后张法预应力箱梁

毕　业　论　文　论文题目：大西客运专线后张法预制箱梁预应力施工技术系 部：专业名称： 路桥工程系 班 级： 道路桥梁工程技术 08212 学 号：姓 名： 15 指导教师： 林国威 完成时间： 王淑娟 2011 年 5 月 14日目录引言 (4)1 预应力张拉 (4)1.1 张拉工艺 (4)1.1.1 概述 (4)1.1.2 张拉方法 (4)1.1.3 张拉工艺流程 (5)1.1.3.1 一般张拉工艺流程 (5)1.1.3.2 数控张拉工艺流程 (6)1.2 终张拉控制应力计算与调整 (6)1.3 张拉过程质量控制 (6)1.4 实测及理论伸长值的计算 (7)1.4.1 实测伸长值的计算 (7)1.4.2 理论伸长值的计算 (7)2 管道压浆及梁端封锚 (7)2.1 管道压浆工艺流程 (7)2.2 管道压浆过程控制 (8)2.3 梁端封锚 (8)2.3.1 封锚混凝土养护 (8)2.3.2 防水处理 (8)结语 (9)参考文献 (9)致谢 (9)大西客运专线后张法预制箱梁预应力施工技术摘 要：本文将结合大西客运专线预制箱梁施工实例，详细地介绍后张法预制箱梁预应力施工技术，结合数控张拉技术，重点对预应力的张拉工艺进行阐述，以完善客运专线箱梁预应力施工工艺，从而保证梁体的质量和使用寿命。

关键词：客运专线 箱梁 预应力张拉 真空辅助压浆引言中交第三航务工程局有限公司平遥制梁场位于山西省晋中市平遥县洪善镇境内，承建新建大同至西安铁路客运专线站前4标段平遥跨大运高速公路特大桥0#墩台～724#墩台，共计711孔后张法双线简支箱梁的预制、运输、安装任务，起讫里程为DK354+142.74～DK377+805.50。

其中31.5m 简支箱梁678孔，23.5m 简支箱梁33孔。

箱梁预应力钢束采用1×7-15.2-1860型低松弛钢绞线，其标准强度f pk 1 预应力张拉=1860 MPa 。

本文将根据现场情况，详细地介绍后张法预制箱梁预应力施工技术。

1.1 张拉工艺1.1.1 概述预应力张拉就是在构件中提前施加应力来应对结构本身所受到的荷载，一般张拉过程中难免由于油表读数控制或油缸伸长量量尺的偶然误差而引起伸长值和不同步率的偏差较大。

数控张拉系统标定完成由压力传感器测量并直接显示张拉力值，由位移传感器测钢绞线伸长量，直接在触摸屏上显示，避免了这种偶然误差。

1.1.2 张拉方法箱梁分为三次张拉：预张拉、初张拉和终张拉。

第一次为预张拉，主要是为防止梁体出现早期裂缝，在混凝土强度达到33.5MPa 以上时松开内模的情况下张拉部分预应力。

第二次初张拉也在制梁台座上进行，主要是为加快台座周转需要，在混凝土强度达到43.5MPa 后进行。

第三次终张拉在存梁台座上进行，主要是为提供设计规定的预加应力值，在梁体混凝土强度达到53.5MPa 、弹性模量达35.5GPa 以上，且混凝土龄期不少于10d 时方可进行终张拉。

张拉时的强度以现场同条件养护混凝土试块的强度报告为准。

箱梁两侧腹板对称张拉，其不平衡束最大不超过一束，同束钢绞线张拉由两端对称同步进行，且按设计规定的编号及顺序张拉。

如下表1-1，以本梁场350km/h客专32m直线梁设计终张拉张拉参数表为例。

1.1.3 张拉工艺流程1.1.3.1一般张拉工艺流程0→初始应力20%σcon→持荷1min（测油缸伸长量及工具锚夹片外露量）→张拉控制应力σk→持荷5min（测油缸伸长量及工具锚夹片外露量）→补油至σk →油缸回程。

作为最基本的张拉工艺流程，20%时记一次油缸伸长量，工具锚夹片外露量；100%再记一下油缸伸长量，工具锚夹片外露量。

1.1.3.2 数控张拉工艺流程预（初）张拉工艺流程：0→0.2σ预、初1l （初始应力，持荷，记录工具锚夹片外露长度，系统自动记录伸长量初始值0L ）→预（初）张拉控制应力σ预、初（持荷, 自动补压控制张拉力到σ预、初2l ，记录工具锚夹片外露长度，系统自动记录伸长量1L ）→卸荷锚固（系统自动记录伸长量2L ）→回顶（测工作锚夹片外露长度并记录）。

终张拉（未预、初张拉）钢束操作流程：0→0.2σcon （初始应力，持荷，记录工具锚夹片外露长度1l ，系统自动记录伸长量初始值0L ）→终张拉控制应力σcon （持荷，自动补压控制张拉力到σcon ，记录工具锚夹片外露长度2l ，系统自动记录伸长量1L ）→卸荷锚固（系统自动记录伸长量2L ）→回顶（测工作锚夹片外露长度并记录）。

终张拉（已预、初张拉）钢束操作流程：0→预、初张拉时的控制应力σ预、初1l （持荷，记录工具锚夹片外露长度，系统自动记录伸长量初始值0L ）→终张拉控制应力σcon （持荷，自动补压控制张拉力到σcon ，记录工具锚夹片外露长度2l ，系统自动记录伸长量1L ）→卸荷锚固（系统自动记录伸长量2L ）→回顶（测工作锚夹片外露长度并记录）。

数控张拉系统标定完成由压力传感器测量并直接显示张拉力值，由位移传感器测钢绞线伸长量，直接在触摸屏上显示，张拉过程中，你只需做好准备，点启动，4台同步启动。

张拉过程中自动控制预应力钢束两端伸长量保持一致，同步张拉，最终以设计张拉力为控制目标。

张拉实时数据通过通讯接口以无线方式传入信息化管理系统，可以实时显示张拉数据、张拉力曲线及伸长量曲线，并保存记录。

同时通过网络可以上传。

1.2 终张拉控制应力计算与调整预应力张拉施工中，张拉控制应力应根据实测各项应力损失值对设计控制应力值进行调整，以满足传力锚固时钢绞线应力的要求，并以调整值作为施工控制依据。

预制梁试生产期间，对两片梁在进行各种预应力瞬时损失测试。

正常生产后每100榀梁测试一次。

每次测试后，会提供变更后终张拉孔道预应力，孔道摩擦系数，每米局部偏差，以及喇叭口摩诅损失系数，以此为依据修改终张拉参数。

1.3 张拉过程质量控制三同心：预应力管道与锚下垫板的锚口同心、锚垫板锚口与锚环同心、锚环与千斤顶同心。

三同心的保证措施：在混凝土浇筑前检查调整抽拔棒坐标，确保管道线形满足设计要求；检查端模成孔器是否满足图纸、设计要求；在上锚垫板前清理干净端模及锚垫板确保锚垫板与端模密贴；安装锚具前清理干净锚具和锚垫板确保锚具与锚垫板密贴；安装千斤顶时调整千斤顶角度，确保与锚具同心。

两同步：张拉时两端及两边必须同步、对称张拉，同时达到同一荷载值，不同步率不得大于10%。

两同步的保证措施：指挥端稳住油速，由张拉指挥员每MPa 呼一次，油泵操作工根据指挥员的的节奏调整加载速度，同时达到同一荷载时，控制两端同步伸长。

1.4 实测及理论伸长值的计算1.4.1 实测伸长值的计算钢束总伸长=东端钢束伸长值+西端钢束伸长值。

东（西）端钢束伸长值=油缸伸长（控制）+工具锚夹片外露长度（控制）-油缸伸长（初始）-工具锚夹片外露长度（初始）。

自锚时钢绞线回缩=油缸伸长（控制）-自锚后油缸伸长-工作锚至工具锚段弹性伸长值。

分两次张拉的钢绞线束伸长值为：总伸长值=第一次张拉伸长值+第二次张拉伸长值-第一次张拉钢绞线回缩量。

自锚时钢绞线回缩测量方法虽是通用，但太过粗糙，无法真实反应钢绞线真实回缩量。

得益于数控张拉位移传感器，单端钢绞线锚固回缩量计算公式：锚固回缩L ∆=21 L L −式中：锚固回缩L ∆—— 单端张拉锚固回缩量1L —— 控制阶段实测油缸伸长值2L —— 锚固阶段实测油缸伸长值1.4.2 理论伸长值的计算一、工作锚之间预应力筋理论伸长值按下式计算ΔL=N×L (1- e -(μθ+kx)式中：N —张拉控制应力（N ）（扣除锚口摩阻损失值）；) /[A×E×(μθ+kx)]L —工作锚之间的预应力筋长度（mm ）（工作锚至工具锚之间预应力单独计算）；E —预应力筋的弹性模量（N/ mm 2 A —预应力筋截面积（mm ），试验确定；2）；取140mm 2 K —考虑孔道（每米）局部偏差对摩擦影响系数，取实测值选用； ；μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数，按实测值选用；θ—从张拉端至计算截面，曲线孔道部分切线的夹角（以弧度计）。

二、工作锚至工具锚之间预应力筋理论伸长值按下式计算E L L con /'σ'Δ= 式中：'L —工作锚至工具锚之间的预应力筋长度（mm ）E —预应力筋的弹性模量（N/mm 2con σ），试验确定；—设计张拉控制应力值（MPa ）； 2 管道压浆及梁端封锚2.1 管道压浆工艺流程梁场孔道压浆采用真空辅助压浆工艺，其原理是在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生-0.06～-0.08MPa 左右的真空度，然后用压浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，直至充满整条孔道，并在0.5～0.6MPa 的正压力下稳压3min ，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。

其施工工艺如图2-1所示。

图2-1：管道压浆工艺图2.2 管道压浆过程控制一、孔道密封检查：将灌浆阀、排气阀全部关闭，打开真空阀，启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，当管内真空度维持在-0.08Mpa左右时停泵约1min时间，若压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空，否则重新检查密封。

二、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。

三、严格控制用水量，否则易造成管道顶端空隙。

四、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再使用。

五、水泥浆出料后马上泵送，否则不停搅拌防止离析。

六、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。

七、压浆顺序按照先中间孔道后两边孔道、先下层孔道后上层孔道的原则进行。

2.3 梁端封锚封锚混凝土强度与梁体混凝土强度一致，我场梁体封锚混凝土强度等级采用C50干硬性补偿收缩混凝土。

为防止水分及其它有害介质侵入梁体，腐蚀锚具及外露钢绞线，待孔道压浆工作完毕并经检查合格后及时进行封锚，以防止水分及其它有害介质侵入，腐蚀锚具及外露钢绞线。

本梁场在压浆结束24h之后，48h之内完成封锚作业，后张梁封锚前对锚具、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。

2.3.1 封锚混凝土养护封锚完毕，对封锚混凝土及时养护，封锚混凝土采用自然养护时，在其上覆盖塑料薄膜，梁体洒水次数以保持混凝土表面充分湿润为度，自然养护不少于14d；当环境温度低于5℃时，预制梁表面喷涂养护剂，并采取保温措施，禁止对混凝土表面洒水。

2.3.2 防水处理封锚用聚氨脂防水涂料符合《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件（修订版）》（科技基【2007】56号）的要求。