大跨度廠房的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

1、大跨度廠房的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)摘要：本文主要闡述了上海衛(wèi)星研究所總裝總測(cè)廠房的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)關(guān)鍵詞：大跨度 預(yù)應(yīng)力一、工程概況本工程主要建總裝總測(cè)廠房，主要由主廠房、輔助用房二部分組成?？偨ㄖ娣e為9460平方米，建筑高度23.67米，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。主廠房分五個(gè)主要工作區(qū)。主廠房為十萬級(jí)潔凈廠房（局部一萬級(jí)），廠房為單層，局部為三層輔樓。本工程室內(nèi)標(biāo)高為土0.000，相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高4.750m，室外標(biāo)高-0.450。主廠房為單層，屋頂標(biāo)高23.67m。本項(xiàng)目主廠房屋面結(jié)構(gòu)大跨度梁采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)低松弛s15.20鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼

2、絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1860MPa，直徑15.20mm，單根截面積為139mm2，彈性模量Es=1.95x105MPa。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，張拉端錨具采用夾片群錨，固定端采用擠壓錨，預(yù)埋金屬波紋管進(jìn)行孔道成型；混凝土澆注后，其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉控制應(yīng)力con=0.75fptk。二、整體施工工藝本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力梁采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工的整體施工工藝需要綜合考慮鋼絞線下料，模板支設(shè)，鋪設(shè)普通鋼筋，鋪設(shè)支架鋼筋，鋪放預(yù)應(yīng)力筋，張拉端錨具埋設(shè)，隱蔽工程驗(yàn)收，澆搗混凝土以及混凝土達(dá)到強(qiáng)度后的張拉，灌漿等一系列的流程操作和預(yù)應(yīng)力框架梁布置，如下：預(yù)應(yīng)力框架梁

3、平面布置圖三、鋼絞線斷料按設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算下料長度。計(jì)算斷料長度時(shí)應(yīng)綜合考慮構(gòu)件的孔道長度，錨具厚度，張拉伸長值，構(gòu)件的彈性壓縮值以及張拉時(shí)所需的工作長度等，下料長度（L）的公式如下：L=l+2h+l1+l2式中： l-孔道曲線長度 h-錨墊板厚度 l1-張拉端千斤頂?shù)墓ぷ鏖L度 l2-固定端鋼絞線露出錨具的長度，若為兩端張拉，則為另一張拉端千斤頂?shù)墓ぷ鏖L度斷料用放線盤鋼絞線盤鋼絞線運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)成盤包裝，每盤重約3噸。在進(jìn)行斷料時(shí)，需要用鋼管搭設(shè)專用的放線架將鋼絞線盤固定（如圖），以防在放線斷料時(shí)鋼絞線彈出，造成不必要的損失和安全事故。將鋼絞線盤在平坦干燥的場(chǎng)地上直接用砂輪切割機(jī)逐根斷料，不得使用氣

4、割或電焊切割。同一束孔道內(nèi)的鋼絞線長度基本相同，對(duì)不同束、不同長度規(guī)格的鋼絞線按預(yù)應(yīng)力梁號(hào)進(jìn)行分類編號(hào)。制作好的鋼絞線束，按規(guī)格、型號(hào)及長度進(jìn)行編號(hào)、分類堆放，需裝車運(yùn)輸?shù)目删沓芍睆讲恍∮?米的圓圈。鋼絞線斷料四、固定端P型擠壓錨制作對(duì)一端張拉，一端固定（1軸及17軸為固定端）的鋼絞線需用專用擠壓機(jī)制造固定端擠壓錨具。擠壓錨制作時(shí)，先在預(yù)應(yīng)力鋼絞線端部安裝內(nèi)外帶螺紋的片式襯套和擠壓套筒，開啟油泵，將其強(qiáng)力壓過擠壓及?？缀?，片式襯套的內(nèi)外螺紋分別嵌入鋼絞線和擠壓套筒上，形成可靠的錨固單元。操作時(shí)，須嚴(yán)格控制擠壓錨制作質(zhì)量，擠壓時(shí)油表壓力30MPa左右，縮徑錨具涂減模劑，保持潤滑。擠壓錨制作已加工

5、好的擠壓錨五、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪放1、 鋪設(shè)底板，綁扎骨架鋼筋：一般情況下在綁扎完成上下單排主筋和箍筋（開口箍筋）后，就可以穿插進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的制作。預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)預(yù)留兩側(cè)側(cè)模（至少預(yù)留一側(cè)模板），在波紋管鋪設(shè)完畢后再封兩側(cè)側(cè)模。2、 確定孔道高度，電焊支架鋼筋：施工時(shí)，首先可以在綁扎完成的箍筋上，根據(jù)鋪放圖中標(biāo)注的跨中高度和反彎點(diǎn)水平距離、高度，確定支架鋼筋高度。必須注意的是，設(shè)計(jì)圖中的預(yù)應(yīng)力鋼筋曲線是以孔道中心為標(biāo)準(zhǔn)，而確定支架鋼筋的高度時(shí)應(yīng)以波紋管底部外徑為基線。本工程中，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁采用100金屬波紋管，實(shí)際的支架鋼筋高度應(yīng)為施工圖矢高（梁底面至鋼索中心線距離）減去相應(yīng)的波紋管半徑。反彎點(diǎn)

6、與跨中之間的曲線自然垂落，支架鋼筋采用10以上鋼筋，水平間距約1000mm，寬度與梁箍筋寬度相同?？梢韵却_定孔道最低點(diǎn)處位置，然后沿最低點(diǎn)向兩側(cè)按水平間距的要求把支架鋼筋電焊在箍筋上。已鋪放完畢波紋管的大梁3、 鋼筋放樣等協(xié)調(diào)工作：在鋪放前，因框架梁的部分位置有柱、梁（縱向和橫向）鋼筋共三個(gè)方向的鋼筋在節(jié)點(diǎn)處交錯(cuò)，需由總包方協(xié)調(diào)鋼筋放樣等工種，首先保證預(yù)應(yīng)力波紋管的設(shè)計(jì)位置。4、 鋪放波紋管：在完成支架鋼筋安裝后，即可鋪放金屬波紋管。波紋管接頭處采用比工作管直徑大5mm的接頭套管連接，詳見附圖。在穿波紋管前，應(yīng)同時(shí)注意檢查外觀質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)波紋管有破損現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)拆換管道。波紋管接頭必須要牢固、嚴(yán)

7、密，接頭處須用封箱膠帶密封。1、波紋管 2、海綿墊片 3、塑料弧形壓板 4、塑料管 5、鉛絲綁扎5、 波紋管按規(guī)定預(yù)留排氣孔，孔口的塑料引出管與波紋管接合處必須連接密實(shí)，其構(gòu)造見下圖。塑料引出管高出構(gòu)件頂面200mm以上，塑料引出管內(nèi)可以插放短鋼筋以便臨時(shí)固定。預(yù)應(yīng)力筋穿束6、 預(yù)應(yīng)力筋穿 束：鋼絞線采用單根穿束方案。穿束前先將鋼絞線端部用黑膠布包緊，然后把單根鋼絞線從波紋管一端穿至另一端，每一孔道穿入設(shè)計(jì)規(guī)定的根數(shù)。對(duì)于采用一端張拉的預(yù)應(yīng)力束，鋼絞線在進(jìn)場(chǎng)時(shí)已完成擠壓頭制作，因此鋼絞線只能從固定端鐵板穿至張拉端。固定端鐵板和螺旋筋在穿束前可以先固定。穿束時(shí)，要注意穿進(jìn)困難時(shí)不能硬頂，以防波紋

8、管被頂破，而應(yīng)將鋼絞線來回輕抽、推、轉(zhuǎn)，必要時(shí)應(yīng)檢查波紋管是否通順，否則應(yīng)將其扶順。固定端擠壓錨必須緊貼鐵板。固定端波紋管口，用鋼絲球和水泥砂漿封閉，以免漏漿。穿束在澆搗砼前進(jìn)行時(shí)，應(yīng)對(duì)外露鋼絞線進(jìn)行保護(hù)。具體方法是：在鋼絞線外進(jìn)行封閉包扎塑料布，外纏塑料膠布。在穿束完成后應(yīng)對(duì)波紋管進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)破洞等現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。 張拉端錨具示意圖固定端錨具示意圖7、 端部錨墊板的安裝：波紋管位置固定好并穿束完成后，可安裝錨墊板及螺旋筋，端部模板應(yīng)緊壓端部錨墊板。同時(shí)應(yīng)采用普通鋼筋加以固定，以防止在澆搗砼時(shí)，發(fā)生偏位等現(xiàn)象。端部錨墊板、螺旋筋由于處于支座處，可能鋼筋較密，安裝比較困難，應(yīng)對(duì)普通鋼筋進(jìn)

9、行事先排列，同時(shí)必須保證與孔道垂直。錨墊板安裝完成后，對(duì)錨墊板上灌漿孔進(jìn)行封閉保護(hù)。在完成全部鋼筋綁扎工作和預(yù)應(yīng)力鋪放工程結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行隱蔽工程的驗(yàn)收，由業(yè)主方、監(jiān)理和總包方確認(rèn)合格后方能澆搗砼。六、澆搗混凝土澆灌混凝土?xí)r應(yīng)絕對(duì)避免振動(dòng)棒強(qiáng)力撞擊波紋管，以防止振動(dòng)棒將波紋管震破后漏漿。張拉端、固定端處鋼筋較為集中，混凝土澆搗必須注意振搗密實(shí)。砼澆搗時(shí)，施工人員應(yīng)嚴(yán)禁踏壓或撞碰波紋管，同時(shí)應(yīng)注意端部和鋼筋較密處砼的密實(shí)性，防止發(fā)生空洞現(xiàn)象。七、預(yù)應(yīng)力筋張拉1、 張拉前的準(zhǔn)備工作1）張拉前應(yīng)拆除預(yù)應(yīng)力梁的側(cè)模，保留底模板及支撐。預(yù)應(yīng)力梁支撐的梁板模板先行拆除時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力梁模板支撐的強(qiáng)度和剛度。

10、安裝錨環(huán)夾片2）有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉前需先去除孔道口多余波紋管，清理預(yù)埋墊板上的灰漿，把錨環(huán)對(duì)準(zhǔn)孔道中心套入預(yù)應(yīng)力筋束，錨環(huán)各孔中預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)平行不得交叉，塞放夾片時(shí)，夾片間隙及溜出長度應(yīng)均勻，并用鋼管及小錘輕輕敲緊，不致脫落。夾片裝好后如不立即張拉，應(yīng)將外露鋼絞線扎結(jié)在一起。 3）在預(yù)應(yīng)力筋張拉前首先應(yīng)進(jìn)行設(shè)備標(biāo)定，千斤頂、油泵配套標(biāo)定采用誤差<1%的液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。發(fā)生下列情況時(shí)應(yīng)重新標(biāo)定：a）油壓表不歸零或損壞、失靈；b）嚴(yán)重?cái)?、滑絲；c）伸長量不合要求而對(duì)張拉力有懷疑時(shí)；d）千斤頂嚴(yán)重漏油或修理后；e）油泵修理后；f）使用達(dá)到6個(gè)月。2、 張拉前的技術(shù)核查1）混凝土澆注后，其

11、混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。2）預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，采用分批、分階段對(duì)稱張拉。3）張拉前對(duì)構(gòu)件端部預(yù)埋件、灌漿孔、混凝土等進(jìn)行全面檢查。3、 張拉設(shè)備張拉設(shè)備主要采用150t和250t千斤頂及配套油泵。張拉油泵張拉千斤頂張拉千斤頂（梁多孔張拉） 4、 張拉控制力下表是設(shè)計(jì)要求的張拉控制應(yīng)力con及理論張拉力每束鋼絞線根數(shù)張拉控制應(yīng)力con（MPa）每束鋼絞線截面積（mm2）每束鋼絞線張拉力(kN）4139555677651395695970613958341163713959731357813951112155191395125117451

12、21395166823275、 張拉方式本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力梁部分梁采用兩端張拉，部分梁采用一端張拉。一般情況下，按照規(guī)范要求，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋長度超過30米時(shí)，宜采用兩端張拉；當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋長度在30米以下時(shí)采用一端張拉，具體的張拉情況需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所示。在本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙上，以表示張拉端，以表示固定端。6、 張拉工藝安裝千斤頂1）裝置千斤頂。千斤頂應(yīng)吊掛在穩(wěn)固的支架上，并可調(diào)節(jié)位置，便于推動(dòng)千斤頂靠攏錨具并與孔道對(duì)中；預(yù)應(yīng)力筋通過千斤頂時(shí)排列整齊；為便于自動(dòng)退卸工具錨，在工具錨夾片上涂上少量潤滑油。千斤頂支架利用腳手架鋼管搭設(shè)。2）張拉時(shí)應(yīng)做到孔道、錨環(huán)與千斤頂三對(duì)中，張拉過程應(yīng)均勻。量測(cè)伸長值3）預(yù)應(yīng)力梁

13、的張拉程序?yàn)椋?10%con（讀初始伸長值L1并作記錄）con持荷2分鐘con（量測(cè)伸長值L2作記錄）卸荷至零。4）張拉的控制采用以張拉力為主、伸長值校驗(yàn)的方法。初應(yīng)力時(shí)量取千斤頂活塞的伸長量L1，張拉達(dá)scon時(shí)再量取千斤頂活塞的伸長量L2，二者之差為鋼束的實(shí)際伸長量。實(shí)際伸長量與理論伸長值的差，與理論伸長值相比不應(yīng)超過±6%，否則應(yīng)停機(jī)檢查原因，予以調(diào)整后方可張拉，必要時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。預(yù)應(yīng)力張拉的理論伸長值應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算，即采用平均張拉應(yīng)力法。具體公式如下：Fp平均張拉力L孔道曲線長度5）預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的張拉順序，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，施工方便、操作安全的因素確定。

14、現(xiàn)澆樓面結(jié)構(gòu)，宜先張拉樓板、次梁，再張拉主梁。預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，從結(jié)構(gòu)的一側(cè)向另一側(cè)逐根梁進(jìn)行張拉。6）張拉完畢后，應(yīng)檢查端部和其他部位是否有裂縫，并填寫張拉記錄表。7）在預(yù)應(yīng)力張拉完畢24小時(shí)后方可拆除底模板及支撐。八、錨具保護(hù) 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉完后，采用手提式切割機(jī)或其它機(jī)械方式切割多余鋼絞線，露出錨具外的鋼絞線長度不小于30mm。用C35級(jí)細(xì)石砼封閉錨具夾片與外露鋼鉸線。1、用手提砂輪割機(jī)切除或用電焊燒掉多余應(yīng)力筋，錨具外露長度2030mm，當(dāng)采用電焊燒斷方式切割時(shí)，應(yīng)用濕布裹住錨具，使其不致過熱；2、用C35級(jí)細(xì)石砼澆筑張拉端后澆部分及凹槽以保護(hù)錨具，砼中不得使用含氯離子的外加劑。九、孔道

15、壓漿預(yù)應(yīng)力張拉完成后兩天內(nèi)及時(shí)進(jìn)行灌漿，并在灌漿前做好相應(yīng)的試驗(yàn)工作。灌漿示意圖如下圖所示。1、灌漿工藝1）張拉后應(yīng)及時(shí)檢查張拉記錄及錨固情況，經(jīng)各方認(rèn)可后再準(zhǔn)備灌漿。壓漿機(jī)及試模2）灌漿前應(yīng)全面檢查預(yù)應(yīng)力構(gòu)件孔道及進(jìn)漿孔，排氣、排水孔是否暢通；檢查灌漿設(shè)備、管道及閥門的可靠性，壓漿泵壓力表應(yīng)進(jìn)行計(jì)量校驗(yàn)。3）構(gòu)件張拉完畢后，在錨具可能產(chǎn)生漏漿處需用水泥砂漿封堵。4）水泥漿體進(jìn)入壓漿泵前須經(jīng)過不大于5mm篩孔篩網(wǎng)過濾。在正常情況下，制漿、灌漿設(shè)備連續(xù)灌漿能力應(yīng)使構(gòu)件中最長的預(yù)應(yīng)力孔道的灌漿時(shí)間不超過20min。5）灌漿應(yīng)緩慢連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)排氣通順。灌漿壓力保持在0.51.0MPa，在

16、灌滿孔道封閉排氣孔后，再穩(wěn)壓12min后封閉灌漿孔。6）灌漿結(jié)束后，應(yīng)仔細(xì)清洗拌漿機(jī)、壓漿機(jī)、管道及閥門等，以備下次使用。2、制漿要求1）孔道灌漿應(yīng)采用不低于425號(hào)普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿。所用水泥必須符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不得含有結(jié)塊物。2）水泥漿水灰比不宜超過0.40.45。水泥漿應(yīng)保證有足夠的流動(dòng)性。水泥漿流動(dòng)度宜根據(jù)氣溫條件控制在1420秒之間，并應(yīng)在40min內(nèi)流動(dòng)度無大變化。流動(dòng)度用1.725L的錐形漏斗測(cè)定。3）水泥漿自拌和至灌入孔道的間隔時(shí)間不宜大于20分鐘，灌漿前應(yīng)防止?jié){體沉淀離析。3、灌漿質(zhì)量1） 灌漿用水泥漿的配合比應(yīng)預(yù)先確定，制漿時(shí)不得隨意加水，灌漿中應(yīng)記錄灌漿部位，流動(dòng)度測(cè)定值，水泥用量。2）每次灌漿作業(yè)時(shí)，至少應(yīng)測(cè)試水泥漿流動(dòng)度二次，流動(dòng)度偏差不得大于20%。3）灌漿時(shí)，制漿單位每班至少應(yīng)留取7.07cm3標(biāo)準(zhǔn)水泥漿試塊一組每組六塊。標(biāo)養(yǎng)28d后檢查其抗壓強(qiáng)度作為水泥漿質(zhì)量的評(píng)定依據(jù)