山西平阳高速公路路基四标箱梁预应力张拉专项施工方案编制：年月日复核：年月日审核：年月日项目负责人：年月日中国中铁股份有限公司平阳高速路基四标项目部2010年7月目录一、工程概况 (2)二、编制依据 (2)三、预应力主要技术参数 (3)四、施工准备 (4)五、预应力张拉计算书 (5)六、张拉施工 (14)七、各阶段张拉力及油表读数控制 (15)八、压浆 (17)九、封锚 (19)十、安全保证措施 (19)十一、环境保护及文明施工 (23)十二、附件 (23)箱梁预应力张拉专项施工方案一、工程概况郝家庄1号大桥是平定至阳曲高速公路上的一座大桥，位于平定县岔口乡郝家庄村东100米处，跨越黄土冲沟福禄沟。
全桥均按照分离式式路基桥梁设计方案进行设计。
左线12-30米装配式预应力混凝土连续箱梁，中心桩号ZK10+490，桥梁全长376m，右前夹角90 °；右线12-30米装配式预应力混凝土连续箱梁，中心桩号K10+555，桥梁全长369.5m，右前夹角90 °。
本桥12跨，每4孔一联，共分3联。
上部结构预制箱梁采用“交通部专家委员会”编制的“中华人民共和国交通行业公路桥梁通用图”（人民交通出版社出版），结构体系为单箱单独预制、简支安装、现浇连续接头的先简支后连续体系，按A类预应力混凝土构件设计。
预制箱梁共120片，边跨60片，中跨60片。
二、编制依据1、国家相关法律、法规、规范性文件；2、行业标准、规范及强制性要求；3、平阳高速公路路基四标合同文件；4、平阳高速路基四标两阶段施工设计图；5、平阳高速公路建管处相关要求；6、“劳、材、机”定额；7、施工调查中有关地形地貌、地质及水文地质、气候气象、障碍物调查、周围环境调查、施工实例调查等自然条件资料；8、施工调查中有关资源、交通、电力、通讯、当地劳动力等技术经济条件资料；9、我单位在类似工程的实力：劳动力、机电设备、队伍素质、施工经验等。
三、预应力主要技术参数1、主要材料预应力钢绞线：采用抗拉强度标准值f pk=1860Mpa、公称直径D=15.2mm 的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）的规定。
锚具：正弯矩钢束采用M15-4、M15-5圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；箱梁墩顶连续段负弯矩钢束采用BM15-3、BM15-4扁形锚具及其配套的配件，预应力管道采用扁形金属波纹管。
2、钢束布设箱梁腹板正弯矩钢束N1、N2、N3由5根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设；底板钢束N4由4根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设；顶板连续段负弯矩钢束T1由5根钢绞线组成，每片2束，对称布设，T2由4根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设，T3由4根钢绞线组成，每片梁3束，对称布设。
3、张拉控制箱梁混凝土达到设计强度的85%，且混凝土龄期不小于7d时，方可张拉。
正、负弯矩均采用两端同时对称张拉，锚下控制应力为0.75f pk=1395Mpa，施加预应力采用张拉力与伸长量双控。
4、张拉顺序正弯矩钢束张拉顺序：N1→N3→N2→N4；负弯矩钢束张拉顺序：T3→T2→T1。
四、施工准备1、施工前准备1)钢绞线、锚具及夹片试验钢绞线、锚具及夹片等采用正规厂家生产的产品，产品进场时必须附有出厂质量合格证等表明合格身份的有关证书。
钢绞线、锚具及夹片进场后根据有关施工规程进行试验，检验钢绞线的强度、锚具及夹片的硬度，对试验不合格或有裂纹、伤痕、锈蚀的夹片不得使用。
2)张拉设备的选择和校验本桥采用YDC1500型千斤顶，油泵采用YBZ2×2/50型高压电动油泵，所采用的压力表的精度均不低于1.5级，最大量程60Mpa，施加预应力所用的机具设备由专人使用和管理，并应定期维护和校验，千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线。
千斤顶与压力表标定后必须按照标定配组配套使用，严禁错用。
张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验，对长期不使用的张拉机具设备在使用前进行全面校验，使用期间应视机具设备的情况确定是否需要校验。
当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。
3)预应力筋下料穿束前对孔道进行全面检查，确保通顺无阻后进行清孔。
下料采用切割机，长度按设计要求，人工穿束，每根穿束完成后编号，穿束在砼浇注后进行。
4)张拉准备工作①预应力张拉前后做技术交底工作，施工现场配置具备预应力施工知识和正确操作的项目部施工技术人员,张拉机械操作人员必须经培训合格并持证上岗。
②箱梁砼试块经试验，混凝土强度达到85%的设计强度要求。
③施工现场具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施。
④实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致，双向张拉的钢绞线安装锚具时应防止波纹管内钢绞线扭成麻花状。
2、施工机械、工机具及要求1）施工机械、工机具数量见下表。
施工机械、机具计划数量表2）施工机械、工机具要求施工中使用的千斤顶、油泵及配套油表等必须经过检查验校合格，并有出场合格证。
五、预应力张拉计算书1、张拉计算所用常量：预应力钢材弹性模量Eg=1.95×105Mpa=1.95×105N/mm2预应力单数钢材截面面积Ag=139mm2预应力钢材标准强度 R b y =1860Mpa孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数 k=0.0015预应力钢材与孔道壁的摩擦系数 μ=0.25设计图纸要求：锚下张拉控制应力σ1=0.75 R b y=1395MPa 2、计算所用公式：1）预应力筋张拉端的张拉力P 的计算：P=σk ×Ag ×n ×10001×b (KN) (1)式中：σk --预应力钢材的张拉控制应力(Mpa);Ag--预应力单束钢筋截面面积(mm2);―n--同时张拉预应力筋的根数(mm2);b--超张拉系数，不超张拉取1.0。
2）预应力筋的平均张拉力p p 的计算：两端张拉的曲线筋p p =μθμθ+-+-kl e p kl ））(1( （KN ） (2)其中：P--预应力筋张拉端的拉力（N ）;l--从张拉端至计算截面的孔道长（m ）;θ--从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（Rad ）;k--孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数;μ--预应力钢材与孔道壁的摩擦系数。
3）预应力筋张拉时理论伸长值的计算：ΔL =Eg Ay Lp ⨯⨯ (3) 其中：p ---预应力筋的平均张拉力（N ）;L---预应力筋长度（cm ）;Ay---预应力筋截面面积（mm2）;Eg---预应力筋弹性模量（N/mm2）。
3、计算过程1）张拉控制力P 的计算：本标段采用φj15.2钢绞线作为预应力钢材，依据通用图及设计图纸，钢束的组成形式一共有两种，N1、N2、N3为5束φj15.2低松弛钢绞线，N4为4束φj15.2低松弛钢绞线。
负弯矩钢绞线T1为5束φj15.2低松弛钢绞线，T2、T3为4束φj15.2低松弛钢绞线。
5φj15.2对应的张拉控制力为：P=σk ×Ag ×n ×10001×b =1395×139×5×10001×1=969.5KN ；4φj15.2对应的张拉控制力为：P=σk ×Ag ×n ×10001×b =1395×139×4×10001×1=775.6KN 。
2）ΔL 的计算：钢绞线计算长度统计表：钢绞线在张拉时伸长量要分为直线部分和曲线部分计算，然后进行叠加，故先须计算预应力钢材的平均张拉力。
本标不同预制长度的钢绞线长度统计如下：①边跨钢绞线伸长量的计算a 、直线部分拉力p 的计算根据公式（2） N1钢束： p 1=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=969.5×（1-0.99601）/0.003994=968.5KN N2钢束： p 2=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=969.5×（1-0.99362）/0.006394=967.4KN N3钢束： p 3=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=969.5×（1-0.99124）/0.008794=965.7KNN4钢束： p 4=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=775.6×（1-0.98069）/0.0195=768KNb 、曲线部分拉力p 的计算根据公式（2）N1钢束： p 1=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=969.5×（1-0.96171）/0.03904=950.9KNN2钢束： p 2=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=969.5×（1-0.96401）/0.03665=952KNN3钢束： p 3=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=969.5×（1-0.96633）/0.03425=953.1KNN4钢束： p 4=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=775.6×（1-0.97682）/0.02345=766.7KNc 、直线部分伸长量计算根据公式（3） N1钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5968.5100026635139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=19mmN2钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5967.4100042635139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=30mm N3钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5965.7100058635139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=42mmN4钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=57681000130014139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=92mm c 、曲线部分伸长量计算根据公式（3） N1钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5950.91000121455139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=85mm N2钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=59521000105505139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=74mmN3钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5953.1100089545139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=62mm N4钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5766.7100017504139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=12mmd 、钢绞线理论伸长值（单端）N1钢束：ΔL=ΔL 直+ΔL 曲=19+85=104mm N2钢束：ΔL=ΔL 直+ΔL 曲=30+74=104mm N3钢束：ΔL=ΔL 直+ΔL 曲=42+62=104mm N4钢束：ΔL=ΔL 直+ΔL 曲=92+12=104mm ②中跨钢绞线伸长量的计算a 、直线部分拉力p 的计算根据公式（2）N1钢束：p 1=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=969.5×（1-0.998673）/0.001328=968.7KNN2钢束：p 2=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=775.6×（1-0.996247）/0.003761=774.1KNN3钢束：p 3=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=775.6×（1-0.993826）/0.006194=773.2KNN4钢束：p 4=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=775.6×（1-0.980835）/0.019352=768.1KN b 、曲线部分拉力p 的计算根据公式（2） N1钢束：p 1=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=969.5×（1-0.959189）/0.041668=949.6KNN2钢束：p 2=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=775.6×（1-0.961504）/0.039257=760.6KNN3钢束： p 3=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=775.6×（1-0.963821）/0.03685=761.5KNN4钢束：p 4=μθμθ+-+-kl e p kl ））(1(=775.6×（1-0.976751）/0.023524=766.5KN c 、直线部分伸长量计算根据公式（3） N1钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5968.710008855139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=6.3mmN2钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5774.1100025074139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=18mm N3钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5773.2100041294139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=29mm N4钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=576811000129014139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯.=91mmc 、曲线部分伸长量计算根据公式（3） N1钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5949.61000138955139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=97.4mmN2钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5760.61000122884139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=86mm N3钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5761.51000106834139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=75mmN4钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5766.5100017994139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=13mm d 、钢绞线理论伸长值（单端）N1钢束：ΔL=ΔL 直+ΔL 曲=6.3+97.4=104mm N2钢束：ΔL=ΔL 直+ΔL 曲=18+86=104mm N3钢束：ΔL=ΔL 直+ΔL 曲=29+75=104mm N4钢束：ΔL=ΔL 直+ΔL 曲=91+13=104mm ③负弯矩张拉钢绞线伸长量的计算根据公式（3），钢绞线理论伸长值（单端）T1钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5965.7100035005139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=25mm T2钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5775.6100050004139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=35.7mmT3钢束：ΔL=Eg Ay L p ⨯⨯=5775.6100075004139 1.9510⨯⨯⨯⨯⨯=53.6mm 计算结果与设计图纸提供的理论伸长量基本一致，施工过程中采用计算的张拉力及伸长量进行控制。