预应力张拉及压浆作业指导书

部分站前线下工程TZQ-1标

特殊工序作业指导书

（预应力张拉、压浆及封锚）

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中铁七局集团天兴洲大桥项目部

二00六年三月二十六日

一、钢绞线、锚具材料要求及检验

（一）钢绞线

1 预应力钢绞线采用1×7-15.2-1860Mpa型钢绞线，其性能应符合TB/T5224-2003的要求。供应商应提供每批钢绞线的实际弹性模量值。

2 对于新选厂家应进行破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率、松弛率等项目进行全面检验。生产中按每批不大于30t同厂家、同品种、同规格、同批号钢绞线为一验收批，分别进行破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率进行检验，其质量符合GB/T5224及铁道部有关要求后，方可投入使用。

3 每批钢绞线应附有出厂合格证。进场后，外观检查合格后，再按TB10210的要求作力学性能试验，试验合格后方可使用。

4 生产中按每批不大于30t同厂家、同品种、同规格、同批号钢绞线为一验收批，分别进行破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率进行检验，其质量符合GB/T5224要求后，方可投入使用。

5 钢绞线应存放在干燥处，避免潮湿锈蚀，工地存放时，应严格执行有关技术要求并及时进行覆盖。

钢绞线尺寸及拉伸性能指标

钢绞线

（2）屈服负荷不小于整根钢绞线公称最大负荷的85%。

（二） 锚  具

1 锚具、夹具除应符合GB/T14370的要求外，应通过部级鉴定，并符合设计要求。

2 制造锚具钢材采用45号钢和40号铬钢，其材质应分别符合《优质碳素结构钢技术条件》（GB699-88）及《合金结构钢技术条件》（GB3077-99）的规定。

3 以1000套的同厂家、同品种、同规格、同批号、同号的锚具为一验收批。初次选定厂家时，应对外观、锚固效率系数、极限拉力总应变、锚口摩阻、喇叭口摩阻等项目进行检验。每批进场锚具外观检查抽取总数量的10%，且不少于10套，外观检查表面无裂缝，尺寸应符合设计要求。

硬度检验：夹片每批抽5%（不少于10片）。锚环每批抽10%（不少于3件）；硬度检验每个零件测试3点，硬度值应符合设计要求。

抽取3套试件作静力锚固能力（锚固效率系数ηa和极限总应变εapu）检验，要求ηa≥0.95，εapu≥2.0%，对选定供货厂至少试验一次。以上三项均合格，经工地检测站出具试验报告方可使用。

4 锚具设专人保管。贮存、运输均应妥善保护，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。临时性的防护措施应不影响安装操作的效果和永久性防锈措施的实施，作好标识，防止混用。

二、 预应力张拉工程

（一） 预应力张拉准备

1 钢绞线束制作

钢绞线制作首先领取钢绞线应按试验报告单逐盘检查领料。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。

钢绞线按实际计算的长度加100毫米余量作为下料依据。下料应在平整的水泥地面上进行。钢绞线下料长度误差不得超过30mm，下料应采用砂轮锯切割。

编束后的钢绞线按编号分类存放，搬运时支点距离不得大于3米，端部悬出长度不得大于1.5米。

2 钢绞线穿放

钢绞线穿放前应清除孔道内杂物。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。

3 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YCW-300B型千斤顶。

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。

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1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。

油压表的选用为：

（1）精度为0.4级。

（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。

（4）油压表使用超过允许误差或发生故障时必须重新校正。

（二）预应力张拉

1 为防止箱梁早期裂纹应对箱梁进行三次张拉，即预张拉、初张拉和终张拉。早期张拉时混凝土强度应不小于设计强度的60％。预张拉后，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初张拉。

2 初张拉时混凝土强度不小于设计强度的80％。脱模时梁体强度达到设计强度的80％（40Mpa）条件下，也可将预张拉和初张拉合并进行。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。梁体初张拉后才允许移梁。终张拉应在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值后，且龄期不少于10天时进行，可在制梁台座或存梁台座上完成。

3 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、混凝土龄期是否达到设计要求，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。

4张拉操作：清除锚垫板下水泥浆，将钢绞线逐根对孔穿入锚环中，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垫板止口中，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环调整位置，检查合格后，两端联系同时张拉供油的准备，当张拉到0.1σcon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0.2σcon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设计值时锚固即可，当为终张拉时应张拉至σcon后静停5min并补充到σcon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（σcon），油缸外伸量-初始油压（0.1σcon）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）σcon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下作为初始测量记录的起始点。

5预应力张拉应采用双控制，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。

    σcon—张拉端控制应力

Ep —预应力筋的弹性模量

    k —孔道每束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)，可近似按X轴投影长度计算。

L —预应力筋的长度

（三）预应力张拉应力控制

1预张拉：0→0.1σcon（测初始伸长量及夹片外露量）→0.2σcon（测伸长量及夹片外露量）→预张拉设计值（持荷5分钟）→补充到预张拉设计值（测控制油压伸长量及夹片外露量）→锚固（测锚固回缩量）

2 初张拉：0→0.1σcon（测初始伸长量及夹片外露量）→0.2σcon（测伸长量及夹片外露量）→初张拉设计值（持荷5分钟）→补充到初张拉设计值（测控制油压伸长量及夹片外露量）→锚固（测锚固回缩量）

3 终张拉：对于已经预张拉或初张拉的0→预（初）张拉设计值→σcon（持荷5分钟）→补充到σcon（测控制油压伸长量及夹片外露量）→锚固（测锚固回缩量）

4 对于没有张拉过的0→0.1σcon（测初始伸长量及夹片外露量）→0.2σcon（测伸长量及夹片外露量）→σcon（持荷5分钟）→补充到σcon（测控制油压伸长量及夹片外露量）→锚固（测锚固回缩量）

5张拉应左右对称同步进行，同时加强箱梁应力、变形观测。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0.1σcon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。第一次张拉时应及分多级张拉，如从0.1～0.2σcon、0.2～0.3σcon以检验0.1～0.2σcon 与0.2～0.3σcon 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0.1σcon提高到0.2σcon。

6 钢绞线锚固：钢绞线束在达到σcon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。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。

（四）张拉顺序及应力控制

1 32米预制箱梁张拉顺序及控制应力表

（五）张拉质量及安全要求

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：

a、后期张拉时发现早期张拉的锚具当中夹片断裂者；

b、锚具内夹片错牙在8mm以上者；

c、锚具内夹片断裂两片以上者（含有错牙的两片断裂）；

d、锚环裂纹损坏者；

e、切割钢绞线或者压浆时发生滑丝者。

张拉完毕后，必须经技术人员检查签字认可。锚具、夹具均应设专人妥善保管，避免锈蚀、粘污、散失。

3 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，须放松钢绞线束并重新装夹片整束补拉。

4 安全要求：

(1)高压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。

(4)张拉时发现张拉设备运转异常，应立即停机检查维修。

（六）质量控制要点

1 预施控制应力后，钢绞线两端张拉伸长值之和不超过计算值的±6%（超出此限时应查明原因）。

2 全梁断丝、滑丝总数不超过钢丝总数的0.5%，并不得位于梁体的同一侧，且一束内断丝不得超过一丝。

3 钢绞线回缩量不大于6mm。

4 锚固后夹片表面应平整，同束夹片外露量差不超过1mm。

5 因处理滑丝、断丝而引起钢绞线束重复张拉时，同一束不超过3次；若钢丝与锚具因滑丝而留有明显刻痕时，应予更换。

6 认真作好张拉记录和张拉过程中出现各种情况的原始记录，终张拉后经检查并确认全部合格后方可割丝。

7 张拉千斤顶、油泵、油压表配套标定（采用测力环或传感器），并做好标识，配套使用。千斤顶校正系数在1.0～1.05之间。油压表校正有效期为一周。标定后的千斤顶正常有效期为一个月。

8 终张拉完24h后经检查人员确认并测量梁体挠度合格后，即可进行锚外钢绞线切割。钢绞线切割处距锚具30～35mm，采用砂轮机切割，防止对锚具造成损害。切割完成后用防水涂料对锚具进行防锈处理。

9 预制梁试生产期间，至少对两件梁体进行各种预应力瞬时损失测试，确定预应力的实际损失，必要时应由设计方对张拉控制应力进行调整。正常生产后每100件进行一次损失测试。

10预施应力以油表读数为主，以预应力筋伸长值作校核，按预应力筋实际弹性模量计算的伸长值与实测伸长值相差不应大于±6%；实测伸长值以20%张拉力作为测量的初始点。

三、管道压浆、封锚工程

（一） 一般要求

1 终张拉完毕后，必须在2天之内进行管道压浆作业。采用真空辅助灌浆工艺。压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度不得低于5℃。

2压浆水泥采用黄石华新水泥厂的堡垒牌P.O42.5普通硅酸盐水泥，采用江苏博特新材料有限公司的JM—HF复合型外掺料，水泥浆质量应符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》3.2.7条规定。浆体水胶比不超过0.34，不得泌水，流动度控制在30～50s之间。

（二）压浆施工准备

1、锚头采用钢制密封罩封锚，密封罩安装示意图如下。

　2、设备，在设备完好的情况下，打开真空泵进气阀，关闭其它通风孔，开启真空泵抽吸管内空气，真空压力表读数达到－0.08MPａ时，表明管道及接头密封完好，或正压力达到0.4MPａ时，也可认为管道密封良好。密封达不到要求时，应立即查找原因，及时进行处理。

　3、用高压水冲洗孔道，以冲走杂物并湿润孔道内壁，防止干燥的孔壁吸收水泥浆中的水分而降低浆液的流动性，清洗完后，可用不含油的压缩空气排除管道内的积水。（金属波管可不必用水冲洗）

  4、 按浆液配合比要求依次称取水、JM－HF外加剂及水泥，并按称取顺序倒入搅拌机内进行拌和，搅拌3～5分钟，直至搅拌均匀为止。

　5、 将搅拌好的水泥浆经过3×3ｍｍ的过滤网倒入储浆筒内，储浆筒内的水泥浆要不停地进行搅拌，防止水泥浆的沉淀。

（三）压浆工艺　

　　1、 关闭阀门1、3，启动真空泵，抽吸孔道内的空气，真空度达到－0.06～-0.1MPａ并保持稳定。

　　2、启动压浆泵，排除残存在压浆泵及管道内的水份和空气，当排出的水泥浆和储浆筒内的水泥浆稠度一致时，关闭压浆泵，并很快将压浆泵管道通过快换接头接到锚垫压浆孔的控制阀1上，打开阀门1，启动压浆泵，开始压浆。

　  3、真空泵仍保持开启状态，在压浆过程中，真空压力表的读数略有减小。浆液在孔道内的流动速度约为10ｍ/min。

　　4、当浆液经过真空端透明管道时，关闭阀门4，打开阀门3，关闭真空泵，让废浆液通过阀门3流入废浆筒内。

　　5、 继续压浆，直至排出的浆液稠度和储浆筒内的一致，且流速稳定时，暂停压浆泵1～2分钟，此时保持出浆口的阀门敞开。再开启压浆泵，待出浆口出浆顺畅后，流浆在30～60S时，关闭出浆端阀门2，使压浆泵的压力达到0.5～0.7MPa，持压2分钟。

　　6、 在持压的条件下，关闭压浆端阀门1及压浆泵，完成压浆。

　　7、拆除球阀1、2以外的管道，清洗透明管道和阀门3、4，准备下一个孔道的压浆。

8、 压浆完后约12小时，拆除压浆端球阀1和出浆端球阀2，并进行清洗，再检查孔道的压浆饱满程度。

（四）水泥浆质量的控制

　　1、经试验确定，压浆水泥采用黄石华新水泥厂的堡垒牌P.O42.5普通硅酸盐水泥，采用江苏博特新材料有限公司的JM—HF型低泌水、微膨胀、高性能灌浆外加剂，水采用饮用自来水。

　　2、依据试验室多次试验结果的分析比较，确定了最佳的水泥浆配合比，水泥：外加剂＝1：0.15，水胶比为 0.34。

3、严格控制水泥浆配合比，每一盘用料必须进行过磅。

4、选用高速搅拌机，使水泥浆能充分拌和，以保证浆体质量。

　　5、现场检查每盘水泥浆的流锥时间，一般均控制在14～18S以内，浆体应达到无离析及分层现象，泌水率＜2%，并且拌和后泌水在24ｈ内重新被浆体全部吸收。

　  6、水泥浆自拌和至压入管道的延续时间，一般均控制在30～45分钟，浆体在使用前和压注过程中须经常搅拌。

　  7、压浆时，每一工作班制作不少于3组70.7×70.7×70.7ｍｍ试件，以作为水泥浆的质量评定依据。(制作试块用的水泥浆为排浆口排出的水泥浆)

（五）真空辅助压浆注意要点

　　1、必须保证孔道的密封性。本桥的锚头采用无收缩水泥砂浆封锚，锚板、夹片及外露钢绞线必须全部包裹住，每处厚度不小于20ｍｍ，在封锚后24～36ｈ之内要求压浆。

　  2、压浆管选用高强橡胶管，抗压能力大于2MPa，要求带压压浆时不易破裂，连接可靠。

3、在曲线预应力孔道的最低处留设压浆口，最高处和孔道末端留设排气口(浆),水泥浆由最低处压入孔道，按照水泥浆的行程封堵排气口，排气口全部封堵完后，持压的压力不小于5Mpa，持压时间不少于2分钟，最大压力不宜超过1.0 Mpa。

4、压浆过程应连续一次性完成，中途不得停止，为防止压浆中途断电，应提前准备好发电机和手动压浆机，并且储浆筒中的浆体要不停地搅动。

5、若遇孔道堵塞时，要及时更换压浆口，从第二个压浆口压入整个孔道的水泥浆，并把第一压浆口压入的水泥浆全部排出，使两次压入水泥浆之间的气体被排出，保证压浆饱满密实。

6、压浆是否密实，除了以上要求外，还要从压浆数量上来保证其质量。水泥浆的净用量=(孔道截面面积-钢绞线截面面积)×孔道长度

7、从事压浆操作的人员要求技术精湛、责任心强，并且经过培训，以避免操作失误带来的损失。

8、 压浆孔数和位置必须作好记录，以防漏灌。

（六）质量控制要点

1 压浆后48h内，保持结构物温度在5℃以上。

2 严格按给定的配合比施工。先加水，再加水泥及灌浆剂。搅拌的时间为3～5min，以拌合均匀为度。浆体水胶比不应超过0.34，水泥浆不得泌水，0.14Mpa压力下泌水率不得大于2.5%；浆体流动度不大于25s；压入管道的浆体不得含未搅匀水泥团块，终凝时间不宜大于12h。水泥浆28d抗压强度不小于35Mpa，抗折强度不小于7.0 Mpa；24h内最大自由收缩率不大于1.5%，标准养护条件下28d浆体自由膨胀率为0-0.1%。

四、封  锚

1.封端混凝土采用无收缩混凝土，抗压强度不应低于50Mpa要求。

2.封端前应对锚具、锚垫板表面及外露钢绞线用聚氨酯防水涂料进行防水处理。

3. 绑扎封锚钢筋之前，先将锚垫板表面粘浆和锚环上的封锚砂浆铲除干净，凿毛、清理工作之后，在锚具的四周及钢绞线端部涂以聚氨酯防水涂料（符合TB/T2965规定）进行防水处理。

4. 封锚混凝土要加强捣固，要求混凝土密实，无蜂窝麻面，与梁端面平齐，封端混凝土各处与梁体混凝土的错台不超过2mm。

5. 加强养护，充分保持混凝土湿润，防止封端混凝土与梁体之间产生裂纹。养护结束后，采用聚氨酯防水涂料对接缝处进行防水处理。

五、张拉机械设备