屋面高大跨梁預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)

南京某大學(xué)圖書館工程為8層框架結(jié)構(gòu)，長73.50m，寬83.90m，總建筑面積27265㎡，局部層次錯落，樓板為現(xiàn)澆混凝土板，板厚12Omm，首層層高5.10m，2~6層層高4.50m，7、8層層高3.90m，建筑總高度37.30m。屋面高大跨梁施工設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力后張法。1

施工難點(diǎn)與特點(diǎn)(1)

本工程預(yù)應(yīng)力梁截面大，且主梁跨度大、自重大，施工中易發(fā)生跑模和梁底下?lián)?混凝土量大，易發(fā)生過大的收縮變形，同時(shí)對梁底模板支撐的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，提出了很高的要求。(2)大截面預(yù)應(yīng)力梁的自重大大超過下一層樓的設(shè)計(jì)承載力，故施工中必須保證三層樓板結(jié)構(gòu)安全。

(3)預(yù)應(yīng)力梁混凝土屬大體積混凝土，其硬化期間因水泥水化引起的溫度應(yīng)力易導(dǎo)致貫穿裂縫，因內(nèi)外溫差易引起表面溫度裂縫，故混凝土澆搗后應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)措施，避免溫度裂縫的產(chǎn)生。(4)本工程為超長、大跨、大面積連續(xù)預(yù)應(yīng)力梁板結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)為部分預(yù)應(yīng)力，部分梁為連續(xù)預(yù)應(yīng)力扁梁，預(yù)應(yīng)力的施工關(guān)系到整個(gè)工程施工的成功與否。(5)為解決結(jié)構(gòu)抗裂問題，設(shè)計(jì)采用“放”“抗”理念，在樓蓋設(shè)置3條后澆帶，造成預(yù)應(yīng)力工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜，工序穿插繁多，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工順序、張拉順序影響整體結(jié)構(gòu)的施工，在整體結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵線路上，必須統(tǒng)籌安排。(6)為解決超長樓板混凝土收縮問題，預(yù)應(yīng)力筋的二次設(shè)計(jì)、施工及張拉必須與平面分段流水相符合。(7)本工程預(yù)應(yīng)力采用“扁錨群拉”施工技術(shù)，采用這種技術(shù)有利于減少摩阻損失。2

預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝2.1

工藝流程圖1為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁的施工工藝流程。圖1

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁的施工工藝流程2.2

高效錨固體系的選擇本工程采用符合國家Ⅰ類錨具的夾片式群錨、擠壓錨，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用1860Nm㎡低松弛鋼絞線。2.3

張拉端、錨固端的設(shè)置根據(jù)后澆帶的設(shè)計(jì)情況，屋面平面被劃分為2個(gè)區(qū)段。預(yù)應(yīng)力筋在張拉穴口處的混凝土梁設(shè)計(jì)為600mm寬;分段的預(yù)應(yīng)力梁，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，拆除梁底模。2.4

預(yù)應(yīng)力筋、錨具等施工數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)超長結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力筋采用交叉搭接法:框架梁預(yù)應(yīng)力筋搭接在柱支座處，次梁預(yù)應(yīng)力筋搭接在框架梁外側(cè)，搭接長度滿足設(shè)計(jì)要求;在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力分段時(shí)，一定要考慮預(yù)應(yīng)力筋的損失。根據(jù)以往工程實(shí)踐，預(yù)應(yīng)力混凝土梁中預(yù)應(yīng)力筋的線形為正反拋物線，根據(jù)拋物線方程計(jì)算出預(yù)應(yīng)力筋的中心標(biāo)高，標(biāo)高間距定為1000mm，相應(yīng)得出支架標(biāo)高，作為施工控制預(yù)應(yīng)力筋矢高的依據(jù)。預(yù)應(yīng)力筋在梁或板內(nèi)對稱布置，預(yù)應(yīng)力筋或波紋管距梁邊不小于40mm。預(yù)應(yīng)力筋張拉端處有不小于300mm的平直段。2.5

張拉灌漿要求(1）混凝土張拉時(shí)應(yīng)100%達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)才能張拉。(2)預(yù)應(yīng)力筋采用群錨群拉，采用新的張拉工藝技術(shù)，扁錨預(yù)應(yīng)力筋一起張拉。(3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求及預(yù)應(yīng)力損失的大小，部分預(yù)應(yīng)力筋可相應(yīng)提高超張拉系數(shù)。(4)梁內(nèi)對稱張拉預(yù)應(yīng)力筋;張拉采用分級持荷超張拉，保證建立有效預(yù)應(yīng)力，滿足設(shè)計(jì)要求。(5)預(yù)應(yīng)力筋張拉完后，盡快組織灌漿。3

工藝要求3.1

樓層預(yù)應(yīng)力施工要求本工程為超長連續(xù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)考慮了留設(shè)后澆帶等措施，施工中依此劃分為2個(gè)施工段。考慮到后澆帶所在跨的預(yù)應(yīng)力筋從混凝土澆筑到張拉時(shí)間跨度較長，為了防止預(yù)應(yīng)力筋生銹，預(yù)應(yīng)力筋采用后穿工藝，澆筑混凝土?xí)r用波紋管內(nèi)襯塑料管留設(shè)孔道，混凝土終凝后抽出塑料管并做好兩端的封堵保護(hù)，張拉前穿人預(yù)應(yīng)力筋張拉。3.2

預(yù)應(yīng)力的穿筋、布筋施工要求為確?；炷练謪^(qū)條件下預(yù)應(yīng)力施工的順利進(jìn)行，使鋼筋、模板、混凝土的工序不與預(yù)應(yīng)力穿筋工序發(fā)生矛盾，使普通工序與預(yù)應(yīng)力工序合理交叉，特制訂如下工序原則:每區(qū)內(nèi)先支設(shè)徑向框架梁的支架模板，先綁扎徑向框架梁，待徑向框架梁預(yù)應(yīng)力筋線形確定后，再綁扎橫向框架梁及次梁;這樣可避免梁交錯處預(yù)應(yīng)力筋被普通筋抬起或壓下的矛盾，減少工序影響，加快施工進(jìn)度。3.3

承壓板端部安裝預(yù)留口的設(shè)置要求待預(yù)應(yīng)力筋穿設(shè)完畢，進(jìn)行端部螺旋筋、承壓板的安裝，承壓板必須按設(shè)計(jì)進(jìn)行留設(shè)。預(yù)應(yīng)力筋采用凹形穴口時(shí)，用泡沫塑料填充穴口，用鋼筋焊接固定錨墊板，防止偏位。3.4

預(yù)應(yīng)力筋張拉施工要求(1)預(yù)應(yīng)力筋張拉前，應(yīng)在混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試件達(dá)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)，方可張拉，以試驗(yàn)報(bào)告單為依據(jù)，并收存作為張拉資料。(2)預(yù)應(yīng)力筋初應(yīng)力設(shè)定為0.10ocn，預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)嚴(yán)格按照事先設(shè)計(jì)好的張拉順序進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力張拉前，現(xiàn)場操作人應(yīng)持有二次工藝設(shè)計(jì)張拉順序圖，并帶好事先已計(jì)算完畢的各級控制應(yīng)力下千斤頂壓力表對應(yīng)值(對應(yīng)各操作的設(shè)備。下理論伸長值的張拉記錄單。對端部不易安裝千斤頂張拉的，采取變角張拉，張拉前，安裝變角模塊，使張拉變角不超過20°。張拉采取分級超張拉，錨固，千斤頂采用多次換行程以解決伸長值超過千斤頂行程的問題。4

預(yù)應(yīng)力施工注意事項(xiàng)4.1

嚴(yán)把材質(zhì)關(guān)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量須保證預(yù)應(yīng)力筋材料、錨具質(zhì)量關(guān)，選購符合國標(biāo)要求的材料，材料必須具有出廠驗(yàn)收合格證明;做好材料、錨具質(zhì)量的抽檢和設(shè)備的校驗(yàn)工作;為保證梁、板預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)質(zhì)量，建立工人自檢、技術(shù)人員復(fù)檢、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織全面檢查的質(zhì)量驗(yàn)收制度。預(yù)應(yīng)力筋張拉是預(yù)應(yīng)力重要環(huán)節(jié)之一，張拉時(shí)一定要按設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)程要求進(jìn)行，落實(shí)張拉順序、次序，做好張拉原始記錄。4.2

預(yù)應(yīng)力筋穿束預(yù)應(yīng)力筋待梁骨架筋綁扎好后即可吊運(yùn)到工作面，起吊時(shí)注意起吊每捆重量不宜大于0.5t，起吊宜用軟質(zhì)繩子三點(diǎn)起吊，預(yù)應(yīng)力筋穿束可根據(jù)設(shè)計(jì)要求分層布置，同時(shí)每層預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其分成幾束，每束通長捆綁，同時(shí)要與支承點(diǎn)綁扎，綁扎用鋼絲可用10~12號細(xì)鋼絲，也可在各支承點(diǎn)預(yù)應(yīng)力筋上方加焊一壓筋，將預(yù)應(yīng)力筋壓在支吊筋間，以防澆筑混凝土?xí)r預(yù)應(yīng)力筋走位浮動，預(yù)應(yīng)力筋到兩端均勻分開，預(yù)應(yīng)力每束不宜打扭，以免影響預(yù)應(yīng)力張拉效果。預(yù)應(yīng)力筋安裝完成后的曲線形狀要與圖紙大樣相同，復(fù)查各矢高，其誤差不能超過10%。4.3

預(yù)應(yīng)力梁張拉方案預(yù)應(yīng)力張拉要從中軸線開始，雙向?qū)ΨQ張拉，張拉前把理論伸長值計(jì)算好，取第一根為試張拉，試張拉要量千斤頂行程，所量的伸長值加上10%推算伸長值與理論伸長值比較，兩者如果在-5%~10%內(nèi)，即可進(jìn)行張拉，張拉時(shí)千斤頂后嚴(yán)禁站人，在梁端兩側(cè)觀察混凝土有無裂縫出現(xiàn)，如有應(yīng)停止張拉，查明原因后方可張拉。采用兩端張拉時(shí)，可采用一端先預(yù)緊夾片，在另一端張拉，其后補(bǔ)足張拉力，兩端張拉時(shí)兩面端正面均不能站人，同時(shí)最好有對講機(jī)聯(lián)系錨固情況。4.4

灌漿施工要求有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢要及時(shí)灌漿，灌漿時(shí)間不宜超過48h。灌漿用水泥采用強(qiáng)度為42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，水泥中摻加減水劑和膨脹劑，要求水灰比在0.4左右，以提高水泥漿的早期強(qiáng)度和保證水泥漿的強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范中規(guī)定的不小于30N/mm'的要求;水泥漿的配合比須事先通過試驗(yàn)確定，現(xiàn)場配置時(shí)嚴(yán)格計(jì)量，以保證水泥漿的泌水率最大不超過3%，拌和3h后泌水率小于2%。4.5

張拉口的封閉接穴口上的圈動，B進(jìn)行封堵。C45微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行封堵。4.6

預(yù)應(yīng)力底模、支撐拆除預(yù)應(yīng)力底模及支撐，必須在預(yù)應(yīng)力筋張拉結(jié)束后方可拆除，預(yù)應(yīng)力梁的側(cè)模板和非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆樓板的底模板，可以在預(yù)應(yīng)力筋張拉前全部拆除，以避免施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，模板束縛梁的混凝土自由變形，影響混凝土預(yù)加應(yīng)力的建立，具體拆除時(shí)間根據(jù)施工圖說明確定，同時(shí)預(yù)應(yīng)力梁由于自重很大，其下的支撐必須有足夠的承載力。5

質(zhì)量保證措施5.1

建立專業(yè)質(zhì)量保證體系現(xiàn)場建立預(yù)應(yīng)力專業(yè)施工的質(zhì)量保證體系。負(fù)責(zé)從材料檢驗(yàn)、過程控制、張拉、數(shù)據(jù)整理的全過程質(zhì)量監(jiān)控。結(jié)合現(xiàn)場施工要求，建立健全嚴(yán)格的質(zhì)量檢查驗(yàn)收制度。制訂預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)場檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、錨具進(jìn)場檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、波紋管進(jìn)場檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、螺旋鋼筋現(xiàn)場加工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)應(yīng)力筋、波紋管施工安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、混凝土施工要求、混凝土養(yǎng)護(hù)要求、預(yù)應(yīng)力筋張拉前混凝土施工質(zhì)量檢驗(yàn)﹑張拉設(shè)備要求、張拉應(yīng)力、伸長值量測要求、錨具張拉口施工處理、驗(yàn)收等指標(biāo)，加強(qiáng)材料及工序質(zhì)量驗(yàn)收。5.2

質(zhì)量保證措施(1)加強(qiáng)與設(shè)計(jì)的結(jié)合，重點(diǎn)針對預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固端部的構(gòu)造處理，張拉順序、張拉應(yīng)力控制、伸長值的計(jì)算等方面進(jìn)行必要的溝通，并依設(shè)計(jì)要求，作必要的試驗(yàn)，取得可靠數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)施工，為結(jié)構(gòu)安全提供可靠保證。(2〉嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力鋼絞線、錨具等預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)用材料的質(zhì)量，材料進(jìn)場后，要按規(guī)范要求進(jìn)行取樣試驗(yàn)，取得鋼絞線的彈性模量﹑錨具的錨固效率系數(shù)等數(shù)值，特別是要多次張拉，對錨具夾片的硬度、韌度提出了更高的要求。(3)材料進(jìn)場后，要采取防雨、防潮措施，將鋼絞線架空堆放并覆蓋好;要管理好進(jìn)場錨具﹑鋼絞線、夾片等材料，防止銹蝕，特別是雨季施工，更要注意預(yù)應(yīng)力筋、錨具等預(yù)應(yīng)力材料的防腐防銹問題。5.3

施工過程質(zhì)量控制對預(yù)應(yīng)力筋的下料、并束、鋼筋綁扎、穿波紋管、架立波紋管、焊接馬凳、安裝承壓片、承壓板、預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)、張拉口的留設(shè)、混凝土澆筑、張拉、灌漿、封錨等多工序進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以嚴(yán)格的工序質(zhì)量保證預(yù)應(yīng)力工程的質(zhì)量。采取可靠的防腐措施，在施工過程中，用膠帶、木塞封堵波紋管的灌漿孔、排汽孔，外露預(yù)應(yīng)力筋要用塑料布、膠帶包裹嚴(yán)密。波紋管接口處及破損處要用膠帶密封嚴(yán)，防止漏水?；炷潦┕み^程中，要保證混凝土材料、澆筑質(zhì)量的均勻性，振動棒不得緊貼波紋管振動，鋼筋密集區(qū)要事先留出振搗間隙，采用小棒(或加鋼片)振搗。切實(shí)做好各工序的技術(shù)復(fù)核和隱蔽驗(yàn)收工作，并詳細(xì)做好記錄。承壓板后的混凝土要密實(shí)?；炷翝仓?，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止收縮﹑溫度裂縫發(fā)生，進(jìn)而保證混凝土力學(xué)指標(biāo)增長統(tǒng)一均