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远东路（航南公路~新建东路）新建工程—浦南运河桥专项方案上海奉贤建设发展（集团）有限公司第1页共16页系杆拱预应力施工方案一、编制依据1、远东路（航南公路~新建东路）新建工程—浦南运河桥施工图。2、公路桥涵施工技术规范（JTG-T-2011）。3、《建筑工程预应力施工规程》（CECS180-2005）。4、建设部、交通部、上海市市政工程管理局颁布的现行《设计规范》、《施工规范》及其他相关文件。5、我单位的施工技术力量和历年来高速公路桥梁、市政公路桥梁施工经验。二、工程概况1、本工程远东路浦南运河桥新建工程，中心桩号K1+044.2，主桥及北引桥位于道路直线段上，南引桥部分位于R=4000m道路圆曲线上，道路中心线的法线与浦南运河成9°33′31″的交角。航道等级为VI级通航河道，桥梁宽度28.5-30m，跨径布置为（2*25m）简支预应力混凝土箱梁+（72m）钢管混凝土简支系杆拱+（3*25m）简支预应力混凝土箱梁，全桥长197m。2、主桥上部结构采用钢管混凝土简支系杆拱，单跨72m，组合形式为钢管砼拱肋、预应力砼系梁与横梁、柔性吊杆及整体化桥面系。下部结构采用墙式桥墩、矩形承台、Ф1200mm钻孔灌注桩基础.3、引桥上部结构采用25m简支预应力混凝土箱梁，梁高1.4m，箱梁顶板厚度为0.2m，腹板厚度为0.19-0.32m，底板厚度为0.2-0.3m。下部结构采用墙式桥墩、直壁式桥台、矩形承台、Ф800mm钻孔灌注桩基础。桥梁北岸两侧设置人行梯道。4、主要技术标准1）桥梁设计荷载：荷载等级：城-B级；人群荷载：3.39kN/m2。2）抗震设防标准及类别：抗震设防烈度为7度，抗震设防类别为丁类，抗震设防方法为B类。3）桥梁宽度：桥梁横断面布置为｛0.3m（栏杆）+2.7m（人行道）+2.5m（非机动行道）+2.0m（机非分隔带）+7.5m（车行道）｝*2=30m。4）设计安全等级：一级。5）环境类别：I类。远东路（航南公路~新建东路）新建工程—浦南运河桥专项方案上海奉贤建设发展（集团）有限公司第2页共16页6）设计基准期和使用年限：100年。7）梁底标高及坐标、高程系统：浦南运河桥中跨梁底控制标高≥7.7m；坐标系统为上海城市坐标系，高程系统为吴淞高程系。三、准备工作1、预应力钢绞线为江苏法尔胜生产的低松弛φj15.2mm，截面面积140mm2，标准强度fpk=1860Mpa，外委试验测得弹性模量Ep=2.01*105Mpa。（报告见附表）2、张拉顶和压力表为柳州高桥预应力有限责任公司生产的产品，并经检验合格。300T顶的编号为1#和2#，表的编号为14-02-0879和12-11-H0400，顶表的校验曲线回归方程分别为：P=-1.1409+0.0188*F和P=-0.1841+0.0195*F。150T顶的编号为3#和4#，表的编号为12-04-H0276和12-11-H0549，顶表的校验曲线回归方程分别为：P=0.1394+0.0307*F和P=-0.7439+0.0313*F。（报告见附表）3、锚具为开封金中原预应力有限公司生产，波纹管为塑料纹管，直径为85mm和75mm。4、高速搅拌机和压浆机已经调试完毕。四、张拉力计算施工图要求端横梁、中横梁及纵梁钢绞线张拉时锚下控制应力为σk=0.72fpk=1339.2Mpa,临时钢束钢绞线张拉时锚下控制应力为σk=0.50fpk=930Mpa，故每根钢绞线锚下控制应力为F=1339.2*140=187488N；F=930*140=130200N，实际施工中需考虑钢绞线克服锚口摩擦阻力时的应力损失和锚固后的钢绞线回缩应力损失，根据施工经验和相关参考资料，此损失一般为1~3%，本工程取2%。施工控制中张拉端每根钢绞线张拉控制应力为：P’=P*102%=191238（132804）N，即为张拉至100%σk时的控制力，根据千斤顶标定线性方程，钢束张拉控制力计算表（见附表）。五、钢绞线的伸长值计算1、理论伸长值ΔL钢绞线理论伸长值按如下公式：ΔL=Pp/(AE)式中：Pp—钢绞线平均张拉力（N）Pp=P[L-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)P—锚下控制力（N）远东路（航南公路~新建东路）新建工程—浦南运河桥专项方案上海奉贤建设发展（集团）有限公司第3页共16页L—孔道长度（mm）A—钢绞线截面积140mm2E—钢绞线弹性模量，根据检验报告201000N/mm2θ—曲线孔道部分切线夹角之和（rad）x—从张拉端至计算截面孔道长度，x=L/1000(m)k—孔道局部偏差摩擦系数，施工图取0.0015μ—钢绞线与孔道壁摩擦系数，施工图取0.17具体结构张拉伸长值计算见附表1。2、实际伸长值ΔL’ΔL’=ΔL1+ΔL2-ΔL3-ΔL4式中：ΔL1—从初应力至最大张拉应力间的实测伸长量ΔL2—初应力以下的推算伸长值ΔL3—张拉工作部分（锚具至张拉端）的伸长值，工作部分70cm。ΔL4—钢绞线回缩和锚具变形值，根据设计取6mm。根据规范要求，实际伸长值与理论伸长值的误差应控制在6%以内，否则暂缓张拉，查明原因并采取措施加以调整后，方可继续施工。六、钢绞线的制作、穿束和张拉：1、钢绞线的制作、穿束待端横梁混凝土、预制纵梁、中横梁安装及湿接头浇筑完成后，混凝土抗压强度达到90%以后，可以进行预应力钢绞线的制作、穿束、张拉。首先核算钢绞线的锚间长度，再根据张拉机械和工艺确定施工工作长度，由现场施工技术人员指导钢绞线的下料长度进行下料施工，下料钢绞线的切割采用机械切割或砂轮机切割，不得用电焊切割。由于现浇预应力钢束的长度均不超过=75m，穿束的难度不大，可以采用单根钢绞线依次穿入即可。2、钢绞线的张拉张拉工艺是一项技术性很复杂、质量要求很高的工作，项目部将选派有经验的技术人员指导预应力张拉作业，所有操作人员应通过设备使用、张拉工艺的具体要求的岗前培训，同时张拉工作需监理工程师在现场时进行。远东路（航南公路~新建东路）新建工程—浦南运河桥专项方案上海奉贤建设发展（集团）有限公司第4页共16页预应力钢束的张拉顺序按图纸规定，预应力张拉从两端对称同步进行。张拉开始前，保证所有钢绞线在张拉点之间能自由移动。张拉程序按图纸及技术规范要求，一般为：O—10%σK（初应力）—20%σK—60%σK——100%σK（持荷5分钟）—回油锚固。根据桥梁施工规范并结合实际的现场情况，我部拟采用如下的操作流程和工艺：○1、张拉人员与机械：我部拟采用300T（150T）的千斤顶对纵梁及横梁进行张拉作业。张拉操作工2名，辅工4人，对讲机一对，油泵2台，300T（150T）千斤顶各2台，压力表8只。○2、锚具的安装：锚具安装前应彻底清理锚垫板上的混凝土和其他杂物，并清洁钢绞线，保持钢绞线能两端自由抽动。按设计规格安装锚具，并上好工作夹片，用可靠的方法压紧工作夹片，使之能与锚具较紧密接触。○3、支架的搭设：由于千斤顶的重量较大，需借辅助设施使千斤顶就位。千斤顶的就位支架设置详见如下示意图：○4、限位板的安装：工作锚具安装完毕后应对应工作锚具安装限位板。限位板应是工作锚具生产商提供的合格的配套产品。○5、千斤顶就位：利用已搭设好的支架和手拉葫芦来调整千斤顶的高度和位置。具体操作方法是（令靠张拉梁体一侧的手拉葫芦为编号A，另一个就是B）：远东路（航南公路~新建东路）新建工程—浦南运河桥专项方案上海奉贤建设发展（集团）有限公司第5页共16页同时拉升和降低A和B，则千斤顶被提升和降低；拉A同时放松B则千斤顶靠近梁体；放松A同时拉B则千斤顶远离梁体。○6、工具锚的安装：千斤顶就位后应对应工作锚具安装工具锚，工具锚具应是工作锚具生产商提供的合格的配套产品。安装好工具锚以后应上好工具夹片，特别强调的是工作夹片和工具夹片不得混淆，应分装和分开保管。用可靠的方法压紧工具夹片，使之能与锚具较紧密接触。○7、压力表的安装：压力表应按标定的顶表对应关系进行安装，并不得将输油和回油表安装反向，标定的压力表必须安装在输油泵上。○8、张拉前的准备：由于端横梁、中横梁、纵梁的张拉为双端同时张拉和吊杆为单端张拉，双端张拉要求千斤顶的工作状态要相同，根据现场实际情况，我部拟采用对讲机或信号旗进行张拉作业，用对讲机进行信号的传递，则规定甲乙双方必须相互报告油顶准备就位情况，全部工作准备就绪后由甲操作员指令：张拉开始、初应力张拉结束、油泵停止送油、测量数据，依次类推直到张拉结束。⑨、张拉注意事项：1、参加张拉人员穿戴好劳动防护用品，正确佩戴安全帽、安全带；特别要戴好防护眼镜，以防高压油泵破裂喷油伤眼。2、操作人员站立位置安全，有回旋余地，高处作业张挂好安全网，设置平台防护栏。3、张拉时，构件两端不准站人，操作人员站在侧面，两端设置防护栏（罩）高压油泵放在离构件端部左右侧。4、张拉时要缓慢均匀加压，以免发生误差。5、千斤顶操作人员要注意保持千斤顶平状态，待受力后方可松开，以防止受力时千斤顶偏侧滑丝。6、加压时，高压油泵操作人员注意与千斤顶操作人员保持联系，避免过快或不协调导致失误。7、张拉时千斤顶后方不得站人，不得在有压力的情况下旋转张拉工具的锣丝或油管接头。8、张拉中发现张拉应力钢筋的位置与设计不相吻合，且超过规范允许偏差范围时，要经过技术负责同意，方能张拉。⑩、钢绞线的张拉：初应力是为了把松驰的预应力钢束拉紧，此时将千斤顶准确定位，充分固定，使预应力钢束处于孔道中心，钢束拉紧后（10%σk）测量油顶活塞的行程值，或者初始应力伸长值用相邻级（20%σk）伸长量推算出来；预应力钢束的回缩量即从该记号起量。张拉力和延伸量的读数在张拉过程中分阶段读出，预应力钢束的实际伸长值△L由两部分组成，一部分是初应力至张拉控制应力之间，实测的钢束伸长量△L1，另一部分是初应力时钢束的推算伸长量△远东路（航南公路~新建东路）新建工程—浦南运河桥专项方案上海奉贤建设发展（集团）有限公司第6页共16页L2（采用相邻级的伸长度），则△L=△L1+△L2。预应力钢绞线应以渐进的和均匀的速度张拉。预应力钢束的断滑丝不得超过技术规范的规定1%，若超过规定，应更换钢束重新张拉，或按监理工程师的要求进行处理，同时应查明原因，从根本上解决钢束断滑丝问题，根据以往预应力张拉实际情况，张拉钢绞线发生断滑丝的现象极少。钢绞线张拉锚下控制应力为σk=0.72Rby=1399.2mpa；σk=0.50Rby=930mpa。张拉采用双控，以钢束伸长量和张拉力进行校核，各钢束引伸量需根据实测数据计算以检校设计引伸量。在确定千斤顶的拉力时，考虑到锚圈口预应力损失。这些增加的损失以采用的预应力系统及通过现场测验而定，但一般为钢绞线为1-3%的千斤顶控制拉力，我部按常规取用钢绞线为2%的千斤顶控制拉力来克服锚圈口预应力损失，在以后的计算中不再重复说明。3、主桥各部位张拉方法及顺序在主墩处搭设支架，现浇加劲纵梁、拱脚及端横梁，端横梁混凝土强度和弹性模量都达到设计值的90％以上且龄期不小于7天时张拉预应力束。施工期间的船舶通航以及临时支架等的安全问题应与航运管理部门协调，采取必要的监管措施，在过河的临时钢束上挂上醒目的限高标识，在钢束上挂上通长的带灯，在夜间为过往船只警示。并且安排专业电工对警示灯按时开启。如有异常情况立即与航运管理部门反映。拱梁相交段是本结构构造较为复杂，受力较大的部位，拱梁相交段钢结构的施工质量应该引起重视。支架必须牢固安全，防止主桥上部结构产生转动。支座需进行临时锁定，须能承受最大180t的水平力。具体各部位张拉步骤如下：（1）待端横梁混凝土强度达到设计要求后，进行该部位预应力束张拉。端横梁钢绞线张拉时锚下控制应力为σk=0.72fpk=1339.2Mpa。（2）哑铃形钢管拱肋采用单片整体吊装，必须设置合理的吊点，使空钢管的受力最合理、变形最小。吊装钢管拱肋，在吊机释放前，安置临时束（临时束采用环氧喷涂钢绞线，必须由厂家提供专用张拉设备进行预应力钢束的张拉施工控制），先张拉N1临时束，对应单片拱肋张拉力632kN，顶号：001表号：14-02-0879远东路（航南公路~新建东路）新建工程—