预应力梁施工方案

目录

1 编制目的及编制依据 (1)

1.1目的 (1)

1.2编制依据 (1)

2 适用范围及施工概况 (1)

3 预应力施工概况 (2)

3.1预应力材料张拉设备 (2)

3.2张拉设备选用 (3)

4 张拉准备工作 (3)

5 施工方法及工艺流程 (4)

5.1工艺流程 (4)

5.2施工方法 (5)

5.2.1 管道安装 (5)

5.2.2 穿束 (5)

5.2.3 预应力张拉 (6)

5.2.4 孔道压浆 (9)

6 预应力施工常见问题及处理措施 (12)

6.1锚垫板面与孔道轴线不垂直或锚垫板中心偏离孔道轴线 (12)

6.2锚头下锚板处混凝土变形开裂 (13)

6.3滑丝与断丝 (13)

6.4波纹管线形与设计偏差较大 (14)

6.5波纹管漏浆堵管 (15)

6.6张拉钢绞线延伸率偏差过大 (16)

6.7预应力损失过大 (17)

6.8预应力孔道注浆不密实 (18)

6.9预应力孔道灌不进浆 (18)

7 保证措施 (19)

7.1质量保证措施 (19)

7.2安全、环保施工措施 (20)

8 附件：预应力细化图纸 (21)

1编制目的及编制依据

1.1目的

明确预应力施工工艺、操作要点和质量标准，规范和指导现场作业人员能够规范作业。

1.2编制依据

1、《混凝土结构设计规范》(GB 50010)；

2、《混凝土结构施工规范》(GB 50666-2011)；

3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)；

4、施工图设计文件、施工图纸；

2适用范围及施工概况

本施工方案适用站前综合体结构预应力梁施工。

交通换乘枢纽首层梁、二层梁、三层梁中的部分框架梁和次梁采用预应力混凝土结构。预应力钢绞线抗拉强度标准值fptk=1860N/mm2，设计张拉控制应力限值fptk=1395N/mm2。设计预应力束为φs15.2；本工程框架梁采用有粘结预应力，次梁采用无粘结预应力；锚具采用压花锚具或挤压锚具，本工程后张预应力构件预埋制孔用管材为圆形金属波纹管。

预应力框架梁型号表

3预应力施工概况

3.1预应力材料张拉设备

本工程无粘结预应力筋（束）长度不大于40米时可一端张拉一端固定，大于40米时，宜采两端张拉；有粘结预应力筋（束）长度不大于25米时可一端张拉一端固定，大于25米时，宜采用两端张拉；当预应力筋为直线束时，一端张拉长度可延长至35米。当预应力筋（束）长度超过50米，应结合实际情况在支座处进行搭接处理，进行分段张拉。

预应力体系：预应力束均采用低松弛高强钢铰线，产品应符合

GB/T5224-2003的标准，标准强度fpk=1860MPa,公称直径15.2mm，公称截面积140mm2，Ep=1.95×105MPa。采用单端张拉时，张拉端锚固体系采用自锚式拉丝体系，锚固端采用成品固定锚板及P型挤压头，管道采用镀锌金属波纹管成孔。

3.2张拉设备选用

预应力体系：预应力束张拉体系采用250型千斤顶，张拉控制应力为1395Mpa，单根钢铰线的张拉控制力为 195.3kN，9根：1757.7kN，10根：1953kN，15根：2929.5kN，本工程计划采用整束进行张拉即张拉控制力为9根：1757.7kN，10根：1953kN，15根：2929.5kN，。

4张拉准备工作

1、试验室严格对每段梁浇注后的砼周期强度进行监测，通过试验现场同条件砼试块强度达到设计张拉强度后（即：混凝土强度的90%），应书面通知工程部技术人员，以便及时进行张拉作业。

2、张拉前，要仔细检查钢铰线、锚具和锚垫板是否有损伤，锚垫板是否倾斜，若有，则应及时调整到位，然后张拉。

3、施工现场设立明显的标志，并做好必要的安全防护措施。张拉期间，千斤顶后严禁站人。

4、钢束理论伸长值计算：按照设计图和规范要求，计算钢束理论伸长值。

5、张拉班作业人员应熟悉张拉工艺，对施工中各工序严格、严谨对待，来不得半点马虎，张拉前要进行安全技术培训。

6、对每批进场材料应分批号进行抽检，检测合格后方可投入使用，钢绞线、锚具、波纹管等材料应妥善进行保管存放，防雨防水，波纹管应防弯曲。

7、张拉作业前，千斤顶、油压表等工具必须送计量单位进行校验，经鉴定合格后方可投入使用。对于张拉设备的使用应注意以下情况：

①长期未用的机具，使用前应全面进行校验，使用期限应视千斤顶的使用情况而定。张拉千斤顶在张拉工艺中，单束初调及张拉宜采用穿心式双作用千斤顶。张拉宜采用自锁式千斤顶，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。校正有效期为六个月且不超过200次张拉作业，拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正

②机具应由专人保管，在搬运过程中严防碰撞及摔坏。

③千斤顶校验用油应与张拉用油应使用同一油号。

④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。

⑤压力表应与张拉千斤顶配套使用。

8、预应力筋在使用前必须做张拉、锚固试验，并进行管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力损失测试，以保证预施应力准确。

5施工方法及工艺流程

5.1工艺流程

管道安装→穿束→张拉→压浆

5.2施工方法

5.2.1管道安装

1、根据设计图上每个断面的纵向预应力管道位置图以及预应力钢束的大样图，定出三向预应力钢束位置。对于现场施工队，现场技术人员必须每个节段进行技术交底，确保预应力管道位置的准确。

2、为保证预应力管道位置的准确，采用φ8“Ω”型定位网，按照1~1.5m 间距一道布置。

3、预应力管道必须圆顺，尤其在锚垫板小口与波纹管连接处，以防出现折角，张拉力传输不畅，拉断预应力筋。

4、锚垫板要注意方向性，进浆口设在上部，为了防止进浆口进浆堵塞，进浆口要用海绵、棉纱或木塞堵死。

5、预应力锚下弹簧筋和分布钢筋布置必须与管道垂直、同心，紧挨锚垫板，以防混凝土局部受压过大而破坏。

6、预应力筋管道，要检查管道是否正确，防止出现管道安装错误。

7、预应力筋调整原则：先调整普通钢筋，后竖向预应力钢筋，保证预应力钢束位置不动。

5.2.2穿束

1、钢绞线下料按设计长度加张拉设备长度，并余留锚外不少于100mm的总长度下料，下料应用砂轮机平放切割。断后平放地面上，采取措施防止钢铰线散头。

2、钢绞线切割完后按各束理顺，集中放置。同一孔道穿束宜整束整穿。

3、本工程预应力束必须先穿束。

4、穿束的顺序：由上向下、由里向外。

5、穿束可采用人工或机械牵引，束头应平顺，以防挂破管壁。

5.2.3预应力张拉

1、锚具的安装及准备工作

（1）将锚垫板内的混凝土清理干净，检查锚垫板的注浆孔是否堵塞。

（2）清除钢绞线上的锈蚀、泥浆。

（3）检查预应力孔道中是否有漏浆粘结预应力筋的现象，如有应予以排除。

（4）安装工作锚板，锚板应与锚垫板止口对正。

（5）在工作锚板每个锥孔内装上工作夹片，夹片安装后要齐平，必要时用专用工具轻敲，但不得重敲把夹片损坏。

2、千斤顶的定位安装

（1）本工程预应力束张拉体系采用250型千斤顶，进行整束张拉。

（2）装上张拉千斤顶，使之与高压油泵相连接。

3、预应力张拉程序

（1）预应力分阶段一次张拉完成。

（2）张拉应力在梁体混凝土强度达到90%后，且张拉时梁体混凝土龄期大于7天。

（3）本工程为单端张拉，采用250型千斤顶对预应力筋采用整束张拉，张拉顺序从外到内左右对称进行。预施应力采用双控措施，应力值以油压表读数为主，以预应力筋伸长值进行校核。

（4）张拉预应力钢绞线时，张拉程序: 0 → 初始应力(终张拉控制应力的10%～20%，测量钢绞线伸长值并做标记) →σcon （各期规定值，测钢绞线伸长值）→静停5分钟锚固。张拉工艺及要求按照有关施工规范要求张拉操作要点进行。实测伸长量应考虑初始应力影响。

4、预应力张拉力和伸长量计算

（1）预应力锚外张拉力计算

设计图纸中所给为预应力筋的张拉应力均为锚下张拉控制应力σk 。所谓锚下控制应力是钢绞线计算起始端的控制应力，即锚外控制应力扣除锚口损失。现场实际张拉过程中需要用的是锚外控制应力，故计算锚外预应力筋张拉控制应力σcon

υ——根据试验取得预应力锚口摩阻产生的预应力损失值。

Pcon ——预应力筋锚外张拉力，单位N 或kN;

σk ——预应力筋锚下张拉控制应力，单位MPa ；

σcon ——预应力筋锚外张拉控制应力，单位MPa ；

Ap ——1束预应力筋的截面面积，单位mm2；

Ag ——1根钢绞线的截面面积，单位mm2。（直径15.2的钢束面积140mm2）。

n

A A P g con p n co con ??=?=σσ

（2）预应力理论伸长值的计算

后张法预应力筋理论伸长值及预应力筋平均张拉力的计算公式如下：

△L＝PP×L／（AP×EP） (1)

PP＝P×〔1－e-（kx+μθ）〕／(KL+μθ) (2)

式中：△L----预应力筋理论伸长值，mm

L----预应力筋的长度，mm

PP----预应力筋的平均张拉力，N

X---- 从张拉端至计算截面孔道长度， m

AP ----预应力筋截面面积，mm2。单根直径15.2的钢束面积140mm2

EP ----预应力筋的弹性模量，Map，取195000 Map

P----预应力筋张拉端的张拉力，N

θ----从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，rad

k----孔道每米局部偏差对磨擦的影响系数

μ----预应力筋与孔道壁的磨擦系数

（2）实际伸长量的量测及计算方法

按每束根数与相应的锚具配套，带好夹片，将钢绞线从千斤顶中心穿过。当初应力达到0.15σcon,量测顶的缸长a,二倍的初应力0.3σcon,量测顶的缸长b, 终应力σcon，量测缸长c,持荷5min锚固，并量取回缩值d。

引伸量实际伸长值计算公式：c+b-2a-d

实际张拉伸长值与理论伸长值应控制在6%范围内，每端锚具回缩量应控制在6mm以内。

由于千斤油缸行程为20cm，当张拉过程钢束理论伸长量大于1倍的油缸行程，故需要倒顶一次才能满足伸长量要求。张拉应力控制为0→15%σcon→30%σcon→60%σcon→倒顶→60%σcon→100%σcon（持荷5min锚固）。

倒顶：百分之五十或者百分之六十都可以。到力的百分之六十停止并量测顶的缸长。回顶在拉到位。有公式的，初应力为A,二倍初应力为B,百分之六十为C,二次百分之六十为D,终应力为E ,持荷5min锚固，并量取回缩值F,公式为(e-d)+(c+b-2a)-f。

5、预应力张拉其它要求

张拉钢绞线之前，对梁体作全面检查，如有缺陷修补完好且达到设计强度，并将承压垫板及锚下管道扩大部分的残余灰浆铲除干净，否则不得进行张拉。

多余钢绞线使用切割器在距锚具30mm以外的位置切割，严禁采用氧气乙炔火焰进行切割。

高压油表须经校验合格后方允许使用。

高压油泵有不正常情况时，应立即停止作业并进行检查，严禁在千斤顶工作时，拆卸液压系统的部件和敲打千斤顶。

张拉钢绞线时，必须给千斤顶主油缸徐徐充油张拉。张拉时，应有专人负责及时填写张拉记录表。

5.2.4孔道压浆

1、施工工艺

张拉锚固后应及时灌浆，孔道压浆应在预应力筋终张拉后24h内完成，特殊情况时必须在48小时内完成，如因特殊情况不能及时灌浆，则应采取相应的保护措施，保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀。

（1）张拉施工完成后，切除外露的钢绞线（钢绞线外露量不小于30mm），进行封锚。封锚采用C40微膨胀混凝土封锚，封锚时必须将锚下垫板及夹片、外露钢绞线全部包裹，凸出厚度大于250mm。

（2）清理锚下垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通。

（3）压浆前先用高压水清除波纹管道内的杂质，然后进行孔道压浆。压浆采用真空压浆泵，压浆达到孔道排气孔排出与规定稠度相同的灰浆时堵塞排气孔。继续加压，为保证管道中充满浆体，关闭出浆口后，应保持不小于0.5MPa 的一个稳压期，压浆的最大压力为1MPa，压至最大压力后，停止压浆，并迅速堵塞压浆孔和排气孔。稳压5~10分钟，待泌水基本完成后再次补压，以增强密实度。

（4）压浆时，应按规定检查，每个孔道压浆一次完成，不得中断。压浆完成后，要对余下没有张拉的孔道进行过水检查，防止渗浆。

（5）压浆过程中应做好记录，包括灌浆日期、作业时间、温度、灰浆的比例和使用的掺加剂、灰浆数量、压浆压力以及压浆过程中所发生的异常情况。

（6）压浆时，工人应戴防护眼镜，以免水泥浆喷伤眼睛。

（7）完成当日灌浆后，必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。

2、孔道压浆注意事项：

（1）水泥浆搅拌：搅拌好的水泥浆要做到基本卸尽，在全部灰浆卸出之前不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法，严格控制浆体配比。

（2）严格控制用水量，否则易造成管道顶端空隙。

（3）对未及时使用而降低了流动性浆体，严禁采用加水的办法来增加灰浆的流动性，配制时间过长的浆体不应再使用。

（4）水泥浆出料后应尽量马上泵送，否则应不停搅拌防止离析。

（5）灌浆完成后，应及时拆卸、清洗管、阀、灌浆泵、搅拌机等所有沾有水泥浆的设备和附件。

（6）每条孔道一次灌注要连续完成，灌注完一条孔道换其它孔道时间内，继续启动灌浆泵，让浆体循环流动。

3、孔道压浆质量控制要点

（1）质量控制要点：

①浆体配方控制；

②现场施工质量管理控制；

（2）注意事项：

①浆管应选用高强橡胶管，抗压能力大于1Mpa，连接要牢固，不得脱管。

②灰浆进入灌浆泵前应通过1.2mm的筛网进行过滤。

③搅拌后的水泥浆必须做流动度、泌水性试验，并制作浆体强度试块。

④灌浆工作宜在灰浆流动性下降前进行（约30～45分钟），孔道一次灌注要连续。

⑤中途换管道时间内，连续启动灌浆泵，让浆体循环流动。

⑥灌浆孔数和位置必须作好记录，防止漏灌。

⑦储浆灌的储浆体积大于1倍所要灌注的一条预应力孔道体积。

6预应力施工常见问题及处理措施

6.1锚垫板面与孔道轴线不垂直或锚垫板中心偏离孔道轴线

1、现象

张拉过程中锚杯突然抖动或移动，张拉力下降。有时会发生锚杯与锚垫板不紧贴的现象。

2、原因分析

锚垫板安装时没有仔细对中，垫板面与预应力索轴线不垂直。造成钢绞线或钢丝束内力不一，当张拉力增加到一定程度时，力线调整，会使锚杯突然发生滑移或抖动，拉力下降。

3、预防措施

锚垫板安装应仔细对中，垫板面应与预应力索的力线垂直。

锚垫板要可靠固定，确保在混凝土浇筑过程中不会移动。

4、治理方法

另外加工一块楔形钢垫板，楔形垫板的坡度应能使其板面与预应索的力线垂

直。

6.2锚头下锚板处混凝土变形开裂。

1、现象

预应力张拉后，锚板下混凝土变形开裂。

2、原因分析

通常锚板附近钢筋布置很密，浇筑混凝土时，振捣不密实，混凝土疏松或仅有砂浆，以致该处混凝土强度低。

锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚板或锚垫板设计厚度不够，受力后变形过大。

3、预防措施

锚板、锚垫板必须在足够的厚度以保证其刚度。锚垫板下应布置足够的钢筋，以使钢筋混凝土足以承受因张拉预应力索而产生的压应力和主拉应力。

浇筑混凝土时应特别注意在锚头区的混凝土质量，因在该处往往钢筋密集，混凝土的粗骨料不易进入而只有砂浆，会严重影响混凝土的强度。

4、治理方法

将锚具取下，凿除锚下损坏部分，然后加筋用高强度混凝土修补，将锚下垫板加大加厚，使承压面扩大。

6.3滑丝与断丝

1、现象

锚夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线或钢丝，钢绞线或钢丝滑动，达不到设计张拉值。

张拉钢绞线或钢丝时，夹片将其“咬断”，即齿痕较深，在夹片处断丝。

2、原因分析

锚夹片硬度指标不合格，硬度过低，夹不住钢绞线或钢丝；硬度过高则夹伤钢绞线或钢丝，有时因锚夹片齿形和夹角不合理也可引起滑丝或断丝。

钢绞线或钢丝的质量不稳定，硬度指标起伏较大，或外径公差超限，与夹片规格不相匹配。

3、防治措施

锚夹片的硬度除了检查出厂合格证外，在现场应进行复验，有条件的最好进行逐片复检。

钢绞线和钢丝的直径偏差、椭圆度、硬度指标应纳入检查内容。如偏差超限，质量不稳定，应考虑更换钢绞线或钢丝的产品供应单位。

滑丝断丝若不超过规范允许数量，可不予处理，若整束或大量滑丝和断丝，应将锚头取下，经检查并更换钢束重新张拉。

6.4波纹管线形与设计偏差较大

1、现象

最终成型的预应力孔道与设计线形相差较大。

2、原因分析

浇筑混凝土时，预应力波纹管没有按规定可靠固定。波纹管被踩压、移动、

上浮等，造成波纹管变形。

3、预防措施

要按设计线形准确放样，并用U形钢筋按规定固定波纹管的空间位置，再点焊牢固。曲线及接头处U形钢筋应加密。

浇筑混凝土时注意保护波纹管，不得踩压，不得将振动棒靠在波纹管上振捣。

应有防止波纹管在混凝土尚未凝固时上浮的措施。

6.5波纹管漏浆堵管

1、现象

用通孔器检查波纹管时发现内有堵塞；采用在混凝土未浇筑前波纹管内先置钢绞线后浇混凝土的，发现先置的钢绞线拉不动。

2、原因分析

波纹管接头处脱开漏浆，流入孔道。

波纹管破损漏浆或在施工中被踩、挤、压瘪。

波纹管有孔洞。

3、防治措施

使用波纹管必须具备足够的承压强度和刚度。有破损管材不得使用。波纹管连接应根据其号数，选用配套的波纹套管。连接时两端波纹管必须拧至相碰为止，然后用胶布或防水包布将接头缝隙封闭严密。

浇筑混凝土时应保护波纹管，不得碰伤、挤压、踩踏。发现破损应立即修补。

施工时应防止电焊火花灼烧波纹管的管壁。

波纹管安装好后，宜插入塑料管作为内衬，以加强波纹管的刚度和顺直度，防止波纹管变形，碰瘪、损坏。

浇筑混凝土开始后，在其初凝前，应用通孔器检查并不时拉动疏通；如采用预置预应力索的措施，则应时时拉动预应钢绞线。认堵孔严重无法疏通的，应设法查准堵孔的位置，凿开该处混凝土疏通孔道。

6.6张拉钢绞线延伸率偏差过大

1、现象

张拉力达到了设计要求，但钢绞线延伸量与理论计算相差较大。

2、原因分析

钢绞线的实际弹性模量与设计采用值相差较大。

孔道实际线形与设计线形相差较大，以致实际的预应力摩阻损失与设计计算值有较大差异；或实际孔道摩阻参数与设计取值有较大出入也会产生延伸率偏差过大。

初应力采用值不合适或超张拉过多。

张拉过程中锚具滑丝或钢绞线内有断丝。

张拉设备未作标定或表具读数离散性过大。

3、防治措施

每批钢绞线均应复验，并按实际弹性修正计算延伸值。

校正预应力孔道的线形。

按照钢绞线的长度和管道摩阻力确定合格的初应力值和超张拉值。

检查锚具和钢绞线有无滑丝或断丝。

校核测力系统和表具。

6.7预应力损失过大

1、现象

预应力施加完毕后钢绞线松驰，应力值达不到设计值。

2、原因分析

锚具滑丝或钢绞线内有断丝。

钢绞线的松驰率超限。

量测表具数值有误，实际张拉值偏小。

锚具下混凝土局部破坏变形过大。

钢绞线与孔道间摩阻力过大。

3、防治措施

检查钢绞线的实际松驰率，张拉时应采取张拉力和引伸量双控制。事先校正测力系统，包括表具。

锚具滑丝失效，应予更换。

钢绞线断丝率超限，应将其锚具、预应力筋更换。

锚具下混凝土破坏，应将预应力释放后，用环氧混凝土或高强度混凝土补强后重新张拉。

改进钢束孔道施工工艺，使孔道线形符合设计要求，必要时可使用减摩剂。

6.8预应力孔道注浆不密实

1、现象

水泥浆从入口压入孔道后，前方通气孔或观察孔不见有浆水流过；或有的是溢出的浆水稀薄。钻孔检查发现孔道中有空隙，甚至没有灰浆。

2、原因分析

灌浆前孔道未用高压水冲洗，灰浆进入管道后，水分被大量吸附，导致灰浆难以流动。

孔道中有局部堵塞或障碍物，灰浆被中途堵住。

灰浆在终端溢出后，持续荷载继续加压时间不足。

灰浆配制不当。如所用的水泥沁水率高、水灰比大，灰浆离析等。

3、防治措施

孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物、疏通和湿润整个管道。

配制高质量的浆液。选用的水泥可用强度等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥，灰浆水灰比宜控制在0.1～0.45，沁水率宜小于2%，最大不应超过3%。灰浆应具有良好的流动度并不易离析，可掺入适量的减水剂和微膨胀剂，但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂，掺量和配方应根据试验确定。

6.9预应力孔道灌不进浆

1、现象