大跨度梁施工方法的改進(jìn)

□文/曾天祥

大跨度梁施工方法的改進(jìn)

□文/曾天祥

結(jié)合工程中使用后張法預(yù)應(yīng)力梁替換鋼骨梁的施工實(shí)踐，總結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力梁的施工工藝以及工藝替換的好處。

大跨度梁；鋼骨梁；后張法；預(yù)應(yīng)力梁

隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑物對空間的要求越來越高，大跨度梁板的應(yīng)用對建筑結(jié)構(gòu)提出了更高要求，鋼骨梁與預(yù)應(yīng)力梁的使用，既減少了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸，提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度及承載力，也大大提高了建筑物的使用空間。由于鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的鋼骨架構(gòu)件尺寸相對較大，結(jié)構(gòu)重量也較大，在施工過程中，鋼骨架構(gòu)件的吊裝與焊接都存在一定的難度，對施工安全要求較高且不利于施工的進(jìn)度，相比較而言，預(yù)應(yīng)力梁的施工則存在較大優(yōu)勢。

1　工程概況

紅星國際廣場5#地塊工程位于天津市河?xùn)|區(qū)最為繁華的商業(yè)中心區(qū)。由1棟20層寫字樓、3層配套商業(yè)樓和6層商業(yè)中心及地下室組成。其中，大跨度梁主要分布在商業(yè)中心地上部分的2～6層。商業(yè)中心首層層高為6.0m，2～6層層高均為5.4m。

2　大跨度梁施工概況

每層有34條大跨度梁。其中最短的梁跨度為17 m，最大的梁跨度為25.5 m，所有大跨度梁的設(shè)計(jì)尺寸均為500mm×1500mm或500mm×1200mm，見圖1。

圖1　商業(yè)樓2～6層結(jié)構(gòu)中大跨度梁的分布（紅色部分）

根據(jù)原圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，這些大跨度梁均為鋼骨梁，梁內(nèi)鋼骨材料采用Q345級H型鋼進(jìn)行焊接，見圖2。

圖2　鋼骨梁截面鋼骨及配筋

3　大跨度鋼骨梁施工難點(diǎn)

1）鋼骨梁為焊接H型鋼，規(guī)格分別為1200mm×300mm和900mm×300mm。市場沒有現(xiàn)成的規(guī)格，需用鋼板原材進(jìn)行組拼而成。

2）鋼骨構(gòu)件尺寸較大且為剛性構(gòu)件，若在施工現(xiàn)場進(jìn)行堆放則需占用很大空間，而工程處于天津市河?xùn)|區(qū)繁華地段，場內(nèi)空間有限，無法進(jìn)行大量的鋼骨材料堆放，對材料的進(jìn)場控制要求較高。

3）根據(jù)首層施工圖紙，勁性鋼梁每延米最輕質(zhì)量0.21 t，最小長度為17 m（跨）+4 m（兩端延展長度），即最輕的單根鋼梁質(zhì)量為4.4t。

現(xiàn)有的垂直運(yùn)輸設(shè)備（塔吊）主要是TC5610、TC5510、TC6010，這三種類型的塔吊在塔尖吊重均為1 t，而塔吊能起吊鋼梁構(gòu)件的位置均在塔尖10 m以內(nèi)，所以垂直運(yùn)輸設(shè)備無法滿足整根吊裝鋼梁的需要，必須對每根鋼骨梁進(jìn)行分段吊裝。若考慮分段吊裝現(xiàn)場焊接，最短的單根鋼梁需分成5段吊裝，由于每一段鋼骨構(gòu)件的安裝都需要塔吊對其進(jìn)行較長時(shí)間的起吊，占用大部分塔吊運(yùn)輸時(shí)間，影響其他材料的運(yùn)輸，不利于整體施工進(jìn)度。

4）鋼骨梁施工對安全要求較高。一方面，由于構(gòu)件尺寸、質(zhì)量較大，在吊裝過程中，需考慮支模架體對其承重，加大整體支架的承重性能且大部分大跨度梁均位于大空洞附近，這對支模架的臨邊承重和臨邊防護(hù)則要求更高；另一方面，鋼骨構(gòu)件吊裝過程中，需要進(jìn)行大量的焊接工作，根據(jù)施工計(jì)劃，鋼骨梁施工正處于冬季施工階段，天氣寒冷干燥，不僅加大了焊接施工的難度，還會帶來很大的安全隱患。

總而言之，鋼骨梁的施工，不僅對工程的質(zhì)量與安全要求較高，還不利于工程的總體施工進(jìn)度。綜合考慮將所有鋼骨梁替換為后張法預(yù)應(yīng)力梁。

4　預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

4.1工藝流程

預(yù)應(yīng)力施工工藝流程見圖3。

圖3　預(yù)應(yīng)力梁施工工藝流程

4.2預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋采用后張法施工。梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋曲線按自然二次拋物線布置，見圖4。主要控制最高點(diǎn)、最低點(diǎn)和反彎點(diǎn)，反彎點(diǎn)的位置為0.15L(L為梁長)。

圖4　預(yù)應(yīng)力筋分布曲線

4.3預(yù)應(yīng)力筋的錨固端、張拉端設(shè)置

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁張拉端采用多孔錨具，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造見圖5。

圖5　有粘結(jié)梁張拉端構(gòu)造

4.4預(yù)應(yīng)力筋的安裝

4.4.1波紋管的留設(shè)

波紋管安裝中特別注意預(yù)應(yīng)力筋曲線的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)及反彎點(diǎn)等位置標(biāo)高的準(zhǔn)確性。先安放框架梁鋼筋保護(hù)層后，方能開始固定波紋管。波紋管之間可用大一號的波紋管連接，連接管長為300mm，兩端應(yīng)對稱均勻旋入并應(yīng)用膠帶紙封裹接縫。安裝過程中必須采取有效的封裹措施，切實(shí)保證錨墊板處不致漏漿。較長的預(yù)應(yīng)力梁在波紋管每波波峰處安裝泌水(灌漿)孔，見圖6。

圖6　泌水(灌漿)孔的留置做法

4.4.2預(yù)應(yīng)力筋穿束

預(yù)應(yīng)力筋待波紋管基本固定后逐根穿入，若穿入有困難時(shí)可以安裝牽引器。穿束后應(yīng)核對預(yù)應(yīng)力框架梁的預(yù)應(yīng)力配筋，不得穿錯。張拉端鋼絞線應(yīng)平齊并滿足張拉所需的工作長度。

4.5預(yù)應(yīng)力筋的張拉

張拉之前，編制預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序并計(jì)算張拉長度。待周邊梁板混凝土強(qiáng)度均達(dá)到100%強(qiáng)度時(shí)，開始進(jìn)行張拉。張拉后應(yīng)盡早灌漿，一般待一施工區(qū)段預(yù)應(yīng)力筋全部張拉完畢后一次進(jìn)行灌漿。灌漿后端部用細(xì)石混凝土封裹。外露鋼絞線保留30～50mm，用砂輪切割機(jī)切斷；也可用氣割，但外露鋼絞線應(yīng)保留40～50mm，采用濕紗布包裹錨具降溫等措施。

5　預(yù)應(yīng)力梁施工的優(yōu)勢

1）預(yù)應(yīng)力施工的鋼絞線、錨具、波紋管等材料、設(shè)備體積小質(zhì)量輕，便于場內(nèi)外運(yùn)輸且均能使用現(xiàn)有塔吊來滿足垂直水平運(yùn)輸。預(yù)應(yīng)力筋原材料可在現(xiàn)場加工，可及時(shí)針對圖紙進(jìn)行下料，有利于對材料的管控。

2）預(yù)應(yīng)力梁能滿足使用功能和結(jié)構(gòu)安全的需要。預(yù)應(yīng)力梁的高跨比控制在1/15～1/18之間能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，也能滿足現(xiàn)有設(shè)計(jì)梁的截面尺寸的要求，完全能滿足結(jié)構(gòu)安全的要求；同時(shí)對層高無任何影響，完全能滿足使用功能的要求。

3）從施工工序安排上看，采用預(yù)應(yīng)力施工與結(jié)構(gòu)施工是穿插進(jìn)行，對結(jié)構(gòu)施工每層的影響不到1 d時(shí)間且后期的預(yù)應(yīng)力張拉及灌漿不占用關(guān)鍵路線的工期。

4）預(yù)應(yīng)力施工工藝簡潔，無需大量焊接，施工過程中，既方便質(zhì)量的管控，也不會帶來其他安全隱患。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.01.012

□TU378.2

□C

□1008-3197（2015）01-35-02

□2014-07-23

□曾天祥/男，1990年出生，助理工程師，中建五局第三建設(shè)有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。