预应力混凝土梁施工

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摘 要 ：预应力技术经过了多年的工程实践和不断发展,已经是比较成熟的一项工程技术.本文探讨了预应力技术在某建筑中的实际应用.

关 键 词 ：建筑工程 预应力技术 施工方法

某建筑为一层框架结构,建筑面积 1965.7m.本工程屋面为现浇梁板结构,其中的 5 榀屋面梁（b×h等于300 ㎜×1200 ㎜）采用后张部分预应力混凝土结构.每榀预应力屋面梁采用 2 束 6 根直径Φs15.2mm、1860 级 7φ5 高强度低松弛钢绞线作为纵向受力钢筋.混凝土强度等级 0.下面谈谈具体的施工方法.

1.模板支设

1.1 梁端模板使用竹模板,喇叭型垫板固定在模板上,孔道用泡沫塑料封闭.在确定梁钢筋、模板和波纹管位置、尺寸准确无误后,合梁端模板.

1.2 预应力混凝土梁的支撑系统与次梁、板分开,便于张拉前拆除除预应力混凝土梁以外其余的模板和支撑系统,保持预应力混凝土梁底模板和梁的支撑系统.

1.3 预应力混凝土梁的起拱高度按 1.5‰,取 30 ㎜.

2.安装波纹管

2.1 非预应力钢筋骨架绑扎后,穿螺旋管（波纹管）.为保证螺旋管的位置符合设计坐标的要求,用ф8 钢筋焊成井字形支架,每500mm一支,绑在大梁腰筋或主筋上,用来托架螺旋管,误差不大于5mm,螺旋管固定在支架或钢筋上.

2.2 螺旋管在梁内呈抛物线设置.

2.3 螺旋管用大一号管连接,接头处用防水胶带缠绕三层,防止水泥浆渗入管内,阻塞孔道.

2.4 喇叭型垫板与梁端面必须在一个平面,垂直于孔道轴线,并固定于梁端模板和梁端主筋上,不得松动.用泡沫塑料将喇叭口堵严,防止掉进杂物.设计安放的螺旋筋,如果梁端钢筋太密无法安放时,经业主、监理工程师同意可改为Φ8 钢筋网片,网孔50mm×50mm, 距梁端500mm以内为间距50mm,距梁端500～1500范围内为间距100mm.

3.混凝土浇筑

3.1 由于现浇结构端部的梁柱交接和安放喇叭口、螺旋管,使梁端钢筋过于密集,浇筑困难,而梁端部在张拉过程中承受较大的局部压力,为保证混凝土质量,避免端部裂缝或喇叭型垫板下陷等不良情况的发生,端部混凝土使用0.5～1㎝和1～3㎝两种石子粒径的配合比,同时配备2.5㎝直径小型振动棒,浇注前先铺垫与混凝土同样水灰比的水泥砂浆,保证混凝土施工缝的质量.

3.2 混凝土振捣过程中注意震动棒不碰螺旋管,特别要与螺旋管接头保持一定距离.

3.3 每根预应力混凝土梁的混凝土必须一次连续浇筑完成,浇筑的同时时清理螺旋管预留孔道.用12号钢丝中间系一个直径60㎜的橡皮球,定时往返拉送,清除管道内可能渗进的水泥浆,保证管道畅通,以免清理后重新堵塞喇叭口.

3.4 浇筑完成的混凝土应加强养护,并准备预应力张拉,按照设计要求待混凝土强度达到设计强度的100%后开始进行张拉.

4.预应力钢绞线制作、穿束

4.1 将钢绞线按下料长度切割下料,在两端头部 50 ㎜处用钢丝绑扎以防端部松股.

4.2 每6根钢绞线为一束,采用人工、后穿束方式将钢绞线逐根穿入孔道,穿入后来回拉拨几次使其通顺,防止钢绞线互相缠绕.每根钢绞线两端作对应标记,同一根钢绞线在锚板上的位置相同.

4.3 穿束前再进行一次外观检查,特别注意钢绞线端部松股的不能使用,表面污物清除干净,注意梁两端外伸长度应对称一致.

5.预应力钢绞线张拉

5.1 张拉工艺流程：穿入工作锚板→塞紧工作锚夹片→穿入顶压器→穿千斤顶→穿工具锚→塞工具锚夹片.

5.2 千斤顶安装：首先搭设操作台和千斤顶吊架,高压油泵、灰浆泵安装在屋面平台上,接通电源试车待用,注意顶压器不能空载试顶.

5.3 钢绞线在千斤顶穿心孔内不能相交；夹片锚孔要保持清洁,在工具锚的夹片和锚孔壁内涂石蜡,使其润滑便于退下；夹片三个为一组,出厂前已用弹簧或橡皮圈套在一起,不能混乱,塞夹片时三片一齐送进,工作锚和工具锚夹片用D25 钢管套在钢绞线上用力敲紧夹片,注意务使其结合严密.

5.4 张拉工序由张拉班实施,张拉前进行技术交底,并模拟演练,张拉前应先拆除板底及梁侧模板,不得拆除梁底支撑.

5.5 预应力梁采用两端张拉工艺,自中部向两端对称张拉.张拉指挥长指挥两端台油泵同时启动,按设备标定时给定的油表读数,先拉至初始拉力,检查锚具、夹片、千斤顶和油管等无异常现象,然后将第一束钢绞线先拉伸至 0.5σcon（取 560kN）,接着换拉第二束至 1130kN,再拉第一束至1130kN,持荷 2min,再次检查锚具、夹片和千斤顶等有无异常,确认正常后顶紧夹片,完成张拉.在初始应力、560kN和 1130kN时分别测量钢绞线的伸长值.

5.6 实际伸长值ΔL 按下式计算：

式中 ΔL1—从初始应力至最大张拉力之间的实测伸长值；

ΔL2—初始应力时的推算伸长值；

a—锚具楔紧引起的预应力筋内缩值；

b—工作锚至工具锚之间钢绞线的伸长值；

c—混凝土梁的弹性压缩值.

其中 b 和 c 两项由于很小可略去不计,ΔL2根据实测数据和弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系间接推算.

5.7 钢绞线锚固后的回缩值的测量：在钢绞线延长方向一定距离设立“标杆”,顶紧夹片后量测标杆至工具锚夹片的距离（或量取一定距离在每根钢绞线上做出标记）.千斤顶回程后,钢绞线开始回缩,再次测量标记与标杆之间的距离,两者之差即为回缩值,规范要求不超过 5mm.若回缩值超出正常值,对单根进行补张拉. 5.8 实际伸长值和理论伸长值比较误差在 6%以内即为合格,否则必须停止张拉分析原因,必要时重新张拉.

5.9 由于施加预应力的作用,预应力混凝土梁会出现反拱现象,在屋面用水平仪测量跨中水准点,由于梁板整体结构和钢绞线呈抛物线设置,根据经验反拱高度不大于 10 ㎜.

5.10 预应力梁的两束钢绞线分两次张拉,可能造成梁发生侧向弯曲,在梁底部垂直于梁轴线拉一道横向通线,梁底侧面作出标记,测量张拉过程中梁跨中底部的侧向侧弯曲,当最终完成张拉后预应力混凝土梁应无侧向弯曲.

5.11 油泵操作：该工程用两台油泵,每端一台.每台油泵的一个油路接千斤顶,另一个油路接顶压器,回油管直通油泵的油箱.当千斤顶回油时,回油管再接到供油咀,原供油管直接到油箱.顶压器能自动回油,无回油管.

5.12 油泵操作程序：（1）启动油泵,向 A 路供油,开始张拉,回油管接至油箱,张拉至初始拉力 65kN 停车,测量千斤顶活塞伸长值；（2）张拉第一束至 650kN 停车,侧伸长值；（3）启动油泵向C路供油,完成对夹片的顶压,顶力为45kN,自动回油；（4）倒换油管,原回油管接至A路油咀,原供油管接至油箱.供油、千斤顶活塞回程,卸下工具锚夹片、工具锚、千斤顶和顶压器,完成一次张拉.

6.孔道灌浆、封锚

6.1 预应力筋张拉后,堵塞锚板中间没用的锚孔,用水泥浆密封锚板、夹片的缝隙,密封后12h即可进行灌浆.

6.2 在喇叭型垫板边有M18内螺纹孔,一端作为灌浆孔,另一端作为出浆孔,出浆孔用管子接到在屋面放置的灰桶,以便回收多余的水泥浆；灌浆孔与注浆机连接,灰浆机出浆管接入注浆机料斗,连接注浆机的回浆管、闸阀等.管路接好后,先用清水冲洗、湿润管道,用压缩空气吹出螺旋管内的积水准备灌浆.

6.3 水泥浆用PO52.5级普通硅酸盐水泥,使用前应过细筛,水灰比0.45,加U型膨胀剂.进入压浆机的灰浆应用1.2㎜滤网过滤.压浆应缓慢均匀进行,从一端开始压浆,每孔一次压满不得中断,灰浆流速控制在0.2m/s,灌浆压力控制在0.5～0.6MPa.灌浆过程中不停搅拌储浆筒内浆体,以免析水沉淀.出浆口排出的水和稀浆流入灰桶收集.当出浆孔稳定排出与灌浆孔稠度一致的水泥浆后,封闭出浆口,调节进浆阀控制进浆量,使灌浆压力维持在0.5MPa左右保持2min,然后立即堵塞灌浆孔和出浆孔,完成一个孔道的灌浆.最后关闭进浆阀,打开回浆阀,浆液在压浆机内循环,拆除压浆管继续下一个孔道灌浆.由于梁的跨度不大原设计要求的泌水孔、排气孔,根据经验可不设.

6.4 灌浆完毕至少待水泥浆终凝后用砂轮切割机（严禁用电气焊切割）切除多余的钢绞线,预留长度30～50mm.拧下灌浆孔和出浆孔的镀锌钢管,将锚具上的水泥浮浆清除,用水冲洗干净,然后按设计要求绑扎梁端钢筋、支模,用0微膨胀混凝土将锚具封闭在混凝土内.

6.5 当水泥浆强度达0以上时,即可拆除梁的支撑系统和梁底板,进行下道工序.