预应力工程作业指导书
一、工艺概述
本工艺适用于桥梁工程中采用预制或现浇的混凝土后张法施工，明确预应力施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范移预应力张拉施工。
二、作业内容
预应力工程的主要作业内容为：预应力设备选用、张拉准备、钢绞线下料成束、孔道穿束、安装锚具及张拉设备、预应力张拉和孔道压浆等。
三、质量标准及检验方法
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010 四、工艺流程图
预应力设备选用张拉准备钢绞线下料成束孔道穿束安装锚具及张拉设备梁体检验无影响施加预应力张拉预应力的缺陷，并且强度、弹模、龄期（终张）满足要求预应力张拉孔道压浆
图1预应力施工工艺流程图
五、工艺步骤及质量控制 1.预应力设备选用
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⑴张拉千斤顶
张拉千斤顶的选用与锚下控制应力及锚具的形状有关，为保证预应力筋在张拉过程中的安全可靠性、
准确性及便于处理滑丝现象，宜按下列原则选用： ①张拉力宜为预应力筋张拉力的1.2～1.5倍；
②千斤顶最大行程，对于伸长量不大的预应力束张拉，应按预应力筋的伸长量加初始张拉的预留行程即：
S=ΔL+I（cm）
式中：S—千斤顶最在行程（cm） ΔL—预应力筋伸长量（cm） I—预留行程，一般为3～5cm
③能满足油压、横卧、自锁等功能的需要。
④用于后张预施应力的千斤顶种类、规格、生产厂家较多，施工时可根据工程的具体情况选用。一般夹片式或螺栓式锚具采用穿心式千斤顶如YVC、YCT、、YCW、YDC系列千斤顶。粗钢筋采用拉杆式千斤顶或穿心顶配张拉杆。
⑵张拉油泵
①张拉油泵压力、输油量应满足千斤顶张拉的工效。张拉油泵的选用应与张拉千斤顶配套，预应力筋的张拉力和千斤顶油压面积（活塞面积）关系即：
PU=P/FU
式中：PU—计算油压表的读数或油泵的最小使用油压数（MPa） FU—张拉千斤顶工作油压面积（mm2） P—预应力钢筋张拉力（N）
②油泵额定油压数一般应力使用油压数的1.4倍，油泵的输油量应满足千斤机张拉的工效要求。
⑶油压表
①油压表的选用要与油泵及张拉千斤顶配套，油压表最大读数应
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为最大张拉油压的1.5～2.0倍，以保证油压表能较长时间使用和工作的准确度。
②油压表精度不低于1.0级表。
③油表盘直径应大于15cm，读数分格应不大于1MPa。 ④油表应为防震油表。
⑷输油管路：联接油示和千斤顶的油管路宜用耐高压紫铜管或高压耐油橡胶管，工作压力与油泵额定油压配套，宜优先选用钢丝编制的高压耐油橡胶管。如采用紫铜管，其接头焊接处应保持严密、牢固。
2.张拉准备 ⑴千斤顶校正
①千斤顶张拉作业前必须经过校正，校正系数不大于1.05。 ②千斤顶与校正的油压表配套编号，建立张拉力与压力表的关系曲线，由法定计量机构定期校验。
⑵梁体检查
①梁体混凝土已达到设计张拉强度，梁体缺陷（包括锚垫板下蜂窝和孔洞）已修补，修补强度与张拉的梁体等强。
②预应力钢绞线和锚具资料齐全，供应商提供夹片锚固系数试验值。锚夹具进场时应进行外观检查，不得有裂纹，伤痕，锈蚀，尺寸不得超过允许偏差，对锚具、夹片的强度、硬度进行抽样复验。
③孔道经通孔清理，无残渣及积水。
④锚下垫板表面清洁，与孔道不垂直支承板面已用楔形钢板垫平。
⑤做孔道摩阻和锚圈口摩阻测试，也可按现场实际情况，经设计和监理同意，采用规范数据或经验数据。
⑥当设计无规定时，应计算钢绞线理论伸长值。其计算公式按《公路桥涵施工技术规范》办理。
⑦通过试验，测定钢绞线的弹性模量和截面积，以便修正钢绞线计算伸长值。其计算公式如下：
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L'Ep'Ap'EpApL
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Ep'Ap'—实测的钢绞线弹性模量（Mpa）和截面积（mm）
EpAp—计算采用的钢绞线弹性模量（Mpa）和截面积（mm）
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ΔL—计算得到的伸长值（mm） Δ´L—修正计算的引伸值（mm）
⑶预应力损失测定
为验证设计数据和积累资料，宜进行孔道摩阻测试。测试方法及设备按《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）办理。
⑷选用的千斤顶的张拉吨位不得少于张拉力的1.2～1.5倍，标定后的校正系数1.05，校验的有效期为一个月。
⑸选用的油压表应为防震型，表面最大读数为压力的1.5～2.0倍，精度不低于1.0级。校验有效期为一周。张拉时表针摆动弧度大，上升不平稳；油表表针不能回到零或过零；张拉时连续断丝；计算伸长量与实际张拉伸长量相差过大，发生上述情况之一，均应及时校验油表。
⑹张拉作业超过一个月或超过200次，或经过大修更换配件的、严重漏油和拆修的，张拉千斤顶、压力表必须经过重新校验。对长期不使用的张拉机具设备，应在使用前进行全面检查。
⑺千斤顶、油压表使用和管理：
①千斤顶应由专人使用和管理，并按规定时间定期由有资质的计量检测单位进行校验维护，建立档案卡片。
②千斤顶及油压表应配套校验，建立张拉力与油压表的关系曲线。
③校验张拉设备的压力机、压力环、测力传感器其精度不得低于±2％。
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3.钢绞线下料成束
⑴下料宜用砂轮机切断，不得用电焊或氧气切断。切断钢绞线之前，先在切割线左右两端各3～5cm处扎丝一道，防止切断后散头，不得伤及钢绞线。
⑵钢绞线下料长度按设计图，并考虑千斤顶张拉端的工作长度。设计未定出下料长度时，按下式计算，并经试用后进行修正：
L=L0+2L1+nL2+2L3
式中:L—钢绞线下料长度（mm） L0—锚具支承板间孔道长度（mm） L1—锚具高度（mm）
L2—张拉千斤顶支承端面到槽形口外端面间的距离（包括工具锚高度）（mm）
L3—长度富余量（mm）（可取100mm） n—单端张拉为1，两端张拉为2
⑶使钢绞线成束时不致互相绞扭紊乱，可用钢板仿锚板孔位缩小做成梳型板将各根钢绞线梳理顺直，每米用一道18～22号扎丝捆扎成束，编束后，应系上标签，注明束号、束长及钢绞线产地。束内每根两端均用白胶布缠贴编号，同根同号。分别存放在防雨棚内待用，对较长的钢绞线束，为便于存放运输，可将其盘成大盘，圈径宜为3m左右。
⑷钢绞线束在储存运输制作安装过程中，应防止钢束锈蚀，沾上油污及损坏变形。
4.孔道穿束
⑴穿束前应将锚下垫板面上灰浆除净，检查锚下垫板下混凝土是否密实，垫板与孔道是否垂直，如有问题应及时处理。
⑵穿束前用通孔器沿孔道全长通过一遍，最后穿束作业。 ⑶钢绞线下料后应尽快穿束并实施张拉预应力，间隔时间宜控制在3天内。穿束多采用人工穿束、机械穿束和人机结合穿束。
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①人机结合穿束的方法：
a.将一根φ5mm高强钢丝从穿束端送进孔内，直到另一端孔口； b.利用已穿设的钢丝将牵引用的φ16mm钢丝绳从孔的另一端拉到穿束端；
c.待已编束的钢绞线穿束一端插入一根带环的钢筋，钢束与钢筋焊成一体或钢绞线端头装上穿束套。
d.钢丝绳系好钢筋环或穿束套引线，开动卷扬机，收拉钢丝绳，钢绞线束从穿入端拉至另一端。
②机械穿束的方法：
成盘钢绞线安放分配器上，穿束机将钢绞线送入孔内，孔道口在箱内时，钢绞线由软导向管穿入，钢绞线穿入速度宜为2～6m/s。
5.安装锚具及张拉设备 ⑴张拉机具配套、组装及运转
①千斤顶、油压表配套，根据校验曲线填写油压表读数卡片上供张拉使用。
②千斤顶、油泵及油管等张拉设备移至梁体张拉端组装，锚板配套过渡垫圈擦洗干净、连接。
③先油泵运转1～2min左右，大缸进油，小缸回油，使大缸活塞外伸200mm左右，再令小油缸进油，大活塞回零。如此反复２～３次，排出千斤顶缸内和油管路中的空气，使张拉压力平稳。
⑵安装和拆除顺序：工作锚→夹片→限位板→千斤顶→工具锚→夹片
①安装工具锚：工作锚板上用石笔编号，同一编号的钢绞线逐根穿入锚板孔，锚板推至锚下垫板止口环内，锚板孔编号、方向、位置在梁的两端应一致。
②安装夹片：每付夹片用橡胶圈箍在一起，沿钢绞线端用手将其紧推入锚板孔。安装时锚板、锥孔、夹片必须清洁，不允许锚板、钢绞线夹片有浮锈、油污、砂粒等杂物。夹片全部安装就位后，用螺丝
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刀调匀夹片间缝隙、用打紧器或手锤将每孔中夹片击平，再逐孔打紧。打紧夹片时，不得过重敲打，以免敲坏夹片。
③预紧：为使孔道内各根钢绞线松紧一致，夹片握裹钢绞线达到张拉时受力均匀，用单孔千斤顶逐根预紧，预紧张拉力（5％σcon～８％σcon），同时小手锤敲击锚板周边，使锚板进入锚下垫板面的正确位置并对正、贴紧。
④安装限位垫板：控制夹片的移动位置，使夹片跟进较整齐，限位板与工作锚配套使用，两者孔位一致，安装时将限位板沿钢绞线端推靠工作锚板即可。
⑤安装千斤顶：钢绞线端部用铁丝稍加捆孔，将千斤顶吊起套穿在钢绞线上，前支承口套在限位板外面，千斤顶与孔道中线初对位，充油、活塞伸出3～5cm。去掉钢绞线上的扎丝，严格按钢绞线的编号穿入工具锚对应锚孔内，工具锚推入千斤顶缸体外口套座（或过渡垫圈内），特别注意两锚板孔位方向一致，保持钢绞线自然平行，防止千斤顶内钢绞线错位交叉，然后安装夹片，千斤顶与孔道中线精确对位。
⑥工具锚板及夹片使用注意事项 a锚板外壁擦净，锥孔内壁涂防锈油。
b工具锚夹片应在无污、无锈、无渣粘付的情况下使用，使用前用棉纱擦净每付夹片，锥面涂退锚油（50％石腊＋50％机油制成），并应橡皮圈套牢。
c锚板锥孔与夹片锥面经常用金相砂纸加研磨膏手工研磨，使之非常光亮，保证夹片紧退方便，可多次使用。
d工具锚、工作锚、限位板、千斤顶保持同一轴线，使钢绞线受力均匀，保证张拉质量。
e锚具锚固系数质保书由供货单位提供，张拉质量出现问题，应责成供货单位应重新复检，或更换锚具。现场应对锚具外观质量、锚环、夹片硬度进行分批抽检作好记录。
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6.预应力钢绞线张拉
⑴预应力钢绞线张拉顺序：纵向→竖向→横向。纵向：先长束，后短束；竖向：由墩顶向合龙段方向，依次对称；横向先中间后两边束。
⑵张拉程序:0→初始张拉力σ0（伸长值标记）→分级加载（测伸长值）→张拉σcon(测伸长值)→持荷2min→自锚（测回缩量）→回油（测总回缩量及夹片外露量）→退顶。（超张拉应力设计有规定时，按设计规定取值）。
⑶张拉方法:钢绞线张拉分一次张拉达到要求张拉力和多次（两次或三次）张拉达到要求张拉力两种方法。
⑷张拉作业
①0阶段：千斤顶充油，活塞伸出2～3cm。
②初始张拉：初始张拉前调整钢绞线束松紧，张拉设备与孔道轴线一致，均匀受力。到达吨位后，测油缸外露量及油顶外沿至锚下垫板的距离并作为初读数，两端每根钢绞线上做标记，记下数据，判断滑丝、滑移情况，同时丈量工具锚夹片外露量并做好记号，分析内缩量。
③分级加载：加载分为4级，即0.2σcon、0.4σcon、0.6σcon、0.8σcon，每加载一次，测量一次伸长值。
④张拉吨位：张拉σcon时，持荷2min并在张拉端补足吨位，测量伸长值，观察钢绞线与夹片情况。
⑤自锚：张拉完成后，千斤顶回油，油缸回缩，工具锚后退，工作锚夹片便自动将钢绞线锚住，回油应缓慢进行，达到自锚的目的。自锚应逐端进行。
⑥回油：打开千斤顶回油和输油阀，千斤顶主油缸继续回缩，工具锚脱开油顶口，夹片陆续从锚孔脱离出来，详细检查钢绞线情况。
⑦退顶：相继拆出工具锚、千斤顶、限位器，用游标卡尺量取工作锚夹片外露量。
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⑸张拉质量标准
①张拉采用双控，以张拉控制吨位为主，用伸长值进行核对，实际伸长值与理论伸长值误差控制在±6%以内。
②同一断面断丝之和不超过总丝数的1%，且每束断丝或滑丝只允许一根。
③每端钢绞线回缩量≤5mm（张拉后夹片外露量,与24h后测量外露量之差）。
④张拉过程中出现以下情况之一，需要更换锚具或钢绞线束，并重新张拉：
a锚具内夹片错牙10mm以上；
b锚具内夹片断裂两片以上（含有错牙的两片断裂）。 c锚板裂纹损坏。
d切割钢绞线或压浆时发生滑丝。
⑹预应力筋在张拉与锚固时，由于各种原因，不可避免的产生个别预力筋滑丝和断裂现象。
①滑丝的原因：
a锚板锥孔与夹片间存在杂物。
b预应力筋上有油污，锚下垫板喇叭口内有混凝土或其它残渣。 c锚具质量缺陷，锚具与夹片不配套，硬度不够或安装不正确。 d回油卸载过快。
e力筋锈蚀或粗细不一致，限位深度不合理。 ②断丝的原因
a钢材材质不均匀，锚环、预应力筋和夹片硬度不能紧密配合或严重锈蚀。
b外力损伤力筋表面出现应力集中。
c预应力筋过度的弯折，孔道、锚具、千斤顶不对中。 d油压表失屡灵造成张拉力过大，千斤顶未按规定校验。 ③滑丝、断丝的处理原则
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预应力筋滑丝、断丝数量超过设计规定或前述质量标准应予以处理，处理原则依照《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定，对后张构件钢丝、钢绞线或钢筋断裂戒滑脱的数量，不得超过一截面预应力钢筋总根数的5‰，且一束钢丝只允许一根。
④滑丝的处理
张拉过程或张拉完成后，如发现滑丝可采用单孔千斤顶配单孔（或多孔）退锚器，张拉滑丝钢绞线直至将滑丝的夹片取出，换上新夹片，重新张拉至设计应力即可。滑丝过程中钢绞线受到严重的损伤，夹片牙齿被钢绞线挤磨平，则应将锚具上的所有钢绞线全部卸荷，取出夹片，换上一套新锚具，在钢绞线的原锚固位置错动一定的距离重新张拉。
⑤断丝的处理
a提高其它钢丝束的控制张拉力作为补偿，但任何情况下，最大超张拉不得超过设计规定的最大张拉力。
b启用备用束，施工过程中发生严重断丝，将启用备用束方案报设计部门审批后执行。
c重新换新束，自锚产生的断丝，只断1～2根，且断头在锚口处，断丝内滑损失甚少，不影响预应力的总应力，可不作处理。断丝3根以上，需要更换新束，换束办法因不同情况而异，对张拉已完成，锚外束还未切除，宜用穿心顶单根张拉，逐个剔除夹片直至松下锚具。对张拉已完成，锚外束已切除，应用氧气逐根切割，使锚具、钢绞线应力失效，操作过程中孔道两端禁止站人，防止锚片、钢丝束飞出伤人。旧束废除后，穿入新钢绞线束，重新张拉。
⑺张拉时气候条件
①气温在5℃以下，千斤顶应使用适合冬季作业的10号机油，张拉作业面应有保温措施。
②气温在0℃以下,须经设计，监理同意，方可张拉作业。 7.竖向预应力粗钢筋张拉
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竖向预应力粗钢筋张拉（以YDC－60、YDC－120千斤顶为例）。 ⑴张拉前准备
①预应力粗钢筋拧上螺帽，支承板以外的丝长在锚固端不少于100mm，张拉端不少于150mm。
②不得在安装后的预应力筋周边电焊作业，以免灼伤预应力筋。 ③竖向粗钢筋支承板面在桥面板上的预留槽口应与张拉顶撑脚校对，以便千斤顶支脚安装。
④清除支承板上焊碴，毛刺及砂浆杂物。检查支承板下混凝土密实度，确保支承板与孔道垂直。
⑵千斤顶张拉作业
①千斤顶就位、对中，将预应力粗钢筋的张拉端螺杆拧入千斤顶的张拉头，拧入螺纹长度不得小于40mm。
②启动油泵，千斤顶顶压（小）缸进油，活塞杆伸出。张拉头套入千斤顶套腕中扭转90度卡牢，将千斤顶就位找平。
⑶千斤顶顶压（小）缸回油，张拉（大）缸进油，活塞杆缩进，油压表指针有起动时，张拉缸停止进油，检查千斤顶是否对准孔道中心，如有偏差及时校正，张拉（大）缸继续进油，进行正式张拉。不得在有偏心条件下进行正式张拉。
⑷先张拉到初始应力，停止张拉缸进油，螺杆上做标记，作为测量预应力筋伸长值的起点，以5MPa／min速度继续加载，最后张拉到控制吨位，持荷2分钟，测量并记录伸长量，拧紧螺帽锚固，回油松顶，拆除张拉设备，完成一根粗钢筋张拉。
3.张拉质量标准
⑴不得有一根断筋和滑丝。
⑵实际伸长量与计算伸长量，允许误差±6％。
⑶稳定持荷状态下，拧紧油表螺母指针稍有下降，即认定锚固妥当，不得超拧，以免粗钢筋超张拉。
⑷为确保有效预应力，必须重复张拉、锚固一次。
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8.横向预应力筋张拉（以无粘结筋张拉为例）
⑴无粘结筋张拉前先将外层包裹除掉至承压板内，用丙酮将防腐油脂洗刷干清后才能安装锚环和夹片进行张拉,以防止滑脱。其伸长值计算时量测得的伸长值,必须加上初应力以下的推算伸长值,并扣除在张拉过程中的弹性压缩值.
⑵张拉质量标准
①滑脱或断裂的数量，不应超过同一构件截面无粘结总量的2％。 ②实际伸长量与计算伸长量，允许误差±6％。 ⑶无粘结筋端部处理
①对OVM15－1夹片式锚具，张拉后先切除外露预应力筋多余长度，将多余部分分散弯折，埋在锚头混凝土内。
②对OVM15－1夹片式锚具，端部先已预埋在混凝土内,无须再作处理。
9.超长预应力束张拉
超长预应力束张拉除满足常规长度预应力束的张拉要求外,还应注意如下几点:
⑴高压水清洗预应力管道，无油压力风吹干。 ⑵选择具有代表性超长束做摩阻试验。
⑶夹片倒用不得超过三次，夹片内齿摩损严重时，应立即拆换重新张拉。
⑷初始张拉力一般为20％～30％δcon。 ⑸做分级串联式张拉试验。
⑹在张拉过程中预应力束伸长量后于张拉力的增长，必须确保分组长张拉时间，并经常补足每级张拉力。
⑺分端锚固，锚固前必须补足张拉力。 10.张拉注意事项
⑴为保证预应力值的精确性，张拉设备应定期进行检查标定。 ⑵千斤顶中心线与预应力筋受力中线保持重合，不产生偏扭。
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⑶保持油管接头良好，千斤顶加载、卸载应均匀平稳、无冲击。 ⑷妥善保管好设备，千斤顶张拉缸体不得长期裸露在外，以防锈蚀。
⑸粗钢筋张拉完成后，应尽快清理孔道，及时压浆，防止预应力筋锈蚀。
六、施工机械及工艺装备
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 项目 电动高压油泵 纵向预应力千斤顶 横向预应力千斤顶 竖向预应力千斤顶 锚具配套 低吨位千斤顶 限位板 打紧器 拔丝器 工具锚及夹片 钢片尺 木把螺丝刀 游标卡尺 小手锤 各种直径通孔器 压风机 型号 1m/0.3m 100×5 0~200mm 单位 套 台 台 台 套 台 只 台 台 台 把 把 把 把 个 台 数量 4 4 2 2 1 1 4 4 4 4 4/4 4 4 4 1 1 备注 每台泵含压力表2支 穿心式，用于预紧 套筒式堕锤 单根钢绞线垫圈 与锚系列配套 配有过滤器 七、作业组织
两侧腹板预应力同步对称张拉，需操作四台千斤顶和两台油泵，
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每台顶和泵均同时需要操作人员、读表和记录人员、伸长量测量和记录人员，共需12人。
八、材料消耗
主要是对钢绞线、夹片、锚具的消耗，也包括液压油、油管及配件的补充和更换。
九、生产效率
生产效率，取决于梁体预埋波纹管的质量和工人对机器操作的熟练程度。
十、安全生产及环境保护
1.应遵照执行《铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009）和《桥路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）。
2.每道工序开始前，及时做好安全技术交底，并在实施过程中督促检查。
3.现场道路平整、坚实、保证畅通，危险地点悬挂安全标志，符合安全规定的标牌。
4.施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的规定执行。
5.进行定期和不定期的安全检查，及时发现和解决不安全的事故隐患。
6.张拉时，施工人员站在侧面，防止钢绞线飞出伤人。 7.施工废水、生活污水按有关要求进行处理，不得直接排放。 8.施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。
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