摘要:預(yù)應(yīng)力技術(shù)是正在推廣使用的建筑新技術(shù)之一,現(xiàn)已在大跨度建筑結(jié)構(gòu)施工中得到廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合工程實(shí)例,介紹了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力框架梁施工前的準(zhǔn)備,并從波紋管埋設(shè)、混凝土澆筑,張拉施工等方面對有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力框架梁施工技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)闡述和總結(jié)。 

關(guān)鍵詞:高層建筑;有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力;框架梁;張拉;雙控管理 
1工程概況 
湖南某辦公綜合樓工程,地上15層,地下1層,框剪結(jié)構(gòu),總建筑面積約為28000m2。為滿足大型會議室和辦公大廳大空間、少梁柱的功能要求,部分樓層框架梁結(jié)構(gòu)采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),框架梁結(jié)構(gòu)大樣見圖1,主要預(yù)應(yīng)力構(gòu)件參數(shù)表1。施工時采用以下的施工與應(yīng)力控制技術(shù),經(jīng)檢測,取得了良好的效果。  
2預(yù)應(yīng)力施工前的準(zhǔn)備 
本工程大跨度框架梁采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,跨度為12~20.6m,屬于大跨度結(jié)構(gòu),必須做好施工前的準(zhǔn)備及材料質(zhì)量控制工作。 
本工程使用強(qiáng)度等級1860MPa、直徑15.24mm的高強(qiáng)度低松馳鋼鉸線(松弛損失<2.5%)。應(yīng)具有出廠證明書,進(jìn)場時應(yīng)進(jìn)行外觀檢查和力學(xué)性能抽樣檢驗(yàn),合格方能使用。 
2.1混凝土 
本工程預(yù)應(yīng)力梁、板混凝土強(qiáng)度等級為C40,用于預(yù)應(yīng)力端部封錨的混凝土采用同等級梁、板混凝土強(qiáng)度。 
2.2錨具 
本工程采用OVM體系錨具,固定端采用擠壓錨具。 
錨具是預(yù)應(yīng)力工程中最重要的部件,必須嚴(yán)格要求。使用的錨固體系需提前交監(jiān)理單位認(rèn)同。出廠前應(yīng)由供方按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)并提供質(zhì)量保證書,其質(zhì)量應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》國家標(biāo)準(zhǔn)(BB/T14370-93)的要求,進(jìn)場時應(yīng)分批抽樣進(jìn)行外觀檢查和硬度檢查并進(jìn)行組裝件試驗(yàn),合格方能使用。 
2.3端部承壓墊板 
本工程有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉羰承壓墊板采用OVM多孔錨具配套鑄鐵墊板,固定端采用多孔鋼墊板;無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉端采用單孔鋼墊板,固定端采用多孔鋼墊板或錨具配套擠壓固定成型鑄鐵墊板。單孔鋼墊板厚度為12mm,平面尺寸為90×90mm,其余墊板按OVM15系列錨具選用。 
2.4螺旋筋、網(wǎng)片筋 
本工程無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力端部承壓墊板下局部受壓間接鋼筋采用Φ6螺旋筋,有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力端部承壓墊板下局部受壓采用OVM15配套螺旋筋(當(dāng)螺旋筋安裝困難時采用Φ12網(wǎng)片筋)。 
2.5無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋包涂 
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由預(yù)應(yīng)力專業(yè)包涂廠家進(jìn)行包涂,油脂應(yīng)符合《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋專用防腐潤滑脂》標(biāo)準(zhǔn),包涂質(zhì)量符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。 
3有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn) 
本工程預(yù)應(yīng)力施工工藝流程為:鋪梁底模→綁扎梁非預(yù)應(yīng)力筋→劃預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)→焊預(yù)應(yīng)力筋曲線支架→排放波紋管→穿預(yù)應(yīng)力筋→安裝端部鐵件→隱蔽工程驗(yàn)收→支梁側(cè)模→梁側(cè)模→預(yù)應(yīng)力筋張拉→外露切割→灌漿→端部封裹。主要施工技術(shù)要點(diǎn)如下: 
3.1墊板安裝 
在梁柱鋼筋骨架基本綁扎定位后,即可開始安裝預(yù)應(yīng)力筋端部承壓墊板。墊板按設(shè)計(jì)位置焊在鋼筋骨加上,并按設(shè)計(jì)要求在墊板承壓面后安裝螺旋筋或網(wǎng)片筋。墊板安裝大樣如圖。 
3.2預(yù)埋波紋管 
在梁的鋼筋骨架綁扎基本完成后開始預(yù)埋波紋管。波紋管接頭長度取3.5D。管接口處用膠帶纏裹密封,以防接縫處漏漿。兩根波紋管相接處應(yīng)抵緊,以防穿筋時出現(xiàn)翻皮。波紋管在孔道端部與預(yù)埋鋼承壓墊板喇叭管相接,并對接縫進(jìn)行處理以防漏漿。安裝波紋管時,事先按設(shè)計(jì)圖中預(yù)應(yīng)力筋的曲線坐標(biāo),以波紋管底為準(zhǔn)在箍筋上標(biāo)出波紋管曲線位置,以間距1m的鋼筋托架進(jìn)行支撐,鋼筋托架焊接于箍筋上,箍筋下用墊塊墊實(shí),托架筋采用Φ12鋼筋,見圖2。波紋管安裝就位后,用扎絲將其與托架筋綁在一起,以防燒筑混凝土?xí)r波紋管移位。 
波紋管安裝時應(yīng)避免反復(fù)彎曲和電焊火花燒傷管壁。波紋管安裝后,應(yīng)對波紋管的位置、曲線形狀、固定的牢固程度、接頭及管壁破損情況進(jìn)行檢查,如有破損可用粘膠帶修補(bǔ),破損嚴(yán)重的應(yīng)更換。 
3.3設(shè)置灌漿孔(兼泌水排氣管) 
混凝土澆筑前須在波紋管上設(shè)置灌漿孔(兼泌水排氣管)。灌漿孔(兼泌水排氣管)設(shè)置在波紋管曲線的波峰上。做法為:在波紋管上開洞,其上覆蓋海綿墊板,再用專用壓板壓在海綿墊板上,與波紋管緊密相接,并將其用細(xì)管引出梁頂面綁扎定位。管道長度露出混凝土構(gòu)件表面不小于300mm,管道內(nèi)徑不小于16mm。 
3.4穿筋 
在混凝土澆筑前,將下好料的預(yù)應(yīng)力筋,依次穿入已埋設(shè)好的波紋管內(nèi)。對一端預(yù)埋于構(gòu)件內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋,應(yīng)先安裝好固定端墊板,在預(yù)應(yīng)力筋擠壓制作完成后逐根將其穿入波紋管中。穿筋時在鋼絞線的穿入端帶上特制的導(dǎo)向頭,以便鋼絞線順利穿入。 
本工程穿束采用先穿法,即在波紋管安裝結(jié)束后,即可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋穿束。預(yù)應(yīng)力筋采用人工穿束。穿束時預(yù)應(yīng)力筋前端套上子彈頭,以免扎破波紋管。預(yù)應(yīng)力筋嚴(yán)禁電弧焊火花損傷,若有損傷預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)作報(bào)廢處理。 
3.5混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù) 
本工程預(yù)應(yīng)力梁的截面尺寸較大,因此,要求梁模板的支架必須滿足承受結(jié)構(gòu)的自重和可能出現(xiàn)的最大施工荷載的要求,并有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性。另外梁的高度大,預(yù)應(yīng)力梁兩側(cè)模板必須在波紋管固定好并驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行封模安裝,在模板打?qū)菟ǹ讜r必須注意預(yù)先定出位置,防止打穿波紋管。 
預(yù)應(yīng)力框架梁高度大,混凝土應(yīng)用插入式振動器振實(shí);炷琳駬v過程中,應(yīng)特別注意振動器不得觸及波紋管,以防損壞波紋管造成漏漿堵塞孔道。振搗混凝土?xí)r,在容易碰傷或擠扁波紋管的地方,如柱中和接近梁面處的波紋管,設(shè)立波紋管垂直位置的標(biāo)志。張拉端及梁柱節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵部位,因鋼筋密集,澆搗困難,宜用小直徑(Φ30)振動棒振搗密實(shí),以防張拉時由于混凝土不密實(shí)使預(yù)埋承壓墊板凹陷,造成質(zhì)量安全事故。對于梁端部鋼筋在與柱相接時梁的鋼筋可分別上下錨固。不與柱相接的梁端部其中一半的鋼筋可退后150mm(距梁端)錨固,對于較密的柱、墻鋼筋處,穿管和設(shè)置固定端時,適當(dāng)調(diào)整柱筋、墻筋的間距以保證預(yù)應(yīng)力筋的位置和設(shè)計(jì)標(biāo)高。 
由于框架梁混凝土強(qiáng)度等級高,構(gòu)件截面大,故此混凝土應(yīng)有切實(shí)有效的養(yǎng)護(hù)措施,防止框架梁混凝土在張拉前出現(xiàn)溫度收縮裂縫。 
3.5預(yù)應(yīng)力筋張拉施工 
3.5.1張拉施工 
采用YCW150及YCW250型千斤頂及高壓油泵(配油表)進(jìn)行張拉。張拉設(shè)備(高壓油泵、千斤頂)在使用前進(jìn)行校正,張拉時其控制應(yīng)力根據(jù)校正報(bào)告用內(nèi)插法計(jì)算出張拉力所對應(yīng)的油表讀數(shù)進(jìn)行控制?蚣芰夯炷翉(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后,即可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉,張拉端與固定端結(jié)構(gòu)見圖3、圖4。一端張拉的預(yù)應(yīng)力筋,需在埋設(shè)前進(jìn)行固定端錨具的擠壓。梁中預(yù)應(yīng)力筋張拉順序?yàn)榱航孛鎻纳系较麓涡蜻M(jìn)行張拉。 
張拉控制應(yīng)力:主樓σ con=0.7fptk=1302MPa; 
張拉程序:0→10%σcon→103%σcon→錨固。 
張拉順序:采用按結(jié)構(gòu)順序依次張拉,即從結(jié)構(gòu)一邊向另一邊依次張拉;對同一根梁的張拉應(yīng)注意預(yù)應(yīng)力筋的分布關(guān)系,避免混凝土構(gòu)件在張拉時出現(xiàn)應(yīng)力不均。 
3.5.2張拉施工過程中的雙控管理 
張拉過程中以應(yīng)力控制為主,對預(yù)應(yīng)力筋張拉實(shí)行應(yīng)力和伸長值雙控管理。張拉前計(jì)算出預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值,其實(shí)際伸長值應(yīng)不大于理論伸長值的10%或小于5%,若超出此范圍應(yīng)停止張拉,查明原因方可繼續(xù)張拉。 
        預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值△Lcp按以下公式計(jì)算: 
  △Lcp=FpmLp/ApEp 
其中Fpm――預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力(kN); 
Lp――預(yù)應(yīng)力筋的長度(mm); 
Ap――預(yù)應(yīng)力筋的截面面積(mm2) 
Ep――預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量(kN/mm2)。 
3.5.3預(yù)應(yīng)力筋伸長值的測量 
當(dāng)千斤頂張拉力達(dá)到張拉控制力的10%時,測量人員開始測量預(yù)應(yīng)力筋的初始伸長值,當(dāng)千斤頂張拉力達(dá)到張拉控制力時,測量人員測量預(yù)應(yīng)力筋的最終伸長值,兩者差值即為預(yù)應(yīng)力筋測量伸長值。將測量伸長值除以0.9得到實(shí)際伸長值,以之與理論伸長值比較進(jìn)行校核。張拉前對每束預(yù)應(yīng)力筋編號,并在張拉時作好現(xiàn)場記錄,具體張拉數(shù)據(jù)見表2。 
從表2可以看出預(yù)應(yīng)力束的張拉偏差值均在設(shè)計(jì)允許誤差的范圍內(nèi),這說明張拉過程是成功的。通過同樣的方法對剩余的梁進(jìn)行了張拉,經(jīng)過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)最大正誤差值為4.5%、最大負(fù)誤差值為-3.3%,均在設(shè)計(jì)允許誤差的范圍內(nèi),本工程的預(yù)應(yīng)力張拉圓滿成功。 
此外,在YYL2、YYL3梁跨中布置百分表,測試在預(yù)應(yīng)力恒載作用下的綜合反拱值,見表4,可見預(yù)應(yīng)力的效果十分明顯 
3.6孔道灌漿 
預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉完畢后停置12h,以觀察鋼絞線的錨固情況,然后再進(jìn)行孔道灌漿?椎拦酀{的材料為水泥漿,水泥標(biāo)號為普通P.O32.5R,水灰比控制在0.4~0.45左右。每個孔道灌漿應(yīng)一次完成,不能中途停頓,噴嘴不能離開灌漿孔,以免空氣進(jìn)入孔道形成氣泡。灌漿孔設(shè)在錨具處,水泥漿從一端灌入,直到另一端冒出水泥漿為止。為保證孔道灌漿飽滿,待排氣孔出濃漿后將排氣孔堵塞,并在灌漿口補(bǔ)壓,補(bǔ)壓壓力≥0.5MPa。 
3.7錨具封堵 
預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后須做好封錨工作,方法為:①切除預(yù)應(yīng)力筋多余長度,錨具夾片外露長度≥30mm,切除時采用氧割或機(jī)械切割;②將張拉端及其周圍清理干凈;③用構(gòu)件等強(qiáng)度混凝土澆筑填充并振搗密實(shí),外露鋼絞線保護(hù)層厚度不小于20mm。 
3.8張拉后預(yù)應(yīng)力筋的切除 
預(yù)應(yīng)力筋張拉和孔道灌漿結(jié)束后,需待現(xiàn)場監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后,方可切除張拉端多余預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力筋可以采用機(jī)械或氧割方法切割。采用氧割切割時,應(yīng)做到邊割邊淋水,以免溫度過高影響夾片錨固和鋼絞線性能。  
4結(jié)語 
綜上所述,有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁的采用可以有效控制使用條件下的裂縫和撓度,減少大跨度混凝土梁的截面尺寸,降低了建筑結(jié)構(gòu)的自重,增大了使用空間,并且大大減少了鋼材、混凝土和模板等的用量,從而有效的降低造價(jià),取得了十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 
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