航海博物馆预应力施工质量控制

1、上海中国航海博物馆上海中国航海博物馆工程预应力施工工程预应力施工监理控制要点监理控制要点 目 录1、项目概况； 2、预应力施工的特点及难点；3、有粘结预应力及无粘结预应力节点构造；4、预应力施工工艺流程图；5、监理的事前控制；6、监理的事中控制；7、监理的事后控制；8、施工中的几点体会；9、预应力工程施工照片；10、预应力施工表式。 上海中国航海博物馆工程位于南汇临港新城主城区，占地面积24830平方米，总建筑面积46434平方米，本建筑物地上4层，屋檐口高度23.95米，局部有单层高度约70米的帆形壳体。中国航海博物馆有一个两层的基座和两个侧翼建筑构成。两个侧翼建筑部分之间是一个非凡的大型壳

2、体结构，该结构在造型上模仿了帆船的风帆。整个博物馆主要有中国航海历史馆、军事航海分馆、电影院、报告厅、天象馆及设备用房和车库等组成。上海中国航海博物馆建成后将是整个临港新城乃至南汇区的标志性建筑。 本工程结构采用钢筋混凝土框架结构体系，整体结构横向长度达到约为144m，纵向长度约为204m，结构不设伸缩缝，属大面积超长钢筋混凝土结构，为了有效控制由于温度变化和混凝土收缩产生的裂缝，满足使用要求，保证工程质量 ，在本工程设计采用预应力技术来控制其影响程度，二、三层梁板采用高强度低松弛无粘结钢绞线，三层悬挑梁采用有粘结钢绞线，规格S=15.20mm，标准强度为fptk=1860(MPa)，预应力张

3、拉端采用STM夹片式锚具，固定端采用挤压锚体系。预应力砼强度等级C35。 二、三层梁板预应力结构采用后张拉无粘结锚固体系，预应力板筋布置为一根一束平行设置，间距为450mm750mm不等，预应力梁根据其跨度不同，其预应力体系有二种规格，常规采用无粘结预应力筋，框架梁配筋为4us15.2，部分超长跨度框架梁为8us15.2，边跨框梁和次梁为2Us15.2，预应力居梁高中心位置布置，三层部分大跨度框架梁和次梁以及大跨度悬臂梁采用有粘结预应力筋，其中框架梁预应力筋为2*7s15.2+2*5s15.2，次梁为2*7s15.2，采用预应力技术抵消混凝土收缩和温降作用产生的拉应力。 本工程预应力配筋有几大

4、特点;1、板预应力配筋较稀，为一根一束，间距为450、550、750m三种，分别居板中心位置，预应力搭接处位置在框架梁边。2、梁中预应力筋较多，框架梁最大配筋为8us15.2，预应力筋搭接处节点设置较为复杂。3、有粘结预应力梁的跨度较大，为12m左右，悬臂跨度为6米。4、梁板预应力有过后浇带和不穿过后浇带。 5、本工程为超长结构，为减少预应力筋铺设的施工难度和预应力损失，考虑到施工后浇带的位置以及减少铺设中无粘结预应力的损伤，对预应力筋采取分段处理，分段原则为：二端张拉的预应力筋不大于60m，一端张拉的预应力不大于30m。 因本工程属超长结构（144m*204m），超长结构会产生较大的收缩应力

5、和温度应力，从而导致混凝土裂缝的产生和发展，因此必须采取必要的控制措施，裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内，而综合各种方法不外乎两种控制标准，即抗与放的两种理念，在设计阶段采用“抗与放”主要体系在结构形式的选择方面（微动、滑动及设缝措施，提供“放”的条件）及材料性能方面(提高抗拉强度，抗拉变形能力及韧性等，提供“抗”的条件)而实际上工程中超长结构混凝土收缩和环境温差是不可能消除的，针对本工程超长结构采取设置后浇带及施加预应力等技术措施，后浇带有效释放混凝土早期收缩，（详见后浇带设置图）。预应力采用“抗”的方式通过建立预压应力部分抵消混凝土收缩和温降

6、作用产生的拉应力，采用预应力技术是解决超长，针对本工程超长结构采取设置后浇带及施加预应力等技术措施，后浇带有效释放混凝土早期收缩，预应力采用“抗”的方式通过建立预压应力部分抵消混凝土收缩和温降作用产生的拉应力，采用预应力技术是解决超长结构问题的有效途径之一。MNPQRSTEFGHJKLBCDAMNPQRSTEFGHJKLBCDA1234567891011121/011/121234567891011121/011/12二层结构平面布置图（红色为后浇带）MNPQRSEFGHJKLCD1/011/1211MNPQRSEFGHJKLCD23456789101112234567891011121/01

7、1/12 三层结构平面布置图（红色为后浇带、绿色为有粘结预应力梁）1、有粘结预应力梁张拉端节点设置在结构内部，采用在梁柱节点处，梁侧面加腋放置张拉端的施工工艺，张拉端张拉施工采用板面预留张拉操作孔，在操作孔中进行张拉的方式，这种操作方式对于预应力施工高效方便，但是需预留一操作孔在张拉完成后浇筑砼,对结构和施工有一定的影响。加腋可以使预应力筋以一个平缓的下降曲线延伸至张拉端处，使预应力筋既满足了设计要求,又满足了施工要求。考虑到本工程梁跨度及截面较大，采用的支撑体系较为密集，不利于预应力张拉设备进入板底进行张拉操作，在楼面结构上部搭设张拉操作架，将主要张拉设备置于楼面上。在混凝土浇筑时，在相应张

8、拉端部位的楼板上设置二个直径100的预留孔，间距1m左右，作为起重钢丝绳穿孔之用。该孔采用预留管留孔。 2、无粘结预应力梁张拉端节点：由于无粘结预应力梁预应力配筋较多，梁截面较窄，为保持预应力施加效果，预应力筋采用编束对称布置，预应力筋张拉端方式： 无粘结预应力筋采用梁面张拉：预应力筋伸至梁顶面张拉，采用设置张拉槽的方式，考虑到梁截面较小，预应力筋分段伸出梁面，张拉槽长度为200mm250mm左右，宽度为100mm。在梁面上呈倒梯形或倒三角形，深度一般不大于120mm。槽口采用在混凝土浇捣前预埋定型泡沫塑料的方法。留设时应注意梁上排钢筋的影响，如箍筋有妨碍，总包单位应配合进行移位或进行先切断后

9、焊接等其它处理。第二排预应力筋张拉端设置同第一排预应力筋相同，但必须考虑预应力由中部侧起弯至梁上表面的角度和起弯长度，由于其出板面角度较大，张拉端设置与内侧张拉端略有不同。采用倒三角形张拉端设置。为避免张拉槽过于集中从而削弱梁截面，前后排预应力筋可错开1m布置。四、预应力施工工艺流程图四、预应力施工工艺流程图1、二、三层无粘结预应力施工工艺流程图 2、三层有粘结预应力施工工艺流程图： 本项目预应力工程由上海建科预应力技术工程有限公司承建，该公司预应力施工等级为二级。在施工前监理审核专业分包编写的施工组织设计，编写监理实施细则，熟悉掌握图纸及规范要求。并对施工单位进行监理细则交底。组织设计、监理

10、、施工单位进行图纸会审、交底。新进场工人进行三级教育，安全交底。对进场材料、设备进行审核，需复试检验的材料现场取样，加强原材料检验工作，严格执行各项材料的检验制度。钢绞线、锚夹具等材料都必须有出厂合格证和试验资料，以控制原材料关。1、在预应力施工过程中，对预应力钢绞线的铺设严格按规范和施组进行施工，预应力筋束形直接影响建立预应力的效果，并影响结构构件的承载力和抗裂性能，对束形控制点的竖向位置允许偏差提出了较高要求。在二层无粘结预应力铺放前对现场准备铺放的预应力的规格尺寸和端部配件进行复查，对有局部轻微破坏的外保层在用塑料胶带重叠缠绕补好，然后进行铺放施工对严重的外保层破损的坚决报废，不得在进入

11、下道工序，对铺放的预应力钢绞线的轴线位置及标高进行严格控制，并逐根地对各交叉点相应的两个标高进行比较，找出各交叉点最低的无粘结筋先铺放，再铺较高的无粘结筋，铺放时遇预留洞口时，无粘筋分成两侧绕过预留洞口铺放，并距洞边的距离不应小于无粘结筋直径的5倍，绕过洞口的弯折处距洞口不宜小于300mm。预应力筋的锚固区，必须有严格的密封防护措施，严防水汽进入，腐蚀预应力筋。外露预应力筋涂专用防腐润滑脂，并罩上封端塑料套。2、由于预应力施工质量的好坏直接影响到整体结构安全，在预应力施工中必须严格按照设计要求完成各项工作，确保质量，预应力为了满足截面有效预压应力的要求，预应力筋必须在一定长度内进行分段处理，结

12、合本工程的结构特点，对预应力的铺设按照各分区的施工顺序进行，采取相应的搭接方式，预应力筋端部节点多，构造复杂，采取现场放样，监理复验，对长度较长的预应力筋铺放进行事前控制。由于预应力损失的作用，张拉端部预压预应力较大，而每跨的跨中截面及固定端损失较大，交叉搭接后，可以使用预应力损失较大的截面得到补充，预应力效应得以充分发挥，同时预应力筋搭接接头分散，避免张拉节点预应力筋较密集而给施工带来困难，预应力梁的标高也容易保证，从而保证了工程质量，后浇带跨预应力筋布置首先应综合考虑，后浇带的分布，由于后浇带预应力筋必须在后浇带封闭后，砼强度达到设计要求方可进行张拉，因此相邻跨预应力筋搭接伸入后浇带跨的均

13、无法张拉灌浆，影响相连跨的施工，所以后浇带预应力筋采用集中式布置方式。3 、无粘结预应力筋的外包层采用低压高密度聚乙烯塑料制作，在-20+70温度范围内，低温不脆化，高温化学稳定性好，有足够的韧性，抗破损性强，对周围材料（如混凝土、钢材）无侵蚀作用，防水性好，涂料层的作用是使预应力筋与混凝土隔离，减少张拉时的摩擦损失，防止预应力腐蚀在-20+70温度范围内，不开裂变脆，并有一定韧性，使用期化学稳定性好，对周围材料（如混凝土、钢材）无侵蚀作用，不透水，不吸湿，防腐性能好，润滑性能好，摩阻力小。有粘结钢绞线成束穿在金属波纹管内铺放在梁中，按照规范和施组起弧，在孔道的顶峰设置排气孔，在弯曲的低点处设

14、置排水孔，接头用密封胶带封口，搭接长度为200mm，在施工时要注意防止波纹管在绑扎钢筋和混凝土浇捣时被压扁或破损漏浆，给下道工序造成极大的困难，在混凝土浇捣时振动棒不得直接接触到波纹管，预应力锚固体系分为张拉端锚具和固定锚具，张拉端采用夹片式锚固体系，由锚环、夹片、承压板、承压钢筋等组成，固定端采用挤压式锚固体系，由压花球头，承压板，螺旋筋组成，锚具进场后按照国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范（GB502042002）及预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T143702000）的要求进行检测，检测合格后方可使用，对进场钢绞线进行逐盘检查，钢绞线表面不得有裂纹和机械损伤，不得有明显的麻坑，外

15、包层完好，油脂丰满，并现场取样进行拉伸试验，试验结果合格后方可使用，达到设计强度的75后才能张拉，有粘结预应力梁混凝土强度达到设计强度的80%后才能张拉，在张拉准备前，对预应力张设备使用前送权威检验机构用顶顶机的方式，对千斤顶和油压表进行配套标定，并在张拉前试运行，保证设备处于完好状态。理顺张拉端预应力筋次序，依次安装工作锚，顶压器、千斤顶、工具锚，由于开始张拉时预应力筋在孔道里自由放置，而且张拉端各零件之间有一定的空隙，需要一定的张拉力，才能使之收紧，因此首先张拉至初应力（张拉控制应力的10），量测预应力筋的伸长值，然后张拉至两倍初应力，再次量测伸长值，最后张拉至控制应力，第三次量测伸长值，

16、计算实测伸长值L1，核算延伸值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉结束。如果预应力筋的伸长值大于千斤顶的行程，可采用分级张拉，即第一级拉到形成后锚固，千斤顶回程，再进行第二次张拉，直到张拉控制值。张拉过程中以控制张拉力为主，同时拉伸值作为校核依据，实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在6%范围内，超出时应立即停止张拉，查明原因并与设计取得联系。有粘结预应力筋张拉应整束张拉，以使各根预应力筋同步受力，应力均匀，有粘结预应力施工应特别注意混凝土浇筑时孔道的堵塞防治，在浇筑混凝土时应派专人进行现场看护，争取及时发现及时治理，如发现有漏浆现象应反复抽动预应力束直至混凝土初凝。 4、在实际施工中，由

17、于锚具种类、张拉锚固工艺及放张速度等各种原因的影响，内缩量可能有较大波动，导致实际建立的预应力值出现较大偏差，对控制锚固阶段张拉预应力的内缩量要按设计要求执行，预应力张拉后处于高应力状态，对腐蚀非常敏感，应尽早进行孔道灌浆，灌浆是对预应力筋的永久性保护措施，因此要求水泥浆饱满、密实、完全裹住预应力筋，灌浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆体28天标养强度不低于35MPa，水泥浆的水灰比为0.40.45，搅拌后三小时的泌水率控制在2，且不应大于3。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。水泥浆流动度以1620s为宜，添加适量外加剂，可改善稠度、泌水率、膨胀率、初凝时间、强度等。不得掺加含氯

18、化物等对预应力筋有腐蚀作用的外加剂，灌浆不得使用压缩空气，灌入孔道的延续时间不宜超过30min，灌浆工作应缓慢均匀的进行，不得中断，并且排气通畅，灌浆压力控制在0.50.6MPa，灌浆进行到排气孔冒出浓浆后，方可堵塞排气孔，灌浆过程中现场取样做试件2组，标养28天后送实验室检测试块强度，其强度不应小于30MPa，由于灌浆质量的好坏直接影响到预应力筋与混凝土的粘结效果以及结构的耐久性，因此施工过程中必须旁站监理每一个环节。灌浆后张拉端用与结构同强度等级的混凝土封堵，为保证耐久性，外露预应力筋的保护层厚度不小于30mm，后浇的混凝土必须振捣密实。5、为防止张拉过程中梁产生较大的偏心，受力张拉次序为

19、先中间后上下或两侧，每个单元预应梁的张拉均对称进行，以保证整个区域变形一致，当梁内预应力筋分段搭接时，应沿梁跨方向顺次张拉各跨的预应力束，以防止未张拉跨内的梁产生受拉裂缝，当两端同时张拉时应保持两边联系、步调一致、匀速进行，油表读数随喊叫报，及时测量千斤顶的伸长值，避免引起偏心，对跨后浇带预应力筋要在后浇带封闭强度达到75%后才可以张拉预应力筋，有粘结预应力筋为整束张拉以使各根预应力筋受力同步，应力均匀。预应力筋的张拉顺序、张拉力及设计计算伸长值均应由设计确定，施工时应严格遵照执行。在实际施工时，为了部分抵消预应力损失等，可采取超张拉方法，但最大张拉应力不应大于现行国家标准混凝土结构设计规范5

20、0010的规定。后张法施工中，梁或板中预应力筋一般是逐根或逐束张拉的，后批张拉的预应力筋所产生的混凝土结构构件的弹性压缩对先批张拉的预应力筋的预应力损失的影响与梁、板的截面，预应力筋配筋量及束长等因素有关，一般影响较小时可不计。如果影响较大，可将张拉力统一增加一定值。6、在施工过程中对下列关键部位及关键程序监理进行旁站：（1）预应力束的定长下料和挤压（弹簧圈安装、操作油泵和挤压机）；（2）预应力束放线、锚垫板和螺旋筋的固定；（3）节点区穿设波纹管；（4）穿设预应力钢绞线；（5）波纹管的连接以及端部构造处理；（6）安装塑料盖瓦和排气孔；（7）预应力张拉前钢绞线清洁、安装锚具 （8）预应力束张拉过

21、程中操作油泵、千斤顶安装、伸长值测读、张拉记录；（9）预应力孔道排气孔的检查和疏通；（10）浆配合比的控制、灌浆泵操作、灌浆管的安装、出浆检查、排气孔的封堵；（11）制作水泥浆试块；（12）多余钢绞线的切除。7、附预应力筋控制表 （1）、预应力筋张拉控制力 预应力束理论张拉力（KN）初始张拉力 二倍初应力 张拉控制力 s15.2（0.70） 18 36 183 5s15.2（0.75） 98 195 977 7s15.2（0.75） 136.7 273 1367 （2）、预应力束摩擦系数表预应力筋种类 k u 有粘结钢绞线 0.015 0.25 无粘结钢绞线 0.003 0.04 （3）束形控

22、制点的竖向位置允许偏差 截面高度(mm) h300 300h1500 h1500 允许偏差(mm) 51015 钢绞线截面特性及力学性能 抗拉强度N/mm2 公称直径mm 公称面积mm2 最小破坏荷载 KN 1伸长时最小荷载 KN 最小延伸率 1000H最大松弛率70F 80F 1860 15.2 140 260.7 234.6 3.5 2.5 3.5 严格的工程质量监理制度是保证建筑工程具有优良质量的关键，在执行工程质量监理制度中，我公司按照“守法、诚信、公正、科学”的准则执业，对进场预应力设备和材料进行现场取样及验收，认真审批施工单位提交的施工方案，在铺放预应力筋的施工过程对预应力筋铺放的轴线和矢高进行严格控制，对超过规范要求的坚决进行整改，在整改验收合格后才可进入下道工序，在张拉施工过程中，我公司采取现场旁站的工作方式，经张拉部位的同条件试块试压，混凝土强度符合张拉要求后，进行张拉，并对张拉过程进行监督，严格控制张拉顺序及张拉伸长值。有粘结预应力灌浆施工中，对灌浆液的水灰比、泌水率进行控制。对灌浆液之水灰比，首先应强