现浇箱梁桥腹板155m超长预应力筋施工工艺研究报告 （修改）.docx

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1、工程编号:天津城建集团科技工程研究报告书工程名 称：现浇箱梁桥腹板155m超长预应力筋施工工艺的研究承当单位（盖章）：天津第四市政建筑工程工程负责人：孙忠良起止 日期： 起12.112013.6天津城建集团制3、重新计算钢束转角值设计给出的钢束转角数值为1.0523,是按竖曲线标准的转角值计算出来的， 而在设计图中钢束在155米范围内还要进行平曲线弯曲，经过验证理论伸长值只 考虑了竖曲线，而没有考虑平曲线。在实际施工中该曲线并不是平、竖曲线的简 单相加，而是复杂的立体曲线。为此我们与设计相结合，采用先进的CAD定位 技术，精确的计算出了钢束的实际转角值3.106215（中束），和2.80174

2、56（边束）, 理论伸长值也相应的减少了 5-6cmo为减少实际伸长值与理论伸长值偏差打好了 基础。4、张拉设备整体静态标定千斤顶、压力表和油泵是一个完整的张拉施力系统，千斤顶显示张拉力值， 油压表显示兆帕数（KN与MPa或者张拉力与压强），两者的相互转换与油缸本 身性质（如张拉油缸面积）相关，因此必须结合施工现场整体静态标定。张拉系统的标定必须保持静态，绝不允许动态标定，否那么由于摩阻影响、内 泄漏影响将导致标定时油压表读数偏大，而张拉持荷时必然导致张拉力的恶性增 大，加之各根钢绞线受力不均，势必使受力大的钢绞线在张拉时进入屈服区，导 致预应力施加的全面失败。（改为施工如何标定）5、钢绞线施

3、加应力过程控制（1）张拉速度控制在张拉施工中，应严格控制张拉时间，每束预应力筋张拉力从0KN到张拉 施工完成的时间不得少于10分钟（不包括持荷时间），由于钢绞线较长为确保两 端张拉的同步性，增加三个停顿点。读数与伸长量测量油压表的读数和伸长值的测量由训练有素的专人负责(参与标定和张拉)。 油压表读数其视觉定位与标定时一致，伸长值的测量采用钢尺量取。实际伸长值 与理论伸长值的差值控制在6%以内，否那么暂停张拉，待查明原因并采取措施 予以调整后，再进行张拉。(3)持荷时间持荷时间为油泵开启、油压表读数稳定后的稳压时间，150m束持荷时间8 10分钟。差孔道灌浆(三)保障孔道灌浆密实1、预应力孔道灌

4、浆的基本要求(改为施工应具备条件)或调整顺序(1)预应力筋张拉后，为保证钢绞线不锈蚀孔道压浆在48h内完成。(2)压浆材料的性能满足以下要求：浆体强度不低于50MPa。浆体中掺入适量的减水剂、缓凝剂、引气剂和钢 筋阻锈剂等外加剂，但不得加入铝粉或含有氯化物等有害成分的外加剂。浆体的 水胶比低于本体混凝土，同时不大于0.3o拌和后3h,浆体泌水率不大于2%, 最终不超过3%,泌水在24h内重新全部被浆体吸收。浆体稠度宜控制在1418s 之间。2、真空压浆施工工艺简要介绍为何采用真空灌浆(1)本工程采用真空辅助压浆，压浆前用压力清水冲洗管道，以排除孔内杂 物，保证管道畅通；冲洗后将管道内的空气及多

5、余水分排除，压浆前使其到达负 压状态，然后用压浆机以正压力对管道注入水泥浆。(2)压浆前必须贮备足够浆液，储浆罐的储浆体积大于一倍所要灌注的一 条预应力管道的体积，以确保压浆过程的连续进行。(3)压浆时先开动真空泵，检查真空度是否符合要求，当真空压力表指示 在一0.06-O.IMPa时，方可压浆。(4)浆体自拌制至压入管道的延续时间，一般控制在3045min范围内， 在配置和压注过程中须连续搅拌，浆体进入压浆泵之前须通过1.2mm的筛网进 行过滤。(5)压浆时，对曲线管道从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔泌水。(6)压浆过程中，发现管道有局部漏浆时，在漏浆处用毡片盖好、贴严、 顶紧堵漏。如

6、果堵漏无效，那么应将有压水通入管道，将已压进的灰浆冲洗出来， 待漏浆处理修补完毕，重新压浆。(7)当真空泵胶管出现浆体时，翻开出浆阀，待连续流出与规定稠度相同 的浆体后，为保证管道中充满灰浆，关闭阀门保持不小于0.5MPa的稳压期，稳 压5min以上，稳压完成后立即将压浆管密封。(8)压浆时，每一个工作班应留取不少于3组70.7mmX70.7mmX70.7mm 的立方体试件，标准养护28天，检查其抗压强度，作为评定浆体质量的依据。3、同比例模型试压浆由于本工程管道长度较长，且管道弯曲较多，张拉完成后压浆难度较大，压 浆能否密实，在那个段落易出现空洞不易掌握，为此压浆前，我工程焊接钢筋支 架，制

7、作同箱梁腹板同比例的预应力钢绞线孔道，然后穿入钢绞线进行试压浆， 用来检测和比拟箱梁腹板孔道的实际压浆效果。经检查发现在5#、6#号墩的波 峰处出现了少量的蜂窝和空隙。根据实验结果在箱梁腹板实施压浆的过程中对5#、6#号墩的波峰处进行二 次真空压浆。采用后期加压补浆法补充密实。对于竖曲线锚固点处在上部的孔道, 因泌水无法排出而占据孔道空间，水干后此处形成空洞，用高压黄油枪或按此原 那么制手动压力补压充实。对于长线连续结构竖向多波孔，不管锚固点在什么位 置，其波峰处(孔道最高点)都有可能因泌水、浆体收缩而形成局部空洞。排除 这种隐蔽缺陷的方法是，在孔道波峰处事先设一排气、压浆两用管，压浆时排 气

8、，压完浆后，可从此管用探条检测，发现不密实，可从此管接上手动补浆泵 进行后期补浆，效果较好。三、易出现质量问题的控制措施分析超长易出现的问题4、孔道灌浆不密实分析与处理孔道灌浆不密实表现后张预应力孔道压浆不密实，直接关系到预应力构件永存内力的稳定性及 耐久性。据有关资料介绍，美国从地震垮塌的后张预应力桥梁构件上截取假设干断 面解剖测试，发现后张预应力结构存在因孔道压浆不密实而造成的预应力筋锈 蚀、断面锐减、断丝及内力损失严重等致命的质量问题，为此，曾一度禁止后张 预应力结构的应用。由此看来，后张预应力孔道压浆的密实度，是后张预应力(简写)构件质量控制的主要环节。孔道压浆不密实有如下几种表现：(

9、1)计算浆体压进孔道总量小于孔道总空隙量。(2)多波曲线孔道波峰顶排气孔未冒浆。(3)梁体因蜂窝.，孔洞，裂缝等内部隐蔽缺陷而漏浆。(4)封锚不严而漏浆。(5)上下或左右孔道串孔。这些压浆不饱满，不密实的质量隐患，如未被及时发现并进行妥善处理，将 直接影响结构物的使用寿命。孔道灌浆不密实处理（1）优选配合比。水泥浆配合比是压浆质量的关键，优良的配合比设计是控 制孔道压浆质量的前提，优化组合的水泥浆配合比，能有效地控制泌水率及有 效膨胀系数。（2）适当提高压浆稳压持荷压力。压浆过程中，压力一般应保持在0.5 0.7MPa之间，稳压持荷时间不少于5min,稳压压力应保持在0.60.8MPa之间。（

10、3）采用后期加压补浆法补充密实。对于竖曲线锚固点处在上部的孔道，因泌水无法排出而占据孔道空间，水干 后此处形成空洞（此缺陷在封锚前可从进浆孔用探条探测到），可用高压黄油枪 或按此原那么制手动压力补压充实。对于超长线连续结构竖向多波孔，不管锚固点在什么位置，其波峰处（孔道 最高点）都有可能因泌水、浆体收缩而形成局部空洞。排除这种隐蔽缺陷的方法 是，在孔道波峰处事先设一排气、压浆两用管，压浆时排气，压完浆后，可以 此管用探条检测，发现不密实，可从此管接上手动补浆泵进行后期补浆，效果较 好。（四）超长预应力筋张拉施工易出现的质量问题控制1、断丝分析与处理（结合超长分析）（1）断丝、滑移限制要求见表4

11、-1 （质量标准）表4-1类 另检测工程控制数预应力筋断丝、滑移限制钢绞线每束钢绞线断丝或滑丝1丝每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的百分比1%（2）断丝的原因分析1）整束不均匀度过大，局部钢绞线应力大于其极限强度；2）钢绞线或锚具本身质量有问题；3）千斤顶重复屡次使用，导致张拉力不准确；（3）断丝的处理1）由同束各钢绞线受力不均引起的断丝，说明梳、编、穿束存在质量问题， 在穿束时须严格本工程穿束工艺的的要求梳进行梳编穿束施工。2）因锚具、钢绞线不合格而出现断丝，须更换锚具与钢绞线。并应严格控制 锚具与钢绞线的进场检验。3）由张拉力偏大引起的断丝，应对千斤顶重新进行整体静态标定，标定时应 严

12、格控制千斤顶的内泄漏。2、波形管堵塞分析与预防（1）波形管堵塞分析（超长分析）由于箱梁设计要求采用一次浇筑成型，以往的浇筑均采用从腹板下混凝土。 通过振捣腹板混凝土来完成底板浇筑，这样浇筑能很好的控制底板厚度及混凝土 用量。但是此种浇筑方法不可防止的需要对腹板重复振捣，造成集中位于该处的 波纹管破损漏浆。对此工程经理部仔细研究，决定在每个箱梁顶部开三个混凝土 浇筑口。先从腹板下第一步混凝土，振捣密实后再从顶板处下混凝土浇筑底板剩 余局部，然后再浇筑腹板第二步混凝土直至顶板。（2）预防波形管堵塞的措施1）严格把控波纹管原材料进场关，保证波纹管厚度，强度及咬边的搭接长度。2）对振捣工进行深入、细致

13、的培训。包括怎样使振捣棒顺着波纹管斜向下 棒，现场试验振捣棒触到波纹管时的手感等等。3）箱梁浇筑过程中，用5t卷扬机每3小时对钢较线逐束抽动一次，直至浇 筑完毕后12小时，对确有进浆的管道用高压水进行冲洗。八、体会与建议随着建设工程的快速开展，现浇连续箱梁施工工艺被越来越广泛的应用在桥 梁工程中。而超长预应力筋张拉施工的重要性也越来越受到施工、监理和设计单 位等各方面的普遍重视。本课题所研究的现浇箱梁桥腹板155nl超长预应力筋施 工工艺以其优异的质量、经济效果，在现浇连续桥梁工程中得到也来越广泛的应 用。我们相信，尽管目前尚没有成熟的理论指导设计，但超长张拉在施工的重要 性已经得到了建设、施

14、工各方的肯定和重视。随着大跨度连续箱梁在桥梁工程中 应用的增多，设计和施工经验不断得到积累设计理论、施工工艺的研究逐渐深化, 此项技术的推广应用前途非常光明。本课题研究成果对同行业相同领域具有一定的技术指导意义，在施工中的应 用将有利于保证工程的工程质量，从而提高施工企业的经济运行质量。（删）现浇箱梁桥腹板155m超长预应力筋施工工艺的研究研究报告一、工程来源本课题是天津第四市政建筑工程根据建筑行业现浇箱梁桥预应力 工程的开展和工程实际情况以及自身开展需要而申请的研究开发工程，经城建集 团批准列入2013年度集团科研课题工程，其工程编号为2012-lOc二、工程介绍本课题研究题目是现浇箱梁桥腹

15、板155m超长预应力筋施工工艺的研究。随 着我国城市建设的不断开展，公路上建造了大量的桥梁。其中预应力混凝土桥以 其造价本钱低，结构稳定在桥梁建设中普遍采用。目前一般预应力现浇桥梁多采 用跨度在30m到100m之间加连接器留有施工缝的施工工艺，这种施工工艺由于 后浇段的存在影响了桥梁的美观，同时连接器后浇段的存在无疑又增加的现浇箱 梁结构质量的隐患，因此现浇箱梁桥跨径超过100m预应力筋两端张拉的施工工 艺开始在桥梁施工中应用。超长预应力施工工艺取消了钢绞线连接器后浇段，将 整根钢绞线传入腹板采用两端张拉，具有增强箱梁的整体性，使桥梁更加美观, 减少质量隐患等优点。但还需解决该工艺存在诸如由于

16、预应力筋较长施工中钢绞 线不易穿入、张拉工序不严谨、张拉完成后真空压力注浆难密实等方面技术难题。 本课题的载体工程为连续跨径155nl的景观桥，结构整体性要求高，且要求到达 美观的效果，故箱梁主体腹板采用超长预应力筋施工，通过对现浇箱梁桥超长预 应力筋施工中易出现的技术难题进行研究，制定施工方案和技术措施，优化施工 工艺，从而有效地解决了施工过程中易出现的质量问题，保证了工程质量。 三、研究的目的及意义本课题研究的关键问题是对现浇箱梁桥腹板超长预应力筋施工工艺的研究, 通过研究到达完善施工工艺，缩短工期，降低施工本钱，保证工程质量，提高项 目整体经济效益的目的。本课题研究的施工方法，对同行业相

17、同领域施工具有一 定的技术指导意义。研究成果不但促进该项施工工艺走向成熟，也带来可观的经 济效益和社会效益。本课题研究成果适用于国内所有市政桥梁施工企业，我们将 对本课题的研究成果进行总结，力争形成专利技术。四、课题在国内外研究现状我国是20世纪50年代开始进行预应力混凝土结构的试验研究。尽管预应力 技术诞生时间并不长，但是预应力混凝土凭借其平安可靠的结构、优良的抗裂性 等优点在公路桥梁设施的建设中得到广泛的运用。城市立交桥中的预应力碎技 术主要是七十年代开始起步的，目前仅北京修建的立交桥就已达200座，其中最 早的立交桥是1974年建成的复兴门桥，采用先简支后连续方法施工；层次最多 最高的是

18、天宁寺立交桥；规模最大的是首都机场高速路上的四元桥。综观桥梁建 设的开展趋势可以看到目前桥梁建设正向更大、更长的趋势方向开展，同时也更 注重桥梁美学和环境保护。因此，现浇箱梁桥超长预应力施工工艺将在我国桥梁 施工中得到越来越广泛的应用。（差集团调查）课题载体工程一金钟公路改造工程东丽之光大桥工程腹板钢束的长度为 155. 45m,该数值超越了常规，且为两端一次张拉，这在天津市的桥梁工程中都是 比拟少见的；超长束施工的工程实例以及过程控制技术资料很少，因此本课题的 研究成果，将会使现浇箱梁桥腹板超长预应力筋一次张拉施工工艺更加完善，对 今后更广泛的应用具有推动作用。五、研究的主要内容本课题现浇箱

19、梁桥腹板155m超长预应力筋施工工艺的研究主要包括：超长 钢绞线穿束、张拉工序严谨（？）和保障孔道灌浆密实、超长预应力筋张拉施工 易出现质量问题的控制等主要内容。通过该课题研究实施到达完善施工工艺，有 效缩短工期，降低施工本钱，保证工程质量的目的。六、研究的方法与技术路线本课题的技术路线是：成立课题研究小组调查研究现状一选择载体工 程现浇箱梁桥腹板超长预应力筋一次张拉施工工艺的分析和研究嘴写 研究报告一专家咨询及征求意见一修改研究报J申请研究成果鉴定。本课题的研究方法是：结合我们选定的载体工程，对选定的研究内容进行分 析，编制工程施工方案，再工程应用。从中找出规律性的东西，总结归纳，形成 系统

20、的方法，从而起草本课题的研究报告。通过工程的实际应用和专家咨询、征 求意见、修改研究报告，形本钱课题研究报告的报审稿。七、主要技术成果本课题主要针对现浇箱梁桥腹板155m超长预应力筋张拉施工工艺结合载体 工程的特点进行了研究。本课题所结合的载体工程为金钟公路改造工程东丽之光 大桥工程，该工程桥梁全长275 m,主桥155m,引桥120m,桥梁总面积8525m2。 其中主桥现浇箱梁桥腹板155nl超长预应力筋共计48束。在超长张拉工程的施工 过程当中，我们主要从超长钢绞线穿束、张拉工序过程控制和孔道灌浆密实、超 长预应力筋张拉施工易出现质量问题的控制等几方面着重进行了分析研究，经总 结形本钱成果

21、。（一）超长钢绞线穿束目前，现浇箱梁张拉穿束装置，多采用单根钢绞线端头胶带缠绕，人工逐根 传入的方法施工。该方法存在以下技术缺点：1、施工效率低，逐根缠绕胶带， 费时费力，还需要大量的人工，增加了生产本钱。2、对波纹管的伤害大，采取 胶带缠绕钢绞线端头进行穿束，容易破坏波纹管，由于钢绞线较长，破坏点不易 被发现，产生质量隐患。3、钢绞线逐根穿入容易出现一束钢绞线内错拧现象， 增加孔道的摩阻系数，使后续的张拉数值不准确。并且（但是）本工程为超长钢 绞线束，钢绞线质量较大，在孔道内的高低起伏较多，采用人工穿束恐难以实现, 效率较低。（重点描述）为此我们做了如下几种穿束试验以找到合适的施工方法。 为

22、此，我们首先采用传统方法进行钢绞线穿束实验，具体情况如下：1、试验一，传统方法，采用人工穿束方法逐根将钢绞线传入波纹管，将钢 绞线端头缠绕胶带，由于钢绞线较重且现浇箱梁在高空处，必须4个人才能将一 根钢绞线传入，用时20分钟。每孔道内有8根钢绞线，随着一个孔道内钢绞线 的根数越多穿束越困难，并且造成波纹管多处破损，钢绞线错拧严重，完成一束 钢绞线的穿束用时4个小时，不但效率太低。而且存在质量问题问题多。2、依据实验结果我们经研究分析结合本工程实际情况，确定具体实施方案如下:方案一、采用将每束8根钢绞线在穿束之前攒成一束,每隔一两米进行捆绑, 端头缠绕胶带，人工一次性穿入的方法，由于8根钢绞线一

23、块穿入质量较大且在 高空，进行了吊车吊起辅助，四个人同时用力穿束，随着穿入的钢绞线越长，穿 入速度越慢，当穿入长度40nl时，人工已经很难将钢绞线继续穿入，穿束未完成。 试验失败。经对以上方案分析，我们发现主要问题，重，因此，经研究，我们研究出的一种现浇箱梁超长张拉穿束装置，有效的解决的上述问题，大 大提高了穿束的效率，并且此装置获得了国家实用新型专利专利号 201320094871. 5。因此，最终确定应用的钢绞线穿束方式如下：装置及穿束方法如下：（防止 介绍装置、专利无人问）下面，重点介绍传输方法，不要说装置编束-头端套帽-吊车辅助吊起-卷扬机牵引完成穿束（1）钢绞线下料完毕后在其一端套入

24、锚板作为梳束工具（也可用限位板），用 砂轮锯将该端钢绞线各索端头切割2030cm,但保存中心一根钢丝。（2）将中心丝穿入具有与锚具相似位置孔的牵引螺塞（牵引螺塞上各孔距略 大于钢绞线直径）后徽头（图2）,徽头直径大于牵引螺塞孔的直径，以满足 整束穿束时拖动钢绞线平动的要求。（3）徽头后的整束钢绞线（图1-3）通过牵引螺塞和螺旋套连接（图1-4）, 牵引螺塞外径和螺旋套内径相同，均带有丝口，拧紧即可。（4）钢绞线穿束前钢绞线端头（包括切割局部）须用胶带缠绕保护（注意牵 引头缠胶带以前，应先用卷扬机牵引，使各根钢绞线在徽头处长短一致），防止 穿束过程中钢绞线端头散索。（5）在箱梁另一端搭设平台，放

25、置5吨卷扬机，将牵引螺塞与螺旋套连接, 螺旋套另一端由卷扬机上的钢丝绳牵引，穿束时一段在吊车辅助吊起钢绞线，一 端由卷扬机缓慢牵引整束钢绞线平动完成整束穿束。钢绞线牵引时应采用锚板边 梳理边绑扎，绑扎间距宜为LOm。穿束过程中，克服钢绞线与波纹管的摩阻， 便于对系统的保护（图l-5）o图1-1梳编穿束不意图图2钢绞线的墩头图1-3徽头后整束钢绞线图1-4牵引螺塞和螺旋套连接2、绳索3、预制梁4、扣环5、智能钢帽6、挤压锚7、吊装辅助8、钢绞线图5牵引穿束示意图现浇箱梁超长张拉穿束装置及其施工方法由于采用了本实用新型全新的技术方案，与现有技术相比，本实用新型现浇箱梁超长张拉穿束装置克服了现浇箱

26、梁超长张拉穿束工程施工效率低，智能钢冒装置能在穿束过程中对波纹管产生较 大力时发出警告，及时调整，对波纹管的伤害小，一束钢绞线内错拧现象严重现 象的发生。本实用新型具有结构简单，施工方便，钢绞线穿束对波纹管破坏小， 钢绞线错拧少，拆装容易，工作效率高，经济效益显著提高的积极效果。(二)超长预应力筋张拉工艺(上下均改)张拉工艺流程图呢？，1、超长张拉的基本要求(准备条件)(1)由于箱梁一联跨度较大为155m,所以张拉前混凝土强度必须到达100%, 龄期大于14天。经检查锚垫板下及周边混凝土密实，没有蜂窝及其它缺陷。(2)预应力筋的张拉顺序严格按照设计要求张拉，对称同时张拉。防止箱梁 受力不均匀，

27、出现质量隐患。(3)安装张拉设备时，张拉合力作用线与预应力筋的轴线重合。使作用力不 偏差。(4)预应力筋张拉锚固后，锚具夹片顶面平齐，其错位不得大于2mm,且全 部夹片高差不得大于3mm。(5)预应力筋张拉锚固后将多余局部进行切除，切割后预应力筋的外露长度 不小于300mm,切割时严禁使用电弧焊切割。2、试验测定超长束张拉初应力(测定初应力)根据桥涵施工技术规范钢束长度30m以下时，初应力宜取10%-15%,钢束 长度3060m时，宜取15%-20%,钢束长度大于60m时，宜取上限25%控制应 力作为初应力，钢束长度超过100m时，25%的上限亦有可能达不到初应力的目 的，对于这种情况，那么应

28、通过试验确定其初应力的大小。本工程箱梁腹板张拉长 度155m,为了准确地测试定初应力，我们选择在箱梁L3L8腹板上（F3-1、F3-3） 和（F3-2、F3-4）两组四束预应力束测试试验。三跨连续箱梁初应力测试的测试 截面布置如图2-1所示。张拉k拉力.图2-1三跨连续箱梁初应力测试截面图试验过程中要求对试验预应力束进行两端张拉，即两端分别安装千斤顶张 拉，张拉力到达设计控制张拉力的15%、20%、25%、30%、35%和40%时，分 别实测出两端的钢绞线伸长量，通过比拟相邻的差值，从而得出现浇箱梁腹板 155m预应力束的初应力。通过试验我工程部得出测试结果（F3-1、F3-3）见表2-2：应力 伸长富益15%20%25%30%35%40%F3-1202262319373424475相邻差值6057545151F3-3215273330383434484相邻差值6257535150表2-2F3-1和F3-3束张拉初应力测试结果通过上表中的实测数据，可以清晰地看出，当初应力定位30%时，差值接近稳定，此时张拉伸长量测量误差最小。因此，在金钟公路东丽之光大桥腹板155m预应力束张拉实施过程中，初应力定为设计张拉控制应力的30%o