大跨度梁內(nèi)緩粘結(jié)預應(yīng)力施工工法

大跨度梁內(nèi)緩粘結(jié)預應(yīng)力施工工法1前言以xx項目施工為背景，本工程單體風雨操場地下一層、地上一層部分大跨度梁內(nèi)采用了緩粘結(jié)預應(yīng)力混凝土技術(shù)，緩粘結(jié)預應(yīng)力筋覆蓋范圍1822平方米，此范圍由19根400mm*1200mm單向預應(yīng)力梁、160mm厚板組成，梁跨度為24.5米，模板支架高度為8.77m，屬于超高大跨度預應(yīng)力混凝土梁板結(jié)構(gòu)，其中采用76束梁內(nèi)緩粘結(jié)預應(yīng)力施工技術(shù)，涉及預應(yīng)力筋長度達27米以上，根數(shù)達380根，為了保證結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性及改善結(jié)構(gòu)受力性能，全部預應(yīng)力構(gòu)件均按部分預應(yīng)力構(gòu)件進行設(shè)計。本工法對大跨度緩粘結(jié)預應(yīng)力梁三個方面的施工技術(shù)進行了研究,通過實例應(yīng)用,取得了較好的綜合經(jīng)濟效益,具有較強的指導作用,也對類似工程施工具有一定的推廣應(yīng)用價值。2工法特點2.1可以抵抗溫度變化引起的溫度應(yīng)力，控制結(jié)構(gòu)的溫度收縮及表面裂縫。

2.2施工簡便、速度快，無需預埋孔道、穿筋、灌漿等，簡化施工工藝，加快施工進度。2.3縮短工期，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。3適用范圍3.1本工法適用于大跨度梁板內(nèi)緩粘結(jié)預應(yīng)力筋張拉施工工作。4工藝原理4.1使用緩粘結(jié)預應(yīng)力新技術(shù)，克服有粘結(jié)與無粘結(jié)預應(yīng)力的缺點，省去有粘結(jié)埋設(shè)波紋管、灌漿兩道工序，節(jié)省工期。如圖4.1.14.1.1緩粘結(jié)預應(yīng)力筋示意圖4.2采用穴模留置，梁面無需開槽斷筋，只需將預應(yīng)力筋從縱筋間隙中穿出并留置穴模，待張拉時取出穴模，張拉后封錨，施工簡便。如圖4.2.1圖4.2.1穴模留置示意圖4.3單孔夾片錨具較有粘結(jié)偏小，節(jié)點布置靈活方便，節(jié)點交匯處混凝土澆注易密實，施工質(zhì)量有保障。如圖4.3.1。圖4.3.1單孔夾片錨具示意圖4.4預應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程施工中預應(yīng)力損失及其控制，減少張拉端錨具變形和鋼筋松弛引起的預應(yīng)力損失；采用超張拉工藝時，預應(yīng)力鋼筋實際應(yīng)力分布沿構(gòu)件比較均勻，而且預應(yīng)力損失也大大降低了；采用高等級水泥,減少水泥用量，降低水灰比，以減少混凝土的收縮和徐變值。4.5高大模架選型是超大跨預應(yīng)力混凝土梁施工的關(guān)鍵，直接決定結(jié)構(gòu)的工期、安全、成本。因此,在綜合考慮以上因素情況下，應(yīng)優(yōu)先選用通用性強、搭拆靈活的扣件式鋼管腳手架支撐體系。5施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程圖支梁底模→綁扎梁內(nèi)普通鋼筋（拉結(jié)筋后放）→綁扎支撐鋼筋→將預應(yīng)力筋穿入→放置預應(yīng)力筋張拉端配件→調(diào)整和固定梁內(nèi)預應(yīng)力筋的位置→封梁側(cè)模及張拉端處模板→鋪放樓板內(nèi)普通鋼筋→隱蔽工程檢查驗收→澆筑混凝土→預應(yīng)力筋張拉→切斷多余預應(yīng)力筋→張拉端封錨5.2緩粘結(jié)預應(yīng)力筋的制作將緩粘結(jié)預應(yīng)力鋼絞線放在平坦干燥的場地上進行下料。首先根據(jù)施工圖紙的要求計算出下料長度，進行編號下料。預應(yīng)力筋下料應(yīng)用砂輪切割機切割，嚴禁使用電弧和氣割。內(nèi)埋式的固定端應(yīng)除去端部部分PE護套，并用丙酮及刷子將緩凝結(jié)膠清除干凈。內(nèi)埋式固定端采用擠壓錨，擠壓錨的內(nèi)襯彈簧長度為50mm，在專用擠壓機下擠壓縮徑。如圖5.2.1。圖5.2.1緩粘結(jié)預應(yīng)力筋固定端制作5.3緩粘結(jié)預應(yīng)力筋的鋪設(shè)緩粘結(jié)筋鋪放時，應(yīng)保持順直，按照施工圖的線型標高圖布置支撐鋼筋，亦可與其它鋼筋綁扎，保證束形控制點與設(shè)計的位置偏差在允許的偏差值內(nèi)，本工程中截面高度為300<h≦1500，允許偏差為正負10mm。如圖5.3.1。圖5.3.1反彎點處、梁內(nèi)端部、跨中位置處的預應(yīng)力筋位置設(shè)定張拉端端部的模板應(yīng)按預留孔的位置進行鉆孔處理,放置張拉端穴模。穿束時可多人協(xié)同作業(yè)，兩根并著穿，防止相互扭絞。每根鋼絞線的外露長度不得小于1米。本工程中鋼絞線束將采用帶狀布置，每道梁分成平直的2束在張拉端平順分開。如圖5.3.2-1，如圖5.3.2-2。圖5.3.2-1預應(yīng)力筋呈彎矩走向布置圖5.3.2-2預應(yīng)力筋在梁內(nèi)分布示意圖5.4緩粘預應(yīng)力混凝土澆筑養(yǎng)護緩粘結(jié)預應(yīng)力鋼絞線鋪設(shè)完畢后應(yīng)進行隱蔽驗收，當確認合格后方可澆筑混凝土。張拉端及固定端混凝土必須振搗密實。混凝土澆筑時嚴禁踏壓碰撞預應(yīng)力筋、支撐架以及端部預埋部件。在養(yǎng)護期間要多澆水，減少混凝土水化熱對緩凝的影響。5.5緩粘結(jié)預應(yīng)力筋的張拉=1\*GB3①本工程張拉方式為單端出板面張拉。=2\*GB3②當混凝土強度達到100%時，即可進行張拉施工。=3\*GB3③張拉設(shè)備選用已進行過配套校驗的設(shè)備，校驗期限在半年之內(nèi)。=4\*GB3④安裝張拉設(shè)備使張拉力的作用線與預應(yīng)力筋的中心線重合，張拉控制力不得超過0.75fptk，按雙控法進行控制，在控制應(yīng)力下，當實際伸長值與設(shè)計計算值相對偏差超過正負6%時，應(yīng)暫停張拉。=5\*GB3⑤根據(jù)每道梁的情況，張拉應(yīng)分批、分階段對稱張拉，本工程按從中間向兩邊逐根張拉。分別做好張拉記錄。5.6緩粘結(jié)預應(yīng)力筋的張拉伸長值5.6.1理論伸長值計算公式及參數(shù)的采用按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JGJ041—2000推薦的公式進行計算。 （5.6.1-1）式中：PP——預應(yīng)力筋的平均張拉力(N)，直線筋取張拉端的拉力，本工程預應(yīng)力筋線型為L1（L1,e1,e2）直線型；當預應(yīng)力筋為直線時PP=P。L——預應(yīng)力筋的長度(mm)；AP——預應(yīng)力筋的截面面積(mm2)；17.8為191mm2；EP——預應(yīng)力筋的彈性模量(N／mm2)。5.6.2張拉控制應(yīng)力的確定根據(jù)《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ2—2008的8.4.3條規(guī)定：預應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力必須符合設(shè)計規(guī)定，本工程設(shè)計的控制張拉應(yīng)力σcon＝0.75fpk＝1395Mpa（5.6.2-1）由此可得，P=fptk*AP*0.75=1860*191*0.75=266.4KN5.6.3預應(yīng)力筋的長度預應(yīng)力筋的長度為各段之和，即斜線段6710mm+直線段4000mm＝107100mm。5.6.4理論伸長值按公式計算 （5.6.4-1）式中：PP——預應(yīng)力筋的平均張拉力(N)；PP＝266400N。L——預應(yīng)力筋的長度(mm)；長度L＝10.71m；AP——預應(yīng)力筋的截面面積(mm2)；AP＝1×191＝191mm2；EP——預應(yīng)力筋的彈性模量(N／mm2)。EP＝1.95×105Mpa，把數(shù)值代入公式：采用一端張拉，一端的理論伸長值Δ＝76.6mm。5.6.5實際伸長值的長度根據(jù)實際伸長值可在正負6%理論伸長值范圍之內(nèi)，因此實際伸長值在72-81.2mm之間均為合格；5.7緩粘結(jié)預應(yīng)力筋的封錨緩粘結(jié)預應(yīng)力筋張拉完成后即可切割工作長度內(nèi)多余鋼鉸線，用手提式切割機進行，露出錨具外的鋼鉸線長度不小于30mm。最后用細石混凝土封閉，預應(yīng)力筋外混凝土保護層厚度應(yīng)大于25mm。6材料與設(shè)備6.1材料本工程采用中國建筑集團有限公司生產(chǎn)的17.8（1860MPa）鋼絞線，錨具采用天津市銀燕建筑材料有限公司產(chǎn)品。表6.1.1材料及指標表材料名稱選用型號及規(guī)格產(chǎn)地廠家RPS鋼鉸線d=17.8fptk=1860MPa天津固鑫金屬制品有限公司預應(yīng)力錨具KM系列,Ⅰ類型(18-1)天津市乾昌預應(yīng)力機械有限公司預應(yīng)力錨具KM系列,18-1P型天津市乾昌預應(yīng)力機械有限公司6.2設(shè)備表6.2.1設(shè)備及指標表機械名稱型號數(shù)量工作能力油泵ZB4-5002精度1.5級，量程60MPa擠壓機GYJ350-1502與油泵配套使用，額定壓力50MPa千斤頂及配套設(shè)備YCW-502張拉行程300mm，理論拉力500KN切割機PWS6-1001功率1500KW,電焊機J30KW1功率為30KW7質(zhì)量保證措施7.1熟悉緩粘結(jié)預應(yīng)力圖紙及施工工序，做好施工人員的技術(shù)交底工作。7.2加強施工過程中控制，經(jīng)常抽查、復核施工中相關(guān)數(shù)據(jù)、尺寸。做好鋼鉸線、錨具等驗收工作。7.3混凝土試塊多做三組現(xiàn)場同條件養(yǎng)護，以便提供張拉時砼的強度。7.4做好張拉記錄的檢查抽查工作，如果發(fā)現(xiàn)張拉結(jié)果與設(shè)計及規(guī)范要求不相符應(yīng)及時通知張拉人員暫停并查明原因。7.5重點檢查預應(yīng)力筋位置、綁扎情況，鋪放完成后做好隱蔽工程驗收記錄單。7.6預應(yīng)力張拉必須有檢測中心的試塊強度報度，且強度達到設(shè)計要求。7.7預應(yīng)力鋼絲下料后，應(yīng)經(jīng)調(diào)直處理，成束時應(yīng)梳理均勻，確保順直而不交叉扭轉(zhuǎn)，搬運鋼絲束時提點、掮點、吊點距離不應(yīng)大于3m，端部懸出長度不得大于1.5m。7.8錨固端處理完畢，另一端安裝前用密封膠帶或塑料熱縮管封裹。7.9預應(yīng)力筋初張拉時應(yīng)先使鋼絲略為拉緊，并同時調(diào)整錨圈、墊圈及千斤頂?shù)奈恢茫箍椎厘^具、千斤頂三者軸線互相吻合，注意使每根鋼絲受力均勻，當鋼絲束達到初應(yīng)力時，打緊楔塊，并在鋼絲束上進行標記作為測量鋼絲伸長值的終點。7.10張拉中應(yīng)避免預應(yīng)力鋼絞線的滑絲、斷絲，發(fā)生滑絲、斷絲應(yīng)暫停張拉，查明原因采取糾正措施后恢復張拉。對于有粘結(jié)預應(yīng)力鋼絞線，斷絲或滑絲的數(shù)量嚴禁超過同一截面預應(yīng)力總根數(shù)的3%，且每束鋼絞線不得超過一根。8安全措施8.1全體施工人員應(yīng)牢固樹立起“安全第一，預防為主”的思想觀念，發(fā)現(xiàn)隱患立即整改，將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)。8.2加強安全意識，進入施工現(xiàn)場必須戴好安全帽。8.3高空、臨邊張拉作業(yè)應(yīng)搭設(shè)腳手架或操作平臺，腳手架應(yīng)牢固可靠、有裝卸操作千斤頂用面積，并有可靠的護欄。8.4作業(yè)中要特別注意張拉安全，在任何情況下人員都不得站在預應(yīng)力筋張拉的兩端，在千斤頂后1.5~2m處設(shè)置防護板，以免千斤頂與銷子脫節(jié)發(fā)生“飛頂”事故。8.5張拉時發(fā)現(xiàn)以下情況，應(yīng)立即放松千斤頂，查明原因，采取措施后張拉。(1)斷絲、滑絲或錨具碎裂；(2)混凝土破碎，墊板陷入混凝土；(3)孔道中有異常聲響；(4)達到張拉力后，伸長值明顯不足，或張拉力不足，預應(yīng)力筋已被拉動并繼續(xù)伸長。9環(huán)保措施9.1以文明工地為目標組織施工。9.2做好現(xiàn)場材料分類歸堆，并做好相應(yīng)標識牌。9.3在施工現(xiàn)場做好落手清工作，做到工完場清。9.4進入施工現(xiàn)場，必須佩戴好胸卡，表明工作崗位，統(tǒng)一編號。9.5進入施工區(qū)域，嚴禁吸煙。10效益分析10.1預應(yīng)力結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性比較預應(yīng)力結(jié)構(gòu)和普通混凝土結(jié)構(gòu)的對比，預應(yīng)力結(jié)構(gòu)的優(yōu)點大量節(jié)省鋼材，減小構(gòu)件的截面，減輕結(jié)構(gòu)自重比普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預計可節(jié)約鋼材30%-60%，減輕結(jié)構(gòu)自重預計達30%左右，特別在大跨度結(jié)構(gòu)中更為經(jīng)濟能有效地降低結(jié)構(gòu)高度或增加凈空，建造大跨度、大空間結(jié)構(gòu)，增加使用面積不開裂使