大跨度异型预应力梁施工质量的控制

提要：针对两馆工程部分框架梁的跨度大、异型、预应力特点的施工阐述

关键词：大跨度 异型 预应力 张拉

中图分类号：u443.15+7文献标识码： a 文章编号： 一、工程概况

安阳市图书馆、博物馆工程为地下一层，地上五层钢筋混凝土框架结构，其中在大楼入口处标高5.350m，16.150m（见图一），主入口标高10.750m处（见图二）设计有8榀跨度为22.50m的异型有粘结预应力框架梁，梁孔道留置采用预埋金属波纹管，张拉端采用群锚，固定端采用挤压锚具。 图一：支座图一：跨中

图二：跨中

图二：支座

预应力施工准备 材料 预应力钢材

本工程预应力筋采用1860（φj15.24）有粘结预应力钢绞线，力

学性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》（gb/t5224-2003）的规定； 钢绞线下料与编束：钢绞线下料场地应平坦，可铺设方木或彩条布，避免钢绞线直接接触地面而生锈。钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人，事先制作一个简易的铁笼，下料时将钢绞线盘卷装在铁笼内，从盘卷中央逐步抽出。

下料易用砂轮切割机或无齿据切割，不得采用电弧焊切割。 钢绞线的编束用20号铁丝扎牢，间距1-1.5m。编束时应先将钢绞线理顺，并尽量使各根钢绞线松弛一致。如单根穿入孔道，则不编束，但应在每根筋上贴上标签，标明长度及代号，以利于分类存放和穿束。 锚具

锚具采用qm锚具体系，锚具性能应符合国标《预应力筋锚具、夹具和连接器》（gb/t14370-2000）的规定。 垫板与螺旋筋与锚具配套。 金属波纹管规格如下：

6φs15、7φs15－φ70波纹管， 接头管－φ75波纹管。 预应力筋、波纹管及锚具的堆放与搬运要求：

钢绞线搬运时不得抛甩或在地上拖拉，吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。波纹管搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地上拖拉，吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。钢绞线、波纹管在室外保管不得直接堆放在 地上，应采取有效措施防止雨露和

各种腐蚀气体的影响。锚具应有序的存放在室内，室内应干燥、防潮、通风、无腐蚀气体和介质，锚具搬运时应轻拿轻放。 设备

下料制作及张拉设备：ycw150型千斤顶2台；zb2×2/500油 泵2台；gyja型挤压机1台；切割机1台 。

灌浆设备：ubj1.8型灌浆泵1台；搅拌机1台；料桶1个 工具等：工具箱2个；电焊机1台；角麿机3台。 设备的校验及标定：

千斤顶的张拉使用前应由实验室进行标定，油压表使用前需经技术监督部门进行检定。

三、如何制定有粘结预应力梁施工方案 （一）施工工艺流程

支梁底模→绑扎梁上下普通钢筋→固定定位马凳→铺设、波纹管→在波纹管中穿入预应力筋→垫板、喇叭管、排气管固定→螺旋筋或网片筋配置→绑扎梁腰筋及拉筋→检查并修补破损的波纹管→合侧模→隐检→浇筑砼→张拉→孔道灌浆→切筋、封端。 （二）预应力筋铺设 1、穿波纹管

（1）将梁主筋、箍筋绑扎好后，根据预应力筋索形图固定马凳筋，沿马凳高度将波纹管从梁一端逐根穿入梁中，并用接头管接长，两端波纹管旋入接头管的长度要一致，接头管两端用防水胶带缠牢；波纹管穿好后，调整固定端管口位置，并使波纹管顺直，与马

凳筋绑扎牢固；穿波纹管时，应注意使波纹管的螺旋方向与穿筋方向一致，以利于钢绞线通过。

因梁体大、梁身长，梁内非预应力筋多且直径较大，一旦非预应力筋绑扎到位不易变动位置，因此这些梁穿波纹管须和土建紧密配合施工，非预应力筋的绑扎宜分段进行，绑扎一段非预应力筋穿一段波纹管，梁侧模应在预应力全部完成并检查无误后方可封闭。 （2）波纹管的连接，采用大一 号同型号波纹管。接头管的长度 为200～300㎜，接头两端用胶带

封裹。波纹管的连接图如右所示。 波纹管的连接 2、穿钢绞线

以人工推进的方式逐根从固定端穿入钢绞线，斜梁因跨度较大穿筋必要时可采用机械辅助。穿筋时钢绞线前端套上牵引头（钢绞线穿过约束环后方可套上牵引头）或用胶带缠裹密实，防止穿筋时钢绞线刮伤波纹管。固定端大样如右图。

3、预应力梁腰筋、拉接筋及附加网片须在波纹管及垫片固定后再绑扎就位。

（三）灌浆孔、泌水孔的留设

为保证张拉完成后孔道灌浆的密实性，对预留孔道每隔一定长度需留设灌浆孔和泌水孔，使孔道内的气体能顺利排出，保证灌浆质量。本工程预应力梁在张拉端留设灌浆孔，在中间跨及固定端留设出气孔兼泌水孔。

（四）张拉端与固定端的布置

预应力束两端为预应力束的张拉锚固位置。预应力梁固定端各锚头应相互错开锚固在梁内，张拉端设在结构边或梁体内，设置在梁体内的预应力束张拉端应预留张拉槽，待张拉后再封闭。如下图： （五）预应力筋张拉

张拉是关键工序，且张拉质量的优劣对结构的影响较大，制定合理的张拉程序不仅有利于保证施工质量，也有利于结构的安全、可靠，张拉时采用张拉力控制，同时用伸长值进行校核。 张拉准备

张拉前先拆除预应力梁侧模，以减少模板对梁弹性变形的影响。 预应力梁在张拉端位置搭设张拉平台，平台平面尺寸沿预应力束方向约2.5米，宽度约1.5米，平台高度低于预应力束500㎜左右。 驱动油泵电源为380v，配电盘至少15a，电源拉至张拉平台位置。 预应力筋必须待预应力梁混凝土强度达到c30以上时方向可张拉，张拉前应提供相应混凝土强度试验报告。 设备配套标定及张拉力对应的油压值。 预应力筋理论伸长量计算。 张拉记录表格。 张拉工艺顺序

张拉工艺0→ncon→锚固

бcon=0.7fptk=0.7×1860=1302n/㎜2 ncon=бcon ×ap= 1302×140×n

ncon1=1302×140×7=1093680n≈1094kn(6фj15) ncon2=1302×140×7=1275960n≈12764kn(6фj15) (2)张拉顺序

预应力筋的张拉顺序，应使结构及构件受力均匀、同步，不产生扭转、侧弯，不应使混凝土产生超应力，不应使其它构件产生过大的附加内力及变形。无论对结构整体，还是对单个构件而言，都应遵循同步、对称张拉的原则。 （3）张拉伸长值记录

预应力筋伸长值采用直接测量千斤顶油缸行程的方法测量，即在钢绞线张拉至10%бcon时量测初始伸长值，达到张拉控制力时量测并记录预应力筋张拉伸长值，比较实测张拉伸长值与计算伸长值。

伸长值的理论计算方法为：δl=plt/apes

其中，p=pj[1-（κx+υ/2）]，lt =(1+8h2/3l2)l，θ=4h/l，pj=бcon·ap

бcon—预应力筋设计张拉控制应力值，ap—预应力筋的截面面积，lt—预应力的实际长度，es—预应力筋的实测弹性模量，取理论值1.95×105n/㎜2

pj—张拉控制力，κ—孔道局部偏摆系数，取κ=0.0015，υ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取υ=0.25，x—从张拉端至计算截面的孔道长度，对一端张拉取x= lt，θ—从张拉端至计算截面部分切线的夹角，对一端张拉θ取曲线孔道的总转角。

伸长值的实测值与理论计算值之间的误差应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（gb501204—2002）±6%的要求，如果误差超过范围，应分析查明原因，解决问题后再继续张拉。 张拉质量控制

为保证预应力筋的张拉质量，从以下几个方面进行质量控制： 垫片后砼应确保密实，无疏松、空鼓现象，若有应及时修补，待达到强度后再张拉；

张拉端垫板上的水泥浆应清理干净； 擦净外露钢绞线上的污物；

锚夹具在使用前应仔细检查其外观质量；

装锚夹具时，应将锚环紧贴垫板，夹片敲紧，且使各片平齐； 张拉过程中应尽量减少读数误差；

张拉过程中加载和卸载的速度应适中，不能太快，使预应力筋充分伸长，同时减少锚固回缩损失。 切筋封端

切去张拉后外露多余的预应力筋，要注意对锚具的保护，锚环外预应力筋长度不宜小于3㎝，预应力束锚头c40混凝土封闭。 （六）孔道灌浆

预应力张拉完成后，应尽快进行孔道灌浆，孔道内水泥浆应饱满密实。灌浆用水泥用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.4～0.45，掺入适量外加剂，用搅拌机充分搅拌后，从灌浆孔灌浆，操作应连

续匀速，待另一端排气孔冒出浓浆后封闭并待荷。 （七）技术措施

1、梁普通钢筋均应按照设计定位绑扎，保证预应力束能顺利穿过梁节点。

2、为确保预应力束定位准确，安装牢固可靠，马凳筋选用ф10@750～1500与箍筋固定牢固，波纹管与马凳筋之间用20号铁丝捆扎牢固。

3、波纹管接头要严密，两头旋入量应一致并用防水胶带缠绕紧密；在预应力束定位完成后，应仔细检查波纹管有无破损，若有应及时修复，严防混凝土浇筑时漏浆。

4、当水电管线位置与预应力位置冲突时，应优先保证预应力束的位置。

5、严禁对预应力筋进行电气焊操作。

6、砼浇筑时，严禁直接振捣波纹管、定位马凳、张拉端及锚固端垫板，严防在浇筑混凝土时预应力束错位。

7、张拉时，严格控制加载速度及油压表的读数，确保张拉力达到设计要求。

8、应采取有效措施防止雨水进入孔道，同时应切实保护好灌浆孔及排气孔。

9、当对马凳筋进行补焊或对非预应力筋进行电焊时应使用挡板等措施来防止电焊火花烧伤波纹管和锚具。

10、预应力构件与普混凝土构件相接部分必须留设张拉槽，待钢

绞线张拉、灌浆完毕后方可封闭。 四、安全措施

预应力专业施工人员必须经过安全培训，合格后方能上岗，所有施工人员在施工现场除遵守土建施工现场安全条例和国家及地方安全条例外，尚应遵守预应力施工的安全条例，重点注意以下几方面：

注意用电安全；

张拉前应仔细检查张拉平台的安全性； 千斤顶后方及两侧各45度范围内严禁站人； 切筋时应注意防止砂轮片破碎伤人。 结束语：

质量是建筑施工的生命。质量是衡量建筑施工企业竞争力和综合实力的重要标准。在施工过程中，要切实的建立健全建筑施工质量控制制度和体系，做好建筑施工的质量交底工作，并且保证落到实处，加强施工人员质量意识和按照质量交底操作的技能，加强建筑施工现场质量的监管，落实岗位责任制，明确权责，制定建筑施工质量管理目标，把目标贯穿于建筑施工的整个过程，从而实现建筑施工质量的有效控制和管理。 参考文献：

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军.浅论公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制[j].广西质量监督导报，2008（7）.