房建工程预应力混凝土屋面梁施工技术.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 48 房建工程预应力混凝土屋面梁施工技术 翟冬梅 广东一新长城建筑集团有限公司，广东 广州 510030 摘要：摘要：预应力混凝土屋面在房屋建筑工程施工中具有一定的作用，其能够将梁体的自重以及截面高度进一步减小，这对于大跨度混凝土梁体的使用性能可以进一步加以改善。相较于同跨度的屋面梁工程的施工，一般而言，预应力混凝土梁的自重以及梁体截面都会减少，所以在一些大空间的建筑物中这种技术具有非常广泛的使用。下文就对此加以简要的论述。关键词：关键词：房建工程；屋面梁施工；预应力；混凝土技术 中图分类号：中图分类号：TU765 1 房建工程预应力混凝土施工技术原理及特点 1.1 技术原理 在建筑施工中运用混凝土施工会又裂缝的存在，所以会在使用构件之前，会提前给混凝土一个预压力，也就是在混凝土的受拉的区域范围之内，使用人工加力的方式方法来张拉钢筋。钢筋自身具有回缩力，这样混凝土受拉的区域会先受压力。当构件承受外荷载有拉力产生的时候，这样就能把预压力先抵消，当荷载不断增加后，对于混凝土的伸长就会产生一定的限制，不会有裂缝出现，就是所谓的预应力混凝土。根据预加应力的方式，可将预应力混凝土分为先张法和后张法两种，具体的施工过程如下：（1）先张法，将预应力筋在台座上进行张拉，对混凝土加以浇筑，当混凝土的强度达到一定的程度后再放张。因此该种方法主要是依靠着预应力筋和混凝土之间产生的粘结力，这样把力再传递给混凝土。（2）后张法（有粘结），先对混凝土进行浇筑，把注浆孔预留出来，当混凝土达到设计的强度后，对预应力筋进行张拉，然后再使用锚具来封锚处理；借助注浆孔来灌注水泥。因此产生的预应力主要是借助锚具来进行传递的。（3）后张法（无粘结），把防腐润滑的由涂在预应力筋的表面，然后在把无粘结的预应力筋加以外包。将其在支好的模板内部铺设好，再进行混凝土的浇筑。当混凝土到达设计的强度之后，对预应力筋加以张拉，然后再使用锚具来进行封锚。这种方式的预应力也是借助锚具进行传递的。1.2 特点（1）刚度较普通钢筋混凝土梁大、承载力强、抗裂性能好。（2）较强的耐疲劳性能。屋面梁预应力筋处于使用阶段时，遭受荷载后产生的应力变化的幅度相对来说是比较小的，因此可以采取有效的措施来提升屋面梁的抗疲劳强度。（3）稳定性。对梁体提前施加了预应力，可有效抵抗竖向荷载压力，梁体变形较小，提高梁体及周围板体结构的稳定性。（4）节材环保。预应力筋采用高强钢绞线，由于提前施加预应力相对普通梁体优势较多，对于梁体结构尺寸以及钢筋用量都是一种减少，能够达到节约混凝土和钢材的目的，结构的自重也会降低，再重荷载结构以及大跨度结构非常具有优势，尤其适用于大跨度屋面梁。2 房建工程中预应力混凝土技术优势 2.1 节约工程材料 在预应力混凝土结构中主要采用的是高强度预应力筋，混凝土极限伸长值不会影响其强度，因此可以大幅度地降低钢材地耗用量。通常来说，与普通地钢筋混凝土构件相比可以大幅度地减少材料地耗费。而且，预应力混凝土构件地断面可以减少，并且能将其做成薄壁构件，所以耗材地用量也能节省一些。2.2 增强结构的抗裂性和抗渗性 由于对结构构件的受拉区可能开裂的部位施加了预应压力，这就避免了钢筋混凝土使用情况下出现裂中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 49 缝。如钢筋混凝土屋架的下弦和水池、消化池、油罐、压力管等，当采用预应力后，便可增强结构的抗裂和抗渗的性能。2.3 改善结构的耐久性 由于设计的预应力混凝土构件在使用荷载下不产生裂缝，因此使结构中的应力筋免受外界有害因素的侵蚀，从而大大提高了构件的耐久性。如有侵蚀介质环境的结构化工厂房与冶金厂房、高温度车间等，均适宜采用预应力混凝土构件。2.4 提高了结构与构件的刚度，减小了变形 结构构件开裂后，刚度很快下降，但预应力混凝土构件在使用荷载下可使设计避免裂缝产生，这就使结构的弹性范围增大，变形减小，相对地提高了刚度。同时，还可使梁等构件产生一定的反拱(即向上产生的反挠度)。所以，在使用荷载下，预应力混凝土梁的挠度与变形比同样的普通钢筋混土要小许多，故特别适用于大跨度结构、大悬臂等有控制变形要求的结构。3 预应力混凝土屋面梁施工技术 3.1 施工准备（1）预应力梁施工前，应对锚具、波纹管、锚板、夹片、注浆管、溢浆管、连接器进场验收，查看合格证及相应复试报告;千斤顶及配套油泵等必须经过检测检验，合格后方可使用，且每张拉 200 次或间隔 6 个月必须重新进行校定。（2）预应力梁张拉平台搭设必须符合要求，预应力筋张拉前必须将预应力梁混凝土养护到位，达到设计强度。3.2 钢筋安装及管道预埋（1）钢筋安装时提前预留好预应力筋穿管位置，按要求预留预应力筋穿管并用井字架固定牢固，防止浇筑混凝土时发生扰动，确保预应力筋穿束的曲线形状及矢高。（2）预留有粘结预应力筋穿管为高密度聚乙烯树脂塑料波纹管，强度及性能应符合要求。张拉端与锚固端设置 25mm 厚承压板、C16 螺旋筋、间隔 50 mm 设置钢筋网片等加固措施，防止张拉时破坏梁端混凝土。3.3 混凝土强度检测（1）预应力梁混凝土梁设计要求.混凝土中不得使用任何掺加含氯离子的外加剂，因氯离子对钢绞线有一定的腐蚀作用，因此浇筑前必须对商混站进行技术交底。切断钢绞线必须使用砂轮锯等物理切割方式，用于锚具封闭保护的混凝土为 C40 细石混凝土，封锚后养护到设计强度。（2）预应力筋张拉之前，按照深化图纸进行技术培训，现场必须进行混凝土回弹检测，保证混凝土强度不低于设计强度的百分之百。3.4 预应力筋安装（1）在安装预应力筋地时候，受到抗扭钢筋、梁体主筋等地干扰，又可能会导致管道预埋出现偏差地问题，这时需要先确保波纹管定位。2 个方向的次梁预应力筋在跨中失高冲突时，应分主次进行微调，短跨方向可适当调整，保证长跨方向准确度。（2）灌浆孔和排气孔布置需满足相关规范要求，泌水管在梁侧设置可兼做注浆管。3.5 张拉预应力筋 预先要对预应力筋进行优化设计，要循环对称进行张拉。完成次梁地张拉之后再进行主梁地张拉，直到完成张拉，张拉过程中要确保安全。3.6 灌浆 在张拉完成后 2 天内一次完成预应力筋孔道灌浆，注浆时应保持匀速、缓慢，不得压力过大，灌浆中途不得停顿，溢浆孔冒出浓浆后观察 10 20 s，稳定溢浆后方可停止。3.7 封锚 在进行封锚之前不能使用电弧对预应力筋加以切割，避免出现预应力筋淬火的情况发生，所以切割方式可以采取物理方式来进行。可以将多余的预应力筋切除，把露在外面的多余预应力筋的长度应控制在 3厘米以内。4 房建工程预应力混凝土屋面梁施工案例 预应力混凝土梁在房屋建筑中广泛应用，这得益于其既可以减少成本又可以增加使用的空间效果，而且对于结构而言，给混凝土梁施加预应力，可使得结构安全有足够的冗余度。所以，预应力梁的应用也越来越被更多的人所采纳。不过，对于施工单位来讲，完成预应力梁的施工既是一种复杂的任务又是一种对精度要求较高的技术。目前比较常用的技术措施是先张法及后张法施工技术，此类方法不仅可以优化造价中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 50 成本，通过施加预拉力还能提供梁自身的冗余度。当前，为了对工程的施工技术加以进一步的优化，在工程施工中多采用后张法，这种技术不仅可以确保结构的安全，而且在成本上相对也比较低，所以在很多施工单位中有着比较广泛的应用。选取后张法的施工技术来进行屋面梁施工时，对于结构的自重能够最大化地减轻，而且借助预加张力，结构地受力性能也能进一步提高，由于预应力筋是贯通整个混凝土梁的，所以即使地震来临，无论是混凝土上部梁产生弯矩还是下部产生弯矩，此项技术都可以有效的控制地震力对结构的破坏。下文将通过实际案例来说明后张法施工技术在预应力梁中的应用。4.1 工程实践案例 某大学的学术报告厅，属于框架剪力墙结构，该工程屋面层采用预应力混凝土梁结构，其中为使钢筋与混凝土连接牢固，采取有粘结的预应力筋，钢绞线采用s15.2 高强低松弛钢绞线，该预应力筋抗拉强度标准值为 1860MPa。该项目屋面层混凝土梁跨度为 20m，为达到大开间的效果，内部均未设置框架柱，屋面梁部分采用预应力梁结构。为在保证结构安全适用且有足够的冗余度的前提下，全部预应力构件均按部分预应力混凝土构件进行设计。该工程预应力梁的混凝土强度等级定为 C40，其中板是与梁一同浇筑，所以其混凝土等级同梁。由于预应力筋的要求，使得混凝土中不得掺有含氯离子等对预应力筋有一定腐蚀性的外加剂。有粘结预应力筋孔道灌浆采用 525 号普通硅酸盐水泥，该水泥的水灰比一般要求控制在 0.400.45 之间，对强度要求时水泥浆 28 天其强度不得低于 M30 级。此工程中单根预应力钢绞线的张拉控制力设计值为 195.3kN。设计张拉控制应力为 1395MPa。该工程采用的张拉锚具一律用类，张拉端采用 OVM 系列夹片式锚具及与其相配套的锚垫板和螺旋筋。4.2 施工技术要点 由于预应力梁结构对施工技术把控要求较高，所以不仅需要施工人员密切配合，还需要对预应力筋的张拉精度控制在相应要求范围内。下面将从两个角度浅析后张法预应力筋的施工过程，主要介绍其施工工艺流程和施工技术要点。（1）在张拉预应力筋前，首先要支混凝土梁板模板，再绑扎梁钢筋，在钢筋笼里预埋需张拉预应力筋的孔道。其中该孔道采用金属波纹管：壁厚 0.35mm 的镀锌波纹管，管径为 100mm。为保证结构有足够的安全性，应避免在预应力筋或波纹管边进行焊接作业，如必须要进行焊接作业时，应采取隔离措施后（如在预应力筋或波纹管与焊接管线之间用石棉板进行分隔）方可进行焊接作业.（2）穿 入 钢 绞 线：该 工 程 预 应 力 筋 采 用 77s15.2，拧成一股。在穿入钢绞线前，要先清理锚垫板和冲洗孔道，穿入钢绞线时，拧好一股的钢绞线应捋顺不得有相互缠绕，通常采用卷扬机进行钢绞线的穿入。在钢绞线穿插过程中，要严格控制预应力波纹管的质量把控，不得有破损或移位，若发现有此类情况出现要即使用粘胶带缠裹密实。同时，波纹管道的两端或者接头处也应该用粘胶带缠裹，严格控制好其密封性，以免出现漏浆或灌浆不密实等问题出现。（3）预应力筋张拉：如果没有特殊地标注，务必要确保混凝土地强度达到后才能够进行张拉预应力钢筋。张拉控制应力为 18600.75=1395MPa。对于预应力张拉质量的控制，通常主要采用应变和应力两种措施来进行，一般还是以应力的控制为主。对于其张拉的顺序，需要结合设计图纸来展开张拉，如果图纸上对于张拉控制顺序没有明确的标明，那么就要先对下部预应力筋进行张拉，然后再对上部预应力筋加以张拉，中间部分的则是最后要进行的。一般而言，完成锚固之后，对于露在外面的预应力筋必须要确保其长度在 3 厘米以内，并且直径方面也由要求，不能比预应力筋直径的三分之二小。在进行张拉的时候，对于各项所涉及到的张拉数据都要详细记录好，尤其是还应包含有张拉的伸长值，分析是否出现了预应力筋断束断根的状况，一旦有问题出现，必须要向设计单位第一时间加以报备，并及时提出解决方案。其中张拉预应力筋的实际伸长量应该与计算值的误差控制在 6%上下，若超过此值，应及时查看出现问题的环节，以便及时解决。如有后浇带，则混凝土浇注前应对该处有粘结筋锚头采取一定的防腐措施。（4）孔道压浆及封端养护：张拉锚固好预应力筋之后，要及时对孔道进行压浆，灌浆应当一次性就完成，灌浆的过程中要均匀缓慢地来展开，整个过程中不能出现停顿，压浆过程中要压浆管地情况及时查看，一旦发现有堵塞的情况应当第一时间进行通管，防止出现不密实的灌浆的情况。进行灌浆时不能将喷嘴离中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 51 开灌浆孔，防止空气进入灌浆孔后有气泡形成，继而会给结构的安全造成影响。之后等排气口排出浆液以后，再将排气口进行封堵，待灌浆孔也有浓浆出现时，封堵灌浆口，整个灌浆流程即完成。预应力筋张拉作业完成以后，必须要严格做好端部的处理工作，具体有以下几步：多余钢绞线可采用砂轮片或氧乙炔焰切除，剩余裸露在外面的钢绞线长度不应小于 3cm，注意严禁使用电弧切断。其中两端处用 C40 微膨胀细石混凝土材料进行封堵作业。5 结语 综上所述，预应力梁的施工技术及措施在房屋建筑中的技术已经相对成熟，近几年广为应用，包括高校教室、工厂等常用建筑中。采用预应力混凝土梁结构，不仅使得该建筑物在空间上得到了很大使用空间，而且造型上也比较美观，如今在控制造价方面也得到了有效的提升。所以，通过本文的分析，突显了预应力混凝土梁在房屋建筑中的实用价值，而且随着施工单位的技术的提高，相信预应力混凝土梁的施工技术及程序把控可以越来越好，使得每项施工流程都可以得到保障。参考文献 1史金龙.刍议房建工程装配式混凝土结构建造技术J.大众标准化,2022(10):109-111.2马瑞;张红卫.高强高性能混凝土技术在房建工程施工中的应用J.中华建设,2021(18):328-329.3刘辰.后张预应力砌体的发展与应用J.建筑结构,2019(25):331-332.4李新红.后张预应力孔道灌浆施工质量控制J.福建建筑,2020(27):143-144.