大跨度預應力混凝土結構施工技術探討

李正生　黃橋偉

（湖南省電力公司柘溪水力發電廠　湖南　安化　413508）

大跨度預應力混凝土結構施工技術探討

李正生黃橋偉

（湖南省電力公司柘溪水力發電廠湖南安化413508）

隨著社會經濟的發展，城市建筑規模不斷擴大，建筑物的質量要求也逐漸提高。混凝土結構施工時城市建筑施工的重要部分，而隨著高大建筑物數量的不斷增多，大跨度預應力混凝土結構施工技術得到了越來越廣泛的運用。提高大跨度預應力混凝土結構施工技術水平，對于提高建筑物施工質量有著重要意義。本文主要對大跨度預應力混凝土結構施工中所需注意的問題進行了探討，提出了施工的技術要點，旨在為大跨度預應力混凝土結構施工提供一定的借鑒。

大跨度；預應力；混凝土結構；施工技術

引言

隨著城鎮化步伐的加快，城市建筑工程日益增多，建筑物結構向著大跨度、大空間的方向發展，大跨度預應力混凝土結構的應用也越來越廣泛，作為施工技術中的難點，加強其施工技術的研究，有利于提升建筑行業的技術水平，促進我國經濟的發展。大跨度預應力混凝土結構工程設計力學、材料學等多門學科，施工技術復雜，是一項難度較大的系統工程。

1　大跨度預應力混凝土結構施工中需要注意的問題

1.1合理布置預應力筋

我國常用的預應力鋼筋包括熱處理鋼筋、消除應力鋼絲、鋼絞線三種。其中熱處理鋼絲強度高、松弛小，以盤圓形式供應，便于實際施工；消除應力鋼絲包括光面、螺旋肋和刻痕三種形式；鋼絞線的混凝土粘結強度高，是由一股3根和一股7根不同直徑的高強度鋼絲絞制在一起制成的。

一般情況下，預應力筋布置會按照跨中與支座正負彎矩以拋物線的形式交替出現規律布設，各種無梁大板結構框架之間柱上板帶跨中部分屬于正彎矩區域，假如預應力的鋼筋在此區域內彎起，負彎矩區將集中出現在柱附近區域，對板的受力極為不利。而正確的布置方式為在跨中大部分區域內不彎起預應力鋼筋，而靠近在柱附近的負彎矩區將部分預應力鋼筋彎起。這樣的情況要求施工人員嚴格根據圖紙說明進行施工，避免出現預應力鋼筋布筋曲線的錯誤。此外，邊跨板中預應力鋼筋的布筋類型不適宜采用四段拋物線形式，否則會造成邊跨梁附近應力過大，使板在邊跨梁附近的抗裂性無法達到要求。在實際施工過程中，要采用二段拋物線或三段拋物線形式根據邊跨板的受力特點進行鋼筋布置。

最常用的鋼筋布置方案時在跨中板帶中占1/3左右，另2/3鋼筋布置在柱上板帶中。這種方法是最節省原材料的確保板受力合理的布置方案，但板跨相差超過20%及以上的多跨連續板則要使用長跨方向集中布筋的方法，即在跨中板帶布1/3左右或均勻布置，短跨方向柱上板帶布2/3的布置方案。

在具體的施工中，布置預應力筋主要要注意：①嚴格按照設計圖紙進行預應力筋的鋪放，處理好鋼筋鋪放布置的順序，盡量減少鋼筋交叉穿束的情況，固定好承壓板及梁端鋼筋網片等；②在鋪設時，必須保證鋼筋保護層的厚度，使其達到相應的設計要求；④在上下層鋼筋間設置措施保證預應力筋的矢高，在此過程中，要防止鋼絞線相互纏繞；⑤為防止鋼絞線在澆搗混凝土時發生變位，應每隔5m進行一次固定；⑤在鋼絞線與預埋管路發生沖突時，要以鋼絞線優先。

1.2連續構件

大跨度預應力混凝土結構的連續構件設置能夠增強其受彎承載力，使得預應力筋不僅可用作正彎矩筋亦能用作負彎矩筋，削弱了支座處附加彎矩對柱子的不利影響。因此，在實際施工中，要注意盡量將單跨預應力梁截面延伸以達到連續結構效果，使其支座形成的剛性節點，具備良好的結構性能。

1.3抗震性能

混凝土的預應力結構有普通混凝土結構所不具備的良好抗震性能。預應力混凝土結構多會用于需要抗震的地區，因此，在進行大跨度預應力混凝土結構施工時，要注意采取能夠提高結構抗震性的施工方式，一般來說，就是采用豎向預應力加固普通鋼筋混凝土結構。提高大跨度預應力混凝土的抗震性能，可以從以下幾個方面著手：①在設計時對混凝土結構進行充分的理論分析，計算出構建在豎直和水平方向作用力下的內力包絡圖，調整支座和跨中截面；②進行符合延性要求的非預應力鋼筋布置，測算出的配置情況；④對內力隨截面位置變化情況圖形進行核算。

2　大跨度預應力混凝土結構施工技術要點

2.1臨時支撐施工

大跨度預應力混凝土結構多用于建筑的轉換梁施工中，轉換梁施工時所承受的荷載較大，因此，首先要做好其臨時支撐工作，在實際施工過程中，普遍采用的支撐方法有常規施工法、疊合澆筑支撐法和設立鋼結構支撐法。

2.1.1常規支撐法

常規支撐法在轉換梁施工中應用最為廣泛的是鋼管腳手架支撐體系，這種體系的主要特點是一次支模一次澆筑混凝土成形，其施工工序較為簡單，是一種常規的混凝土澆筑方法和模板支撐形式。

2.1.2疊合澆筑支撐法

疊合澆筑施工法主要運用了疊合梁的原理，實際操作過程中，需要將轉換梁分為2～3次進行澆筑疊合成型。這種方法可以利用第一次澆筑混凝土形成的梁支承第二次澆筑混凝土的自重及施工荷載，以此類推。一般情況下，首次澆筑的混凝土高度為梁高的1/4。

2.1.3設立鋼結構支撐法

普通的支撐法無法滿足大跨度預應力混凝土結構施工的要求，因此在大跨度預應力混凝土結構的施工中，設立鋼結構是最為常用的支撐法。鋼結構支撐剛度較強，能夠較好地滿足大跨度預應力混凝土結構施工對于支撐體系強度和穩定性的要求，實際施工中，還可使用鋼管腳手架作為鋼結構支撐的輔助。

2.2混凝土工程施工

大跨度預應力混凝土工程施工中，要著重避免各種裂縫的產生，對于各種裂縫的防治需要根據裂縫產生的原因采取不同的裂縫控制措施，混凝土裂縫控制措施分類如表1所示。

表1　裂縫控制措施分類

大跨度預應力混凝土很大部分上屬于大體積混凝土施工，其受到的混凝土的溫度變化而出現裂縫的幾率較大，因此，在混凝土工程施工中要重點控制混凝土工程中的溫度裂縫和收縮裂縫。

混凝土的質量控制可以從原材料的選取、施工技術方法、建筑結構形式、混凝土養護等方面入手，做好混凝土工程中的溫度檢測，控制混凝土的絕熱升溫，保證混凝土的降溫速度，減少混凝土因溫度變化過快導致的裂縫，確保混凝土的澆筑質量，加強建筑結構的安全性，延長其使用壽命。為確保混凝土質量，可以在施工前對裂縫控制進行相關計算，為混凝土的裂縫控制提供理論依據。

2.3預應力工程施工

預應力工程施工方法分為先張法和后張法，兩種方法的施工順序分別如圖1～2所示。預應力施工可以采用分階段張拉技術，這種技術能夠優化結構設計，是預應力施工的重要方法。在預應力工程施工前，必須嚴格檢查施工所需要用到的鋼絞線、錨具、夾片、波紋管等材料，保證其使用質量。施工時，需要特別注意：①為防止預應力筋被混凝土漏漿粘住，需要在混凝土初凝前經常性地拉動預應力筋；②混凝土澆筑后，往往需要經過很長一段時間才能進行預應力鋼筋張拉和孔道灌漿，分階段張拉技術需要間隔的時間更長，因此，需要采取預應力鋼筋的保護措施，防止其銹蝕。

3　結語

我國建筑業已進入一個快速發展的時期，城市規模的不斷擴大和高大建筑物的快速出現，決定了我國大跨度預應力混凝土結構施工技術將越來越廣泛地運用到各個建筑工程項目中。大跨度預應力混凝土結構有著普通混凝土結構不具備的優點和特性，能夠較好地適用于各種施工過程復雜、施工規模大、施工時間長的建筑工程中。因此，加強大跨度預應力混凝土結構施工技術的研究，有利于我國建筑行業的快速發展，推動我國城市的建設。

圖1　先張法施工順序

圖2　后張法施工順序

[1]許艷松.大跨度預應力混凝土橋梁施工控制技術[J].交通標準化，2010，42（19）：38～42.

[2]彭震，周志學.大跨度有粘結預應力混凝土框架梁施工技術探討[J].廣東建材，2009（1）：31～33.

[3]王超.探討大跨度預應力混凝土轉換梁結構施工技術[J].科學之友，2011（21）：81～82.

[4]盧山.探討大跨度預應力混凝土梁結構施工技術[J].科學之友（旬刊），2010（16）：66～67.

TM755

A

1673-0038（2015）19-0052-02

2015-3-25

李正生（1973-），男，工程師，本科，主要從事土建施工與工程監理工作。

黃橋偉（1971-），男，工程師，本科，主要從事土建施工與工程監理工作。