大跨度后张粘接力预应力施工技术研究.pdf

随着我国建筑行业的不断发展，预应力技术得到广泛普及，对于大跨度后张有粘接预应力，对荷载要求比较高，施工技术复杂，它可以解决非预应力结构所无法解决的一些重要问题。关键词：预应力；大跨度；施工技术中图分类号：T U 7 5 7 文献标识码：A作者简介：周凡，本科，工程师，主要研究方向：建筑施工。0 引言近几年来，我国房屋建筑工程的施工数量逐渐增多，对荷载要求有效缓解了城市内部的住房压力，使社会公众的生活质量，得到了大幅度的提升。而预应力结构的施工方法，凭借性能高和稳定性强等优势，深受建筑单位的青睐，被广泛应用于房屋建筑工程的施工建设中。为社会的和谐有序发展，提供了良好的帮助。1 工程概况西安咸阳国际机场三期扩建工程综合服务楼，地上 4 层，地下 1 层，结构形式为框剪结构，因该楼地面混凝土结构需增加预应力混凝土梁，经张拉现有建筑结构梁后，最大梁为 5 0 0 x 2 2 0 0 m m，结构构件受力发生变化，才能满足后期使用功能。还有抗震能力、现有结构等方面的安全保证（图1、图2）。图1 效果图2023年7月总第337期陕西建筑1 6 82 预应力梁概况综合楼地下一层2 1-3 5/S-K轴、二层4-1 0/J-L 轴、三层4-1 0/F-P 轴新增预应力梁，本构件为3 5 米双束单端1 5-1 5 锚具预应力加载，预应力筋每个孔道1 5 根钢绞线组成为一组，共计8 6 组，4 3 根预应力后张梁，梁大小为6 0 0 x 1 9 0 0 m m,5 0 0 x 2 2 0 0 m m（表1）。3 施工工艺3.1 工艺流程根据施工工艺划分，张拉共分为8 6 个张拉控制节点：张拉材料控制，孔道安装及钢绞线穿梭、挤压张拉、注浆。根据现场实际情况及图纸张拉端如下：地下一层为单端张拉，东端为张拉端、西端为锚固端、二层梁为两端张拉、三层梁为两端张拉。3.2 原材料及设备控制 进场施工前须持合格证，并经验收合格后方可进场施工。并注意在料棚内对原材料进行适当的保存，防止其锈蚀。（1）金属波纹管应在导管与排气孔连接处对排气孔进行实导：导管应比构件顶面高 3 0 0 m m，灌浆孔、排气孔的位置应根据现场实际情况而定。（2）钢绞线不能摩擦，不能死弯，一定要把钢绞线去掉。（3）预应力材料为高强低松驰预应力钢绞线，直径 S 1 5.2，标准拉伸强度 1 8 6 0 M P a。（4）锚具夹片表面应无砂眼，有裂纹，有小坑等现象，不能有铁丝或铁丝的痕迹。锚圈或锚盘要做检查，看锥孔面有没有圆滑，几何大小和锥度都要仔细看清楚。（5）如果发现这种现象，如无毛刺、小坑等不平整的现象，要处理，也不能使用。（6）对张拉设备的千斤顶、电动油泵、压力表、油管、配套的千斤顶、压力表、不低于 1.6 级的全套设备进行统一检测。3.3 预应力筋铺设（1）波纹管支架制作：波纹管位置按施工图预应力筋中心图2 预应力分布图表1 预应力梁参数表2023年7月总第337期陕西建筑1 6 9线定在梁内高度，托架与梁内箍筋牢固焊接，支架钢筋采用1 0 号间距，预应力筋曲线要求竖向位置误差在 1 0 m m 以内，支护钢筋采用 1 0 号间距，预应力筋曲线要求竖向位置 1。（2）预应力筋制作：预应力筋在制作下料时，下料长度按施工合预应力筋错固形式和张拉设备要求的工作长度，应考虑每跨内预应力筋一倍梁高的曲线增量。3.4 波纹管铺设（1）波纹管的铺设应严格按设计控制好固定的位置。为确保预应力钢束位置准确，避免管道在浇筑混凝土时浮动需设置好定位钢筋，采取1 0 0 c m 一道。（2）管线铺设要保证管线内部不留杂物，并用塑料胶布将管口封死。（3）圆管连接时要严密，防止出现漏浆现象，圆管接头处应磨平毛刺。（4）当圆管与普通钢筋发生冲突时，普通钢筋可适当移动，以保证预应力筋的位置。3.5 锚垫板安装（1）安装锚垫前应检查锚垫的尺寸应达到几个标准。（2）锚垫端盒应牢固安装锚垫端盒，锚垫端盒应紧扣锚垫端盒定位螺栓，对孔严格，与端部垂直。（3）锚垫板上的注浆孔洞应采取封堵措施，可采用同直径丝进行封堵，锚垫板与模板之间加一层橡胶垫，严防浇注混凝土时出现混凝土浆液漏入孔道或堵塞注浆孔的情况，给施工造成一定的难度 1。3.6 钢绞线穿梭（1）按实际钢绞线长度预留 1 m 的张拉端，作为张拉工作时所需的长度。（2）钢绞线下料场要平整，不能直接接触土地，不能生拉硬拖，不能为了不生锈把钢绞线磨到水泥地上。（3）钢铰线的盘大、盘小、弹力大，事先制作简易铁笼，防止钢绞线在下料过程中发生紊乱而弹出。下料时在铁笼内拉出钢绞线，这样比较保险。（4）砂轮锯子切削钢铰线下料，不能用电焊。4 张拉施工4.1 安装技术要求（1）钢束外伸部分要保持清洁，不能有油污、泥沙等杂物，施工人员不能随意乱踩乱放，不能有丝毫的拖泥带水、泥沙俱下的情况发生。（2）锚圈及夹片，无油污、铁屑、泥沙等杂物，用煤油或柴油清洗后再使用。（3）工作锚一定要准确放置在锚垫中，与孔道正对位置的凹槽中。（4）工作锚、工具锚孔分别装好两个夹片，套上胶圈，钢铰线穿上 3 0 厘米左右长的铁管，将夹片轻轻顶向前方，注意不可用力过猛，夹片缝隙要均匀，仔细用改锥调整即可。每孔必须有规定的片数，不能有缺斤少两的情况发生。（5）夹片装好后，一般它的外露长度是 4-5 m m，而且是均匀一致的，如果外露过多，要检查所用夹具的大小和所用锚圈孔的圆锥度，如果检查出来不合格，就要更换 1。（6）穿进工作锚定工具锚钢束要平直，末端要对号入座，不能将钢束拧成麻花，交叉穿进工作锚定，不能将钢束拧成麻花的形状（7）千斤顶上装油管和接缝不能推拉，油管要顺直，拧成麻花状就可以了。（8）安装工具锚前钢束穿入工具锚地时，不能交叉扭动，应将位置一一对应工作锚钢束的位置。（9）将润滑剂涂在工具锚2023年7月总第337期陕西建筑1 7 0的夹片光滑面上或工具锚的锚孔上，以石腊为润滑剂，使工具平稳地向后退。（1 0）工锚的夹片要和工锚的夹片分开放置，如果发现夹片有破损，为了防止拉紧时滑丝、折断、飞片等现象发生，工锚的夹片要及时更换。4.2 预应力张拉同一条件的水泥块或水泥块要超过 7 天。预应力钢束张拉时，混凝土强度达到百分之九十时采用双控制，即以钢束的实际伸长值来校核，主要控制拉力 1。张拉伸长值校核：（1）所有拉前设备都要重新检查一遍，看有没有按照编号进行搭配使用。（2）高强度低松驰预应力钢绞线的标准强度 F P K=1 8 6 0 M P a。（3）张拉时伸长值计算如下：张拉力：N=c o n A p nc o n-预应力筋的张拉控制应力（M P a）j 1 5.2 4 m m：1 3 0 2 M P aA p-预应力筋截面面积1 3 9 m m2（M P a）1 3 0 2 M P a*1 4 0 m m2*=1 8 2.3 K N通过计算，按照一端张拉计算。计算如下：实测伸长量：L=L 1+L 2-A-B-C式中实测伸长值 l 1-初始应力至最大应力，包括总伸长(I n t e r p r i s e)，经多次张拉。L 2 初始应力以下的推算伸长值A 张拉过程中锚具楔紧引起的预应力筋内缩值（本工程一次张拉为6 m m）B 千斤顶体内预应力筋的 张 拉 伸 长 值 为（一 次 张 拉0.3 3 m m）。C 构件的弹性压缩，本工程较小，不参与计算。（4）按 张 拉 程 序 持 荷 5 m i n，张拉的压强可以慢慢降为零，张拉到设计好油压值后，自动跟进活塞回程夹片，起到抛锚作用。观察钢绞线刻痕是否平齐，如果不平齐，说明有滑束现象，遇到这种情况，要对滑束进行补拉，使其达到控制应力，严禁断裂或滑脱的数量超过结构同一截面预应力总根数的 3%，一束钢丝不超过 1 根 2。4.3 张拉过程控制（1）张拉要慢慢进行，逐级加荷，稳步上升，切不可操之过急，给油切忌忽快忽慢，以防意外发生。（2）张拉要有专人记录，有专人对伸长值进行测量和校核张拉应力，防止因压力表失效而引起的拉力不足等现象的发生。（3）张拉至设计油压值后，可缓慢将张拉油压力降至零，按张拉程序持荷载 2 m i n，自动跟随锚固活塞回程夹片测伸长值 2。（4）张拉完毕，卸下千斤顶后，要检查每根钢铰线的刻痕是否平齐，如果不平齐，说明有滑束现象，如果遇到这种情况，要对滑束进行补拉，使其达到控制应力，每束钢束的丝滑断丝数不能超过 1 根钢丝线 2。（5）发现预应力钢束张拉有异常情况，必须将钢束卸下时，可用锚杆将已锚固的钢束卸下，并预先伸出 3-5 厘米的千斤顶，使之卸下。（6）因无空间，外界不可抗拒因素或大型千斤顶无法安装的地方可以采用小顶张拉，要确保每根钢绞线均匀受力 3。（7）预 应 力 张 拉 控 制 1 3 0 2 M P a，施工时超张拉 3%，在混凝土强度达到设计强度 1 0 0%的情况下方可进行张拉，紧靠后浇带的一道梁除外。5 注浆施工2023年7月总第337期陕西建筑1 7 15.1 孔道的准备（1）张拉预应筋(尽量在 7 2 小时内压完)后要及时压浆。（2）打浆前要检查，不能有堵孔现象，要检查打浆的孔通不通。（3）压浆材料选用：水泥选用普通硅酸盐水泥 P.0 4 2 5，水灰比控制在 0.4-0.4 2。（4）灰浆:灰浆采用专用压浆料。压浆料不得含有任何团块 2。（5）水：应不含对预应力筋或水泥有害的成分，氯化物离子或其他任何一种有机物每升不应超过 5 0 0 m L。5.2 水泥浆的强度不得低于M3 0。5.3 灌浆（1）压浆采用活塞式压浆泵，压浆压力控制在 0.3-0.4 。（2）自调制水泥浆液至灌注孔道的延续一般不应超过 3 0-4 5 分钟。水泥浆液要经常搅拌，使其稠度一致，才能在使用前及灌浆过程中使用 2。（3）压浆应由排气孔压出与规定稠度相同的水泥浆，并保持不小于 0.5 MP a 的稳定期，以保证管内充满灰浆 2。（4）预应筋灌浆完毕后 4 8 小时内不能拆除梁下支承。施工过程中严禁对预应力筋进行电焊、气焊损坏。锚夹具和波纹管，预应力布管、穿束、张拉时土建应密切配合。做好非预应力筋的调整和模板支设，留洞等。6 预应力张拉安全规定6.1 张拉时的安全要求（1）张拉一般在高处作业，属于高空作业，因此操作者在支起千斤顶架时，一定要穿上防滑鞋、系好安全带，并遵守高空作业的相关规定。在张拉施工中，严格按照各项安全操作规程，要求施工人员持证上岗，在确保张拉安全施工的全过程中，坚守在每一个张拉岗位上 3。（2）张拉区要有明显的标志，禁止非工作人员进入，并设置挡板，从张拉开始，一直到封锚，都要设置挡板，禁止非工作人员进入。（3）钢铰线要打开，要放置在防止反弹伤人的简易钢丝笼内，操作时要站定位置，确保万无一失。（4）张拉中预应力筋所持能量较大，作业人员在千斤顶后设置保护装置的同时，任何情况下禁止正对预应力筋作业。（5）操作千斤顶的人要站在千斤顶的边上操作，操作过程中要严格按照操作流程来操作。（6）拉孔时，要与千斤顶三对中的孔道、锚环认真做好，使拉孔工作平稳进行，不使孔道摩损增大。（7）张拉时千斤顶 2 0 公分以上不能拉。（8）千斤顶张拉缸进油时，必须在返油状态下，才能将返油的汽缸送回。当千斤顶回程汽缸进油时，在返油状态下必须进行拉力汽缸。最多不能超过 1 斤 3。（9）如果在张拉过程中发现咔咔作响，或者出现预应力断丝、飞片等现象，就要停止动作。（1 0）锚头不可用重物敲击，以防飞锚在张拉后注浆前伤人，锚头及钢铰线不可随意撞击。（1 1）紧固吊钩丝扣在千斤顶上，严防滑扣、脱钩、坠落伤人，随时注意巡视吊顶电缆，防止破皮漏电伤人，不用时，应将电闸关闭 3。（1 2）张拉工作面采用全铺装木板，宽度不小于 2.5 米，长度不小于 1.5 米，四周设护栏高度不小于 1.2 米，密布网，横向布置 9 0 c m，纵向台阶间距 9 0 c m 3。7 结语2023年7月总第337期陕西建筑1 7 2本文以西安咸阳国际机场三期扩建工程综合服务楼大跨度梁预应力技术为背景，完成大跨度后张有粘接预应力施工技术，根据 J G J/T 1 4 0-2 0 1 9 规范和G B/T 5 2 2 4-2 0 1 4 规范等，对研究大跨度梁提供技术支持，也为后续预应力技术提供可靠的依据。参考文献 1 高峰;熊学玉;苑辉:张金香,郭晋欣.大跨后张有粘结预应力型钢混凝土框架梁结构设计 J .建筑结构,2 0 1 8(0 8)2 夏向荣,王宝功,张继明.大跨度后张有粘结预应力框架梁施工技术 J .山西建筑,2 0 1 7,4 3(2 5)3 涂俊彪；有粘结预应力技术在综合楼建筑框架梁结构施工中的应用 J .广东建材,2 0 1 5(0 4)致陕西建筑报：2 0 2 3 年6 月期刊里题目为装配式建筑施工技术管理研究的文章，作者曹雷就职单位为“陕西华山建设集团有限公司”，原稿中作者单位名称由“陕西省华山建设集团有限公司”更改为“陕西华山建设集团有限公司”，特此声明。陕西华山建设集团有限公司 曹 雷 2 0 2 3 年7 月1 2 日声 明