大跨度厂房的预应力施工技术

1、大跨度厂房的预应力施工技术摘要：本文主要阐述了上海卫星研究所总装总测厂房的预应力施工技术关键词：大跨度 预应力一、工程概况本工程主要建总装总测厂房，主要由主厂房、辅助用房二部分组成。总建筑面积为9460平方米，建筑高度23.67米，钢筋混凝土框架结构。主厂房分五个主要工作区。主厂房为十万级洁净厂房（局部一万级），厂房为单层，局部为三层辅楼。本工程室内标高为土0.000，相当于绝对标高4.750m，室外标高-0.450。主厂房为单层，屋顶标高23.67m。本项目主厂房屋面结构大跨度梁采用有粘结预应力钢筋混凝土结构，预应力梁混凝土强度等级C35。预应力钢筋采用高强低松弛s15.20钢绞线，预应力钢

2、绞线抗拉强度标准值fptk=1860MPa，直径15.20mm，单根截面积为139mm2，弹性模量Es=1.95x105MPa。有粘结预应力结构，张拉端锚具采用夹片群锚，固定端采用挤压锚，预埋金属波纹管进行孔道成型；混凝土浇注后，其强度达到设计强度的80%后进行预应力张拉，张拉控制应力con=0.75fptk。二、整体施工工艺本项目预应力梁采用有粘结预应力结构，有粘结预应力梁施工的整体施工工艺需要综合考虑钢绞线下料，模板支设，铺设普通钢筋，铺设支架钢筋，铺放预应力筋，张拉端锚具埋设，隐蔽工程验收，浇捣混凝土以及混凝土达到强度后的张拉，灌浆等一系列的流程操作和预应力框架梁布置，如下：预应力框架梁

3、平面布置图三、钢绞线断料按设计图纸计算下料长度。计算断料长度时应综合考虑构件的孔道长度，锚具厚度，张拉伸长值，构件的弹性压缩值以及张拉时所需的工作长度等，下料长度（L）的公式如下：L=l+2h+l1+l2式中： l-孔道曲线长度 h-锚垫板厚度 l1-张拉端千斤顶的工作长度 l2-固定端钢绞线露出锚具的长度，若为两端张拉，则为另一张拉端千斤顶的工作长度断料用放线盘钢绞线盘钢绞线运输至现场时成盘包装，每盘重约3吨。在进行断料时，需要用钢管搭设专用的放线架将钢绞线盘固定（如图），以防在放线断料时钢绞线弹出，造成不必要的损失和安全事故。将钢绞线盘在平坦干燥的场地上直接用砂轮切割机逐根断料，不得使用气

4、割或电焊切割。同一束孔道内的钢绞线长度基本相同，对不同束、不同长度规格的钢绞线按预应力梁号进行分类编号。制作好的钢绞线束，按规格、型号及长度进行编号、分类堆放，需装车运输的可卷成直径不小于2米的圆圈。钢绞线断料四、固定端P型挤压锚制作对一端张拉，一端固定（1轴及17轴为固定端）的钢绞线需用专用挤压机制造固定端挤压锚具。挤压锚制作时，先在预应力钢绞线端部安装内外带螺纹的片式衬套和挤压套筒，开启油泵，将其强力压过挤压及模孔后，片式衬套的内外螺纹分别嵌入钢绞线和挤压套筒上，形成可靠的锚固单元。操作时，须严格控制挤压锚制作质量，挤压时油表压力30MPa左右，缩径锚具涂减模剂，保持润滑。挤压锚制作已加工

5、好的挤压锚五、有粘结预应力筋的铺放1、 铺设底板，绑扎骨架钢筋：一般情况下在绑扎完成上下单排主筋和箍筋（开口箍筋）后，就可以穿插进行预应力筋的制作。预应力梁应预留两侧侧模（至少预留一侧模板），在波纹管铺设完毕后再封两侧侧模。2、 确定孔道高度，电焊支架钢筋：施工时，首先可以在绑扎完成的箍筋上，根据铺放图中标注的跨中高度和反弯点水平距离、高度，确定支架钢筋高度。必须注意的是，设计图中的预应力钢筋曲线是以孔道中心为标准，而确定支架钢筋的高度时应以波纹管底部外径为基线。本工程中，有粘结预应力梁采用100金属波纹管，实际的支架钢筋高度应为施工图矢高（梁底面至钢索中心线距离）减去相应的波纹管半径。反弯点

6、与跨中之间的曲线自然垂落，支架钢筋采用10以上钢筋，水平间距约1000mm，宽度与梁箍筋宽度相同。可以先确定孔道最低点处位置，然后沿最低点向两侧按水平间距的要求把支架钢筋电焊在箍筋上。已铺放完毕波纹管的大梁3、 钢筋放样等协调工作：在铺放前，因框架梁的部分位置有柱、梁（纵向和横向）钢筋共三个方向的钢筋在节点处交错，需由总包方协调钢筋放样等工种，首先保证预应力波纹管的设计位置。4、 铺放波纹管：在完成支架钢筋安装后，即可铺放金属波纹管。波纹管接头处采用比工作管直径大5mm的接头套管连接，详见附图。在穿波纹管前，应同时注意检查外观质量，如发现波纹管有破损现象时，应拆换管道。波纹管接头必须要牢固、严

7、密，接头处须用封箱胶带密封。1、波纹管 2、海绵垫片 3、塑料弧形压板 4、塑料管 5、铅丝绑扎5、 波纹管按规定预留排气孔，孔口的塑料引出管与波纹管接合处必须连接密实，其构造见下图。塑料引出管高出构件顶面200mm以上，塑料引出管内可以插放短钢筋以便临时固定。预应力筋穿束6、 预应力筋穿 束：钢绞线采用单根穿束方案。穿束前先将钢绞线端部用黑胶布包紧，然后把单根钢绞线从波纹管一端穿至另一端，每一孔道穿入设计规定的根数。对于采用一端张拉的预应力束，钢绞线在进场时已完成挤压头制作，因此钢绞线只能从固定端铁板穿至张拉端。固定端铁板和螺旋筋在穿束前可以先固定。穿束时，要注意穿进困难时不能硬顶，以防波纹

8、管被顶破，而应将钢绞线来回轻抽、推、转，必要时应检查波纹管是否通顺，否则应将其扶顺。固定端挤压锚必须紧贴铁板。固定端波纹管口，用钢丝球和水泥砂浆封闭，以免漏浆。穿束在浇捣砼前进行时，应对外露钢绞线进行保护。具体方法是：在钢绞线外进行封闭包扎塑料布，外缠塑料胶布。在穿束完成后应对波纹管进行检查，若发现破洞等现象应及时进行处理。 张拉端锚具示意图固定端锚具示意图7、 端部锚垫板的安装：波纹管位置固定好并穿束完成后，可安装锚垫板及螺旋筋，端部模板应紧压端部锚垫板。同时应采用普通钢筋加以固定，以防止在浇捣砼时，发生偏位等现象。端部锚垫板、螺旋筋由于处于支座处，可能钢筋较密，安装比较困难，应对普通钢筋进

9、行事先排列，同时必须保证与孔道垂直。锚垫板安装完成后，对锚垫板上灌浆孔进行封闭保护。在完成全部钢筋绑扎工作和预应力铺放工程结束后，应进行隐蔽工程的验收，由业主方、监理和总包方确认合格后方能浇捣砼。六、浇捣混凝土浇灌混凝土时应绝对避免振动棒强力撞击波纹管，以防止振动棒将波纹管震破后漏浆。张拉端、固定端处钢筋较为集中，混凝土浇捣必须注意振捣密实。砼浇捣时，施工人员应严禁踏压或撞碰波纹管，同时应注意端部和钢筋较密处砼的密实性，防止发生空洞现象。七、预应力筋张拉1、 张拉前的准备工作1）张拉前应拆除预应力梁的侧模，保留底模板及支撑。预应力梁支撑的梁板模板先行拆除时，应验算预应力梁模板支撑的强度和刚度。

10、安装锚环夹片2）有粘结预应力张拉前需先去除孔道口多余波纹管，清理预埋垫板上的灰浆，把锚环对准孔道中心套入预应力筋束，锚环各孔中预应力筋应平行不得交叉，塞放夹片时，夹片间隙及溜出长度应均匀，并用钢管及小锤轻轻敲紧，不致脱落。夹片装好后如不立即张拉，应将外露钢绞线扎结在一起。 3）在预应力筋张拉前首先应进行设备标定，千斤顶、油泵配套标定采用误差<1%的液压式压力试验机进行标定。发生下列情况时应重新标定：a）油压表不归零或损坏、失灵；b）严重断、滑丝；c）伸长量不合要求而对张拉力有怀疑时；d）千斤顶严重漏油或修理后；e）油泵修理后；f）使用达到6个月。2、 张拉前的技术核查1）混凝土浇注后，其

11、混凝土强度达到设计强度的80%后进行预应力张拉。2）预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。当设计无具体要求时，采用分批、分阶段对称张拉。3）张拉前对构件端部预埋件、灌浆孔、混凝土等进行全面检查。3、 张拉设备张拉设备主要采用150t和250t千斤顶及配套油泵。张拉油泵张拉千斤顶张拉千斤顶（梁多孔张拉） 4、 张拉控制力下表是设计要求的张拉控制应力con及理论张拉力每束钢绞线根数张拉控制应力con（MPa）每束钢绞线截面积（mm2）每束钢绞线张拉力(kN）4139555677651395695970613958341163713959731357813951112155191395125117451

12、21395166823275、 张拉方式本项目预应力梁部分梁采用两端张拉，部分梁采用一端张拉。一般情况下，按照规范要求，当预应力筋长度超过30米时，宜采用两端张拉；当预应力筋长度在30米以下时采用一端张拉，具体的张拉情况需根据设计图纸所示。在本项目的设计图纸上，以表示张拉端，以表示固定端。6、 张拉工艺安装千斤顶1）装置千斤顶。千斤顶应吊挂在稳固的支架上，并可调节位置，便于推动千斤顶靠拢锚具并与孔道对中；预应力筋通过千斤顶时排列整齐；为便于自动退卸工具锚，在工具锚夹片上涂上少量润滑油。千斤顶支架利用脚手架钢管搭设。2）张拉时应做到孔道、锚环与千斤顶三对中，张拉过程应均匀。量测伸长值3）预应力梁

13、的张拉程序为：010%con（读初始伸长值L1并作记录）con持荷2分钟con（量测伸长值L2作记录）卸荷至零。4）张拉的控制采用以张拉力为主、伸长值校验的方法。初应力时量取千斤顶活塞的伸长量L1，张拉达scon时再量取千斤顶活塞的伸长量L2，二者之差为钢束的实际伸长量。实际伸长量与理论伸长值的差，与理论伸长值相比不应超过±6%，否则应停机检查原因，予以调整后方可张拉，必要时应采取相应措施进行处理。预应力张拉的理论伸长值应按规范要求进行计算，即采用平均张拉应力法。具体公式如下：Fp平均张拉力L孔道曲线长度5）预应力构件的张拉顺序，根据整体结构的受力特点，施工方便、操作安全的因素确定。

14、现浇楼面结构，宜先张拉楼板、次梁，再张拉主梁。预应力张拉时，从结构的一侧向另一侧逐根梁进行张拉。6）张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝，并填写张拉记录表。7）在预应力张拉完毕24小时后方可拆除底模板及支撑。八、锚具保护 有粘结预应力张拉完后，采用手提式切割机或其它机械方式切割多余钢绞线，露出锚具外的钢绞线长度不小于30mm。用C35级细石砼封闭锚具夹片与外露钢铰线。1、用手提砂轮割机切除或用电焊烧掉多余应力筋，锚具外露长度2030mm，当采用电焊烧断方式切割时，应用湿布裹住锚具，使其不致过热；2、用C35级细石砼浇筑张拉端后浇部分及凹槽以保护锚具，砼中不得使用含氯离子的外加剂。九、孔道

15、压浆预应力张拉完成后两天内及时进行灌浆，并在灌浆前做好相应的试验工作。灌浆示意图如下图所示。1、灌浆工艺1）张拉后应及时检查张拉记录及锚固情况，经各方认可后再准备灌浆。压浆机及试模2）灌浆前应全面检查预应力构件孔道及进浆孔，排气、排水孔是否畅通；检查灌浆设备、管道及阀门的可靠性，压浆泵压力表应进行计量校验。3）构件张拉完毕后，在锚具可能产生漏浆处需用水泥砂浆封堵。4）水泥浆体进入压浆泵前须经过不大于5mm筛孔筛网过滤。在正常情况下，制浆、灌浆设备连续灌浆能力应使构件中最长的预应力孔道的灌浆时间不超过20min。5）灌浆应缓慢连续进行，不得中断，并应排气通顺。灌浆压力保持在0.51.0MPa，在

16、灌满孔道封闭排气孔后，再稳压12min后封闭灌浆孔。6）灌浆结束后，应仔细清洗拌浆机、压浆机、管道及阀门等，以备下次使用。2、制浆要求1）孔道灌浆应采用不低于425号普通硅酸盐水泥配制的水泥浆。所用水泥必须符合国家有关标准规定，不得含有结块物。2）水泥浆水灰比不宜超过0.40.45。水泥浆应保证有足够的流动性。水泥浆流动度宜根据气温条件控制在1420秒之间，并应在40min内流动度无大变化。流动度用1.725L的锥形漏斗测定。3）水泥浆自拌和至灌入孔道的间隔时间不宜大于20分钟，灌浆前应防止浆体沉淀离析。3、灌浆质量1） 灌浆用水泥浆的配合比应预先确定，制浆时不得随意加水，灌浆中应记录灌浆部位，流动度测定值，水泥用量。2）每次灌浆作业时，至少应测试水泥浆流动度二次，流动度偏差不得大于20%。3）灌浆时，制浆单位每班至少应留取7.07cm3标准水泥浆试块一组每组六块。标养28d后检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据