超長超高大空間后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)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(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工

□文/李明 許銀鳳 劉建軍

某工程預(yù)應(yīng)力梁為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，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(dá)到95 m，給鋼絞線鋪設(shè)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(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工；對(duì)預(yù)應(yīng)力梁的深化、施工進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

預(yù)應(yīng)力梁；超長；超高；大空間；后張；有粘結(jié)

1　工程概況

某滑雪場上部為門式桁架鋼結(jié)構(gòu)，最大跨度達(dá)151 m，由于溫度變化產(chǎn)生的柱腳拱力較大，為抵消鋼結(jié)構(gòu)的因溫度變化產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)柱腳拱力，特在混凝土梁上施加預(yù)應(yīng)力，沿門式鋼桁架依次設(shè)置；預(yù)應(yīng)力梁為單端張拉，在梁頂標(biāo)高不同時(shí)，在底標(biāo)高混凝土梁上施加預(yù)應(yīng)力，進(jìn)行應(yīng)力傳遞；在預(yù)應(yīng)力張拉點(diǎn)對(duì)混凝土梁進(jìn)行加腋，由于建筑要求張拉端不能突出結(jié)構(gòu)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(cè)加腋和雙側(cè)加腋，見圖1-圖3。

圖1　剖面布置

圖2　預(yù)應(yīng)力在有高差的梁截面位置

圖3　梁加腋形式

2　預(yù)應(yīng)力深化設(shè)計(jì)

以預(yù)應(yīng)力施工方便、施工質(zhì)量有保證為原則，將預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)成單端張拉，張拉點(diǎn)設(shè)置在梁中部，在預(yù)應(yīng)力張拉點(diǎn)對(duì)混凝土梁進(jìn)行加腋；預(yù)應(yīng)力分單側(cè)張拉和雙側(cè)張拉，故對(duì)混凝土梁單側(cè)加腋及雙側(cè)加腋。

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

在預(yù)應(yīng)力錨固端由于鋼結(jié)構(gòu)柱腳埋件有抗剪鍵及錨筋，見圖4?？辜翩I寬度大，錨筋數(shù)量多，因此將預(yù)應(yīng)力錨固端起始位置放置在柱外側(cè)并成放射布置預(yù)應(yīng)力錨固端；保證預(yù)應(yīng)力施加在整個(gè)混凝土柱截面上，否則混凝土柱在預(yù)應(yīng)力與鋼結(jié)構(gòu)柱腳拱力作用下容易發(fā)生開裂；為預(yù)埋件板底混凝土澆筑密實(shí)，特在預(yù)埋板上開設(shè)澆筑洞及排氣孔。

圖4　鋼結(jié)構(gòu)柱腳埋件

3　波紋管安裝及抗浮計(jì)算

3.1波紋管安裝

采取塑料波紋管型號(hào)SBG-55Y、SBG-85Y、SBG-95Y，直徑為55、85、95 mm。在預(yù)應(yīng)力施工過程中波紋管的鋪設(shè)是否順直，直接關(guān)系到張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力損失的大小，波紋管彎曲度越大，預(yù)應(yīng)力損失越大；波紋管的直線布置與否為此預(yù)應(yīng)力施工的關(guān)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(shè)置一道；抗浮鐵絲每300 mm設(shè)置一道。

3.2波紋管的抗浮計(jì)算

在混凝土澆筑過程中波紋管受浮力、混凝土粘結(jié)力、鋼絞線自重及振動(dòng)棒產(chǎn)生的附加上浮力（計(jì)算長度取1 m）。

波紋管的上浮力=波紋管浮力+振動(dòng)棒產(chǎn)生的附加上浮力-預(yù)應(yīng)力筋自重-混凝土的粘結(jié)力

波紋管浮力0.17 kN，振動(dòng)棒產(chǎn)生的附加上浮力2.2 kN，預(yù)應(yīng)力筋自重0.12 kN，混凝土的粘結(jié)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(jì)算

抗浮鐵絲采用普通鍍鋅鐵絲。將通過抗浮力將其拉結(jié)在鋼筋骨架上。一根波紋管的抗浮鐵絲總承載力f應(yīng)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(shù)；

fyk——鍍鋅鐵絲的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，fyk=295～540 n/mm2，計(jì)算取400 n/mm2。

3.4抗浮計(jì)算結(jié)果

經(jīng)計(jì)算n=2.68，現(xiàn)場實(shí)施時(shí)取鋼筋間距為300 mm，抗浮措施見圖5。

圖5　抗浮措施

4　預(yù)應(yīng)力施工流程

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)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(shè)波紋管→綁扎抗浮鐵絲→穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線→套端部承壓螺旋筋→端部支?！[蔽驗(yàn)收→澆筑混凝土→后澆帶混凝土澆筑→后澆帶混凝土強(qiáng)度達(dá)100%→預(yù)應(yīng)力筋張拉灌漿→封錨。

5　預(yù)應(yīng)力梁施工

在支模過程中，梁體加腋位置對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉端喇叭口固定牢，防止在澆筑過程中松動(dòng)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(shí)，振搗棒嚴(yán)禁緊貼波紋管，加腋部位混凝土振搗密實(shí)。

預(yù)應(yīng)力梁及預(yù)應(yīng)力梁相鄰的一跨結(jié)構(gòu)板支撐應(yīng)在預(yù)應(yīng)力混凝土梁張拉完成后進(jìn)行拆除。

5.1預(yù)應(yīng)力筋張拉端的封堵處理方法

封錨過程中，對(duì)孔洞的封堵要求密實(shí)，要求使用鋼釬振搗，防止孔內(nèi)有蜂窩，表面不得露筋。

5.2排氣孔設(shè)置

灌漿孔位于張拉端部喇叭口上（喇叭口的灌漿孔應(yīng)朝上），考慮本工程預(yù)應(yīng)力筋較長，必要時(shí)也可將中部排氣孔作為灌漿孔；每跨設(shè)置一個(gè)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(yù)應(yīng)力波紋管穿過柱中位置

預(yù)應(yīng)力波紋管在柱中為直線布置。若預(yù)應(yīng)力波紋管與柱筋位置發(fā)生沖突，及時(shí)調(diào)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(yù)應(yīng)力張拉端加腋

連續(xù)布置易造成摩擦角過大，產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失或造成預(yù)應(yīng)力被拉斷。因此預(yù)應(yīng)力鋼絞線在適當(dāng)位置為進(jìn)行分段加腋張拉。鑒于此所有有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁分段張拉的節(jié)點(diǎn)采用梁側(cè)加腋處理。

5.5預(yù)應(yīng)力后澆帶

由于預(yù)應(yīng)力混凝土梁全都有后澆帶，后澆帶混凝土達(dá)到100%的強(qiáng)度后方可進(jìn)行張拉。

6　預(yù)應(yīng)力張拉

單根預(yù)應(yīng)力梁張拉順序以對(duì)稱為原則，即左側(cè)加腋拉完一孔，隨后立即張拉右側(cè)和左側(cè)對(duì)稱的一孔。以此類推，直到拉完為止。張拉順序?yàn)?-2-3-4，見圖6。

圖6　張拉順序

6.1預(yù)應(yīng)力筋束質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力筋束形控制點(diǎn)的豎向位置偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1　束形控制點(diǎn)的豎向位置允許偏差mm

6.2預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值

根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定每束預(yù)應(yīng)力鋼絞線控制張拉力值，計(jì)算出其計(jì)算伸長值。

6.3預(yù)應(yīng)力筋張拉工藝流程

根據(jù)設(shè)計(jì)要求的預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力取值，張拉控制應(yīng)力系數(shù)為0.5。

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)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(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉工藝流程

圖8　群錨張拉流程

采用YCN-25千斤頂對(duì)預(yù)應(yīng)力筋逐束張拉時(shí)，為保證張拉質(zhì)量應(yīng)采用分級(jí)張拉的方式，即分三級(jí)張拉：

1）記錄原始缸長；

2）張拉至30%設(shè)計(jì)張拉力；

3）張拉至70%設(shè)計(jì)張拉力；

4）張拉至最終100%張拉力，持荷1 min，記錄筋長。

7　預(yù)應(yīng)力張拉及灌漿注意事項(xiàng)

1）張拉設(shè)備配套標(biāo)定配套使用。

2）張拉采用應(yīng)力控制為主，同時(shí)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長值為輔的雙控方法進(jìn)行。各束預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際伸長值與理論值的相對(duì)允許偏差為±6%。

3）張拉前應(yīng)該有混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試塊的試驗(yàn)報(bào)告。

4）預(yù)應(yīng)力在張拉前嚴(yán)禁拆除下部支撐。

5）灌漿應(yīng)嚴(yán)格控制拌漿體的水灰比。

6）持荷時(shí)間應(yīng)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(xiàng)措施。

9）預(yù)應(yīng)力張拉完成后96 h內(nèi)進(jìn)行孔道灌漿并在灌漿前做好相應(yīng)的試驗(yàn)工作，后壓漿要進(jìn)行少量試配，試配合格后在進(jìn)行后壓漿施工。

10）灌漿作業(yè)時(shí)，制漿單位每班至少應(yīng)留取7.07 cm3標(biāo)準(zhǔn)水泥漿試塊一組每組6塊。標(biāo)養(yǎng)28 d后檢查其抗壓強(qiáng)度作為水泥漿質(zhì)量的評(píng)定依據(jù)。

8　結(jié)語

本文超長超高大空間后張拉有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工取得較大的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約大量非可再生資源。

［1］CECS180：2005，建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程［S］.

［2］GB/T5224—2003，預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線［S］.

［3］GB50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］GB50204—2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)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(shù)管理工作。

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