工艺工法qc40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法

'40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法前言近几年来，针对建筑功能的特殊要求，设计师在建筑结构上进行了大胆的探索，先后涌现出了很多大跨度的结构。由于混凝土结构本身的局限性，使得其在施工中存在较多困难，因此，在大跨度构件的选择中，设计通长采用钢结构形式或预应力砼梁构件来实现大跨度的空间的要求，而由于钢结构与砼结构相比的诸多优点，设计通长采用钢结构来实现大跨度空间的要求，因此民用建筑中采用40m及以上跨的预应力混凝土梁较为少见。而大跨度预应力梁的钢筋密度大，钢筋与钢绞线的准确定位，高支撑支架对预应力梁张拉过程中的变形影响等都存在较大的困难。本施工工法针对40米跨预应力混凝土梁的施工工艺与质量控制措施，相关质量检测结果分析等来阐述这一特殊的施工工艺。本施工工法成功应用于XX会议中心宴会中心的施工。通过此工艺的实施，成功解决了40米大跨度的鱼腹式预应力混凝土梁施工难题，降低了工人劳动强度、加快了工程施工进度、保证了工程施工质量和安全。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法1、工法特点40米跨度鱼腹式预应力大梁施工工法在施工方法上有显著特点，其在质量控制、高支撑架体搭设、特殊模板制作、预应力检测等方面有独特的创造性和可借鉴性。1.1、质量分过程控制、层次清晰在施工中，本工程从高支撑架体、特殊模板制作安装、预应力施工、预应力检测等方面分别分阶段进行控制，分别制定特殊的施工方案和控制措施，从而保证了预应力大梁施工质量。1.2、施工质量可靠采用分阶段控制措施将一个复杂的施工与质量控制过程进行技术上的肢解，高支撑架体采用Ø600×10的钢管柱与双排工字钢梁构成的钢结构体系；特殊截面模板制作采用自制箱式模板、现场拼装，预应力严格按照方案从钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护进行控制，预应力从伸长值、张拉力、裂缝等进行质量控制，从各个方面分别控制从而使得预应力大梁的施工质量得到了有效保证。1.3、经济效益显著采用钢结构高支撑架体不但保证了架体的强度和稳定性，从材料和措施费上都取得了可观的经济效益；在预应力大梁的施工中采用自制箱式模板、现场拼装，加快了施工进度，减轻了劳动强度，在特殊截面模板的措施费上也具有一定的经济效益。2、适用范围40米跨鱼腹式预应力大梁施工工法16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法适用于特殊的高大空间公共建筑，如会议、会展中心、体育馆等工程的施工。本施工工法从架体选择到预应力梁混凝土施工和后期检测进行重点阐述，具体适用于大体积定截面（变截面）混凝土预应力大梁的整个施工过程。3、工艺原理本施工方法通过肢解复杂工艺的施工过程，层次分明的从高支撑架体、特殊模板制作、安装、预应力施工、预应力检测等方面分别分阶段进行控制。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法3.1、高支模架体设计原理通过合理分析、精确计算，本工程40米跨度、高18.5米的高支撑架体，竖向采用Ø600×10的钢管柱间距6米，横向采用型号为500×170×9.5×15.2的双排工字钢，剪刀撑L100×10的角钢，通过焊接与机械连接构成的钢结构体系为本工程高支模的架体。采用此方法，竖向钢管柱分段拼接，横向钢梁分段吊装明显加快了施工进度，且为后期预应力张拉提供了足够的强度与稳定性。3.2、特殊箱型模板制作原理本工程预应力大梁主截面为鱼腹型，在施工中采用分段制作的箱式定型模板现场拼接；依据大梁鱼腹型截面的尺寸，用模板预先制作箱式定型模板，沿大梁横向按照2米一块，竖向依据梁高与尺寸变化将造型固定，从而使模板像工厂制作产品的模具一样，只需现场拼接即可，操作简便、施工方便。3.3、预应力梁施工、检测预应力大梁施工主要控制钢筋位置，预应力筋的定位，锚具安装，混凝土浇筑；特别是混凝土浇筑重点控制其密实度以及混凝土施工过程中对波纹管的保护；制定试验监测计划，为预应力的张拉提供基础。预应力的检测主要从伸长值、张拉力、裂缝检测等对预应力大梁进行全面的检测与分析，以使其各项指标都处于受控状态。4、施工工艺流程及操作要点16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法材料检验普通钢筋施工预应力施工安装模板绑扎钢筋其它施工钢绞线下料预埋波纹管预留管安装自检/隐检合模浇混凝土张拉清孔及灌浆拆底模设备标定锚具检验制试块压试块制试块压试块应力筋穿束材料进场进场准备养护封锚养护养护4.1、预应力施工工艺流程4.2、施工要点16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法4.2.1、钢绞线的下料下料长度计算：预应力筋下料长度对现一端张拉的预应力束为：L=L0+2×(L1+L2+L3+300)(单位：mm)L0──构件的孔道长度；L1──工作锚厚度；L2──穿心式千斤顶长度；L3──夹片式工具锚厚度；铰线下料时，应将钢铰线盘卷装在铁笼内，且应从盘卷中央逐步抽出。下料宜用砂轮切割机切割，不得采用电弧切割，下料时如发现钢丝表面有电焊接头或机械损伤，应随时剔除。4.2.2、支架筋按设计图及翻样图中的预应力曲线定位点进行准确定位。支架筋大样见下示意图。图4.2.1-1支架钢筋大样图4.2.3、波纹管安装要点1.预留孔道的尺寸与位置应准确。按设计图中预应力筋曲线坐标在箍筋上，以波纹管底为准定出波纹管曲线位置。2.应尽量使各种管线，孔洞为预应力孔道让路，在铺放波纹管的过程中，应尽量避免反复弯曲，以防波纹管开裂。同时还应尽量减少电气焊使用次数，以免损伤管道。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法3.安装波纹管时做好如下事项：在主筋绑扎好后，局部的腰筋及拉钩筋暂不绑扎，待波纹管穿好后再绑；钢筋绑扎好后梁一侧模不封，以方便施工；次梁钢筋在波纹管穿入后绑扎，以让出波纹管位置；梁柱接头处的柱子根据不同部位采取先套上箍筋，待穿波纹管与预埋件定位后再绑扎的方法。4.本工程波纹管采用铁皮(δ=0.3mm)波纹管。波纹管的接头采用大一号的波纹管连接，接缝处用胶带密封。波纹管进入喇叭口的接合处裹一层海绵，铁丝绑扎牢固后，用胶带密封，以防漏浆入管内(见下图)。图4.2.3-1波纹管连接详图5.泌水孔、排气孔的布置按照设计位置留设。留设孔与波纹管的连接方法应符合设计要求。灌浆孔采用锚具喇叭口上的预留孔。图4.2.3-2泌水管构造大样图6.波纹管安装好后应注意成品保护，后续工种不得碰伤波纹管。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法4.2.4、钢绞线穿束1.预应力筋采用人工穿束的方法进行穿束。待波纹管和喇叭口安装定位后，将钢铰线一端用密封胶带缠好后，用人工接力将钢铰线一根一根分别送入波纹管，直至梁的另外一端伸出钢铰线。2.穿束前应保持预应力筋无油渍。3.穿束完后，外露钢绞线要用胶带纸缠好，以保证其干净。4.2.5、浇筑混凝土应注意事项1.在合模浇筑以前，需检查波纹管的位置，曲线形状是否符合设计要求，波纹管的固定是否可靠，接头是否完好，管壁有无破损,同时还应检查预埋件，发生问题及时进行处理。并检查灌浆孔、泌水孔、排水孔有无堵塞现象，如有应立即采取处理措施。2.采用泵送混凝土、分层浇捣。在钢筋密集处采用φ30小型振捣器振捣。振捣时为防止振捣棒碰到波纹管。4.2.6、张拉之前绝对禁止拆除或改动预应力梁的底模及其支撑按设计要求，砼强度达到设计标准值的100%以上方可进行张拉；一般张拉顺序：同一楼层张拉顺序：由中间向两侧推进张拉。根据设计要求，部分梁分2次张拉。所有预应力梁，最终张拉灌浆且水泥浆强度达到M20之前不得拆动预应力梁底模板及支撑。张拉工艺要求：1.清理干净外露预应力筋及预埋垫板；2.安装工作锚具，安装锚具时应注意工作锚环与锚板对中，夹片均匀轻轻敲紧并外露一致；3.安装千斤顶，千斤顶上的工具锚孔位与梁端部工作锚的孔位排列要一致；4.安装张拉设备时，应使张拉力作用线与孔道中心线重合，并应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行；5.张拉：采用一端张拉，另一端进行补拉。张拉按如下程序：0→0.2σcon16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法（记录相应伸长值）→1.03σcon持荷二分钟后锚固，记录相应伸长值。6.张拉时采用应力控制为主,伸长值控制为辅的原则。实际伸长值与计算伸长值偏差应在-6%～+6%范围内，超过时应停止张拉，检查原因，采取措施后才能继续张拉。7.减少摩阻损失的措施:采取超张拉技术；张拉时锚具一定要到喇叭口的定位槽口之内，做到千斤顶、孔道、锚具三对中，避免不必要的孔道摩擦损失；承压板上的水泥残渣、钢绞线上的污物均清理干净，以减少张拉时预应力的损失。4.2.7、灌浆示意图如下：图4.2.7-1张拉端灌浆示意图有粘结预应力筋张拉完毕，必须及时（宜在48h内）灌浆，灌浆要点如下：1.孔道灌浆采用42.5普硅水泥配制的水泥浆；2.灌浆用水泥浆水灰比0.3～0.4，参入万分之一的铝粉；3.灌浆前，首先要进行机具准备和试机。并检查灌浆孔、泌水孔、出气孔、排水孔是否通畅；4.灌浆应缓慢均匀地进行,不得中断，并应排气通顺；5.灌浆操作时，灰浆泵压力取为0.5～0.7MPa。灌浆采用从端部锚垫板上的灌浆孔灌浆，灌浆进行到泌水管冒浓浆时，即可堵塞此处的泌水管，封闭该泌水管再继续加压至0.5～0.7MPa，稍后再封闭灌浆孔；16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法6.压浆完毕两小时后拔去出浆管和进浆管的木塞进行补浆，用细铁丝加以振捣，直至水泥浆灌满为止；7.水泥浆从调制到压入管道的间隔时间不能太长，压浆过程中应随时检查压浆管是否堵塞；8.水泥浆强度等级为M30。灌浆后应从泌水孔抽查灌浆的密实情况，如有不密实,应及时处理和纠正。灌浆时，每一工作班应留取不少于1组的立方体试件,标准养护28天，检查其抗压强度作为水泥浆质量评定的依据。4.2.8、预应力筋张拉后应立即进行封端保护，具体措施如下：1.用手提砂轮切割机切除张拉后的外露预应力筋，并保留夹片外露长度≥30mm；2.清除封端部位的杂物；3.再用C45微膨胀混凝土封端，根据设计要求，端部混凝土应保持高度、宽度、厚度一致，同时应保证砼保护层最小厚度不少于35mm。5、材料与设备5.1、架体搭设设备：卷扬机、电焊机、锤子、扳手、经纬仪、起重设备。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法5.2、钢筋加工、安装设备：切割机、电焊机、弯曲机、钢筋连接机械（据设计接头连接种类而定）、铁丝。5.3、混凝土浇筑设备：铁铲、小锤、小型插入式振动器、计量器具、试件制作器具、汽车泵。5.4、预应力设备：波纹管、锚具、钢绞线、外加剂、千斤顶、空压机、砂轮机、制浆机、油泵、手动葫芦。5.5、各种质量检测工具。5.6、主要材料：Ø600×10钢管、500×170×9.5×15.2工字钢、L100×10角钢、18厚九层板、50×100mm木枋、对拉螺杆、螺帽、密封条、φ48×3.5钢管、扣件等6、质量控制6.1、模板工程质量应遵照国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002及预应力施工用钢绞线、预应力锚具、夹具等关规范规定。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法6.2、支撑架体要安装牢固，无松动现象，钢结构高支模竖向钢管柱允许误差为30mm，模板应安装严密，保证不变形、不漏浆。6.3、箱型模板制作要严格按照鱼腹式预应力大梁的界面尺寸，确保界面尺寸。6.4、混凝土浇筑过程中，一定要保证其密实性，尤其是锚具附近一定要加强振捣，排除质量安全隐患。6.5、张拉前一定进行混凝土试块强度检测，达到100%方可进行；预应力张拉按照设计要求，进行计算，检测。6.6、拆模控制时间应以同条件养护试块强度等级为依据，并符合规范及相关规定。6.7、拆模前一定应小心谨慎，爱护模板支撑件，并应对构件认真清理、修复、保养。7、安全措施为保证坡屋面正常施工，针对工程的施工特点，应采取下述安全措施：7.1、起吊、运输钢结构，应将塔吊调整适当，稳起稳落。就位准确，严禁大幅度摆动。起吊、就位工字钢梁应利用焊接200×400×16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法10的连接钢板将双排工字钢进行定位的控制，同时保证其稳定性。7.2、起吊时，施工人员和信号工必须站在安全可靠的地方，防止意外伤人，并应认真检查钢丝绳、索具。7.3、施工时应避免大风天气，若遇大风应停止作业。7.4、屋面预应力大梁施工时，工人应全部配备安全带及安全帽，并设置稳固的操作平台，操作平台满铺脚手板。7.5、在预应力作业中,必须特别注意安全。预应力持有很大的能量，万一预应力筋被拉断或锚具与张拉千斤顶失效，巨大能量急剧释放，有可能造成很大危害。因此，在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端，同时在千斤顶的后面应设立反弹板。7.6、操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程。油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。如需离开，必须把油阀门全部松开或切断电路。7.7、各种电器、电动工具，除采取接地、接零措施外,一律安装触电保护器，进行双重保护。切割机应用专用手套操作，砂轮锯前方不能站人。7.8、施工中要遵守国家的法律、法规及相应的安全操作规程施工。8、环保措施为保证在预应力大梁的施工质量同时又做到绿色施工，根据国家有关环保法规，应采取下述环保措施：8.1、模板加工后的废料、拆除后材料，应及时回收堆放，集中回收处理。8.2、混凝土浇筑过程中，应采用低噪音环保型震捣器，以降低噪声污染。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法8.3、预应力孔道灌浆后剩余材料集中回收、预应力筋余料集中回收。8.4、拆除后的高支模架体材料进行回收再利用。9、效益分析采用本施工方法其所创造的潜在经济效益远大于其利用特殊措施所增加的投入，如此复杂的大跨度、大空间的标志性公共建筑的成功实施，对客户今后在使用功能及对当前以质量求生存的施工企业而言，无疑是很重要的，也取得了良好的社会效益。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法10、应用实例XX会议中心分三个单体工程：会议中心、宴会中心、客房中心；其中会议中心、宴会中心屋面分别设计有预应力大梁。宴会中心预应力大梁跨度为40米，会议中心预应力大梁最大跨度为27米，本施工方法在该工程预应力梁施工中取得了较好的效果。16 40米跨鱼腹式预应力混凝土梁施工工法图10-1预应力梁高支撑现场图片图10-2鱼腹式预应力梁图片16'