后张预应力井式梁屋面的施工

1后张预应力井式梁屋面的施工浙江省第四建筑工程公司崔峻连晓春【摘要】跨度20.364m现浇后张预应力井式梁屋面施工【关键词】预应力井式梁，施工方法本文介绍了浙江省科协科学会堂报告厅采用的后张预应力井式梁屋面的施工方法。一、工程概况科学会堂裙房平面图如图1，其中报告厅为两层全现浇框架结构。底层层高4.80米，二层层高7.00米，屋盖平面为八边形，整个交叉梁板屋盖结构支撑在周边十二根柱子上，屋盖采用整浇后张预应力混凝土井式梁板结构，剖面图如图2所示，井格中心距为5.091m。报告厅预应力后张大梁位置如图1中9、10、11、E、F、G轴所示，6根大梁均为20.364m，梁宽为0.3m，屋面板的厚度0.08m，混凝土标号均为C40。预应力后张大梁埋管采用上海金属软管厂生产的波纹管，内径60mm，外径67mm，每根大梁配筋为6束6ΦJ15钢绞线，用JM15-6锚具锚固。图1科学会堂裙房平面图图2报告厅框架剖面图1.中厅；2.报告厅二、施工方法1.准备工作1.1钢绞线下料。为了防止整卷钢绞线放松时回弹伤人和下料方便，将整卷钢绞线安置在特别的圆转盘上（直径约1.5m），下料时用人工将钢绞线头撬出并拉至地面，钢绞线下料长度为24.655m，采用常规的钢管限位下料法下料。为了使下料长度精确，事先在水泥地坪上弹线，钢绞线用人工从弹线的一端拉至另一端，用钢管夹牢，对准所弹的线拉紧绷直，按预定的长度用高速砂轮机逐根切断。钢绞线的下料长度可按如下公式计算：L=（LT+L1+L2）·K。其中：L为钢绞线的下料长度（米）；K为下料损耗折算系数，通常K=1.1；LT为构件孔道净长（米）；L1为预应力构件固定端钢绞线预留长度，通常L1=0.5米；L2为预应力构件张拉端钢绞线预留长度，通常L2=1.3米（L2=a+b+c，a为固定锚厚度、b为千斤顶长度、c为工作锚厚度）1.2波纹管下料。波纹管下料长度可按公式L=LT+2L1进行计算，其中：L为波纹管下料长度（米）；LT为构件孔道净长（米）；L1为波纹管伸出预埋孔板的预留长度，通常L1=0.08米。2.模板工程2.1预应力大梁底模安装。梁L9、L10、L11的底标高为10.800m，LE、LF、LG梁的底标高为10.825m，交叉处梁底高度为2.5cm。搭承重架时，将L9、L10、L11的钢管安装的比支撑LE、LF、LG的钢管标高低8cm，然后在L9、L10、L11底模上再覆0.3米宽的钢模，这样就产生了2.5cm的高差，支好底模后，要对梁的轴线、标高情况进行全面复查。2.2模板施工。预应力大梁支模采用常规施工。预应力大梁封模之前应对预应2力筋及非预应力筋的铺设位置、预埋孔板的标高、梁轴线位置及波纹管的完好情况等进行全面检查。封模时需特别注意对伸出梁外部的灌浆孔的保护，避免灌浆孔变形、破损。必要时可在灌浆孔外套上硬质材料，以利保护。模板的拆除，考虑了施加预应力的特点。梁的侧模和楼板底模，在梁施加预应力前拆除，以免施加预应力时约束混凝土的自由变形。在施加预应力后，灌浆砼强度达到20N/mm2时，拆除梁的底模屋盖承重架从梁中间向两端对称拆除，使梁承载合理。3.波纹管就位和灌浆孔的设置3.1梁端预埋孔板的固定。由于该梁跨度大，钢筋纵横交错，尤其是梁两端，梁柱交接节点：柱筋、梁筋、波纹管、钢筋网片重叠，波纹管就位十分困难。为了保证波纹管的正确就位，在底模固定后，首先根据标高固定梁端预埋孔板。将孔板的锚筋与柱脚焊牢。3.2钢绞线穿束和波纹管就位。本工程采用先穿束后浇梁混凝土的办法，为避免波纹管漏浆后造成粘结预应力束的现象，采取以下措施：①加强波纹管的连接，波纹管的接头如图3施工；②波纹管伸出预埋孔板8cm，以防浇捣混凝土时水泥浆从梁两端的波纹管开口处漏入管内；③浇捣混凝土时，特别注意振动棒不得碰撞波纹管；④浇捣好混凝土后，在混凝土初凝之后，终凝之前，必须将钢绞线各拉一次，以防止漏浆将钢绞线和波纹管粘接在一起，造成张拉困难。波纹管就位后，用塑料薄膜将外露部分钢绞线包扎好，再用塑料布将两端波纹管口紧密堵塞，以防雨水进入。就位时，波纹管位置的准确性十分重要。施工中根据设计高度，用钢筋托架固定如图4。托架水平间距0.8米，波纹管安装时，应注意尽量避免反复弯曲。以免管壁开裂；同时应防止电焊火烧伤管壁。波纹管安装后，在封侧模之前，应检查管壁有无破损，接头是否密实等，如有破损，应及时用密封胶带粘贴。图3波纹管的连接图4波纹管固定件1.波纹管2.接头管3.密封胶带3.3灌浆孔的设置。每根波纹管设置二个灌浆孔，分别为管长的三等分处。其做法是：在玻纹管长三等分点开直径为30mm孔，其上覆盖带嘴的白铁皮弧形压板，并用铁丝扎牢，外面再用密封胶带包裹严实，如图5所示。图5灌浆孔的设置图6梁张拉顺序1.白铁皮灌浆孔2.密封胶带3.钢丝4砼的浇筑4.1材料及配合比。预应力大梁混凝土设计标号为C40，采用#525普通硅酸盐水泥，中砂，粗骨料采用瓜子片30%，13～25mm碎石70%，掺加CH—20高效减水剂，混凝土工作度10～13，水灰比0.41，配合比1∶0.41∶1.23∶2.62。4.2混凝土浇捣顺序。混凝土浇筑不设施工缝，采用预应力大梁、次梁及屋面板一次浇筑。整个屋盖的浇筑顺序为：六根预应力大梁同时开始浇捣，先浇大梁，再浇次梁及屋面板，每根预应力大梁的浇捣顺序为梁一端浇至另一端。4.3质量保证措施。本工程混凝土施工因钢筋较密，导致浇捣困难，尤其在预应力梁和玻纹管“十字”交叉处，因此采取如下措施：一、减少粗骨料粒径，增3加工作度，为了掌握好工作度专门配备一名试验工，随时抽样测试，调整；二、大梁分层浇捣，第一层浇至下缘波纹管上口，约0.45～0.5m高度，第二层续浇0.5m，余下为第三层。浇捣时混凝土卸在拌板上拌和后，由人工塞锹下料，对于钢筋较密处用φ35振动棒，并辅助插钎捣固密实。5预应力施工当构件混凝土强度达到设计强度的100%时，即可张拉预应力筋。5.1准备工作。张拉前先在张拉端搭设操作平台（2m×2m），将伸出预埋孔板的波纹管凿至齐梁面平。在安装锚具前，钢绞线表面粘带的泥砂及灰浆应用钢丝刷清除，并应对锚具外形逐个检查，发现有不光滑之处，用细纱布磨光。工具锚的夹片应保持清洁和良好的润滑状态，以防止夹片在退楔时被卡。5.2预应力张拉。张拉设备采用YC120型千斤顶，每束钢绞线的张拉力：L9、L10、L11梁为74t；LE、LF、LG梁上部为67.9t，下部为80.2t。均采用一端张拉。张拉顺序：为保证整个结构对称受力，张拉按E→F→G，10→9→11轴顺序进行。每根梁的张拉顺序和设计单位商定，先后采用两种方法：①→③→②，③→①→②均取得满意效果。如图6。该工程张拉结束后，实际伸长值与计算值的误差控制在+10%、-5%范围内，满足设计要求。5.3孔道灌浆、封头。灌浆设备采用HB6—3型电动灰浆泵，其最大压力为1.5N/mm2，灌浆材料采用#425普通水泥配置的纯水泥浆，灌浆时，压力控制在0.3～0.4N/mm2。灌浆完毕后，应及时进行锚具封头。封头材料采用C40细石砼。封头支模时，应保证钢绞线端头处混凝土的保护层厚度不小于2cm。结合面应凿毛，以利粘结。三、几点体会通过本工程的实践，有以下几点粗浅的看法。1.预应力大梁中钢筋十分密集，给波纹管就位带来困难。因此在波纹管就位前应根据标高、轴线位置先固定梁两端预埋孔板，将干扰波纹管就位的钢筋进行符合规范的技术处理。2.在波纹管就位时，须将波纹管伸出预埋孔板8cm，以防浇筑混凝土时水泥浆从波纹管开口处流入管内，影响张拉。3.预应力大梁两端预埋钢板的锚脚长250mm，采用Ⅰ级钢，由于梁面两端钢筋十分密集，再加上锚脚末端的弯钩，使梁端部网片移动十分困难，不能按设计要求正确就位，因此建议设计单位将锚脚钢筋用Ⅱ级钢代替。4.对于施工场地狭小，无专门穿束机械的工程，就笔者意见，以采用先穿束后浇砼的办法为好，但需注意在砼初凝之后，终凝之前将钢绞线各拉一次。5.预应力混凝土交叉梁板结构具有良好的空间刚度，由于梁板的共同作用，使预应力产生的反拱很小，因此张拉顺序可根据施工方便程度进行选择，只需注意对称张拉。