预应力张拉工艺

5.5张拉工艺 5.5.1张拉方法

海阳梁场箱梁张拉分三段进行：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时松开内模，拆除端模进行预张拉。第二次初张拉在台座上进行，主要是为加快台座周转及箱梁下台座需要，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、弹性模量达到35.5GPa后，且混凝土龄期不小于10d进行终张拉。张拉时的混凝土强度及弹性模量要求以现场同条件养护混凝土试块的试压报告为准。

箱梁两侧腹板宜对称张拉，其不平衡束最大不超过一束，张拉同束钢绞线应由两端对称同步进行，且按设计规定的编号及张拉顺序张拉。

5.5.2预、初张拉工艺

5.5.2.1梁体强度要求

当梁体混凝土强度达到预、初张拉要求的强度时，即可进行预、初张拉作业。各梁型梁体张拉强度控制见表5-11。

表5-11 预、初张拉强度控制 序号 1 2 梁型 设计图号 预拉梁体强度（MPa） 初拉梁体强度（MPa） ≥33.5 ≥33.5 ≥43.5 ≥43.5 跨度31.5（直、曲线） 通桥（2009）2229-Ⅰ 跨度23.5（直、曲线） 通桥（2009）2229-Ⅱ 5.5.2.2张拉程序

0→初始应力→预、初张拉控制应力→自锚→油缸回程。 5.5.2.3张拉顺序

31.5m箱梁预应力束预、初张拉顺序见表5-12。

表5-12 31.5m箱梁预、初、终张拉顺序及控制应力（张拉力（设计）） 张拉阶段 张拉次序 1 预张拉 2 3 4 5 初张拉 6 7 8 1 终张拉 2 3 4 2N1a 2N6 2N2b 2N8 N1a 2N9 2N4 2N7 2N2b 2N10 2N1a 2N2a 锚下张拉控制应力直线、无声（MPa） 屏障 930 930 930 930 930 930 930 930 1413.6 1437.12 1413.6 1413.6 1562.4 1432.2 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 2374.85 2213.16 2374.85 2374.85 锚外张拉力（KN） 直线、有声屏障 1692.6 1562.4 1692.6 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 2572.75 2414.36 2374.85 2374.85 曲线、无声屏障 1692.6 1562.4 1692.6 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 2572.75 2414.36 2374.85 2374.85 曲线、有声屏障 1692.6 1562.4 1692.6 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 1562.4 2572.75 2414.36 2572.75 2572.75 第 1 页/共107 页

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5 6 7 8 9 10 11 12 13 2N5 2N1b 2N3 2N6 2N9 2N4 2N7 2N2c 2N8 1439.1 1413.6 1439.1 1439.1 1437.12 1439.1 1437.12 1413.6 1437.12 2417.69 2374.85 2417.69 2216.21 2414.36 2417.69 2414.36 2374.85 2414.36 2417.69 2572.75 2417.69 2417.69 2414.36 2417.69 2414.36 2572.75 2414.36 2417.69 2572.75 2417.69 2417.69 2414.36 2417.69 2414.36 2572.75 2414.36 2417.69 2572.75 2619.16 2417.69 2414.36 2417.69 2615.56 2572.75 2414.36 5.5.2.4预、初张拉控制应力

预、初张拉控制力（张拉力）应按设计规定值选取，各梁型预、初张拉控制应力（张拉力）设计值见表5-12。

5.5.2.5初张-拉工艺

（1）预、初张拉前，调整两侧钢绞线外露长度基本均匀一致。将工作锚的锚环套入钢绞线束，将钢绞线按自然状态依顺时针方针向插入夹片。用限位板或特制的套管挤推夹片使其进入锚环内，并使其端部整齐，外露长度一致。将钢绞线尾端100mm处绑扎成束，以利千斤顶安装。

（2）安设千斤顶使中线与孔道中线初对中，为方便工具锚缸脱。因箱梁锚穴无法提供千斤顶工作空间，因此需在限位板与千斤顶头部间加设支承物，我场加设一个延长套环即可满足施工要求，千斤顶安装（如图5-2千斤顶安装图示意图）。 （3）安装工具锚。安装工具锚于千斤顶后盖，精确对中，钢绞线应在工作锚与工具锚之间顺直无扭结。工具锚夹片安装完成后，应用特制的套管挤压工具锚夹片，使其进入工具锚环内，并使端部整齐，外露长度基本一致。但不应过力挤压工具锚夹片，以防对张拉进钢绞线受力状态的自动调整不利。为使工具锚缸脱方便，可在工具锚夹片与锚环之间垫入塑料布或涂少许黄油。

注：1.钢绞线束2.锚垫板3.工作锚4.限位板5.千斤顶6.垫板

5-2千斤顶安装示意图

（4）预应力筋的张拉

A.初始应力阶段：初始应力即初应力主要是为了使钢绞线从松弛状态达到受力状态，消除伸长值测量误差，并使同束各根钢铰线受力趋于一致。初始应力值时，松开千斤顶吊绳，使千斤顶自动对中，用特制套管挤压工具锚夹片，使夹片紧紧握裹钢绞线，以减少钢绞线的回缩。同时用标定过的钢卷尺测出油缸外露长度及挤紧的工具锚夹片的外露长度，

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在质量记录上进行记录。

B.张拉阶段：张拉阶段升压应平稳，升压速度可用油泵侧面的节流阀进行控制。当油表指针接近控制应力油表读数值时应减缓升压速度，由于预应力筋是自锚，因此严禁过张拉。

C.预、初张拉控制应力阶段：预、初张拉控制应力主要是按设计要求为梁体提供移梁下台位所需的预应力值、防止梁体出现裂纹。钢绞线拉到控制应力值后，应测量油缸伸出长度及工具锚夹片外露长度，并记录。

D.自锚阶段：预应力筋回缩自应在油泵停机状态下打开顶部的控制阀（侧面节流阀处于拧紧状态）来完成。锚固结束后测量油缸长度，以便计算自锚阶段的钢绞线回缩量。

E.油缸回程：开动油泵，打开控制阀及节流阀，使油缸回缩，当油缸外露长度1～2cm时，关闭油泵完成油缸回程操作。卸除工具锚及千斤顶，测量工作锚夹片的外露量，并在距离夹片端头一定距离（2～3cm）处的钢绞线上用石笔划出标记；观察24小时再次测量，以判断钢绞线及夹片的回缩量。

5.5.3终张拉工艺

5.5.3.1梁体强度弹模值要求

终张拉应待梁体强度及弹模值达到设计规定的数值且龄期满足不小于10d时进行。当终拉强度采用评定强度时（随梁试件）按设计要求的强度数值控制张拉；当采用非统计强度时，应在设计规定终拉强度的基础上加3.5MPa（一类生产质量水平的标准差）作为终拉控制强度。各梁型终拉强度控制见表5-13。

5.5.3.2张拉程序

（1）已进行初拉的预应力筋 0→预、初张拉时的σ（测油缸伸出量、工具锚夹片外露量）→σk（静停持荷5分钟）→补拉至σk（测油缸伸出量、工具锚夹片外露量）→回油至1MPa（测油缸外露量）→回油锚固。

（2）未进行初拉的预应力筋

0→0.2σk（初始应力，测油缸外露量、工具锚夹片外露）→σk（静停持荷5分钟）→补拉至σk（测伸长值，测工具锚夹片外露量）→回油至1MPa（测油缸外露量）→回油锚固。

表5-13 梁体终拉强度控制值 序号 1 2 梁型 跨度31.5(直、曲线) 跨度23.5(直、曲线) 终拉强度控制值（MPa） 53.5 53.5 终拉弹模控制值（GPa） 35.5 35.5 5.5.3.3张拉顺序

各梁型预应力钢筋终张拉顺序见表5-12。 5.5.3.4终拉控制应力

终拉控制应力应根据施工具体情况结合设计值进行调整。各梁型设计控制应力值见表5-12。

5.5.3.5终拉工艺

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终拉工艺可按预、初拉有关工艺过程操作，并符合下列规定：

（1）对已进行预、初张拉的预应力束，千斤顶安装完毕，开始张拉前，直接用特制套管挤压紧工具锚夹片，使预应力筋不致发生回缩。

（2）对已进行预、初张拉的预应力束，第一次测量油缸伸出长度为预应力筋应力达到预、初张拉的预应力筋的预、初张拉控制应力值所对应力值所对应的油表读数。 （3）必须严格控制油表升压速度，严禁超出终拉控制应值。锚固应在控制张拉应力处于稳定状态下进行。

5.5.4张拉质量要求及注意事项

5.5.4.1张拉质量要求

（1）实际伸长值两端之和不超过理论计算值的±6%。

（2）每件后张预制梁断丝，滑丝总数不得超过预应力钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在同一侧。

（3）两端钢绞线回缩量之和不得大于6mm。

（4）跨度31.5(直、曲线)、跨度23.5（直、曲线）箱梁，终张拉实测梁体弹性上拱度不大于1.05倍设计计算值，注意在每次张拉前后均要求测量梁体拱度作为弹性上拱度计算依据。

（5）张拉过程中出现以下情况之一者，需更换锚具或换钢绞线来重新张拉： A.后期张拉时发现早期张拉的锚具中夹片断裂者； B.锚具内夹片断裂在两片以上者；

C.一片梁中断滑丝量超过规定，选最不利的一束进行处理； D.锚环裂纹损坏者；

E.切割钢绞线或压浆时又发生滑丝者。 5.5.4.2张拉注意事项

（1）梁体如有影响承载能力的缺陷，应事先修补（修补材料强度应比原混凝土提高一等级），并达到规定强度时，方可预应力。

（2）安全阀应调整至规定值后方可开始张拉作业。

（3）张拉时千斤顶升压或降压速度应缓慢、均匀，突然加压或卸压。

（4）预应力张拉采用两端同步张拉，并符合设计张拉顺序，预应力张拉过程中应保持两端伸长量基本一致，测量伸长值必须两端同时进行。

（5）张拉时发现油泵、油压表、千斤顶、锚具等有异常情况时应停止张拉，查找原因。

（6）张拉作业区应标示明显的标记。张拉过程中，千斤顶后方不得站人，量伸长值或挤压夹片时，人员应站在千斤顶侧面。

（7）张拉加力时，不得敲击及碰撞张拉设备。油压表要妥善保护避免受震。 （8）未压桨或水泥浆未凝固结硬时，不得敲击锚具或脚踏手攀。

（9）更换锚具时两端都要装上千斤顶，采取其他措施放松钢绞线时更需作好场地的安全防护工作。

除以上事项还应注意：

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A.按照图纸要求的张拉顺序进行张拉。 B.保证预留管道、锚具、千斤顶三者同心。

C.两端同步张拉，同时达到同一荷载。不同步率=(大-小)/(大+小)≤5%。 D.按管道摩阻实测并调整的锚外（锚下）应力，考虑千斤顶实际校正系数造成的损失，再按千斤顶实测面积计算出的油表读数，控制张拉应力。

E.两端伸长量相差≤10%，两端伸长量之和，与按进场检验的实际弹性模量计算的伸长量相差不大于±6%。

G.必须保证在控制应力σk作用下持荷2min。

H.张拉过程中以油表读数为主，以钢绞线的伸长量作校核。

5.6孔道摩阻试验

5.6.1试验的目的、计算方法及试验布置

5.6.1.1孔道摩阻试验的目的是验证设计数据和积累施工资料。 5.6.1.2试验布置见图（如图5-3孔道摩阻试验布置图）。试验是在锚下安放压力筒进行（甲端为张拉端，乙端为锚固端）。

斜线压力筒锚环锚塞环对中曲线直线曲线斜线压力筒锚环锚塞千斤顶对中环弯曲孔道千斤顶电阻应变仪电阻应变器压力表高压油泵高压油泵孔道摩阻实验布置图5-3孔道摩阻试验布置图

5.6.2孔道摩阻力的测算

孔道摩阻力的测算应符合下列规定：

1、先进行直线孔道摩阻力试验，θ为零时求得k值；

2、再进行与直线孔道同样工艺及施工条件带有曲线孔道的摩阻力试验，并以上项k值代入求得μ值。

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5.6.3测力过程

5.6.3.1锚具端千斤顶主缸进油空顶10cm关闭，两端预应力钢束均匀楔紧于张拉千斤顶上。两端装置对中。

5.6.3.2张拉端千斤顶进油张拉。以油表压力从0至超张拉值，按500N分级，逐级增压张拉，每级张拉时均记录两端读数（压力筒应变数和油压表压力）。

5.6.3.3从张拉第二级（油压约1000N左右时）起，钢束上划细线，逐级测录钢束延伸量。

5.6.3.4当千斤顶张拉到（超）张拉吨位时，逐渐回油到0，再重复逐级张拉一次，并记录各级读数和延伸量。

5.6.3.5超张拉持压5min，回压到张拉值，顶塞锚固，锚固时主缸油保持不低于张拉值，也不超过张拉值，锚固前后均须记录两端油压读数和延伸量，测量锚塞外伸值。

5.6.3.6张拉端千斤顶回油到0，记录压力筒压力及锚塞外露值。 5.6.3.7锚固端千斤顶回油，卸下两端张拉装置。

5.6.4张拉结果

5.6.4.1两端压力筒的压力差为钢束沿孔道全长的摩阻损失值。 5.6.4.2张拉端千斤顶拉力和压力筒压力差为锚环口摩阻损失值。 5.6.4.3张拉端顶塞锚固前后压力筒压力差为锚塞回缩预应力损失值。 5.6.4.4顶塞锚固前后钢束延伸值差为钢束回缩值。

5.6.4.5超张拉回压到张拉值和顶塞锚固后，锚固端测力筒各次压力差，即为锚固端预应力变化值。

5.7终拉控制应力计算与调查

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2片梁进行各种预应力瞬时损失（孔道摩阻损失、锚口喇叭口摩阻损失、锚头喇叭口摩阻损失、锚头变形及钢绞线回缩损失、混凝土的弹性压缩损失）测试。必要时根据测试结果由设计方对张拉控制应力进行调整，确保有效应力值。正常生产后每100片梁进行一次测试。

5.8实测及理论伸长值的计算 5.8.1实测伸长值的计算

5.8.1.1钢束总伸长=东端钢束伸长值+西端钢束伸长值。

5.8.1.2青（荣）端钢束伸长值=油缸伸长（控制）+工具夹片外露长度（控制）-油缸伸长（初始）-工具夹片外露长度（初始）。

5.8.1.3自锚时钢绞线回缩=油缸外露量（控制）-回油至1MPa时油缸外露量-工作夹片至工具夹片段弹性伸长值。

5.8.1.4分两次张拉的钢绞线束伸长值为：

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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。

5.8.2理论伸长值的计算

5.8.2.1工作锚之间预应力筋理论伸长值按下式计算 ΔL=NL/EA[1-e-(KL+μθ)]

式中：N—张拉控制力（N）（应扣除锚口摩阻损失值）；

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/mm2），试验确定； A—预应力筋截面积（mm2）；

K—考虑孔道（每米）局部偏差对摩擦影响系数，应按实测值选用； μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数，应按实测值选用（μ≤0.55）； 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）。 工作锚至工具锚之间预应力筋理论伸长值按下式计算 ΔL/=σconL'/E

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/mm2），试验确定； σcon—设计张拉控制应力值（MPa）。 5.8.2.2公式应用要求：

（1）用上式计算理论伸长值时，因采用两端张拉的施工方法，因此取半跨钢绞线长度计算，计算值乘以2即为总伸长值，注意应加上工作锚至工具锚之间的伸长值。

（2）对多曲线组成的曲线束，或直线组成的折线束，应分段计算，然后叠加。

5.8.3伸长值的允许偏差

预应力混凝土梁张拉质量实行“双控”，即以油表读数控制为主，实测伸长值作为校核。因此预应力筋实测伸长值作为控制张拉质量的重要指标之一，其合格与否尤为重要。预应力。预应力筋实测伸长值偏差是与相应阶段的理论伸长值比较得出的，其偏差不允许超过理论计算伸长值的±6%。

在张拉控制应力（取图纸设计值）、锚口及喇叭口摩阻损失（7.3%），预应力筋的弹性模量（E=1.95×105N/mm2），孔道（每米）局部偏差对摩擦影响系数（K=0.00402），孔道壁的摩擦系数（μ=0.63）前提下计算伸长值见表5-14。施工中理论伸长值按以上参数的试验数据计算。

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表5-14 按设计参数计算理论伸长值

简支箱梁预应力张拉计算伸长值一览表 （跨度：31.5m） 弹性模编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

量 钢束编号 计算伸长值（mm） 191 207.8 202.6 204.7 207.8 207.4 204.7 202.8 209.6 200.4 205.1 195.8 207.8 198.1 192 206.7 201.5 203.6 206.7 206.3 203.6 201.7 208.5 199.4 204.0 194.8 206.7 197.0 192 206.7 201.5 203.6 206.7 206.3 203.6 201.7 208.5 199.4 204.0 194.8 206.7 197.0 193 205.6 200.5 202.6 205.6 205.2 202.6 200.7 207.4 198.3 203.0 193.8 205.6 196.0 194 204.5 199.4 201.5 204.5 204.1 201.5 199.6 206.4 197.3 201.9 192.8 204.5 195.0 195 203.5 198.4 200.5 203.5 203.1 200.5 198.6 205.3 196.3 200.9 191.8 203.5 194 196 202.5 197.4 199.5 202.5 202.1 199.5 197.6 204.3 195.3 199.9 190.8 202.5 193.0 197 201.4 196.4 198.5 201.4 201.0 198.5 196.6 203.2 194.3 198.9 1.9 201.4 192.0 198 200.4 195.4 197.5 200.4 200.0 197.5 195.6 202.2 193.3 197.9 188.9 200.4 191.1 199 199.4 194.4 196.5 199.4 199.0 196.5 194.6 201.2 192.4 196.9 187.9 199.4 190.1 200 198.4 193.4 195.5 198.4 198.0 195.5 193.6 200.2 191.4 195.9 187.0 198.4 1.2 设计伸长值（mm） 199.8 197.4 196.7 199.8 197 196.7 193.2 199.1 195.5 195.2 191.7 199.8 193.6 2N2b 2N10 N1a 2N2a 2N5 2N1b 2N3 2N6 2N9 2N4 2N7 2N2c 2N8 第 8 页/共107 页

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5.9钢绞线滑丝与断丝处理

5.9.1为保证正常工作，避免滑丝和断丝应加强设备的检查工作

5.9.1.1千斤顶和油表需按时进行校正，保证误差不超过规定。

5.9.1.2千斤顶和油表需保持良好的工作状态，工具锚及夹片完好无损伤。 5.9.1.3锚具需形状尺寸正确，保证规定的加工精度。锚环不得有内部缺陷。

5.9.2严格执行张拉工艺防止断、滑丝

5.9.2.1张拉前要对孔道、锚垫板进行检查，锚垫板承压面必须与孔道中线垂直，偏差不得超过1°。当发现不垂直的情况时，应当在锚环下垫脚石薄铁板调整垂直度。

5.9.2.2锚具在使用前须去油污，安装务必正位、对中。锚环、限位板的安装面必须与孔道中心线相垂直。锚具中心线与孔道中心线相重合。

5.9.2.3初始应力阶段，工具锚夹片的挤压程度务求一致。 5.9.2.4千斤顶的给油、回油工序一般均应缓慢平稳进行。

5.9.2.5张拉操作要按规定进行，防止钢绞线受力超限发生拉断事故。 5.9.2.6在冬季施工时，特别是在负温条件下钢材性能发生了变化（钢丝伸长量减少，弹性模量提高，锚具变脆变硬等）。故冬季施工较易产生滑丝与断丝。因此预应力张拉工作应在正温条件下进行。

5.9.3断、滑丝处理

5.9.3.1断、滑丝处理应用特制工具进行处理，可参照预应力钢丝对中套模式加工制作。

5.9.3.2在张拉过程中，如发生钢绞线整根内缩滑移现象，应立即挤紧工具锚夹片，退锚安装滑丝处理器，使处理器开口正对产生滑丝的钢绞线，然后张拉，借张拉钢绞线带出工作夹片，用小钢针（Φ5mm高强钢丝端头磨尖制成）从对中套的开口处插入，卡住夹片，千斤顶回油，单独张拉产生滑丝的钢绞线至控制应力，锚固后再张拉其他钢绞线至控制应力。

5.9.3.3滑丝如出现在张拉完毕，锚固以后，其处理方法同1条。但夹片拔出的拉力应予以控制，当拔出的拉力超过钢绞线极限应力的80%时，该根钢绞线移动7-8cm使用。

5.9.3.4断丝和滑丝处理方法相同。

5.9.3.5认真做好预加应力、钢丝伸长、回缩、滑丝等记录工作。

5.10锚端钢绞线的切割

钢绞线外露头的切割：张拉完毕24小时后复查，确认无新的滑、断丝进即可进行多余钢绞线的切割。

割丝长度采取双控：

（1）为预防滑丝，钢绞线外露35±5mm。（2）保证预应力筋端头距离梁端

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面≥40mm。

多余钢绞线使用切割机在距锚具30mm以外的位置切割，严禁采用氧气乙炔火焰进行切割、严禁使用电弧进行切割。

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