上海地铁站劲性结构预应力混凝土施工技术

上海xx综合交通枢纽工程磁浮xx站劲性结构预应力混凝土施工技术提要结合上海xx综合交通枢纽工程磁浮xx站预应力混凝土结构施工，对预应力混凝土结构与大型钢柱、钢梁劲性结构结合施工要点作以介绍。关键词劲性结构，预应力施工，预应力张拉工程概况上海xx综合交通枢纽按目前设计规划主要由西航站楼、交通中心、磁悬浮车站、高速铁路站和西广场组成。西航站楼磁浮xx站交通中心西广场xx高铁站西航站楼磁浮xx站交通中心西广场xx高铁站图1.1-1、上海xx综合交通枢纽建筑平面布置图上海xx综合交通枢纽工程磁浮xx站位于交通枢纽工程中部，是xx综合交通枢纽的重要组成部分。主体尺寸为172m×180m，结构通长不设缝。结构总体对称布置。磁浮xx站结构地下一层，地上8层，下部为钢筋混凝土框架结构，上部为钢结构框架，抗震等级为一级。预应力主要分布于底部三层，且均为有粘结预应力框架主梁。本工程－0.700m、12.050m及24.150m标高预应力混凝土大跨度框架主、次梁均采用后张有粘结预应力形式，跨度主要为13.8米、15.9米和18米。12.050m及24.150m标高板中布置无粘结温度筋。本工程总结构平面尺寸较大，有粘结预应力梁尺寸大、配筋多，多处为劲性柱结构且局部双向配置。按照设计要求，预应力筋采用1860MPa级、φs15.24低松弛钢绞线，有粘结预留孔道采用塑料波纹管，混凝土强度等级为C40。预应力施工关键技术2.1梁柱节点处预应力筋穿设本工程中预应力梁跨度较大，预应力筋的矢高、上下位置及水平位置必须准确控制。本工程-0.700米标高多数预应力束为单向布置，仅局部为双向布置，纵、横向预应力梁预应力曲线相交；按照图纸要求及现场施工实际情况正确处理好矢高的上下关系。图2.1-1.梁柱节点预应力筋与普通钢筋位置关系图2.2张拉端的设置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，故考虑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，在相应张拉端部位的楼板上设置二个直径≤60~70mm的预留孔，间距1m左右，以作为起重钢丝绳穿孔之用。该孔采用预留管留孔，如下图2.2-2所示。图2.2-1.中间有粘结张拉节点施工区段板下张拉做法2.3劲性结构的预应力穿设针对本工程柱节点钢筋较密且有较多的劲性柱，为保证预应力筋孔道的穿设，施工前先对柱的纵筋进行排列，预留出预应力筋孔道。对于劲性柱可分别采取绕行和在钢构件腹板上开洞的方式施工。根据不同形状钢构件采取不同措施，见下图2.2-3所列。图2.3-1.预应力梁柱节点柱纵筋避让（不同柱的具体排列均有深化节点图）本工程和预应力节点相关的劲性柱主要有三种，下图所示，工字形、方形和圆形，为应尽量减少对钢构件的损伤，预应力束多数绕行。结构12.050m及24.150m标高层间多处设置了UBB无粘结耗能斜撑，其节点梁柱中均放置了型钢构件，为保证安装质量，其节点处梁中预应力孔道的位置在施工前定位好，如下图2.2-4所示。预应力束固定端节点。固定端采用15-1挤压式锚具，当局部预应力梁要求后穿筋时，其固定端采用夹片式锚具。图2.3-2.不同形状劲性柱预应力孔道穿行方式预应力施工3.1预应力筋的铺放预应力筋铺设主要要点：①铺设梁底板、绑扎骨架钢筋：在绑扎完成预应力梁上下排主筋和箍筋后，就可以穿插进行预应力筋的制作。②确定孔道高度，电焊支架钢筋：施工时，首先在绑扎完成的箍筋上（垫块完成后），确定孔道跨中高度和反弯点高度。支架钢筋采用Φ12mm以上钢筋，长度与梁箍筋宽度相同，水平间距一般不大于1000mm。③铺放波纹管：支架钢筋安装完成后，再铺放波纹管。波纹管每根长度一般为6m，套管长度300mm，在穿入波纹管前，应先将套管旋上波纹管另一端，穿入孔道后将套管倒旋与另一波纹管相连接。④预应力筋穿束。穿筋采用单根穿束法。穿束前先将钢绞线端部用黑胶布包紧，然后从一端穿至另一端。⑤设置灌浆泌水孔：，一般以每跨大梁每一束预应力曲线高处设置一个泌水孔，水平间距不超过30m。一端张拉的预应力筋在固定端处必设泌水孔。⑥张拉端部锚垫板的安装：波纹管位置固定好并穿束完成后，安装锚垫板及螺旋筋。图3.1-1.预应力筋体系图3.2预应力张拉混凝土浇筑之后经过养护，预应力混凝土强度达到设计强度的80%后才能张拉。预应力张拉设备在使用前，送权威检验机构采用顶顶机的方式，对千斤顶和油表进行配套标定，并且在张拉前试运行，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。开始张拉时，首先张拉至初应力（张拉控制应力的百分之十），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，计算实测伸长值△L1。核算伸长值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；若预应力筋的伸长值大于千斤顶的行程，可采用分级张拉，即第一级张拉到行程后锚固，千斤顶回程，再进行第二次张拉，直至达到张拉控制值。张拉作业，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据。实测伸长值与理论计算伸长值的偏差在（-6～+6）%范围之内。3.3预应力孔道灌浆灌浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆体28天标准强度不低于30MPa。水泥浆的水灰比为0.42，搅拌后三小时的泌水率控制在2％以内，水泥浆流动度以16~20s为宜。添加适量膨胀剂，但不得掺入含氯化物等对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间不宜超过30min。张拉后应停留12小时观察钢绞线锚固情况后再灌浆。（1）灌浆前用水泥浆密封所有张拉端，以防浆体外溢，并将排气孔部位的波纹管逐个打通，为下一步操作做准备。（2）孔道灌浆顺序应先灌下面孔道再灌上面孔道，并集中一处的孔道一次灌浆完成，以免孔道漏将堵塞临近孔道。（3）灌浆前应进行机具准备和试车。（4）灌浆工作应缓慢均匀的进行，不得中断，并应排气通顺。（5）灌浆孔设在张拉端垫板上，水泥浆从一端灌入，灌浆压力控制在0.5-0.6MPa。孔道较长或灌浆管较长时压力宜大些，反之可小些。（6）灌浆进行到排气管冒出浓浆后，方可堵塞此处的排气孔。（7）灌浆过程中制作2组70.7×70.7×70.7的立方体水泥净浆试块，标准养护28天后送交实验室检验试块强度，其强度不应小于30MPa。4结语磁浮xx站工程的结构体系合理，在具体的节点处理上比较复杂，有一定的难度。我们和设计单位全力配合，协助设计单位做了大量确实可行的预应力专项工程的图纸深化工作。把每一个劲性梁、劲性柱的节点都绘制了详细的施工节点图。在施工中遇到的问题及时向业主反馈，与设计单位、总包单位、监理单位共同解决了工程实际操作中的难题。同时在施工过程中，严格执行