浅谈大跨度预应力混凝土梁施工技术
摘要:针对具体工程实例,从模板排架体系、混凝土、预应力
筋、波纹管、水泥等原材料、混凝土浇筑过程、预应力筋张拉、孔
道灌浆及与其他专业工种配合等方面详细介绍了后张法大跨度预
应力梁施工方法及关键控制点,并对可能出现的问题进行了分析,
为今后类似工程提供一定的借鉴。
关键词:大跨度;后张法预应力;预应力张拉;质量控制
目前,全球都处在城市建设飞速发展的阶段,对于建筑行业来
说是存在着巨大的机遇,然而机遇和挑战是并存的,面临的挑战也
很大。在建筑行业中,桥梁的作用不容小觑,它不仅是道路连接的
组成部分,可以完成主要的交通运输工作,在一定程度上也起着美
化和欣赏的作用。但是在桥梁的设计及建设中需要考虑很多问题。
混凝土是桥梁建设中最常使用的材料。被人们认为是非常坚固耐用
的,近年来,人们发现混凝土在使用过程中也存在着很多的缺点,
需要进行病害防治和加固整修。
中图分类号:tu74文献标识码: a 文章编号:2095-2104(2012)
06-0020-02
1工程概况
以山东某工程为例,建筑面积11.98万m2,框架结构,预应力
技术主要使用在4层屋面部分的大跨度梁,采用有粘结预应力技术。
按照设计要求,共设置13道预应力大梁,截面尺寸为600×1700,
跨度34.7m,预应力筋采用高强度低松弛钢绞线φs15.24mm,强
度标准值fptk=1860mpa,每根梁4孔预应力筋,每孔预应力筋为7
φs15.2,混凝土强度等级为c40,封端采用c40微膨胀细石混凝
土。
2预应力施工主要技术要点
2.1锚具的选用
本工程采用后张预应力技术,锚具采用stm15系列锚具,锚具
的静载锚固性能应满足:锚固效率系数ηa≥0.95,极限拉力时总
应变εapu≥2.0%;张拉设备应定期校验,检验期限不宜超过半年,
超过校验期限而未进行校验的设备不得用于张拉施工。
2.2铺设底板、绑扎骨架钢筋
在绑扎完成预应力梁上下单排主筋和箍筋后,就可穿插进行预
应力筋的制作。如果现场梁、板底模同时进行铺设,应预留梁一侧
的模板。
2.3钢绞线矢高定位
预应力钢绞线在定矢高前,先进行预应力梁箍筋绑扎,然后根
据设计图进行矢高钢筋定位及固定,图纸的矢高尺寸为预应力梁上
表面至预应力钢绞线中心的距离,近似为上表面至波纹管中心的距
离,因此钢筋的固定应考虑到波纹管及支架钢筋本身的尺寸,支架
钢筋的规格为12,矢高控制钢筋的间距为1000mm左右。
2.4波纹管孔道成型
因塔楼部位施工进度快,裙房4层梁锚于塔楼柱,因此需在柱
端1/3处留设施工缝,预留孔道采用金属波纹管容易锈蚀,不利于
后期灌浆及结构耐久性,故采用塑料波纹管。将波纹管按照矢高钢
筋的控制位置进行铺放,为防止波纹管在混凝土浇筑时产生上浮或
水平位移,必须把波纹管固定在钢筋支架上,用铁丝扎牢。波纹管
露出锚垫板不小于100mm,且每6m一个接头,接头要牢固、严密,
两段工作管要顶紧。
2.5压浆板及泌水管
预应力梁泌水排气孔设在波纹管上,在泌水孔处,先在波纹管
上覆盖带嘴的塑料弧形压板,并用铁丝与波纹管扎牢,再用管子插
在嘴上,并将其引出梁顶面,高出梁顶面约300mm。
2.6预应力钢绞线张拉端部、固定端的安装
1)在预应力钢绞线穿束完成后进行张拉端和固定端锚具的安装
固定,预应力钢绞线的固定端主要分布在梁端部处,将固定端的螺
旋筋和承压板用直径不小于10的二级钢筋与梁筋焊接固定,防止
在浇捣混凝土时,发生偏位现象,端部锚垫板、螺旋筋由于处于支
座钢筋较密处,安装比较困难,在固定时如空间不足可将普通钢筋
适当的挪动位置。
2)张拉端处采用加水平腋解决张拉空间问题,将端部板厚度由
120mm增加至600mm,螺旋筋处增加6排12抗裂钢筋网片,间距65mm,
预留张拉口处钢筋预留焊接接头,张拉完毕后浇筑微膨胀高一等级
细石混凝土。
2.7预应力张拉作业
预应力筋的张拉作业应在混凝土强度达到设计强度100%后进
行,张拉时的强度以现场同条件养护的混凝土报告为准。
1)预应力筋张拉程序为:0→10%σcon(预紧至10%的控制应力,
读数量测伸长值)→20%σcon (读数量测伸长值)→103%σcon (读
数量测伸长值)→锚固卸荷至零;2)张拉控制应力: σcon =0.75×
fptk=0.75×1860=1395mpa;3)初应力时量取千斤顶活塞的伸长量
l1,张拉达20%σcon时再量取千斤顶活塞的伸长量l2,张拉达103%
σcon再量取千斤顶活塞的伸长量l3,l3与l1二者之差为钢束的
实际张拉伸长量;4)张拉时应均匀缓慢、平稳升高油压,逐步张拉
至控制应力;5)对预应力筋张拉理论伸长值进行计算,并与实际伸
长量对比,实际张拉伸长量与理论伸长相比较误差不超过+6%,-
6%,超出时应立即停止张拉,查明原因并采取相应措施后再继续作
业。
2.8预应力灌浆作业
预应力张拉完毕后,在48h内尽快灌浆,以免预应力筋松弛或
锈蚀;孔道灌浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,水泥中掺加适
量减水剂和uea微膨胀剂,水灰比控制在0.4~0.42之间,灌浆
前应防止浆体沉淀离析。
2.9张拉口的封锚
灌浆完成后采用手提砂轮切割钢绞线,露出锚具外的钢绞线,
长度不宜小于预应力钢绞线直径的1.5倍,且不宜小于30mm,然
后清理穴口,焊接穴上的断筋和预留插筋,用高一级的细石混凝土
进行封堵。
3主要施工注意事项
1)钢绞线及锚具进场后应进行品种、规格及外观检查,是否有
厂家质量证明书等,每批验收合格后,应按重量不大于60为一批,
现场取样复试,复试合格后方可用于工程;2)塑料波纹管应外观清
洁、无孔洞、咬口紧密、无脱口等现象,并具有抵抗变形的能力,
在浇筑混凝土过程中应确保水泥浆不渗入管内;3)预应力梁高度较
大,对拉螺栓位置应避开波纹管,以防侧模安装时对拉螺栓打穿波
纹管;底模支设时应按1‰起拱,梁下支撑和底模板必须在张拉及锚
固48h后方可拆除;4)混凝土浇筑前,应检查波纹管是否有烧伤及
破损,接头是否牢固、严密,位置是否满足预应力矢高要求等;如
有损伤应采用胶带纸包裹;若预应力筋矢高与普通钢筋相冲突时,
服从预应力筋为原则;5)浇筑混凝土过程中应派专人进行跟踪检
查,严禁振动棒直接振捣钢绞线、波纹管及承压板、螺旋筋,确保
钢绞线曲线形状、矢高及锚具位置准确;梁柱节点处,钢筋、钢绞
线密集,振捣应细致,不得出现漏振、蜂窝和孔洞;6)同条件养护
试块强度达到设计强度100%之后,方可进行张拉,在正式张拉前,
应先将预应力筋预紧至10%的张拉控制力;张拉时发现断丝、滑丝或
锚具碎裂、混凝土破碎,垫板陷入混凝土、有异常声响、伸长值不
足等情况,应立即放松千斤顶,查明原因采取纠正措施后再恢复张
拉;7)预应力筋张拉完成后静停12h进行观测,如未发现问题及时
进行孔道灌浆;灌浆时压力表读数不得小于0.6mpa,灌浆过程中制
作1组(70.7×70.7×70.7)mm的水泥浆试块,标养28d后送实
验室检验试块强度,强度不应低于30mpa。
4结语
在山东某工程屋面结构中,大跨度预应力结构体系施工质量的
好坏,直接影响到整个结构体系的安全,因此在施工过程中,从模
板排架体系、混凝土、预应力筋、波纹管、水泥等原材料、混凝土
浇筑过程、预应力筋张拉、孔道灌浆及与其他专业工种配合等各方
面严格按规范要求进行控制,加强了过程监督,杜绝了预应力施工
过程中质量通病的出现,圆满完成了
大跨度预应力混凝土结构的施工,确保了施工质量及结构安全。
参考文献:
[1]梁佑华.浅析预应力混凝土钢绞线后张法张拉控制程序
[j].山西建筑,2010,36(29):134-135.
[2]叶智勇.54m预应力t梁施工实践[j].建筑施工,
2008(10):42-43