预应力作业指导书
1.0编制目的
明确预应力作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范钢预应力作业施工。
2.0编制依据
《公路桥涵施工技术规范》
《公路工程质量检验评定标准》
《预应力混凝土用钢丝》
《预应力混凝土用钢绞线》
《预应力混凝土用螺纹钢筋》
《预应力筋用锚具、夹具和连接器》
3.0适用范围
本作业指导书适用于公路桥梁预应力作业施工。
4.0原材料及张拉设备
4.1预应力材料
简支梁采用纵向预应力体系，采用钢绞线，波纹管成孔。
连续梁普遍采用三向预应力体系，其中纵、横向预应力筋一般均采用钢绞线，施工时采用金属或塑料波纹管成孔，预制梁施工可以采用橡胶抽拔管成孔；竖向预应力筋一般采用精扎螺纹粗钢筋，穿铁皮管成孔。
纵向预应力采用自锚式拉丝体系，两端张拉(个别纵向腹板钢筋为单端张拉)，一次拉完一个孔道内几束钢绞线，管道采用圆形波纹管。
横向预应力一般采用BM及BMP锚具，一端固定一端张拉，每次张拉一个孔道内几束钢绞线的一束，采用扁形波纹管。
竖向预应力一般采用JLM型锚具，每次张拉一根，下端固定在梁内，管道形成采用铁皮管成孔。
波纹管采用现场卷制，也可购买成品。金属波纹管采用镀锌材料，有良好的柔软性；塑料波纹管应具有一定强度和环向刚度。
所有材料进场时必须由供货商提供该批材料的质量合格证明书，并应提供每批钢绞线的实际弹性模量值，钢绞线进场后先经外观检查，并进行力学性能及弹性模量试验.
预应力施工时需采取覆盖等措施避免锚具、预应力筋等材料受雨水、养护用水浇淋，防止出现锈蚀。进场后存放于干燥处，并高出地面20cm，上面及时盖好。
锚具、夹具和连接器需符合国家现行标准，每一挤压锚具厂家的挤压元件和其出厂的挤压机是配套的，不同厂家的通常没有配套的技术文件，故不能共同使用。
4.2原材料检验试验
钢绞线每批不大于60吨，每批抽取3盘，截取试样。同厂家同品种同规格同批号为一个检验批。
钢丝每60吨为一批，每批收取5%且不少于5盘进行表面质量检查。再从表面检查合格的钢丝中抽取5%且不少于3盘截取试样进行力学性能试验。同厂家同品种同规格同批号为一个检验批。
精扎螺纹钢每吨为一批，对表面质量逐根检查，每批取2根截取试样进行力学性能试验；同厂家同品种同规格同批号为一个检验批。
锚具及夹具进场时需对外观检查、硬度检验（设计有要求时对硬度进行试验）和静载锚固性能试验进行验收。锚具每套为一批、夹具和连接器套为一批。每批抽取2%也不少于10套进行外观检查，不得有裂纹，伤痕、锈蚀，尺寸不得超过允许偏差。抽取3%且不少于5套进行硬度检验（多孔夹片式锚具的夹片，每套抽取6片）。再在合格批次中抽取样品组成3个预应力组装试件，进行静载锚固性能试验。
波纹管每批不大于00m的同厂家、同品种、同规格、同批号金属波纹管为一个批次。选择生产厂家时需对外观、尺寸、径向刚度、荷载下抗渗漏、抗弯曲渗漏进行检验。
4.3张拉设备校正
预应力筋张拉采用穿心式双作用千斤顶，整体张拉和整体放张采用有自锚功能的千斤顶，额定张拉吨位宜为张拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍。
与千斤顶配套使用的油压表选用防振型的，最大读数为张拉力的1.5～2.0倍，标定精度1.0级。
千斤顶及油压表在使用前须进行校正。校正有效期为6个月且不超过次张拉作业。在预应力筋张拉过程中出现异常情况、千斤顶和油压表检修或更换配件时需要重新校验。
高压油管使用前需作耐久试验，不合格的不能使用。
油泵的油箱容量宜为张拉千斤顶总输油量的1.5倍，额定油压数宜为使用油压数的1.4倍。
压力表与张拉千斤顶配套使用，预应力设备需建立台帐及卡片并定期检查。设备标定后，标出油表读数和相应张拉吨位的对应曲线，并得出张拉力与油压表读数的回归方程，以此确定不同张拉应力阶段的油压表读数。
首次张拉时需要对管道摩阻损失、锚圈口摩阻损失进行试验。但张拉千斤顶工具锚处最大张拉力不得超过设计所提供的最大张拉应力。
5.0预应力管道成孔
5.1波纹管成孔
预制梁和现浇梁的预应力管道均可采用波纹管成孔，波纹管要求表面光洁无污物、无孔洞。
金属波纹管接长采用大一号同型波纹管做为接头管，接头长度为被连接管道内径的5～7倍。塑料波纹管应采用专用焊接机进行焊接或采用具有密封性能的塑料连接器连接。接头装置宜避开孔道弯曲处，接头两端用密封胶带封裹。施工中避免反复弯曲，防止管壁开裂，波纹管接头处内套管要旋紧，并用二层胶布将接口处缠紧，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。
波纹管安装完成后要进行一次检查，确认数量、位置、布置形式符合设计要求后，方可浇筑混凝土。每一梁段浇筑后因立即检查有无漏浆和堵管，及时清理。
5.2抽芯成孔
抽芯成孔一般用于预制梁施工。
胶管抽芯时，胶管内应插入芯棒或充以压力水，以增加刚度；钢管抽芯法，钢管表面应光滑，焊接接头应平顺。抽芯时间应通过试验确定。抽拔时不应损伤结构混凝土。
浇筑混凝土前，将表面光滑的钢管或充压力水膨胀的橡胶管预埋在预应力筋位置，待混凝土获得一定强度后抽出，形成孔道。每隔一段时间，将钢管转动一个角度防止钢管与混凝土完全粘结。柔性橡胶管卸去压力水后即可从混凝土中拔出，直线孔道、曲线孔道都可成型。
芯管可以采用钢管、橡胶管和金属伸缩套管。
5.3管道安装
(1)预应力筋管道的尺寸与位置应正确，定位后的管道应平顺且于锚垫板垂直，锚垫板应垂直于孔道中心线。管道和接头应有足够的密封性，以确保浇筑时不渗漏和抽真空时不漏气。
(2)管道应采用定位钢筋固定安装，使其能牢固地置于模板内的设计位置，并在混凝土浇筑期间不产生位移。定位钢筋的间距按设计要求进行布置，曲线管道和扁平波纹管道应适当加密。
(3)所有管道均应设压浆孔，还应在最高点设排气孔及需要时在最低点设排水孔。压浆管、排气管和排水管应是最小内径为20mm的标准管或适宜的塑性管，与管道之间的连接应采用金属或塑料结构扣件，长度应足以从管道引出结构物以外。
(4)管道在模板内安装完毕后，应采取可靠措施，防止水或其他杂物进入管道。
6.0预应力筋下料及安装
(1)预应力筋下料
①预应力筋按照设计要求选用材料。预应力所用钢丝、钢绞线等材料性能和质量应符合国家标准规定。
②预应力筋的下料长度应通过计算确定，计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。
③钢丝束两端采用镦头锚具时，同一束中各根钢丝下料长度的相对差值，当钢丝束长度小于或等于20m时，不宜大于1/0；当钢丝束长度大于20m时，不宜大于1/0，且不大于5mm。长度不大于6m的先张构件，当钢丝成组张拉时，同组钢丝下料长度的相对差值不得大于2mm。
④预应力筋的切断，应采用切断机或砂轮锯，不得采用电弧切割。
(2)预应力筋编束
预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成时，下料切割完后须按各束理顺，并用20#铅丝捆扎，进行钢束编号，并用胶布将钢束头缠裹，以防混乱编束防止缠绞、松散。同束内应采用强度相等的预应力钢材。钢丝和钢绞线编束时首先将端部理直、平顺，将其一端整理平顺后，穿入锚环孔内，自一端开始向另一端疏理使其平顺松紧一致。编好的钢束要挂牌存放以免出错，钢束不要互相挤压在一起，以防损伤或变形。存放时应离开地面20～30cm。
(3)预应力筋穿束
横、竖向预应力筋一般为浇筑前传入管道，在梁体上安装就位。纵向预应力一般在混凝土浇筑后穿束、也可在混凝土浇筑之间穿入管道。
穿束前应检查锚垫板和孔道，锚垫板应位置准确，孔道内应畅通，无水和其他杂物。
穿束时将一根钢束中的全部预应力筋编束后整体穿入孔道中。整体穿束时，束前段设置穿束网套或特制的牵引头。同一束应顺畅不扭结，同一孔道穿束应整束整穿。
穿束要保证预应力筋顺直，仅能顺管道方向移动，不得扭转。穿钢绞线过程中，如果遇到穿入困难时，不得猛烈撞击以免刺破管道。
对在混凝土浇筑及养生之前安装在管道中但没有压浆的预应力筋，应采取防止锈蚀或其他防腐蚀的措施。
在力筋安装在管道中后，管道端部开口应密封以防止湿气进入。采用蒸汽养生时，在养生完成之前不应安装力筋。
在任何情况下，当在安装有预应力筋的构件附近进行电焊时，均应对全部预应力筋、管道和附属构件进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。
7.0张拉操作工艺
混凝土强度达到设计允许张拉强度和龄期时才能进行张拉。检查梁体质量有无蜂窝、麻面、孔洞、露筋、露钢束，锚垫板处有无空洞等情况。必要时要进行处理后方可张拉。
张拉前需进行孔道摩阻试验，根据试验结果修正张拉控制力。
预应力张拉前，要对千斤顶和油表在国家认定的实验机构对其精度进行标定。张拉前调试千斤顶与油泵的工作性能，确保千斤顶与油泵性能良好。张拉机具应由专人使用和管理，并应经常维护，定期校验。张拉机具长期不使用时，应在使用前全面进行校验。使用时的校验期限应视千斤顶情况确定，一般使用6个月或次。
张拉时实行张拉力与伸长量双项控制，以油表读数为主，伸长值做为校核。
张拉顺序根据设计要求决定。设计未规定时，应分批、分阶段对称进行张拉。
应使用能张拉多根钢绞线或钢丝的千斤顶同时对每一束中的全部力筋施加应力，但对扁平管道中不多于4根的钢绞线除外。
预应力张拉端的设置应符合：
①对曲线预应力筋或长度大于等于25m的直线预应力筋，设计无要求时，宜在两端张拉。长度小于等于25m的直线预应力筋，设计无要求时，可在一端张拉。
②曲线配筋的精轧螺纹钢筋应在两端张拉。直线配筋的精轧螺纹钢筋可在一端张拉。
③当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时，张拉端宜分别设置在构件的两端。预应力筋采用两端张拉时，可先在一端张拉锚固后，再在另一端补足预应力值进行锚固。
施工时严格按设计顺序进行张拉，预应力筋张拉分初张拉、终张拉、补拉。张拉流程按表7-1进行：
表7-1后张法预应力筋张拉程序
预应力筋
张拉程序
对于夹片式等具有自锚性能的锚具
钢铰线束
普通松驰力筋0→初应力→1.03σcon(锚固)
低松驰力筋0→初应力→σcon(持荷5min锚固)
钢丝束
其他锚具
钢铰线束
0→初应力→1.05σcon（持荷5min）→σcon(锚固)
钢丝束
0→初应力→1.05σcon（持荷5min）→0→σcon(锚固)
精轧螺纹钢筋
0→初应力→σcon（持荷5min锚固）→0→σcon(锚固)
检查张拉设备，将油泵空运转1～2分钟，使油缸进回油1～2次，以排出千斤顶及油管中的空气，使张拉时压力平稳。
张拉缸进油，两端同时分级进行张拉，两端随时利用对讲机等工具进行联系，对比张拉力和延伸量情况并做记录，张拉缸初进油记录行程并作计算伸长值的起点。油压达到张拉吨位后关闭主油缸油路，按规范要求持荷，测量伸长量加以校核。若油压稍有下降，须补油到设计吨位的油压值，核对延伸量符合规范要求后作好记录，否则应停止张拉分析原因，采取措施后再进行张拉。
在分级张拉过程中，要使油泵上升速度稳定同步，钢束受力均匀，摩阻损失较小，分级调整两端张拉的延伸量，逐步达到接近或相同，调整延伸量时，延伸量大的一端稍稍慢拉，延伸量小的一端稍稍快点拉，以此逐步进行调整。张拉缸回油即进行锚固，锚固时伸长值大的一端先锚固，另一端补足张拉力后再进行锚固。油压表全部回零，卸工具锚。
预应力钢铰线用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值差应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施加以调整，方可继续张拉。
全梁断丝、滑丝总数不得超过表7-2要求，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在同一侧。
表7-2后张预应力筋断丝、滑移限制
类别
检查项目及
控制数
钢丝束
和
钢铰线束
每束钢丝断丝或滑丝
1根
每束钢绞线断丝或滑丝
l丝
每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的
1％
单根钢筋
断筋或滑移
不容许
张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力钢铰线的轴线重合一致，工作锚工具千斤顶与锚垫板紧贴。预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚具应用封端混凝土保护，当需长期外露时，应采取防止锈蚀的措施。一般情况下，锚固完毕并经检验合格后即可切割端头多余的预应力筋，切割时严禁用电弧焊，宜用砂轮机切割，同时不得损伤锚具。
8.0压浆工艺
(1)压浆浆体要求
浆体强度应符号设计规定，设计无具体规定时，应不低于30MPa。对截面较大的孔道，浆体中可掺人适量的细砂。浆体中一般应掺入适量的减水剂、缓凝剂、引气剂和钢筋阻锈剂等外加剂，也可掺入粉煤灰、微膨胀剂，但不得加入铝粉或含有氯化物等有害成分的外加剂。
压浆浆液性能指标应符合表5-2要求：
表5-2孔道压浆浆液性能指标
项目
性能指标
水胶比(%)
0.26～0.28
凝结时间（h）
初凝
≥5
终凝
≤24
流动度（25℃）（s）
初始流动度
10～17
30min流动度
10～20
60min流动度
10～25
泌水率（%）
24h自由泌水率
0
3h钢丝间泌水率
0
压力泌水率（%）
0.22MPa（孔道垂直高度≤1.8m时）
≤2.0
0.36MPa（孔道垂直高度＞1.8m时）
自由膨胀率（%）
3h
0～2
24h
0～3
充盈度
合格
抗压强度（MPa）
3d
≥20
7d
≥40
28d
≥50
抗折强度（MPa）
3d
≥5
7d
≥6
28d
≥10
对钢筋的锈蚀作用
无锈蚀
(2)压浆操作：
预应力孔道压浆主要作用是保护预应力钢铰线，防止锈蚀，形成有粘结，减轻锚具负担，保证预应力筋与混凝土共同作用。
终张拉结束后，宜在24h内进行管道真空辅助压浆。压浆用的胶管一般不得超过30m，最长不超过40m。水泥浆自搅拌结束至压入管道的间隔时间，不得超过40min，浆体在使用前和压注过程中应连续搅拌，浆体在孔道中的流束不宜过快。对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。
管道压浆应控制在正温下施工，并应保持无积水无结冰现象。压浆时及压浆后3天内，梁体及环境温度不得低于5℃。冬季压浆时要采取保温措施，并掺加防冻剂。
压浆前，应对孔道进行清洁处理。对抽芯成型的混凝土空心孔道应冲洗干净并使孔壁完全湿润；金属管道、塑料管道必要时亦应冲洗以清除有害材料；对孔道内可能发生的油污等，可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗。冲洗后，应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。
用真空辅助压浆工艺；压浆泵应采用连续式；同一管道压浆应同时进行，一次完成。管道出浆口应装有三通管，必须确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压。泵抽吸预应力孔道中的空气，使管道真空度稳定在-0.10MPa左右，然后在孔道的另一端用压浆泵将搅拌好的水泥浆体压入管道，当浆体注满管道且确认出浆浓度与入浆浓度一致时，关闭出浆口并在不小于0.50MPa压力下持压2min。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不得超过40min；冬季压浆时须采取保温措施，并掺加防冻剂。要在拌制水泥浆同时，制作标准试块，并与构件在同等条件养护，待符合现行规范规定的要求后方可进行移运和吊装。
压浆顺序自下而上，并应将集中在一处的孔道在一次作业中压完，以免孔道漏浆堵塞邻近孔道；如集中孔道无法一次压完时，将相邻未压浆孔道用压力水冲洗干净，以便重新压浆时孔道通畅无阻。为检查孔道内水泥浆的实际密度，压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实及时处理和纠正。
启动真空泵前首先注满水箱的水，使真空泵在正常运转时水能够循环进行，达到为真空泵降温的目的；电动机的转向按外壳指示方向操作，以免水箱的水流入真空箱；每次注浆完毕，须对管道和阀门等清洗，如有浆体进入空气滤清器和负压箱，还要进行清理；停机后将真空泵积水放完，防止锈死；较长时间停机后，再启动前先将电动机防护罩拆去，用手转动电动机风扇叶使之灵活转动方可启动；运转中如发现真空座下面方孔中有水漏出，说明机械密封泄露，须停机处理。
真空辅助压浆工艺流程：预应力筋的切断→检查、清理管道→预应力筋、夹片空隙堵塞（用环氧树脂胶浆）→机械设备及相关部件安装→按配合比搅拌浆体→抽真空→灌浆→压浆完毕设备清理→封端→抹面。
8.0封锚
封锚混凝土采用无收缩混凝土，混凝土强度不低于设计要求。
(1)预应力筋的切断：
张拉结束，接到安质部发的允许切断预应力筋的通知后方可对预应力筋切断，切断用角磨砂轮,严禁电焊截断。要求预应力筋端头至梁体端头砼平面的距离为3cm，不得小于2cm。
(2)浇注梁体封端混凝土之前，应先将锚垫板表面的黏浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净，同时清除锚垫板、锚具及锚穴砼的污垢，对锚环与锚垫板之间的交接缝用聚氨酯防水涂料进行防水处理，并将锚穴砼凿毛，设置锚穴钢筋网。为固定钢筋网的位置，并利用一端带钩一端带有螺纹的短钢筋安装于锚垫板螺栓孔，与锚穴内钢筋网绑扎在一起，保证封端混凝土与梁体连成一体，以备浇注封端砼。
(3)压浆结束后，应及时对需封端的锚具进行封闭。应先将锚具周围冲洗干净并检查有无管道漏压，然后按设计要求用聚氨酯涂料对锚具和预应力筋做防水处理。为保证混凝土接缝处接合良好，应将原混凝土表面凿毛，并焊上钢筋网片，然后用无收缩混凝土进行封堵。封端时必须严格控制封锚后的梁体长度。
(4)浇注封端砼，按试验配合比拌制砼，细操作并认真振捣，保证锚具处的砼密实。按规定要求对封锚砼进行养护。
(5)封端混凝土采用自然养护时，在其上覆盖塑料薄膜，梁体洒水次数应以保持混凝土表面充分湿润为度。当环境相对湿度小于60%时，自然养护不应少于28d；当环境相对湿度在60%以上时，自然养护不应少于14d。当环境温度低于50C时，预制梁表面应喷涂养护剂，并采取保温措施；禁止对混凝土洒水。
(6)封端混凝土养护结束后，应采用聚氨酯防水涂料对新老混凝土之间的交接缝进行防水处理。
9.0质量控制
后张法预应力施工质量应按照表9-1进行控制
表9-1后张法预应力施工质量控制
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
管道坐标(mm)
梁长方向
±30
尺量：抽查30佩每根查10个点
梁高方向
±10
2
管道间距(mm)
同排
10
尺量：抽查30%，每根查5个点
上下层
10
3
张拉应力值
符合设计要求
查油压表读数：全部
4
张拉伸长率
符合设计规定，无设计规定时±6%
尺量：全部
5
断丝滑丝数
钢束
每束1根，且每断面不超过钢丝总数的1%
目测：每根(束)
10.0安全环保
10.1安全注意事项
(1)张拉前需将承压垫板及锚下管道扩大部分的残余灰浆铲除干净，否则不得进行张拉。
(2)千斤顶不准超载，不准超出规定的行程。转移油泵时必须将油压表拆卸下来另行携带转送。
(3)张拉钢绞线时，必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉，两端伸长应基本保持一致，严禁一端张拉。
(4)安装锚具、夹具、连接器及张拉预应力时需将锚具及钢绞线表面擦拭干净，以免钢绞线表面不清洁造成锚具夹片螺牙堵塞事故发生。
(5)预应力筋锚固后，如需要放松，都必须使用专门的放松设备，在确保安全的情况下缓慢放松，不允许在预应力筋存在应力的状态下切断。
(6)油压泵上的安全阀应调至最大工作油压下能自动打开的状态。
(7)油压表安装必须紧密满扣，油泵与千斤顶之间采用的高压油管连同油路的各路接头均须完整紧密，油路畅通，在最大工作油压下保持5分钟以上不得漏油。
(8)张拉时，千斤顶后不得站人，也不得踩踏高压油管。
10.2环境注意事项
(1)现场原材料、设备必须在堆放整齐，并有标示标牌区分。废弃材料不得乱丢乱放。
(2)机械检修时，底部垫厚塑料布隔绝地面并用容器接装油料，防止油料污染。
(3)场地要进行合理规划、材料堆放要整齐、现场管理要有序，现场道路要畅通，无积水、坑陷，电线路及配电箱敷设整洁、规范，电路走线须架空或深埋。
(4)做好施工场地环境卫生、食品卫生、饮水卫生，定期消毒。
(5)施工时，避免噪音污染，有较大声音的施工避免晚上作业。
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