25m箱梁张拉方案

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25m箱梁预应力张拉方案

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南昌铁路天河建设股份有限公司

二○一四年七月十五日

GDK4+077.7公跨铁立交桥 25m箱梁预应力张拉施工方案

一、工程概述及材料设备

1、工程概述

本立交桥为乡村道道路跨越电厂站而设，孔跨布置为1-20m 板梁+2-25m箱梁+3-20m板梁公跨铁立交桥；本桥平面位于直线上，桥梁中心线与电厂站正交。 2、预应力张拉设备规格 预应力筋为φ

j 15.24

钢绞线，标准强度Ryb=1860MPa，φj =

15.24mm。A=140mm2；锚具采用M15—4和M15—15圆形锚具及其配套的配件；预应力的张拉设备经配套标定，确定得出张拉力与压力表的关系曲线。

二、钢绞线伸长量计算

1、计算公式及参数

查（JTJ 041－2000《公路桥涵施工技术规范》附录G-8）得：

Pp＝P（1－e(kxμθ)）

kxμθ式中：PP--预应力筋平均张拉力（N）

P--预应力筋张拉端的张拉力（N） k—孔道摩擦系数（取0.0015）

x—从张拉端至计算截面积的孔道长度（米） μ—孔道偏差系数（取0.25）

θ—从张拉端至计算截面曲线部分切线的夹角之和（rad）

预应力理论伸长值ΔL(mm)：

ΔL=(Pp•L)/(Ap•Ep)

式中：Pp─预应力筋的平均张拉力(N)

L─预应力筋的张拉长度(mm) Ap─预应力筋的截面面积(mm2) Ep─预应力筋的弹性模量(N/mm2)

钢铰线采用15.24mm 单根截面面积140mm2 标准强度fpk =1860MPa 弹性模量Ey=1.95×105MPa 管道摩擦系数μ=0.25 管道偏差系数K=0.0015 2、预应力筋伸长量计算表（ΔL）计算 锚下控制应力σ

con

=0.75×fpk=1860×0.75=1395MPa

每股控制张拉力1395×140=195300N 钢绞线N1、N2、N3为5s15.2：

5股钢绞线控制张拉力N=195300×4=781200N 钢绞线N4为4s15.2：

4股钢绞线控制张拉力N=195300×4=781200N

表1: 箱梁N1束钢绞线伸长量(单端)计算表

名称 分段 线型 X(m) θ(rad) kxμθ e(kxμθ) 1－e(kxμθ) kxμθ0.995465 0.996542 0.986545 0.998011 Pp (N) ΔL (mm) AB 平弯段 1.664 0.02618 0.009041 0 0.991 194414.3 194624.7 192672.3 194911.6 11.85 32.30 24.64 19.15 87.94 N1 束 钢 绞 线 BC 直线段 4.531 0.006797 0.993227 0.97331 CD 竖弯段 3.491 0.08727 0.027054 0 DE 直线段 2.682 0.004023 0.995985 合计

表2：箱梁N2束钢绞线伸长量(单端)计算表

名称 分段 线型 X(m) θ(rad) kxμθ e(kxμθ) 1－e(kxμθ) kxμθ0.995465 0.99772 0.986582 0.996809 Pp (N) ΔL (mm) AB 平弯段 1.664 0.02618 0.009041 0 0.991 194414.3 194854.7 192679.5 194676.8 11.85 20.87 24.64 30.54 87.90 N2 束 钢 绞 线 BC 直线段 2.924 0.004386 0.995624 CD 竖弯段 3.491 0.08727 0.027054 0.973309 0 0.006425 0.993596 DE 直线段 4.283 合计

表3：箱梁N3束钢绞线伸长量(单端)计算表

名称 分段 线型 X(m) θ(rad) kxμθ e(kxμθ) 1－e(kxμθ) kxμθ0.995465 0.998988 0.986582 0.995637 Pp (N) ΔL (mm) AB 平弯段 1.664 0.02618 0.009041 0 0.991 194414.3 195102.4 192679.5 194447.9 11.85 9.42 24.64 41.9 87.81 N3 束 钢 绞 线 BC 直线段 1.318 0.001977 0.998025 CD 竖弯段 3.491 0.08727 0.027054 0.973309 0 0.008825 0.991214

DE 直线段 5.883 合计

表4：箱梁N4束钢绞线伸长量(单端)计算表

名称 分段 线型 X(m) θ(rad) kxμθ e(kxμθ) 1－e(kxμθ) kxμθ0.999388 0.996392 0.992171 Pp (N) ΔL (mm) AB N4 束 BC 钢 绞 线 CD 直线段 1.09 0 0.001635 0.998366 195180.6 194595.4 193771.1 7.79 5.23 74.65 87.67 竖弯段 0.733 0.02443 0.007207 0.992819 0 0.015776 0.984348 直线段 10.517 合计 实际伸长值与理论伸长值的误差应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，张拉伸长值见下表。

表5：25m箱梁钢束（单端）引伸量值

钢束号 N1 N2 N3 N4 理论引伸量（mm） 87.94 87.90 87.81 87.67 0.94理论 82.66 82.63 82.54 82.41 1.06理论 93.22 93.17 93.08 92.93

三、张拉时油表读数计算值

1、千斤顶技术参数： 压力表标定：

① 千斤顶编号：151 压力表编号：151

回归方程：P＝0.033376×F+1.04 相关系数：r＝0.99998 ② 千斤顶编号：152 压力表编号：152

回归方程：P＝0.034153×F-0.08 相关系数：r＝1.00000 2、张拉程序

实际张拉时，以千斤顶的工作状态为准，按照张拉实际需要的情况，张拉只需要取以下三个压力时的压力表读数就可以控制整个张拉过程。即：

预应力钢束张拉顺序：N1→N2→N3→N4；

张拉程序：0-→初始应力（0.1δk）→0.2δk-→ δk-→持荷 2分钟。

3、张拉施工时压力表读数：

钢束N1

序号 1 2 3 张拉应力值（MPa） 0.1δk 0.2δk δk 张拉荷载值(KN) 97.65 195.3 976.5 压力表读数 顶151表151 4.3 7.6 33.6 顶152表152 3.3 6.6 33.3 钢束N2

序号 1 2 3 张拉应力值（MPa） 0.1δk 0.2δk δk 张拉荷载值(KN) 97.65 195.3 976.5 压力表读数 顶151表151 4.3 7.6 33.6 顶152表152 3.3 6.6 33.3 钢束N3

序号 1 2 3 张拉应力值（MPa） 0.1δk 0.2δk δk 张拉荷载值(KN) 97.65 195.3 976.5 压力表读数 顶151表151 4.3 7.6 33.6 顶152表152 3.3 6.6 33.3 钢束N4

序号 1 2 3 张拉应力值（MPa） 0.1δk 0.2δk δk 张拉荷载值(KN) 97.65 195.3 976.5 压力表读数 顶151表151 4.3 7.6 33.6 顶152表152 3.3 6.6 33.3

四、箱梁张拉方案

预应力钢绞线按下料单下料、编束、编号存放；检查预应力孔道，先用高压水冲洗孔道，再用通孔器进行清孔，确保孔道畅通，人工穿束；千斤顶、高压油泵和油表配套标定。砼强度达到设计值后，方可进行张拉，采用两端对称同步张拉工艺，张拉实行应力和钢绞线伸长量双控。张拉完后及时进行压浆。 （一）施工准备

1、预应力的张拉设备经配套标定，确定得出张拉力与压力表的关系曲线；

2、结构构件混凝土的强度试压报告，结构构件混凝土立方体强度满足设计要求；

3、检查砼质量，如果该处砼有空鼓现象，应在张拉前修补； 4、经计算得出预应力施工张拉力。预应力施工张拉值通过千斤顶、油压表配套标定的油压值－张拉力关系曲线换算成的相应张拉油压表数值；

5、张拉平台的搭设：应在张拉端设置张拉平台，平台平面方向沿预应力束方向至少2.5m，宽度约为1.5m，平台高度应低于预应力束500mm左右，以保证张拉顺利进行；

6、构件端头清理及钢绞线清理；

7、动力电源及照明电源的布置：驱动油泵电源为380V，配电盘至少15A，要求电源拉至张拉平台位置；

8、工具锚、顶压器等配套设备及配套工具准备完毕。

（二）张拉顺序

预应力的张拉顺序，应考虑结构的受力特点、施工方便、操作安全等因素。具体按N１→N3→N2→N４进行张拉。 （三）张拉程序 0→σ

初应力

→2σ

初应力

→σcon（持荷2min锚固）。

（四）张拉施工工艺

纵向预应力束施工工艺流程见图1

安装工作锚 张拉准备 安装千斤顶 安装工具锚 预应力筋张拉 记录、核对伸长顶锚、卸载 回程、退楔 记录、核对伸长割断多余钢绞清洗孔道 核对楔片外露面、钢绞线回缩量 压浆 五、箱梁施工要点

1、采用人工的方法将钢束穿入孔道，钢束应在波纹管安装之后即穿入。钢绞线要及时张拉、压浆，不得长时间暴露，防止锈蚀，雨季时要穿入后两端波纹管口处采用海绵封堵，防止水分或杂物进入，外露部分采用胶带缠裹，张拉前拆掉。

2、在钢束的一端或两端安装工作锚锚杯及夹片，并轻轻地敲紧夹片。这时应注意钢绞线的排列顺序尽量相互平行，不要交叉；同时锚杯要有定位措施，以保证与孔道的同轴度。

3、在千斤顶的后部安装工具锚，为卸锚方便，锚孔中的夹片的圆锥面应均匀涂抹润滑物质，如石蜡。为保证高位孔道的钢绞线张拉方便及安全，要加工定型支撑支架承托千斤顶。

4、张拉前，千斤顶和油表应配套检验，正常情况下，千斤顶每月校正一次，油表每周校正一次。

5、张拉采用两端对称同时进行，锚下控制应力为σ=0.75fpk=1395MPa。先对钢绞线施加初始应力，使锚具及夹片将钢绞线锚紧，且保证束内每根钢绞线均匀受力。

6、张拉时先由施加初始应力，消除钢绞线的不均匀伸长及松弛度，再由初应力至二倍初应力，量取初应力伸长量，最后由二倍初应力张拉至设计应力值，量取伸长量。油表应逐步加压，循序渐进进行，不得使油门过大或过小，使油压升高过快，以免钢绞线受力过快，局部伸长。

7、张拉采用双控法，以油表读数为依据，以钢束伸长值作校对，

实际伸长量与设计伸长量之差控制在±6%之内。

8、若断丝、滑丝超过规定，应退锚重新张拉。

9、持荷时间时勤观察油表，若压力下降，应补足至规定压力，再进行预压。

10、张拉完一片梁后，应立即测量梁的上拱度。在梁顶的跨中位置及前后1m处的设置观测点，每处在梁体中线两侧0.5m处各设一个观测点，并以⊕符号用红漆标示，测量前在梁场右侧挖方顶设置参考点，测量时测定相对高差值对比观测梁体上拱度值。

11、预应力张拉完成后，即可卸下工具锚、千斤顶，然后切除锚后伸长的钢束，及时压浆、封锚。

12、为防止预制梁上拱过大，及预制梁与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不超过90d，若累积上拱超过计算值10mm，应采取控制措施。

五、施工注意事项

1、张拉前安装锚具时必须把梁端埋件清理干净，先装好锚板后装夹片。

2、组装张拉设备顺序是先装限位板。限位板必须和千斤顶相匹配，从而确保张拉力的作用线和预应力筋末端中心线一致。

3、张拉时，要严格控制进油速度，要求缓慢、均匀、平稳。 4、张拉过程中，应认真测量预应力筋的伸长值和张拉力，进行“双控”并作好记录。