有粘结预应力钢筋砼梁施工工法

'后张法有粘结预应力钢筋砼梁施工工法大庆油田建筑公司聂晶磊朴金哲1前言随着预应力技术的不断发展与完善，后张法预应力技术在桥梁、房屋建筑大跨度结构等领域中得到广泛应用。大跨度预应力混凝土框架结构由于使用高效预应力钢绞线作为受力筋，同时又配置非预应力筋，使结构构件的截面尺寸减小，自重减轻，节约了材料，提高结构的抗变形能力，其综合效益是显而易见的。结合2007年建筑公司工程四处施工的文化集团艺术中心办公楼及演播厅工程实例，对后张法有粘接预应力砼梁的工艺及质量控制要点作简要论述。本工法由大庆油田建筑公司技术办公室负责审定；经过工程应用实践取得了良好的效果，有待于在今后施工中继续应用。2工法特点本工法的特点主要是：一是本工法所推荐的施工方法内容具体、操作性强，工艺先进；二是结合砼梁施工特点，研究总结出能够避免产生屋面板预留施工缝，保证砼整体受力性良好，提高工作效率，采用屋面板、框架梁以及预应力梁砼同时浇筑，一次成型的施工方法。3适用范围该工法适用于工业厂房、影剧院、体育馆等屋面大跨度梁砼施工。4工艺原理砼梁使用高效预应力钢绞线作为受力筋，同时又配置非预应力筋，使结构构件的截面尺寸减小，自重减轻，节约了材料，提高结构的抗变形能力。后张法施工是在浇筑砼构件时，预留孔道放置预应力筋，待砼达到一定强度后，张拉预应力筋，之后张拉端进行封锚，预应力筋承受的张拉力通过封锚传递给砼构件，最后进行孔道灌浆，产生粘结，使砼产生预压应力。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程图（见下图）15 钢绞线、锚具购置预应力筋下料预应力筋放线、设置马凳支梁底模绑扎梁普通钢筋（S筋、板负弯筋先不扎）放梁底垫块铺束绑扎梁的S筋安装网片或螺旋筋锚垫板焊接与安装穴模安装隐蔽工程检查浇筑混凝土图5.1预应力施工工艺流程图搭设张拉平台清理锚垫板锚具安装预应力筋张拉多余预应力筋的切除锚具、锚垫板涂防腐涂料预应力施工结束孔道灌浆15 5.2孔道留设梁采用有粘预应力混凝土结构，需留设灌浆孔道和排气孔。在距梁端2米处各留孔道一个。留置方法为在梁中每根波纹管上开洞，覆盖海棉垫和塑料弧形压板并与波纹管扎牢，再用增强塑料管插在弧形压板的接口上，且伸出构件顶面不小于500mm。图5.2预应力钢筋孔道及灌浆孔道留设5.3预应力筋安装5.3.1预应力筋经复验合格后即可下料。钢筋下料计算长度如下：式中：L---下料长度；l---构件中预应力筋长度a---锚具和垫板厚度；b---张拉端预留量本工程预应力梁（YL-1）下料长度不小于23.5米5.3.2下料同时，应做好编号、并完成固定端挤压锚具制作工序。5.3.3铺放马凳筋，梁板底筋铺放好后，按钢绞线的矢高严格布放马凳，间距按设计要求，并用铁丝扎牢。5.3.4预应力筋铺设位置祥见施工图。5.3.5铺筋顺序梁筋：梁非预应力筋——梁预应力筋5.3.6矢高的确定及控制方法本工程中预应力筋为曲线布筋，预应力筋矢高的确定及控制方法如下：按设计要求铺设预应力筋的定位马凳筋。定位马凳与波纹管交叉点用焊接焊固，以确保波纹管中心的矢高和线型，避免浇筑混凝土时波纹管中心矢高降低偏移变位。5.3.7每束张拉端外露长度应基本相同；张拉端外露长度不应小于400mm。5.4混凝土浇筑砼浇筑采用泵送砼施工。为了满足设计要求和施工需要，试验室通过多次配合比试验，对砼早、中、后期强度及坍落度及和易性进行了综合比较，掺入了JHF型早强剂、粉煤灰，有效降低中心砼温度和提高可泵性。砼从梁跨中间向两端对称浇筑。振捣时，梁端50cm范围内的砼特别加强，务求振捣密实，振动棒尽量不要直接接触顶应力筋和波纹管。15 5.5预应力筋张拉预应力筋的张拉采用双控法，即以控制张拉力为主，以伸长值作为校核。5.5.1张拉前的基本要求必须在梁混凝土强度达到设计规定混凝土强度后方可张拉。张拉前底模严禁拆除。附砼强度报告。5.5.2张拉机具本工程采用YCN-23型前卡式千斤顶，该顶最大工作行程150mm，最大张拉力230KN。张拉设备必须进行配套校验。图5.5.2张拉钢筋设备5.5.3张拉程序本工程采用张拉程序：0～5.5.4张拉方法、顺序张拉方法：本工程预应力梁筋为一端张拉。张拉顺序：依次张拉。图5.5.4预应力钢筋张拉5.5.5张拉力15 每根钢绞线张拉力为：N=139×1860×0.70=181KN5.5.6伸长值校核张拉过程中，应逐一准确量测预应力筋伸长值并计算伸长值△L比较，允许误差：±6%即：5.5.7如张拉过程中实际伸长值不符合上述要求，应立即停止张拉检查原因，待查明原因并解决后方可继续张拉。5.6封锚必须严格按《建筑工程预应力施工规程》（CECS180：2005）《第8.5.1及第8.5.3条规定进行。本工程张拉端为夹片锚，封锚方案如下：图5.6预应力钢筋张拉端封锚及成型5.6.1锚前，应切除多余钢绞线，但钢绞线外露长度不得小于30mm。5.6.2锚具及锚垫板表面涂以防腐漆。在切割后进行，涂刷应均匀饱满，不得漏涂和少涂。封闭张锚端，采用膨胀细石混凝土（同等级或高一级）对凹入锚头进行封闭，封锚时应保证细石混凝土的密实性和钢绞线端部砼保护层厚度不小于25mm。5.7孔道灌浆有粘结预应力筋张拉后应及时灌浆，灌浆料用水灰比为0.4的水泥净浆，其强度不低于M30。灌浆缓慢连续进行，不得中断，并应排气通顺。在灌满孔道封闭排气孔后，应在继续加压至0.5～0.7MPa，稳压1～2min后封闭灌浆孔。当发生孔道堵塞、串孔或中断灌浆时，应及时冲洗孔道或采取其他措施重新灌浆。灌浆孔内的水泥凝固后，将泌水管等切至构件表面；如果管内有空隙，仔细补浆。15 图5.7孔道灌浆操作及设备6材料与设备6.1材料梁采用秦皇岛天有钢绞线有限责任公司生产的1×7预应力混凝土用低松弛钢绞线。许可证号为：XK05－114－00096，标准：ASTMA415-98，规格：1×7—15.2，强度等级：1860MPa。检验结果：合格。6.2机械和张拉设备电焊机一台、预应力筋切割机一台、液压千斤顶号372、压力表0508、安全设备两套。7质量控制7.1质量标准混凝土结构工程施工质量验收规范《GB50204－2002》混凝土结构工程《DB23/716-2003》建筑工程预应力施工规程《CECS180：2005》7.2模板本工程模板包括：底模、侧模和端模，均采用木模；支模顺序：先底模，后侧模，最后端模。拆除模板的顺序与支模相反。7.3钢筋非预应力筋及管线与预应力筋发生冲突时，以预应力筋位置优先。7.4铺放马凳筋7.4.1梁底筋铺放好后，按钢绞线的矢高布放马凳，间距按设计要求。7.4.2用电焊焊接牢固。7.5搭设张拉平台张拉平台为楼层标高下降500mm；张拉平台宽度≥1.2m15 ；在张拉部位靠外侧增加二根横管做护身，高度分别为500mm和1000mm，并满挂细网眼安全网。7.6其他7.6.1严格对高强钢绞线，锚具进行质量检验和复验，除有材质证明和合格证外，还要进行复验，进行锚固性能试验。7.6.2定期对千斤顶及高压油泵进行校验、标定，标定好的配套高压油泵千斤顶在工地一般不得拆卸。7.6.3严格控制预应力梁板砼材料质量：石子粒径≤3cm，水泥标号：525（必须有出厂合格证）。7.6.4张拉前应提出砼强度报告，本工程梁的混凝土强度等级为C40，张拉时混凝土强度达到设计强度的75%。7.6.5马凳高度偏差应控制在：梁±10mm，保证马凳筋的水平度。7.6.6铺束过程（1）以保证预应力束的矢高为主，其他管线、钢筋布置应服从预应力筋的需要；（2）端部预应力束应垂直张拉端的锚垫板，并应有≥300mm的直线段；（3）在其它施工工程中，不得改动马凳筋；7.6.7不得擅自切筋。7.6.8不得擅自拆除梁底模。7.6.9张拉前一天提供混凝土试块试验报告。8安全措施8.1钢绞线开盘时应注意线头的保护工作，防止钢绞线的线头弹出伤人。8.2张拉过程中，操作人员应站在千斤顶的侧面，严禁千斤顶后站人，以防伤人。8.3切割张拉端多余钢绞线时，应一根一根切，禁止两根以上同时切，以防止轮片碎裂伤人。8.4在所有的张拉及切筋工作完毕前，锚具两端不得进行任何施工操作，以防伤人。8.5预应力施工现场不得随意接电、气、焊设备，以防止对预应力筋造成损伤。8.6拆装模板时严禁用撬杠硬撬预应力筋。9环保措施9.1各种钢绞线的堆放有整齐有序，不得随意堆放。9.2施工过程中严禁随处丢弃垃圾，设立垃圾回收点。9.3切割钢绞线时，控制噪声污染。10效益分析运用此工法，顺利完成施工任务，工程质量合格，受到用户的赞誉。本工法在结合普通钢筋砼梁施工的基础上，采取了后张法有粘结预应力的施工特点，弥补了建筑公司此项施工技术的空白，同时为类似的大跨度屋面梁的施工提供了很好的借鉴参考，值得在今后的类似工程中大力推广。良好的技术措施为项目节省成本近15.16万元。15 11应用实例11.1艺术中心办公楼及演播厅工程其中演播厅部分建筑面积600㎡，整体一层。主体采用普通钢筋砼现浇框架梁柱结构，屋面梁采用后张法有粘结预应力钢筋砼结构。屋面7根梁，梁高为1000㎜，梁宽为500㎜，梁的跨度21000㎜，梁底标高为14.5m；屋面板厚为120㎜。砼标号C40，共计180m3。15'