀。2).梁构件回浆口的球阀：开启2号和3号球阀，关闭1号球阀。3).梁构件连通口的球阀：开启球阀。(4)压浆操作1)在主界面中，点击“压浆选择”旋钮，使旋钮指向“开始”档，开始自动压浆。2)开始压浆，泥浆进入孔道，将孔道内残留的清水从回浆口三通管排水口排出，待排水口流出浓浆后（说明孔道内清水已排净），迅速关闭3号球阀，开启1号球阀；泥浆经过回浆压力管流回低速储浆桶，形成循环压浆回路。3)关闭排水口后，系统进入流量维持阶段，当压浆流量与回浆流量的流量差符合工艺设定条件后，系统进入有效循环阶段（主界面上显示“有效循环开始”）；当有效循环时间达到工艺设定条件后，系统进入保压阶段。(5)保压阶段1)系统进入保压阶段（主界面显示“保压开始）。此时，回浆阀V4关闭，压浆压力值升高。11号球阀2)当压浆压力值达到工艺设定的压力上限时，进浆阀V3关闭，压浆泵停止工作，开始保压时间计时（保压时间在工艺设定界面中设定）。3)保压过程中，当压浆压力值低于工艺设定的压力下限值时，进浆阀V3自动打开，压浆泵自动对梁孔道进行补压；当压浆压力值再次达到工艺设定的压力上限值时，进浆阀V3关闭，压浆泵停止工作。4)达到保压时间后，主界面显示“压浆完成”。11号球阀(6)关闭压浆枪头球阀关闭梁构件上连接锚垫板上压浆枪头的球阀。进浆口2号球阀。(7)压力管卸压、拆管1)在主界面的“压浆选择”项上，把旋钮打到“结束”档。2)旋钮打到“结束”档，压浆泵停止转动，进浆阀V3和回浆阀V4都处于开启状态，压力显示值为0Mpa。3)开启梁构件进浆口3号球阀，卸掉管道内压力。注意：卸压时，卸压口禁止站人，避免管道内的浆液射伤人。4)用扳手扭开梁构件进浆、回浆口压浆枪头上的活接头，将三通管卸下，压浆枪头必须保留在梁构件上，待泥浆初凝后才可卸下。5)用扳手扭开梁构件连通口压浆枪头上的活接头，将压力管卸下，压浆枪头必须保留在梁构件上，待泥浆初凝后才可卸下。(7)封锚压浆后对埋设在结构内锚具周围冲洗干净，端部混凝土表面应凿毛，然后绑扎钢筋网和浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度等级采用C50，浇筑封锚混凝土时需严格控制梁体长度。6.5.3其他注意事项预应力管道压浆采用智能压浆工艺，一次压浆完成。张拉完成后，先用高压水对管道进行冲洗，清除孔道内的杂物后，确认孔道无堵塞后，用高压风清除孔道内的积水后，再对孔道进行压浆作业。水泥浆在压浆现场配制，水泥浆的初凝时间应大于3小时，且终凝时间应小于24小时，水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40分钟，压浆时梁体温度不应超过35℃。压浆顺序应先下后上，逐孔进行，防止漏孔。压浆时，出浆口水泥浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压，在0.5～0.6MPa下持压2分钟。然后封闭压浆口，进行下一孔道压浆。水泥浆试件应在压浆地点随机取样制作3组，2组标准养护进行抗压和抗折强度试验，1组随梁体进行同条件养护。7、质量保证7.1建立质量管理机构建立健全质量组织机构，明确质量岗位责任制和质量终身制，充分调动和发挥决策、管理、操作层的作用，形成自我管理，自我控制，自我完善的良性循环机制。牢固树立质量是生命，质量是信誉的思想，做到质量责任层层到人，环环联保的有效机制，杜绝质量盲区，为此中铁二局广州市轨道交通十四号线一期施工3标土建工程项目部特成立工程质量检查、监督、考评领导小组。组长：严鑫副组长：杨诚祺梁禄友李立强组员：杨金彪、罗用、王杰、叶义磊7.2施工质量保证措施1、张拉及压浆质量保证措施：张拉机械经鉴定后方可使用，油顶与压力表配套校验，确定张拉力与油表读数间的关系曲线，检验用的试验机或测力计的精度等级不低于+2%。使用超过200次及使用中有不正常现象的应重新校验。张拉机具长期不使用时，应在使用前全面检验。预应力筋后张法检查项目如下：项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1管道坐标（mm）梁长方向30每抽查30%，每根查10个点梁高方向102管道间距（mm）同排10每抽查30%，每根查5个点上下层103张拉应力值符合图纸要求查张拉记录4张拉伸长率（%）±6查张拉记录5断丝滑丝数钢束每束1根，且每断面不超过钢丝总1%查张拉记录钢筋不允许检验合格后，应及时对孔道进行压浆。在压浆的同时每一工作班应留取不少于3组立方体试块，标准养护28天。压浆后应将锚具表面清理干净并将其外围的砼面凿毛，然后设置钢筋网，浇筑封锚砼，封锚砼标号与构件砼相同。2、建立质检体系：全体施工人员树立“百年大计，质量第一”的思想，建立以项目经理为组长、项目部与工程质量相关的部门、施工队长、队技术主管工班长为成员的质量管理体系，项目经理对工程质量负全责、各级质检部门及工班对工程质量承担相应的责任。3、强化质量意识，健全规章制度：①严格推行分级质量管理制，层层管理，责任到人。②在施工前，逐级进行施工技术、质量标准、安全作业的书面交底，做到不交底不开工。