1、主桥连续梁预应力施工作业指导书一、编制依据1、公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000 2、松花江大桥主桥施工图设计二、工程概况1、连续箱梁结构形式主桥上部结构为五跨预应力混凝土连续箱梁，跨径布置为 90.5m3*138m 90.5m，全长 595.0m。梁断面采用单箱单室变截面箱梁，主跨墩顶高度为7.7,跨中高度 3.0 m,其间的梁高在纵桥向按1.65 次抛物线变化。箱梁全宽13.5,其中,底板宽度 6.6 m,翼缘板长度 3.45 m,翼缘板厚度分成两段变化,端部为 0.2 m,在距离端部 3 m处为 0.5 m,根部为 0.95 m,其间按直线变化。箱梁顶板厚度为0.25 m；腹板在2、跨中 49m范围内为 0.5 m,向支点方向依次过渡为0.6m、0.7 m、0.85 m；底板厚度在跨中为0.3 m,在墩顶根部为 0.9 m,其间按 1.65 次抛物线连续变化。主桥共计 8 个 T 墩（左幅 4 个，右幅 4 个），每个 T 墩包括 21 种节段（020），每节箱梁底按直线变化。箱梁悬浇长度为 2.5 4.0m,合拢段长度中跨为2m，边跨为 1.5m，边跨现浇段长度为20m。2、预应力体系连续梁体混凝土为C60级，设计为三个方向(即纵向、横向、竖向)对梁体预加应力。纵向预应力钢筋采用符合GBT/T5224-1995标准的 270 级j15.2 高强度低松驰钢绞线，锚具采用群3、锚 15-15、15-17、15-19 张拉锚固体系,钢束每束 15、17、19 根,张拉控制力分别为2909KN、3296KN、3684KN,采用真空压浆用塑料波纹管；横向预应力为 j15.2 高强度低松驰钢绞线，锚具采用 BM15-3张拉锚固体系,每束 3 根,张拉控制力为 582KN,钢束纵向间距一般为75,采用 BM扁平锚和扁平金属波纹管；竖向预应力为t25高强精轧螺纹粗钢筋，一般每隔5075在腹板中心设置1 根,在 0#块每个腹板内设 2 根,对称于腹板中心布置,锚具采用 YGM 张拉锚固体系,t25 张拉控制力为 411KN。三、施工方法预应力筋(孔道)施工竖向预应力筋竖向预应力筋4、的安装：在绑扎底板钢筋时，用8 定位钢筋将底部钢垫板焊接固定在底面钢筋上。在腹板钢筋绑完后，将波纹管、螺旋筋套入下垫板内。在顶板顶面将上垫板直接固定在顶板钢筋上，此时，形成孔道。从上端穿入预应力筋，底部旋紧螺母，上部螺母最后旋入。为保证其轴线位置，可在焊接垫板时，先用沿轴线通焊的一根辅助钢筋作为坐标轴，以控制安装精度。先焊垫板最后穿预应力粗钢筋的目的是为了避免垫板与钢筋同时焊接定位时产生预应力粗钢筋过电造成张拉时断筋现象，因为竖向预应力钢筋断筋是无法更换的。纵向预应力筋孔道纵向预应力筋孔道采用真空压浆用塑料波纹管，用定位钢筋网格固定在普通钢筋上，其座标以校正好的模板为参照物控制。a 波纹管接长5、采用接头管，长度30cm。b 波纹管穿过端模通过在端模上打孔来实现，为了保证在两梁段间的顺接，在端模孔处另加长度30cm接头管，两梁段间各留15cm。接头管与波纹管的接缝处要用胶布缠裹严密，以防漏浆。c 锚垫板通过螺栓定位于端模，注意其平面与孔道切线垂直。其角度以木楔调整。锚垫板与波纹管的衔接处缝隙要塞严密以防漏浆。d 波纹管定位完成后，内穿内衬管，在混凝土浇注过程中要设专人负责内衬管随时来回抽动，防止渗浆固结，在砼完成终凝后抽出。其作用为：增大纵向波纹管本身刚度，防止浇注混凝土时造成波纹管变形，破裂；防止浇注砼时纵向波纹管露浆，即使渗浆，也不影响孔道通过性。e 在纵向波纹管内穿一根 6 钢筋6、，6 钢筋随纵向波纹管的接长而接长，并露出波纹管端部，6 钢筋的作用是：在穿长束时作为牵引绳，便于穿钢绞线。f波纹管孔道定位钢筋每50cm布置一道，在起弯点及曲线部位适当加密。顶板横向预应力筋横向预应力筋张拉端和锚固端应交错布置。顶板钢筋骨架应牢固、不变形，以保证横向预应力定位网格的准确定位。预应力孔道施工精度要求在所有的预应力孔道施工中，可能会发生相互抵触现象，如纵向预应力筋在顶板的张拉槽口处与顶板横向预应力筋、竖向预应力筋之间或者顶板横向预应力筋与竖向预应力筋之间位置相互矛盾，这时应体现如下优先原则：首先保证纵向预应力束的位置准确，其次是竖向预应力筋位置，最后为横向预应力束。若三者位置发生7、抵触，应首先调整顶板横向预应力束的坐标，若仍不能满足要求，则适当改变竖向预应力筋的长度及位置，但应保证竖向预应力筋的移动是在其轴线上进行的。孔道位置的调整以最小为原则。若三者互不干扰，控制其安装偏差5mm。需要注意：在普通钢筋焊接施工中，应对已成形的波纹管采取保护措施，防止焊渣烧穿，可在焊接作业面周围的波纹管上铺卷防火布。预应力管道施工注意事项a 所有纵向预应力管道必须设置塑料内衬管时才允许浇筑混凝土，内衬管外径可比波纹管内径小34，内衬管应插过梁段接缝。在混凝土初凝时，应及时拔去内衬管。内衬管应有足够强度保证拔管不断。b 纵向预应力管道必须采用真空压浆波纹管，预应力管道应有一定的强度，管壁严8、密，不易变形。c 所有管道与管道之间的连接以及管道与喇叭管的连接应确保其密封性。对于纵向预应力管道,由于在梁段分段浇筑过程中需不断接长，被接管与接管交叉段应布置在待浇梁段内，不允许跨过梁段接缝布置。横向、竖向预应力波纹管应采用整根，不得接长。d 所有预应力管道的定位必须准确牢固，定位钢筋的设置必须满足预应力管道位置的偏差不得大于规范要求。e 在每一梁段混凝土浇筑后应立即检查每根管道是否漏浆和堵管。f 在穿钢绞线前应用高压水冲洗和检查孔道。g 管道轴线必须与垫板垂直。h 每批预应力波纹管道均应按规定抽样检查其咬口紧密性和管道密封性。预应力筋加工制作与安装预应力钢绞线下料、编束、穿束a 应按有关规9、定对每批钢绞线抽检强度、弹性模量、截面积、重量、延伸量和硬度，对不合格品严禁使用，同时应就实测的弹性模量和截面积对计算延伸量作修正。检查每捆钢绞线有无不均匀初应力，存在不均匀初应力的钢绞线禁止使用，应予退货。b 下料:预应力筋下料用砂轮锯切割，不允许使用电弧或氧弧切割。钢绞线下料长度为:预应力管道长度+1.8 米；25 高强精轧螺纹钢筋，按设计长度下料。预应力筋下料后要彻底除锈，距两端头 1.5 米范围要加强除锈，以防止张拉时滑丝，减小回缩量。c 编束:钢绞线编束要保证各股钢绞线平行，不得缠绕，每 1.0 1.5m用 35 根 22#铁线绑扎，距端头2.0 米范围每 0.5 米绑扎一道。钢绞线10、编束后，将端头焊在一起使中心一根外露焊头48 厘米，然后用砂轮打磨端头，使之呈鸡蛋小头形，以免穿束时戳坏波纹管，造成堵孔。d 穿束:穿束前先用大于钢绞线束直径0.5 1.0 厘米的通孔器疏通预应力管道，待通孔器无阻碍地顺利通过管道全程后方能穿束，同时穿束前须用压缩空气吹净管道内的水份和砂、石等杂物，穿束时先将导线穿过孔道与预应力束连接在一起，以导线牵拉为主，以推送为辅,穿束后检查预应力筋外露孔口情况,保证两端外露相等，并满足张拉要求，最后散开预应力筋端头，并进一步除锈，准备安装锚具、千斤顶。高强精轧螺纹粗钢筋高强精轧螺纹粗钢筋进场验收，除应具有合格证外，应对外观、外形尺寸和机械性能进行抽验。外11、观检查每 20t 钢筋抽查 2 根，表面不得有裂纹、机械损伤、氧化浮皮、结疤、劈裂现象。另外，需对每批次（但不大于50t）取两组试件，每组 3 根，每根长度不小于500mm，且在未进行处理与加工时取样，用钢筋环规和止环规检验。尺寸合格后，用这两组试样进行拉力试验和冷弯试验。以上各指标全部合格才能使用。锚具（YGM25 锚）也应进行外观检查，另外锚具应逐个进行洛氏硬度检验，合格者贴上标识后使用。锚具拉力试验应为钢筋拉断，不能出现螺纹连接剪断或挤压破断。以上各项目均检验合格的粗钢筋要选择专门场地存放，场地要求防雨，粗钢筋支点间距不大于3m，避免损伤螺纹，由于全桥粗钢筋长度型号较多，需统一编号存放，12、以免用错。锚具和垫板a应抽样检查夹片硬度。应逐个检查锚具有无损伤及垫板喇叭管内有无毛刺，对有损伤或有毛刺者应予退货，不准使用，严禁使用不合格品。b 锚头平面必须与钢束管道垂直，锚孔中心要对准管道中心。c 锚垫板下混凝土局部应力较大，空间小，应特别注意对锚下混凝土的振捣，锚垫板与管道必须垂直。d 穿束前应清除喇叭管内的漏浆和杂物。预应力筋张拉梁体预应力筋张拉分为纵向钢绞线、横向钢绞线和竖向25 高强精轧螺纹钢筋三向预应力。对同一梁段而言，张拉顺序为先纵向预应力，然后横向、竖向预应力。为保证受力均匀性，在施工完n+1号梁段后，再张拉n 号梁段的横向、竖向预应力。合拢段的张拉：合拢段混凝土强度达到设13、计要求的张拉强度后，开始进行合拢段预应力钢筋张拉，张拉顺序：先张拉纵向预应力束，然后张拉横向预应力束和竖向预应力钢筋；对于纵向预应力束，先张拉长束而后张拉短束，合拢束补拉到设计吨位，横向应对称进行，应采用两端张拉。预应力筋张拉采用张拉力和伸长值双控方式。张拉力控制为主，伸长值控制为辅。张拉前的准备工作 a 千斤顶、油泵和油压表均已配套标定合格，并在使用期内(校正系数不大于 1.05)b 钢绞线、锚具、夹片、锚垫板已按规定检验合格，准许使用 c 预应力孔道内的杂物已清除干净，孔道通畅，预应力筋已按要求穿入孔道 d 梁段混凝土强度已达到设计要求的张拉强度 e 布设测量梁段挠度的观侧点 f 计算预应14、力筋的理论伸长值，并经复核无误纵向钢绞线张拉纵向钢绞线束在横向断面上应对称张拉，同时每根钢束应两端对称张拉。纵向钢绞线张拉程序如下：初张拉（张拉力P0为 0.2 倍设计张拉力 P）持荷 3分钟量测延伸量L1张拉至设计吨位P持荷 3 分钟量测延伸量L2顶楔回油量测延伸量L3 a 安装工作锚:安装前用机油或柴油等将锚环和楔片逐个清洗干净，其表面不得残留铁屑、泥砂、油垢等，然后将钢绞线平行地逐个穿入锚环，注意钢绞线不得交叉和穿乱，先安装中心或内圈锚环孔的楔片，然后安装外圈锚环孔楔片，最后用套管或小锤适当用力将楔片敲入锚环孔，注意楔片间缝隙要均匀，其端头要在同一平面上，否则要将之取下重新安装。b 安装15、顶压器，先检查锚环是否有外伤或卷边，若有则用锉刀将之修复，然后安装顶压器，注意钢绞线平行穿入顶压器各孔。c 安装千斤顶于孔道中线对位，注意不要接混大、小油缸油管 d 按第一步安装工具锚，为使工具锚卸脱方便，在工具锚环与楔片之间缠垫塑料布并涂少量黄油等润滑剂，对于短束还可安装2 个工具锚环。e 初张拉:在张拉工作开始之前应分别从两端采用千斤顶对钢束进行松动张拉，以确保钢绞线在管道内平行顺直且滑动自由。采用与钢绞线颜色反差较大的颜料在钢绞线上标注出一个平面，在任何步骤下量测引伸量均应量测该平面距锚垫板之间的距离，不得以油缸伸长值代替引伸量。仔细检查千斤顶、油路等安接正确无误后，开动油泵进入初张拉，16、注意要有 23 人扶正千斤顶使工作锚环准确进入锚垫板的限位槽内，待油表读数达到初张拉应力P0时持荷 3分钟，测量该平面（在钢绞线上标记的平面）至锚垫板之间的距离L1 和工具锚楔片外露量 1。f 张拉:进一步检查千斤顶和油路，然后两端千斤顶同时加载，每5MPa 互相通报一次油压表读数，使两端油压表读数在张拉过程中随时保持一致，直到两端达到张拉应力P，持荷 3 分钟，测量该平面（在钢绞线上标记的平面）至锚垫板之间的距离 L2 和楔片外露量 2，这时钢绞线实际伸长值为L=(L2-L1)(12)，检查实际伸长值与理论伸长值之差是否符合规范要求的6%范围内，然后开始顶锚。g 顶锚、卸载:先顶一端(甲方向17、)，另一端(乙方向)持荷等待，初始送油速度要慢于张拉时的进油速度，待油压表指针达13MPa 时，再恢复正常的送油速度，直到顶锚应力，持荷 1 分钟左右后，先后使顶压器、千斤顶卸载至零，测量楔片外露量 3，计算出钢绞线回缩量 2-3，乙方向补至张拉应力(如甲方的回缩量偏大，则乙方向要多补0.5 1.5Mpa)后开始顶锚，操作与甲端相同，最后只记录乙方向的回缩量值。每一梁段要张拉多束钢绞线，为使预加在梁体内的应力均匀，甲、乙两个方向要交替先顶锚。h回程、退楔:两端顶锚完成后，大缸同时回程到底，然后用小锤轻轻敲打工具锚环，取下楔片，并逐个检查是否有损坏的，无损坏的楔片安装在下一束的工作锚环内。最后依18、次取下锚环，拆除千斤顶、顶压器。i 割断多余钢绞线，以砂轮锯切割为宜,钢绞线外露锚环达35 厘米即可。对于较长的钢绞线束:由于其伸长值远大于两千斤顶大缸额定张拉行程，所以必须进行倒顶张拉。倒顶张拉第一次张拉的初张拉应力为0.2,第一次张拉的终张拉应力为/m+1(m 为倒顶次数，为设计张拉应力)，依此类推，倒顶张拉的第 n 次张拉的初张拉应力为(n-1)/(m+1)，终张拉应力为n/(m+1)，(n=2,3,4 m+1),倒顶张拉只在最后一次张拉后顶锚，前几次不得顶锚，将倒顶张拉的几次张拉伸长值累加即为该束钢绞线的实际伸长值。倒顶张拉过程中要严格控制千斤顶的大缸行程，不得使其超过额定张拉行程。钢19、绞线张拉的质量要求:a 顶锚后量侧两端伸长量之和不得超过理论计算值的6%b 钢束回缩量不得大于6mm c 夹片外露量不得小于5mm d 钢绞线外露的切割处距锚具表面35cm e 张拉过程中出现下列情况之一者，须更换锚具或钢绞线重新张拉锚环内楔片错牙在10mm 以上者锚环内楔片断裂两片以上者锚环有裂纹损坏者切割钢绞线或压浆时发生滑丝或断丝情况之一者横向钢绞线张拉横向钢绞线张拉方法与纵向钢绞线基本相同，不同的是纵向钢绞线采用两端张拉，横向钢绞线为单端交替张拉。竖向 25mm 高强精轧螺纹钢筋张拉a 每根竖向 25mm 高强精轧螺纹钢筋必须是通长整根，不得接长。b 竖向预应力筋张拉程序:安装工作锚安20、装千斤顶安装连接器、张拉杆安装工具锚(双锚)初张拉(1MPa)张拉至锚下控制应力持荷2 分钟测量伸长值，拧紧工作锚大缸回程拆除千斤顶。c 在张拉过程中，注意螺纹钢与张拉杆旋入连接器的深度要相同并等于连接器长度的一半，脚撑下垫板要高度一致，并且水平，工具锚处要安装双锚具，以保证张拉安全。d认真对待张拉过程中的对中问题，应使千斤顶张拉持力点与高强钢筋中心、锚垫板中心在一条直线上，如牵引中发现高强钢筋横移的现象，应立即回油调整，重新张拉。e 所有竖向预应力粗钢筋必须采用两次张拉的方式，即某梁段竖向预应力粗钢筋由一个张拉班组张拉完毕后，过10 天后，再由另一个独立的张拉班组重新进行张拉操作，弥补由于工21、艺和设备原因导致的有效预应力不足。f 张拉后螺帽旋紧不准采用扳手斜向拧紧，而必须采用竖向套筒配合水平测力扳手施工，确保锚固应力。g 每轮张拉完毕并经监理工程师认可后，采用不同的颜色在钢筋上做出明显的标记，绝对避免漏拉及漏压浆。最后一轮张拉完成后，应在24 小时内压浆。h 横向两腹板内高强钢筋应保持对称张拉。i 张拉延伸量的量测应量测张拉前、后钢筋头距锚垫板上某固定点的竖向距离。滑丝、断丝的处理及QC 23 型千斤顶的使用在预施应力过程中，难免发生滑丝、断丝现象，所以必须认真操作，仔细观察，及时处理。钢绞线滑丝和断丝的原因:a 钢绞线表面有水泥浆等杂物或锈蚀严重。b 钢绞线有暗伤。c 楔片安装时22、端头不齐，每两个楔片间缝隙不均。d 锚垫板偏斜过于严重。e 孔道中出现台阶。f 工作锚与工具锚之间钢绞线不平行。g 工具锚楔片未经敲击。h 大缸回油过快，顶锚压力上升过快。处理办法(即如何使用 QC 23型千斤顶):QC 23 型千斤顶是专门用来张拉单根钢绞线的一种千斤顶，最大张拉力230KN，最大行程 200mm。如果预施应力过程中发生滑丝，可以用QC 23 千斤顶张拉滑进的那根钢绞线，张拉力以不大于超拉力为原则，在张拉过程中楔片被带出，将之取下更换，并张拉至单根钢绞线的锚下控制应力顶锚；断丝则按上述步骤逐根张拉钢绞线取下楔片，更换钢绞线后重新张拉。预应力孔道压浆压浆是连续梁施工的关键工序，23、直接影响着连续梁的使用寿命。本桥预应力管道压浆方法为真空压浆法，孔道压浆应在预应力筋张拉完成后24 小时内完成。纵向预应力管道压浆应从下至上进行。其操作程序如下:a 清洗孔道:锚外多余预应力筋割掉后，观察确无滑丝等异常现象，即可开始清洗孔道，先用高压水冲洗管道，将管道内的铁锈、污水等冲出，然后用高压风清吹管道，将预应力管道内的水吹净，直至出风口无水雾喷出为止。b 安装压浆器具:依次安装密封盖、压浆嘴、压浆阀，并将压浆管道与压浆机、进浆阀联接在一起，使进浆阀和出浆阀为开通状态。c 拌制灰浆:先加水，然后倒入水泥和减水剂，在加入水泥和减水剂之前开动拌合机，拌合时间不少于 3 分钟。水泥浆倒入存浆罐时要经过小于5mm 的过滤网筛滤。注意预先计算管道所需灰浆数量，压注前至少备足所需灰浆的1.5倍的数量。d 抽制真空：启动真空泵，将管道抽成真空，压力为-0.05MPa。e 压注灰浆:启动压浆泵开始压浆。待出浆阀溢出的稀浆变成浓浆时，关闭出浆阀，并保持0.4 1.0MPa的压力 25 分钟，然后关闭进浆阀，最后压浆泵回浆，卸掉压浆管。f 拆卸压浆器具:待灰浆达初凝后(一般为 14 小时)，拆除压浆阀、压浆嘴、密封盖等，并清洗干净，以备下次使用。