大跨度大截面后張法有粘結預應力梁施工技術研究

李鵬飛

（中建集成建筑有限公司，北京 100195）

一、工程案例分析

某公共文化服務中心建設工程建筑面積為2.2×104m2。新建1棟高層公共建筑，建筑高度48米，框架結構。1棟裙樓建筑高度14.7m，框架結構。2棟建筑高度15.2m，框架結構。1棟裙樓二層為大型排演廳，排演廳屋頂大梁共設置9榀，均采用后張法有粘結預應力梁結構，其跨度為22.5m，距離地面9.2m，應力梁尺寸為0.6m×1.4m，框架梁上翻、面板厚度0.12m。

（一）高支模結構形式的選擇

案例工程中應力梁結構跨度及截面均較大，具有極高的施工難度以及施工危險性，為高支模結構形式。若高支模結構形式設計不具有科學性、施工管理不當導致結構存在失穩(wěn)的情況。因此工程中高支模結構設計應符合使用需求以及現(xiàn)場施工條件，保障高支模具有足夠的強度及穩(wěn)定性能。經(jīng)過多方探討后決定屋面預應力梁板以盤扣式腳手架為支撐體系，為了能夠有效地保證結構的穩(wěn)定性，在構建支撐體系時需保持立桿步距、縱橫距離相等[1]。

（二）高支模體系設計分析

工程中模板支架的搭建高度設置為9.2m，采用厚度為0.02m厚1.83m×0.92m模板，搭配0.06m×0.08m方木；支撐體系為滿堂腳手架，Φ48×3.5型支架鋼管，模板架現(xiàn)澆立桿間隔0.9m×0.9m；梁側模加固采用4×M12螺栓，螺栓間距0.9m；支撐體系立桿布設按照梁底方向，間距同為0.9m，梁底布設5道方木以及2根稱重立桿；體系橫桿步距為1.5m，小橫桿按照梁底橫跨方向布設，其間距為0.5m。

（三）設計驗證

通過高支模體系設計的驗算檢驗可以更好地尋找設計中存在的問題，本工程中對高支模體系的驗證采用PKPM軟件，驗證內容涵蓋體系模板、主（次）楞、支撐鋼、扣件抗滑、以及立桿等多方面的力學檢驗[2]。案例工程高支模體系設計的設計驗證結果符合規(guī)范以及建筑的要求，具有可行性。

二、預應力施工技術

（一）施工前注意事項

在正式實施預應力梁施工前應編寫工程專項施工方案，并與相關專業(yè)做好技術交底及記錄，避免在施工過程因人為因素而發(fā)生質量問題。

（二）施工材料及設備檢驗校對

預應力鋼筋為1860級Ф15.24的低松弛預應力鋼絞線，預應力孔道為Ф70金屬波紋管，預應力梁采用C40混凝土，孔道灌漿采用42.5#普通硅酸鹽水泥。張拉端預應力錨具（m15-2）以及固定端預應力錨具（M15-P）均為擠壓式，張拉設備為ZB4-500型張拉油泵及YDC1500-200型穿心式千斤頂。施工前需按照詳細的規(guī)范對采用的材料及設備進行校驗，確保其能夠滿足工程需求。

（三）施工操作

1.支模架施工前需柱、墻以及鋼管支模架上在設置水平位移以及沉降監(jiān)測點位，前期采用實時監(jiān)測的方式，混凝土澆筑時每隔0.5h觀察記錄一次，混凝土終凝后為每隔24h觀察一次。共持續(xù)7d。

2.預應力筋在結構中產(chǎn)生的應力分布與其布置的點位具有直接的聯(lián)系，因此，預應力孔道的施工位置應遵循施工規(guī)范以及設計要求。按照圖紙位置標注施工位置，金屬波紋管施工完畢后需要仔細檢查核對其安裝位置以及連接部位；波紋管采用的孔道套管兩側需要進行必要的防水處理，如采用寬度大于50mm的防水膠帶進行纏繞；以上施工完畢后，對波紋管的安置實施清孔處理，若發(fā)現(xiàn)其中具有雜物堵塞，需將其清除干凈后再次實施清孔處理，直至管道通暢為止。鋼絞線施工前需采用護套包裹鋼絞線端頭，利用機械設備將其固定端穿至張拉端。

3.由于建筑具有一定的高度，工程中應力結構體系采用對稱形式的二次澆筑形式施工，實施混凝土澆筑時先進行豎向結構的施工，后澆筑水平結構，避免建筑結構高支模在施工過程中發(fā)生坍塌。

4.混凝土養(yǎng)護30d后實施預應力筋張拉施工。施工過程中應注意對預應力筋的控制，案例工程中采用鋼絞線一端張拉的形式，將預應力筋穿至千斤頂中心孔道并錨固在張拉油泵處；實施張拉操作時千斤頂行程不可高于0.2m，且最大油壓不能超出最大張拉油壓，保持回程油缸及液控頂壓器始終在回油狀態(tài)，張拉油路升壓不可高于2MPa。

5.實施孔道灌漿施工時，首先使用壓力水對孔道進行清洗，確保孔道暢通、使孔道壁能夠與漿液具有良好的結合性，，然后檢查排氣孔、壓漿孔的是否暢通，以及灌漿設備是否能夠正常運行；灌漿所采用的材料為42.5#普通硅酸鹽水泥，水灰比率保持在0.4～0.45范圍內，在混合料中加入減水劑，漿液拌制到灌注之間的時間不可超過45min，漿液灌注期間實施振搗處理；由于22.8m預應力梁的孔道具有一定的長度，采用一次壓住的施工后若漿液發(fā)生泌水以及凝結收縮將會導致孔道中出現(xiàn)空隙，因此為了后張法有粘結預應力梁具有較好的密實度，需實施二次壓漿處理，施工間隔時間以首次壓注漿液充分泌水但卻未形成初凝為標準；二次灌漿法操作為，在梁端灌漿口將漿液加壓至0.3～0.4MPa進行灌注，待出口端持續(xù)流出濃水泥漿后封閉排氣孔道，二次壓注時將壓力提升到0.6～0.8MPa，壓力到達后便可進行孔道的封堵；灌漿施工過程中應保持緩慢、均勻壓注，若期間無法進行連續(xù)壓漿應使用壓力水沖洗后壓的孔道；若波紋管受壓過大發(fā)生破裂漏漿，將會導致孔道的阻塞，因此在施工過程中時刻注意孔道內漏漿凝固情況，務必保持孔道的暢通性；需要注意的是，預應力筋完成張拉施工后應在48h內完成灌漿施工，以免發(fā)生應力改變。

三、結語

為了保障大跨度、大截面建筑結構施工質量及安全性，應嚴格遵循施工規(guī)范標準，采用成熟施工工藝，保證結構應力變化的合理性。對后張法有粘結預應力梁施工進行必要的質量、安全控制，可有效地節(jié)約工程成本，提升建筑企業(yè)綜合效益，在未來的施工項目中具有重要的作用及意義。