大跨度有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁后張法施工技術(shù)淺析

汪衛(wèi)平

中國中輕國際工程有限公司 北京 100000

1 工程概況與特點分析

本項目位于山東省濟寧市國家級高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，是濟寧市首次采用大跨度有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁作為主要承力構(gòu)件的公共建筑。其施工難點：梁跨度大：25.425m；梁截面大：800×1600；配筋密：箍筋10@100(6)；縱向受力筋832、1532 （4/11）；鋼絞2×10Φs15.2；N1416；梁支撐端為截面1050×1050型鋼砼柱，型鋼砼柱為十字柱，鋼筋1240，預(yù)應(yīng)力鋼絞錨固孔、張拉孔均需從“十”字形鋼柱中穿過；梁高+19.10m，自重約80t，由支撐腳手架承擔(dān)。構(gòu)件張拉作業(yè)時，也需在19m高度支撐腳手架平臺上進行。針對以上難點，在實施中研究制定了切實可行的質(zhì)量安全的保證措施；即：高大模板安裝施工工藝、鋼筋安裝施工工藝、鋼絞線矢高定位、張拉、孔道灌漿、早強砼泵送施工工藝等。圓滿完成了結(jié)構(gòu)施工任務(wù)[1]。

2 主要施工技術(shù)要點

2.1 安裝高大模板、非預(yù)應(yīng)力鋼筋骨架

①根據(jù)本工程特點，本工程模板及其支架體系，應(yīng)具有足夠的承載力、剛度、穩(wěn)定性，能承受澆筑砼的重量、側(cè)壓力以及施工荷載；施工單位根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基土類別、施工設(shè)備和材料供應(yīng)等條件，進行了專項安裝方案設(shè)計、并行了專家論證。②針對本工程鋼筋骨架安裝施工中，鋼筋用量大，結(jié)構(gòu)節(jié)點鋼筋密集且交叉復(fù)雜等特點，施工單位根據(jù)工程實際情況，進行了細(xì)致的鋼筋翻樣，對鋼筋穿插施工的順序進行了安排，以便合理布置鋼筋。③在鋼筋綁扎過程中，專職質(zhì)量管理人員到現(xiàn)場巡視，對照結(jié)構(gòu)施工圖，按質(zhì)量驗評標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)所綁扎的鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、間距、長度、錨固長度、接頭方式、加密箍筋區(qū)長度、鋼筋保護層墊塊強度、厚度、位置、預(yù)埋件位置固定等是否符合規(guī)范、規(guī)程要求。

2.2 準(zhǔn)備鋼絞線

2.2.1 本工程梁中均布置2束，每束10根預(yù)應(yīng)力鋼絞線。采用270級 15.24高強1860低松弛預(yù)應(yīng)力不銹鋼絞，其性能符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T5224的規(guī)定。其強度為fptk=1860N/mm2；直徑15.2mm；標(biāo)準(zhǔn)截面積（mm2）：139； 最小伸長率（%）：3.5；單位質(zhì)量為1320kg/km

2.2.2 根據(jù)梁結(jié)構(gòu)尺寸，進行鋼絞線下料，下料過程中，梁內(nèi)曲線長度、和張拉端工作長度增量應(yīng)得到充分考慮。且預(yù)留張拉長度不小于300mm。鋼絞線應(yīng)采用電動砂輪或電鋸切割，不得使用電弧或氧氣乙炔切割。

根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線束形圖，可知

2.2.3 鋼絞線進場前，供貨單位應(yīng)提供產(chǎn)品合格證、出廠檢驗報告等書面質(zhì)量證明文件。進場后，產(chǎn)品現(xiàn)場抽樣復(fù)檢，包括鋼絞線力學(xué)性能檢驗、和涂包質(zhì)量檢驗兩部分。抽樣方法和試驗按照國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力砼用鋼絞線》GB/T5224的規(guī)定進行，測試結(jié)果符合設(shè)計及施工驗收規(guī)范要求。

2.3 預(yù)應(yīng)力筋鋪放前準(zhǔn)備

①準(zhǔn)備端模。根據(jù)本工程項目現(xiàn)場實際情況，梁、柱側(cè)及鋼筋核心筒內(nèi)，沒有預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)部張拉端模，內(nèi)部端模采用圓形木模，在鋼筋合型時，將筒內(nèi)預(yù)埋的鋼喇叭管，固定在張拉端模上。②準(zhǔn)備架立筋。根據(jù)設(shè)計方案，相隔1-2m設(shè)置一根C12立式支架鋼筋，并與梁箍筋緊密焊接，以備施工敷設(shè)管道時，作為架立筋使用。③準(zhǔn)備波紋管。本工程項目，使用無縫波紋拼接管。4m一根，在施工現(xiàn)場進行無縫拼接。下料時，管與管之間的接頭長度不小于30cm，兩端分別全部擰入接頭內(nèi)，用膠帶將接口密封好。波紋管的下料尺寸，根據(jù)設(shè)計圖和施工圖、各束承受預(yù)應(yīng)力的鋼筋的長度、根據(jù)系數(shù)大小來進行確定。④鋪設(shè)波紋管。鋪設(shè)波紋管，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙坐標(biāo)定位位置，進行兩端定位。保證其定位尺寸正確；兩端定位連接必須要精確，不準(zhǔn)有沖擊s彎。

2.4 安裝端頭喇叭管

待非預(yù)應(yīng)力筋骨架、波紋管鋪設(shè)好后，按設(shè)計圖紙標(biāo)注位置，將端頭喇叭管，安裝在端模、非預(yù)應(yīng)力筋骨架上。

2.5 安裝灌漿孔

灌漿孔設(shè)置在固定張拉端部。用于錨栓墊板進行灌漿的孔，頂部應(yīng)垂直向上。考慮到工程中的預(yù)應(yīng)力張拉筋比較長，施工時，把中部的管道排氣孔，設(shè)置為灌漿孔洞。固定張拉端處，還應(yīng)設(shè)有管道排氣孔兼泌水管。排氣孔應(yīng)采用增強型塑料管，并且應(yīng)高出張拉梁面300mm。喇叭口與排水管、排氣管的各個接口部分，均用黑色橡膠密封帶緊緊連接密封牢固，避免產(chǎn)生滲漏和砂漿。

2.6 穿預(yù)應(yīng)力筋

①穿束前應(yīng)檢查每根鋼絞線是否被電焊灼傷，如有必須更換。穿束時，將鋼絞線按長度及波紋管內(nèi)束數(shù)，分組編束，然后將每組預(yù)應(yīng)力鋼絞線導(dǎo)入波紋管中。②預(yù)應(yīng)力鋼絞束，必須和壓在喇叭口外部的鋼板，水平垂直，其在外部承壓鋼板后，應(yīng)有不小于30cm的直線段。預(yù)應(yīng)力鋼筋的長度、伸出和伸入喇叭口的長度等，均應(yīng)完全滿足張拉要求。

2.7 澆筑混凝土

①澆筑砼前，應(yīng)對鋼絞線的品種、規(guī)格、級別數(shù)量位置、錨具、錨板的品種、規(guī)格、數(shù)量、位置等，進行隱蔽驗收。并應(yīng)檢查管路的位置、方向、數(shù)量是否正確；各種連接口是否密封；喇叭管的位置方向是否正確，安裝是否牢固；如發(fā)現(xiàn)問題，及時進行改正。②澆筑前，將排氣口、喇叭管、灌漿水管和輸送水管的端口等部位，封堵嚴(yán)密，避免滲漏漿。③澆筑鋼筋混凝土過程時，要注意振搗密實，特別是在端部，嚴(yán)禁有蜂窩或麻面的現(xiàn)象；同時，禁止使用振搗棒直接沖擊波紋管，避免波紋管破損位移。如果拆模后，發(fā)現(xiàn)端部出現(xiàn)有蜂窩、孔洞等缺陷，需要在張拉前進行修補。澆筑鋼筋混凝土過程中，由專值質(zhì)量管理人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場監(jiān)督管理[2]。

3 張拉預(yù)應(yīng)力筋

3.1 張拉前準(zhǔn)備工作

3.1.1 混凝土必須達到規(guī)定的設(shè)計強度100%以上，后才能進行張拉，張拉之前，施工單位必須提供同條件養(yǎng)護試塊強度報告。在張拉前，一定要認(rèn)真檢查混凝土構(gòu)件的質(zhì)量，若出現(xiàn)有孔隙、空洞、管道串通、裂縫等缺陷，或構(gòu)件端支撐板變形、板面與管道中心不垂直等缺陷，應(yīng)該及時做出補救。達到設(shè)計要求后才能進行預(yù)應(yīng)力筋張拉。

3.1.2 張拉千斤頂與自動壓力計量表，嚴(yán)格標(biāo)定、配套使用，壓力試驗表的測量精度要求范圍，一般為0.4級（精密級），鋼絞線用錨具夾具的性能，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具、連接器》GB/14370的規(guī)定。

3.1.3 準(zhǔn)備腳手架操作平臺，擺放施工機具和張拉操作作業(yè)。操作平臺長度、寬度不小于2m，面積不低于4m2，滿鋪腳手板，安裝之字形上下通道，平臺四周按照臨邊作業(yè)要求，設(shè)置防護欄桿并滿掛安全網(wǎng)，懸掛安全警示標(biāo)牌，保證張拉作業(yè)絕對安全。

3.2 本工程采用預(yù)應(yīng)力筋張拉力值控制法

每束預(yù)應(yīng)力測量取平均值為 conσ=0.75fptk=0.75×1860=1395n/mm2實際的超張拉力，根據(jù)實際使用情況，進行3%的超張拉。

即單孔張拉控制應(yīng)力值（10根）：

3.3 油泵系統(tǒng)啟動或電機供油

在油泵系統(tǒng)啟動或電機供油正常后，開始給油進行加壓，當(dāng)給油泵流量已經(jīng)達到2.5mpa時，停止給油。張拉程序為：0→0.1σcon（持荷1min，記錄伸長值）→0.2σcon（持荷1min，記錄伸長值）→103%σcon（持荷2min，記錄伸長值）→錨固卸荷至零。

3.4 張拉測量記錄

分別記錄10%設(shè)計張拉力、20%設(shè)計張拉力、103%設(shè)計張拉力所對應(yīng)的千斤頂缸長，計算出對應(yīng)于各加載段預(yù)應(yīng)力筋的伸長，回歸出前10%設(shè)計張拉力對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力筋的伸長，將兩段加載時預(yù)應(yīng)力筋對應(yīng)伸長相加，所得之和即為實際伸長值，用以校核計算伸長值。

張拉伸長值的計算，根據(jù)下列規(guī)范公式進行：

式中：△Lp ——預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值；

σpe——預(yù)應(yīng)力筋扣除摩擦損失后有效應(yīng)力的平均值；

Ep ——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量；

Lp ——預(yù)應(yīng)力筋在混凝土構(gòu)件的埋入長度。

3.5 若張拉過程中

出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋斷絲或斷筋現(xiàn)象， 應(yīng)停止張拉，分析事故原因。若有必要，對本批次的預(yù)應(yīng)力筋及錨具再作復(fù)試，看是否材質(zhì)本身的原因。檢查張拉機具的標(biāo)定記錄是否正確，若有必要，再次標(biāo)定張拉設(shè)備。若超張拉其余的預(yù)應(yīng)力筋能夠彌補斷筋的損失，應(yīng)首先考慮超張拉，否則要更換預(yù)應(yīng)力筋。換筋時要切除錨具，還應(yīng)將錨固端剔鑿出來，將損傷的預(yù)應(yīng)力筋抽出，將新的預(yù)應(yīng)力筋錨固端加工好；重新穿好預(yù)應(yīng)力筋，用高強膨脹混凝土修補好剔鑿處。換好后再次張拉替換的預(yù)應(yīng)力筋。張拉過程中鋼絞線斷裂或滑脫數(shù)量，不得超過結(jié)構(gòu)同一截面鋼絞線總根數(shù)的1%。

3.6 張拉質(zhì)量控制方法和要求

①采用張拉時，張拉力按標(biāo)定的數(shù)值進行，用伸長值進行校核，即張拉控制，采用應(yīng)力應(yīng)變雙控方法。②認(rèn)真檢查審核張拉端的現(xiàn)場垃圾清理情況，不得將任何垃圾雜物夾帶張拉。③錨具使用前，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真地對其外觀進行安全檢查。使用前，施工單位逐個對其本身進行安全檢查，嚴(yán)禁在日常中使用松動、具有銹蝕性的錨具。④千斤頂?shù)膲喊灏惭b及其位置固定，應(yīng)與板上承壓板的自動預(yù)應(yīng)力張拉筋和板放置在同一線上，板的承壓面和板之間必須保持高度平行，否則，應(yīng)當(dāng)及時采用自動應(yīng)力變形三角器，對其壓板進行應(yīng)力張拉。⑤實測中的伸長值與實際計算中的伸長值之間，相差大于+6%或-6%的情況下，應(yīng)該立即停止張拉，報告給工程師做好分析和處理，方可繼續(xù)進行張拉。

3.7 灌漿及端部封堵

①預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)張拉檢驗通過后，應(yīng)即時灌漿。②采用與梁砼同廠家同標(biāo)號的普通硅酸鹽水泥，制作水泥灌漿料。強度M40，水灰比為0.3～0.45。漿料要在30～45min內(nèi)用完。漿料中不能添加對鋼絞線具有腐蝕作用的外加劑。③本項目使用FHH8100電動多功能壓漿機灌漿，壓漿機工作壓力為0.5～0.6mpa，工作中應(yīng)由近至遠逐個檢查出氣口，待出漿后逐一封閉。當(dāng)最終的出氣孔被封閉后，繼續(xù)進行加壓30s后，封閉灌漿孔。④孔道灌漿完成后，使用電動砂輪機切除多余外露預(yù)應(yīng)力筋，切除后預(yù)應(yīng)力筋露出夾30mm以上，用與梁同標(biāo)號細(xì)石微膨脹砼進行封錨，封錨區(qū)用砼振搗密實，張拉端全部封住，不得露筋。確保錨固區(qū)密封，銹蝕預(yù)應(yīng)力筋及錨具等。⑤冬季施工時，應(yīng)盡量縮短每次灌漿工作時間，將每一次灌漿施工，盡量放在上午11～13點之間的時間段內(nèi)。灌漿作業(yè)室外溫度不得低于10℃，漿料入模溫度不得低于5℃。一般先將水加熱至20～40℃，然后加入水泥和防凍型ANG灌漿料進行攪拌，攪拌均勻后方可使用。灌漿完成后，對預(yù)應(yīng)力張拉端喇叭口處，及時用保溫材料覆蓋保溫[3]。

4 結(jié)束語

本工程大跨度預(yù)應(yīng)力砼梁結(jié)構(gòu)施工實踐表明，嚴(yán)格按照以上技術(shù)要求施工，做好關(guān)鍵質(zhì)量控制點的控制。張拉時應(yīng)力值、張拉后伸長值均在允許范圍內(nèi)，各項指標(biāo)均符合施工質(zhì)量驗收規(guī)范要求。