有粘结预应力混凝土无梁楼盖结构在工程中的应用.pdf

甘肃科技纵横 2 0 0 7年( 第3 6卷) 第4期 摘要:论述地下车库建设中将顶板变更为有粘结预应力混 凝土无梁楼盖结构的工程特点。 关键词: 粘结预应力无梁楼盖结构工程应用 1 . 1工程概况 兰州鸿运润园住宅小区二标段地下车库由甘肃天鸿金运置 业有限公司投资兴建, 工程位于雁滩乡宋家滩, 地下车库共一层, 总建筑面积约为6 0 2 6 4平方米, 其地下室地顶板为覆盖土, 覆盖 土厚1 . 5 m, 原设计为非预应力梁板框架体系, 同时考虑消防车荷 载, 由于荷载大, 为减小楼盖厚度, 改善使用功能, 抬高地坪标高, 增加车库空间, 优化方案, 减少投资。 设计将该地下室顶板变更为 有粘结预应力混凝土无梁楼盖结构。沿纵向总长度约为1 2 . 5 m, 沿横向最大长度约为4 9 . 6 m, 平面形状变化多样。柱网沿纵向跨 度8 m, 沿横向跨度为7 . 5 m。地下室顶预应力板厚度为3 2 0 m m ,帽 尺寸主要为2 7 0 0 2 7 0 0 m m。该工程设计单位是建研建筑设计研 究院有限公司, 由中铁二十一局二公司组织施工。 1 . 2工程特点 该工程预应力施工的主要特点是: (1) 地下室顶板为有粘结预应力混凝土无梁楼盖结构, 预应 力束形式采用4孔偏锚和扁波纹管, 目前国内此类形式的工程还 较少。 (2) 本工程楼盖部分的施工需要多专业穿插、 配合, 必须与土 建专业及相关专业单位在工序交接、 端部处理、 施工顺序、 施工进 度方面做好协调配合工作, 以保证总体施工进度和施工安全; (3) 由于预应力板内预应力筋种类较多, 预应力筋的布置以 及在张拉端及固定端部位预应力锚具的排列位置应在施工前进 行仔细的考虑; (4) 本工程工期非常紧张, 预应力的铺束工序位于进度表的 关键线路上, 对施工工期有直接的影响, 张拉工序也会对模板、 支 撑等材料的周转产生影响。 因此必须根据土建专业的总进度安排 精心组织施工, 确保不延误工程总体进度计划; (5) 本工程楼盖面积较大, 预应力材料用量非常集中, 因此必 须保证预应力施工主材, 尤其是锚具的供应以及检验。要确保不 因材料供应及送检的原因影响工程进度; (6) 由于楼面荷载较大, 为防止施工阶段预应力反拱导致楼 面开裂, 预应力筋需要分两批张拉, 即在混凝土强度达到设计强 度的8 0 %之后, 先张拉5 0 %的预应力筋, 其余5 0 %的预应力筋必 须在后浇带浇筑, 第一次覆土 (0 . 7 m) 完成后方可张拉。 2 . 1预应力施工工艺及操作要点 2 . 1 . 1预应力顶板有粘结预应力施工工艺 根据鸿运润园住宅小区车库有粘结预应力顶板的结构设计 特点以及 《中国建筑科学研究院有粘结后张预应力混凝土结构施 工工法》 , 确定本工程为粘结预应力施工工艺。 2 . 1 . 2预应力施工操作要点 (1) 预应力顶板铺设金属波纹管和穿设预应力束 ①待预应力板底普通钢筋绑扎结束后, 开始铺设预应力波纹 管和钢绞线, 波纹管的定位采用ф1 2水平钢筋, 定位筋的水平间 距1 5 0 0 ～2 0 0 0 m m; 预应力筋的曲线定位按照施工图布置。 ②铺设顶板内扁波纹管, 并牢牢绑扎在定位支架上。波纹管 的连接部位用防水胶带缠绕。 ③安装预应力束张拉端的喇叭管和固定端的螺旋筋, 将预应 力筋4根一束平行穿 “入波纹管内。 钢绞线必须保持平行顺直, 不 得相互扭在一起。” ④密封灌浆孔、 喇叭口等重要部位, 连接部位用防水胶带缠 绕密封。 ⑤横向预应力束在每束钢绞线最高点设排气管, 张拉端从侧 面引出灌浆孔, 纵向的预应力束, 每束钢绞线波纹管最高点设置 排气孔, 为防止排气管的意外破损导致漏浆, 波纹管先不打孔。 ⑥在浇筑混凝土前。 技术人员认真检查各关键部位及预应力 孔道的高度, 认真填写 “隐蔽工程验收记录” 。 (2) 浇筑混凝土 ①在浇筑混凝土时,振捣棒不得长时间直接碰撞预应力孔 道, 防止破坏波纹管而导致浆体进入预应力孔道。 ②混凝土初凝以后, 及时拆除预应力板的侧模, 清理张拉端 喇叭口和预应力筋, 安装锚具, 为张拉工序作好准备。 (3) 预应力张拉作业 ①由于本工程纵向长度较大, 纵向预应力筋需要在板面上进 行张拉, 预应力筋的张拉需采用变角张拉工艺, 这是本项预应力 工程的主要难点之一。横向预应力筋直接在两侧剪力墙外张拉。 ②在混凝土强度达到设计规定的张拉强度之后, 开始预应力 筋的张拉。 ③预应力张拉设备在使用前, 应送检验机构, 对千斤顶和油 表进行配套标定, 并且在张拉前要试运行, 保证设备处于完好状 态。 ④理顺张拉端预应力筋次序, 依次安装工作锚、 变角块、 千斤 顶、 工具锚。 ⑤由于开始张拉时, 预应力筋在孔道内自由放置, 而且张拉 端各个零件之间有一定的空隙, 需要用一定的张拉力, 才能使之 收紧。 因此, 应当首先张拉至初应力 (张拉控制应力的百分之十) , 量测预应力筋的伸长值, 然后张拉至控制应力, 再次量测伸长值, 两次伸长值之差即为从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值 ΔL 1。 核算伸长值符合要求后, 卸载锚固回程并卸下千斤顶, 张拉 完毕。 ⑥如果预应力筋的伸长值大于千斤顶的行程, 可采用分级张 拉, 即第一级张拉到行程后锚固, 千斤顶回程, 再进行第二次张 拉, 直至达到张拉控制值。 ⑦张拉作业, 以控制张拉力为主, 同时用张拉伸长值作为校 核依据。 实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在 (- 6 ～+ 6)%范 围之内, 超出时应立即停止张拉, 查明原因并采取相应的措施之 后再继续作业。 ⑧考虑到施工进度和安全,设计要求两端张拉的预应力束, 张拉作业时先张拉其一端,然后按照正常张拉次序补拉另一 端。 ⑨根据后浇带的留设,车库顶板预应力束张拉次序如下: (Ⅰ) 第一批张拉; 对于横向预应力束应间隔张拉。对纵向预应力 束应张拉全部不经过后浇带的预应力束, 这部分预应力束的张拉 端全部布置于挡土墙外或后浇带边缘。 (Ⅱ) 第工批张拉: 待第一 有粘结预应力混凝土无梁 楼盖结构在工程中的应用 陈兵章 (中铁二十一局集团 第二工程有限公司, 甘肃 兰州7 3 0 0 0 0) 1工程概况及特点 2施工方案及技术措施 建筑设计 1 4 4 甘肃科技纵横2 0 0 7年 (第3 6卷) 第4期 (上接1 2 9页) 梁工程中处于较为先进水平。 (6) 两岸桥台高度分别达到1 6 m及1 9 m左右, 设计采用复合 型桥台结构形式, 更好地适应结构受力条件、 控制结构尺寸及工 程量, 此类桥台结构在国内桥梁工程中也极少采用。 (7) 本桥地处三峡水利枢纽工程库区腹地, 受水库蓄水影响 甚大, 大桥设计及施工过程中, 就锚碇防水处理进行了系统的分 析研究论证, 提出了一系列配套工程措施及要求。 万州长江二桥地处三峡水利枢纽工程库区腹地, 在城市规划 及库区迁建安置中占有重要地位, 受诸多条件制约, 本桥建筑高 度高、 主桥跨度大、 技术复杂、 对投资及工期控制要求高。设计中 进行了全面的桥位及桥式方案比选, 同时就诸多设计细节进行了 大量深入的研究比较, 其设计方案先进合理, 在主桥加劲梁、 复合 式锚碇结构、 桥塔、 高桥台设计等方面均达国内先进水平。 7结语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 次覆土完成后, 在剪力墙外侧或预留的张拉通道内张拉所有第一 批未张拉的预应力束。 所有横向预应力束的张拉均应顺序从一端向另一端依次进 行, 所有纵向预应力束的张拉应逐排进行。对于第一批张拉的预 应力束, 各段的张拉完全独立, 当混凝士强度达到张拉要求后即 可进行张拉。 对于第二批张拉的预应力来应在第一次覆土完成后 统一进行。 (4) 孔道灌浆一 ①灌浆材料要求 Ⅰ灌浆采用素水泥浆, 灌浆水泥采用5 2 5 g酸盐水泥或普通 硅酸盐水泥, 水泥浆体标准强度不低于3 O M P a。 Ⅱ水泥浆的水灰比控制为0 . 4 ～0 . 4 5。 Ⅲ水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间不宜超过3 0 m i n。 Ⅳ灌浆不得使用压缩空气,而且每一孔道的灌浆必须连续 进行。 中间不得停顿, 灌浆过程中灌浆嘴不得离开灌浆孔, 以免空 气进人。 ②灌浆工艺要求 Ⅰ灌浆前切割外伸钢绞线,钢绞线露在夹片外的长度控制 在3 0 ～5 0 m m, 然后用水泥浆密封所有张拉端, 以防浆体外溢。并 将排气孔部位的波纹管逐个打通。为下一步操作做好准备。 Ⅱ灌浆采用柱塞式或螺旋式灌浆泵。灌浆前, 应进行机具准 备和试车。对孔道应湿润、 洁净。 Ⅲ灌浆工作应缓慢均匀进行, 不得中断, 并应排气顺畅。 Ⅳ灌浆孔设在张拉端垫板上, 水泥浆从一端灌入, 灌浆压力 控制为0 . 3 ～0 . 5 M P a以孔道较长或灌浆管较长时压力宜大些, 反 之可小些。 Ⅴ灌浆进行到排气孔冒出浓浆时,即可堵塞此处的排气孔。 由于灌浆质量的好坏直接关系到预应力钢绞线与混凝土的粘结 效果以及结构的耐久性, 因此施工过程中必须从每一个环节上进 行严格控制。 2 . 2预应力张拉控制力与伸长值 2 . 2 . 1预应力张拉控制力 (1) 对混凝土强度的要求 本工程要求混凝土强度达到设计强度的8 8 %之后才能张拉 只有混凝土强度试验报告表明混凝土强度达到要求后, 才能开始 张拉。 (2) 张拉控制力 预应力筋的张拉控制, 以控制张拉力为主, 同时用张拉伸长 值作为核核依据。本工程张拉控制应力取为0 . 7 0倍钢绞线强度 标准值, 即 1 8 6 0 0 . 7 0 =1 3 0 2 M P a。 预应力筋采用单根张拉的方式,每根预应力筋的张拉力为 1 8 2 k N。 2 . 2 . 2伸长值的实测和校核 由于开始张拉时, 预应力筋在孔道内自由放置, 而且强拉端 各个零件之间有一定的空隙, 需要用一定的张拉力。才能使之收 紧。预应力筋张拉伸长值的量测。是在建立初应力之后进行。实 际伸长值ΔL应等于; ΔL = ΔL 1 + ΔL 2 - ΔL c 式中,ΔL 1 -初应力至最大张拉力之间的实测伸长值; ΔL 2 -应力以下的推算伸长值; ΔL c -混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。 (量值很小, 可忽略。) 本工程初应力取为张拉控制应力的1 0 %。初应力以下的推 算伸长值ΔL。根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系推 算。 张拉时, 通过张拉伸长值的校核, 可以综合反映张拉力是否足 够, 孔道摩擦损失是否偏大, 以及预应力筋是否有异常。 张拉时要 求实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在 (- 6 ~ + 6)%范围之 内, 超出时应立即停止张拉, 查明原因并采取相应的措施之后再 继续作业。 2 . 3各流水段预应力钢绞线束的理论伸长值 I流水段钢绞线理论伸长值 (1 0 c ～1 6 c /D c ～H c轴) 1 1 c ～1 6 c轴在后浇带处横向张拉的理论伸长值为3 3 5 m m。 1 1 c ～1 6 c轴 从 柱 上 板 带 处 横 向 张 拉 的 理 论 伸 长 值 为 3 1 9 m m。跨越后浇带的横向理论伸长值为6 7 m m; F c轴线横向柱上板带跨越后浇带的理论伸长值为9 4 m m, 横 向洞口暗梁内理论伸长值为7 8 m m; 竖向洞口暗梁内理论伸长值 为6 2 m m。 C c ～H c轴线竖向理论伸长值为2 5 6 m m; 1 / C c ～H c轴线竖向张拉理论伸长值为2 5 0 m m; Ⅱ流水段钢绞线理论伸长值 (1 c ～6 c / A c ～F c轴) 2 c ～6 c轴横向张拉理论伸长值为2 7 2 m m; 5 c ～6 c轴横向张拉理论伸长值为8 4 m m; 5 c ～7 c轴横向张拉理论伸长值为1 5 7 m m; 6 c ～7 c轴横向张拉理论伸长值为6 7 m m; 1 c ～6 c轴柱上板带处横向张拉理论伸长值为3 1 9 m m; 1 c ～6 c轴后浇带处张拉理论伸长值为3 3 5 m m; E c ～F c轴线竖向张拉理论伸长值为4 3 m m; A c ～D c轴线竖向张拉理论伸长值为1 5 1 m m; A c ～F c轴线竖向张拉理论伸长值为距2 5 6 m m,洞口暗梁横 向张拉理论伸长值为9 8 m m,洞口暗梁竖向张拉理论伸长值为 6 2 m m。 I I I流水段钢绞线理论伸长值7 c ～1 0 c /A c ～H c轴) 7 c ～1 0 c轴横向后浇带处张拉理论伸长值为2 2 2 m m; 8 c ～1 0 c轴横向张拉理论伸长值为1 6 0 m m; 7 c ～1 0 c轴横向后浇带外张拉理论伸长值为2 5 7 m m; 7 c ～1 0 c轴柱上板带处张拉理论伸长值为1 9 6 m m; 6 c ～8 c轴横向张拉理论伸长值为1 2 6 m m; G e ～H c轴线竖向张拉理论伸长值为5 4 m m; P c ～H c轴线竖向张拉理论伸长值为1 0 1 m m; A c ～H e轴线竖向张拉理论伸长值为3 6 3 m m; C c ～F c轴线竖向张拉理论伸长值为1 5 l m m; C c ～H c轴线竖向张拉理论伸长值为2 5 6 m m; 7 c ～8 c轴线洞口暗渠竖向张拉理论伸长值为6 2 m m, 横向张 拉理论伸长值为9 8 m m; 9 c ～1 0 c轴线洞口暗梁竖向张拉理论伸长值为7 4 m m,横向 张拉理论伸长值为4 7 m m; 通过严格的管理和有效的技术措施,工程取得了良好的结 果。 建筑设计 1 4 5