超長超高大空間后張有粘結預應力梁施工

□文/李明 許銀鳳 劉建軍

超長超高大空間后張有粘結預應力梁施工

□文/李明 許銀鳳 劉建軍

某工程預應力梁為多跨連續結構，長度120～151 m，采用中間張拉、兩端固定布置方式。其中，最大布置長度達到95 m，給鋼絞線鋪設帶來很大難度。文章以此為例介紹超長超高大空間后張拉有粘結預應力梁施工；對預應力梁的深化、施工進行了詳細的闡述。

預應力梁；超長；超高；大空間；后張；有粘結

1　工程概況

某滑雪場上部為門式桁架鋼結構，最大跨度達151 m，由于溫度變化產生的柱腳拱力較大，為抵消鋼結構的因溫度變化產生鋼結構柱腳拱力，特在混凝土梁上施加預應力，沿門式鋼桁架依次設置；預應力梁為單端張拉，在梁頂標高不同時，在底標高混凝土梁上施加預應力，進行應力傳遞；在預應力張拉點對混凝土梁進行加腋，由于建筑要求張拉端不能突出結構表面，以免給外圍幕墻施工帶來難度，因此采用梁中加腋張拉的方式，分為單側加腋和雙側加腋，見圖1-圖3。

圖1　剖面布置

圖2　預應力在有高差的梁截面位置

圖3　梁加腋形式

2　預應力深化設計

以預應力施工方便、施工質量有保證為原則，將預應力設計成單端張拉，張拉點設置在梁中部，在預應力張拉點對混凝土梁進行加腋；預應力分單側張拉和雙側張拉，故對混凝土梁單側加腋及雙側加腋。

在邊跨及伸縮縫位置，混凝土梁進行單側加腋，張拉點及加腋位置分別設置兩處，在梁兩端部設置混凝土錨固端；其他梁體在中部設置一處張拉點，在混凝土梁中部進行兩側加腋，此類型梁預應力在梁兩側分別進行張拉；在梁標高不一致時，在低標高梁混凝土上加設預應力，保證預應力有效傳遞。在梁截面不同時，在預應力鋼絞線在大截面梁處進行平滑過渡。

在預應力錨固端由于鋼結構柱腳埋件有抗剪鍵及錨筋，見圖4。抗剪鍵寬度大，錨筋數量多，因此將預應力錨固端起始位置放置在柱外側并成放射布置預應力錨固端；保證預應力施加在整個混凝土柱截面上，否則混凝土柱在預應力與鋼結構柱腳拱力作用下容易發生開裂；為預埋件板底混凝土澆筑密實，特在預埋板上開設澆筑洞及排氣孔。

圖4　鋼結構柱腳埋件

3　波紋管安裝及抗浮計算

3.1波紋管安裝

采取塑料波紋管型號SBG-55Y、SBG-85Y、SBG-95Y，直徑為55、85、95 mm。在預應力施工過程中波紋管的鋪設是否順直，直接關系到張拉時預應力損失的大小，波紋管彎曲度越大，預應力損失越大；波紋管的直線布置與否為此預應力施工的關鍵。故保證波紋管在施工中順直不變形的措施為施工之重，采取的措施：施加抗浮鐵絲；施加定位鋼筋；定位鋼筋沿波紋管方向每1.2 m設置一道；抗浮鐵絲每300 mm設置一道。

3.2波紋管的抗浮計算

在混凝土澆筑過程中波紋管受浮力、混凝土粘結力、鋼絞線自重及振動棒產生的附加上浮力（計算長度取1 m）。

波紋管的上浮力=波紋管浮力+振動棒產生的附加上浮力-預應力筋自重-混凝土的粘結力

波紋管浮力0.17 kN，振動棒產生的附加上浮力2.2 kN，預應力筋自重0.12 kN，混凝土的粘結力0.091 kN。則，波紋管的上浮力為2.159 kN。

3.3抗浮鐵絲直徑計算

抗浮鐵絲采用普通鍍鋅鐵絲。將通過抗浮力將其拉結在鋼筋骨架上。一根波紋管的抗浮鐵絲總承載力f應滿足

f≥F

f=1/4πd2fykn

式中：F——波紋管的上浮力，kN；

d——鍍鋅鐵絲直徑，1.6 mm；

n——抗浮鐵絲的根數；

fyk——鍍鋅鐵絲的抗拉強度標準值，fyk=295～540 n/mm2，計算取400 n/mm2。

3.4抗浮計算結果

經計算n=2.68，現場實施時取鋼筋間距為300 mm，抗浮措施見圖5。

圖5　抗浮措施

4　預應力施工流程

有粘結預應力鋼絞線下料→固定端擠壓錨組裝→綁扎梁骨架鋼筋→焊接定位鋼筋→鋪設波紋管→綁扎抗浮鐵絲→穿預應力鋼絞線→套端部承壓螺旋筋→端部支模→隱蔽驗收→澆筑混凝土→后澆帶混凝土澆筑→后澆帶混凝土強度達100%→預應力筋張拉灌漿→封錨。

5　預應力梁施工

在支模過程中，梁體加腋位置對預應力張拉端喇叭口固定牢，防止在澆筑過程中松動脫落；混凝土澆筑過程中，混凝土不得直接沖到波紋管上，混凝土必須分層澆筑，分層厚度≯0.5 m，在混凝土澆筑過程中振搗時，振搗棒嚴禁緊貼波紋管，加腋部位混凝土振搗密實。

預應力梁及預應力梁相鄰的一跨結構板支撐應在預應力混凝土梁張拉完成后進行拆除。

5.1預應力筋張拉端的封堵處理方法

封錨過程中，對孔洞的封堵要求密實，要求使用鋼釬振搗，防止孔內有蜂窩，表面不得露筋。

5.2排氣孔設置

灌漿孔位于張拉端部喇叭口上（喇叭口的灌漿孔應朝上），考慮本工程預應力筋較長，必要時也可將中部排氣孔作為灌漿孔；每跨設置一個排氣孔（兼泌水孔），排氣孔采用塑料管，排氣孔高出梁面500 mm。

5.3預應力波紋管穿過柱中位置

預應力波紋管在柱中為直線布置。若預應力波紋管與柱筋位置發生沖突，及時調整柱筋位置及柱筋間距大小，可一排鋼筋變兩排鋼筋。

5.4預應力張拉端加腋

連續布置易造成摩擦角過大，產生較大的預應力損失或造成預應力被拉斷。因此預應力鋼絞線在適當位置為進行分段加腋張拉。鑒于此所有有粘結預應力梁分段張拉的節點采用梁側加腋處理。

5.5預應力后澆帶

由于預應力混凝土梁全都有后澆帶，后澆帶混凝土達到100%的強度后方可進行張拉。

6　預應力張拉

單根預應力梁張拉順序以對稱為原則，即左側加腋拉完一孔，隨后立即張拉右側和左側對稱的一孔。以此類推，直到拉完為止。張拉順序為1-2-3-4，見圖6。

圖6　張拉順序

6.1預應力筋束質量控制

預應力筋束形控制點的豎向位置偏差應符合表1的規定。

表1　束形控制點的豎向位置允許偏差mm

6.2預應力筋張拉伸長值

根據設計要求確定每束預應力鋼絞線控制張拉力值，計算出其計算伸長值。

6.3預應力筋張拉工藝流程

根據設計要求的預應力筋張拉控制應力取值，張拉控制應力系數為0.5。

有粘結預應力筋張拉工藝流程及群錨張拉流程見圖7和圖8。

圖7　有粘結預應力筋張拉工藝流程

圖8　群錨張拉流程

采用YCN-25千斤頂對預應力筋逐束張拉時，為保證張拉質量應采用分級張拉的方式，即分三級張拉：

1）記錄原始缸長；

2）張拉至30%設計張拉力；

3）張拉至70%設計張拉力；

4）張拉至最終100%張拉力，持荷1 min，記錄筋長。

7　預應力張拉及灌漿注意事項

1）張拉設備配套標定配套使用。

2）張拉采用應力控制為主，同時校核預應力筋的伸長值為輔的雙控方法進行。各束預應力筋實際伸長值與理論值的相對允許偏差為±6%。

3）張拉前應該有混凝土同條件養護試塊的試驗報告。

4）預應力在張拉前嚴禁拆除下部支撐。

5）灌漿應嚴格控制拌漿體的水灰比。

6）持荷時間應保證。

7）注意出漿管出漿的狀況。

8）冬季灌漿需要采取一系列特殊的專項措施。

9）預應力張拉完成后96 h內進行孔道灌漿并在灌漿前做好相應的試驗工作，后壓漿要進行少量試配，試配合格后在進行后壓漿施工。

10）灌漿作業時，制漿單位每班至少應留取7.07 cm3標準水泥漿試塊一組每組6塊。標養28 d后檢查其抗壓強度作為水泥漿質量的評定依據。

8　結語

本文超長超高大空間后張拉有粘結預應力梁施工取得較大的經濟效益，節約大量非可再生資源。

［1］CECS180：2005，建筑工程預應力施工規程［S］.

［2］GB/T5224—2003，預應力混凝土用鋼絞線［S］.

［3］GB50010—2010，混凝土結構設計規范［S］.

［4］GB50204—2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］.

□許銀鳳、劉建軍/中建二局第四建筑工程有限公司。

TU378.2

C

1008-3197（2016）02-26-03

2015-08-24

李明/男，1985年出生，工程師，中建二局第四建筑工程有限公司，從事工程技術管理工作。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.02.009