大跨度梁內(nèi)緩粘結預應力施工工法

大跨度梁內(nèi)緩粘結預應力施工工法1前言以xx項目施工為背景，本工程單體風雨操場地下一層、地上一層部分大跨度梁內(nèi)采用了緩粘結預應力混凝土技術，緩粘結預應力筋覆蓋范圍1822平方米，此范圍由19根400mm*1200mm單向預應力梁、160mm厚板組成，梁跨度為24.5米，模板支架高度為8.77m，屬于超高大跨度預應力混凝土梁板結構，其中采用76束梁內(nèi)緩粘結預應力施工技術，涉及預應力筋長度達27米以上，根數(shù)達380根，為了保證結構經(jīng)濟性及改善結構受力性能，全部預應力構件均按部分預應力構件進行設計。本工法對大跨度緩粘結預應力梁三個方面的施工技術進行了研究,通過實例應用,取得了較好的綜合經(jīng)濟效益,具有較強的指導作用,也對類似工程施工具有一定的推廣應用價值。2工法特點2.1可以抵抗溫度變化引起的溫度應力，控制結構的溫度收縮及表面裂縫。

2.2施工簡便、速度快，無需預埋孔道、穿筋、灌漿等，簡化施工工藝，加快施工進度。2.3縮短工期，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。3適用范圍3.1本工法適用于大跨度梁板內(nèi)緩粘結預應力筋張拉施工工作。4工藝原理4.1使用緩粘結預應力新技術，克服有粘結與無粘結預應力的缺點，省去有粘結埋設波紋管、灌漿兩道工序，節(jié)省工期。如圖4.1.14.1.1緩粘結預應力筋示意圖4.2采用穴模留置，梁面無需開槽斷筋，只需將預應力筋從縱筋間隙中穿出并留置穴模，待張拉時取出穴模，張拉后封錨，施工簡便。如圖4.2.1圖4.2.1穴模留置示意圖4.3單孔夾片錨具較有粘結偏小，節(jié)點布置靈活方便，節(jié)點交匯處混凝土澆注易密實，施工質量有保障。如圖4.3.1。圖4.3.1單孔夾片錨具示意圖4.4預應力結構工程施工中預應力損失及其控制，減少張拉端錨具變形和鋼筋松弛引起的預應力損失；采用超張拉工藝時，預應力鋼筋實際應力分布沿構件比較均勻，而且預應力損失也大大降低了；采用高等級水泥,減少水泥用量，降低水灰比，以減少混凝土的收縮和徐變值。4.5高大模架選型是超大跨預應力混凝土梁施工的關鍵，直接決定結構的工期、安全、成本。因此,在綜合考慮以上因素情況下，應優(yōu)先選用通用性強、搭拆靈活的扣件式鋼管腳手架支撐體系。5施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程圖支梁底?！壴簝?nèi)普通鋼筋（拉結筋后放）→綁扎支撐鋼筋→將預應力筋穿入→放置預應力筋張拉端配件→調整和固定梁內(nèi)預應力筋的位置→封梁側模及張拉端處模板→鋪放樓板內(nèi)普通鋼筋→隱蔽工程檢查驗收→澆筑混凝土→預應力筋張拉→切斷多余預應力筋→張拉端封錨5.2緩粘結預應力筋的制作將緩粘結預應力鋼絞線放在平坦干燥的場地上進行下料。首先根據(jù)施工圖紙的要求計算出下料長度，進行編號下料。預應力筋下料應用砂輪切割機切割，嚴禁使用電弧和氣割。內(nèi)埋式的固定端應除去端部部分PE護套，并用丙酮及刷子將緩凝結膠清除干凈。內(nèi)埋式固定端采用擠壓錨，擠壓錨的內(nèi)襯彈簧長度為50mm，在專用擠壓機下擠壓縮徑。如圖5.2.1。圖5.2.1緩粘結預應力筋固定端制作5.3緩粘結預應力筋的鋪設緩粘結筋鋪放時，應保持順直，按照施工圖的線型標高圖布置支撐鋼筋，亦可與其它鋼筋綁扎，保證束形控制點與設計的位置偏差在允許的偏差值內(nèi)，本工程中截面高度為300<h≦1500，允許偏差為正負10mm。如圖5.3.1。圖5.3.1反彎點處、梁內(nèi)端部、跨中位置處的預應力筋位置設定張拉端端部的模板應按預留孔的位置進行鉆孔處理,放置張拉端穴模。穿束時可多人協(xié)同作業(yè)，兩根并著穿，防止相互扭絞。每根鋼絞線的外露長度不得小于1米。本工程中鋼絞線束將采用帶狀布置，每道梁分成平直的2束在張拉端平順分開。如圖5.3.2-1，如圖5.3.2-2。圖5.3.2-1預應力筋呈彎矩走向布置圖5.3.2-2預應力筋在梁內(nèi)分布示意圖5.4緩粘預應力混凝土澆筑養(yǎng)護緩粘結預應力鋼絞線鋪設完畢后應進行隱蔽驗收，當確認合格后方可澆筑混凝土。張拉端及固定端混凝土必須振搗密實?；炷翝仓r嚴禁踏壓碰撞預應力筋、支撐架以及端部預埋部件。在養(yǎng)護期間要多澆水，減少混凝土水化熱對緩凝的影響。5.5緩粘結預應力筋的張拉=1\*GB3①本工程張拉方式為單端出板面張拉。=2\*GB3②當混凝土強度達到100%時，即可進行張拉施工。=3\*GB3③張拉設備選用已進行過配套校驗的設備，校驗期限在半年之內(nèi)。=4\*GB3④安裝張拉設備使張拉力的作用線與預應力筋的中心線重合，張拉控制力不得超過0.75fptk，按雙控法進行控制，在控制應力下，當實際伸長值與設計計算值相對偏差超過正負6%時，應暫停張拉。=5\*GB3⑤根據(jù)每道梁的情況，張拉應分批、分階段對稱張拉，本工程按從中間向兩邊逐根張拉。分別做好張拉記錄。5.6緩粘結預應力筋的張拉伸長值5.6.1理論伸長值計算公式及參數(shù)的采用按《公路橋涵施工技術規(guī)范》JGJ041—2000推薦的公式進行計算。 （5.6.1-1）式中：PP——預應力筋的平均張拉力(N)，直線筋取張拉端的拉力，本工程預應力筋線型為L1（L1,e1,e2）直線型；當預應力筋為直線時PP=P。L——預應力筋的長度(mm)；AP——預應力筋的截面面積(mm2)；17.8為191mm2；EP——預應力筋的彈性模量(N／mm2)。5.6.2張拉控制應力的確定根據(jù)《城市橋梁工程施工與質量驗收規(guī)范》CJJ2—2008的8.4.3條規(guī)定：預應力筋的張拉控制應力必須符合設計規(guī)定，本工程設計的控制張拉應力σcon＝0.75fpk＝1395Mpa（5.6.2-1）由此可得，P=fptk*AP*0.75=1860*191*0.75=266.4KN5.6.3預應力筋的長度預應力筋的長度為各段之和，即斜線段6710mm+直線段4000mm＝107100mm。5.6.4理論伸長值按公式計算 （5.6.4-1）式中：PP——預應力筋的平均張拉力(N)；PP＝266400N。L——預應力筋的長度(mm)；長度L＝10.71m；AP——預應力筋的截面面積(mm2)；AP＝1×191＝191mm2；EP——預應力筋的彈性模量(N／mm2)。EP＝1.95×105Mpa，把數(shù)值代入公式：采用一端張拉，一端的理論伸長值Δ＝76.6mm。5.6.5實際伸長值的長度根據(jù)實際伸長值可在正負6%理論伸長值范圍之內(nèi)，因此實際伸長值在72-81.2mm之間均為合格；5.7緩粘結預應力筋的封錨緩粘結預應力筋張拉完成后即可切割工作長度內(nèi)多余鋼鉸線，用手提式切割機進行，露出錨具外的鋼鉸線長度不小于30mm。最后用細石混凝土封閉，預應力筋外混凝土保護層厚度應大于25mm。6材料與設備6.1材料本工程采用中國建筑集團有限公司生產(chǎn)的17.8（1860MPa）鋼絞線，錨具采用天津市銀燕建筑材料有限公司產(chǎn)品。表6.1.1材料及指標表材料名稱選用型號及規(guī)格產(chǎn)地廠家RPS鋼鉸線d=17.8fptk=1860MPa天津固鑫金屬制品有限公司預應力錨具KM系列,Ⅰ類型(18-1)天津市乾昌預應力機械有限公司預應力錨具KM系列,18-1P型天津市乾昌預應力機械有限公司6.2設備表6.2.1設備及指標表機械名稱型號數(shù)量工作能力油泵ZB4-5002精度1.5級，量程60MPa擠壓機GYJ350-1502與油泵配套使用，額定壓力50MPa千斤頂及配套設備YCW-502張拉行程300mm，理論拉力500KN切割機PWS6-1001功率1500KW,電焊機J30KW1功率為30KW7質量保證措施7.1熟悉緩粘結預應力圖紙及施工工序，做好施工人員的技術交底工作。7.2加強施工過程中控制，經(jīng)常抽查、復核施工中相關數(shù)據(jù)、尺寸。做好鋼鉸線、錨具等驗收工作。7.3混凝土試塊多做三組現(xiàn)場同條件養(yǎng)護，以便提供張拉時砼的強度。7.4做好張拉記錄的檢查抽查工作，如果發(fā)現(xiàn)張拉結果與設計及規(guī)范要求不相符應及時通知張拉人員暫停并查明原因。7.5重點檢查預應力筋位置、綁扎情況，鋪放完成后做好隱蔽工程驗收記錄單。7.6預應力張拉必須有檢測中心的試塊強度報度，且強度達到設計要求。7.7預應力鋼絲下料后，應經(jīng)調直處理，成束時應梳理均勻，確保順直而不交叉扭轉，搬運鋼絲束時提點、掮點、吊點距離不應大于3m，端部懸出長度不得大于1.5m。7.8錨固端處理完畢，另一端安裝前用密封膠帶或塑料熱縮管封裹。7.9預應力筋初張拉時應先使鋼絲略為拉緊，并同時調整錨圈、墊圈及千斤頂?shù)奈恢?，使孔道錨具、千斤頂三者軸線互相吻合，注意使每根鋼絲受力均勻，當鋼絲束達到初應力時，打緊楔塊，并在鋼絲束上進行標記作為測量鋼絲伸長值的終點。7.10張拉中應避免預應力鋼絞線的滑絲、斷絲，發(fā)生滑絲、斷絲應暫停張拉，查明原因采取糾正措施后恢復張拉。對于有粘結預應力鋼絞線，斷絲或滑絲的數(shù)量嚴禁超過同一截面預應力總根數(shù)的3%，且每束鋼絞線不得超過一根。8安全措施8.1全體施工人員應牢固樹立起“安全第一，預防為主”的思想觀念，發(fā)現(xiàn)隱患立即整改，將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)。8.2加強安全意識，進入施工現(xiàn)場必須戴好安全帽。8.3高空、臨邊張拉作業(yè)應搭設腳手架或操作平臺，腳手架應牢固可靠、有裝卸操作千斤頂用面積，并有可靠的護欄。8.4作業(yè)中要特別注意張拉安全，在任何情況下人員都不得站在預應力筋張拉的兩端，在千斤頂后1.5~2m處設置防護板，以免千斤頂與銷子脫節(jié)發(fā)生“飛頂”事故。8.5張拉時發(fā)現(xiàn)以下情況，應立即放松千斤頂，查明原因，采取措施后張拉。(1)斷絲、滑絲或錨具碎裂；(2)混凝土破碎，墊板陷入混凝土；(3)孔道中有異常聲響；(4)達到張拉力后，伸長值明顯不足，或張拉力不足，預應力筋已被拉動并繼續(xù)伸長。9環(huán)保措施9.1以文明工地為目標組織施工。9.2做好現(xiàn)場材料分類歸堆，并做好相應標識牌。9.3在施工現(xiàn)場做好落手清工作，做到工完場清。9.4進入施工現(xiàn)場，必須佩戴好胸卡，表明工作崗位，統(tǒng)一編號。9.5進入施工區(qū)域，嚴禁吸煙。10效益分析10.1預應力結構經(jīng)濟性比較預應力結構和普通混凝土結構的對比，預應力結構的優(yōu)點大量節(jié)省鋼材，減小構件的截面，減輕結構自重比普通鋼筋混凝土結構預計可節(jié)約鋼材30%-60%，減輕結構自重預計達30%左右，特別在大跨度結構中更為經(jīng)濟能有效地降低結構高度或增加凈空，建造大跨度、大空間結構，增加使用面積不開裂使