内蒙古民族剧院预应力施工方案

鄂尔多斯民族剧院工程预应力施工方案施工组织设计鄂尔多斯市民族剧院后张法预应力梁2008年6月28日鄂尔多斯市民族剧院后张法预应力梁施工组织设计一、工程情况1．工程项目地点：鄂尔多斯市2．预应力部分工程：民族剧院屋顶预应力梁，总计35根，具体的设计参数见下表1-1所示。表1-1民族剧院屋顶预应力梁详细设计参数预应力梁编号预应力梁跨度（mm）根数备注YL115.0062梁跨为轴线间距YL225.9522梁跨为轴线间距YL331.5402梁跨为轴线间距YL432.6462梁跨为轴线间距YL533.4082梁跨为轴线间距YL633.8542梁跨为轴线间距YL734.0001梁跨为轴线间距YL824.9401梁跨为轴线间距YL932.0541梁跨为轴线间距YL1036.3241梁跨为轴线间距YL1138.9901梁跨为轴线间距YL1240.4601梁跨为轴线间距YL1340.9002梁跨为轴线间距YL1433.6381梁跨为轴线间距YL1532.2081梁跨为轴线间距YL1629.6741梁跨为轴线间距YL1729.6741梁跨为轴线间距YL1824.00011梁跨为轴线间距二、规范、标准及参考文献：1．设计图纸；2．混凝土结构工程施工及验收规范(GB—50204—2002),中国建筑工业出版社，2002；3．预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224—2003）,中国建筑工业出版社，2003；4．预应力筋用锚具，夹具和连接器应用技术规程（JG585—2002）,中国建筑工业出版社，2002；5．预应力混凝土用金属螺旋管（JG/T3013—2000）,中国建筑工业出版社，1994；6．预应力液压千斤顶（JG/T5028—93）,中国建筑工业出版社，1994；7．预应力用电动油泵（JG/T5029—93）,中国建筑工业出版社，1994；8．冯大斌、栾贵巨主编，后张预应混凝土施工手册，中国建筑工业出版社，1983；三、施工组织设计1．材料要求预应力钢绞线：低松弛钢绞线1×7标准型()钢绞线进场后应检查：质量（品质）证明书、包括方法及标志内容等是否齐全和符合标准，并取样，取样长度为60～100cm共6根送包头市质量监督检测中心站进行检验，机械性能必须符合设计要求后方准使用。锚具：两端均用夹片锚。锚具除应有产品出厂合格证件外，尚需有材料检验合格记录和锚具有关试验记录，并抽样送质检单位，对硬度、强度和外观等进行检验，合格后才准使用。金属波纹管：技术条件符合“预应力混凝土用金属螺旋管(JG/T3013-2000)的要求”混凝土强度等级：混凝土强度采用C45，混凝土中不得掺有含氯化物或对钢筋有腐蚀作用的其他添加剂。灌孔浆：孔道灌浆水泥应采用不低于52.5等级的普通硅酸盐水泥拌制，并掺入对钢筋无腐蚀作用的微膨胀、早强、减水作用的添加剂。水灰比宜0.42～0.45左右（重量比）。水泥浆的抗压强度不应小于30N/mm2。2．工艺流程：安装底模安装钢筋骨架、支模安装波纹管安装底模安装钢筋骨架、支模安装波纹管浇筑混凝土制混凝土试块养护、拆模清理孔道穿筋张拉预应力筋孔道灌浆封锚预应力筋制作张拉机具标定灌浆机具准备压混凝土试块制作水泥浆试块压水泥浆试块梁底模板拆除四、施工要求（一）钢绞线下料与编束：钢绞线的盘重大，盘卷小，弹力大，为了防止在下料过程中钢绞线散乱并弹出伤人，事先应制作一个简易的铁笼。下料时，将钢绞线盘卷在铁笼内，从盘卷中央钢绞线端头处逐步抽出，以此保证安全施工。钢绞线的下料采用砂轮切割机切割，不得采用电弧切割，切口要求规则无毛头。另外，由于盘卷钢绞线有内应力易夹持砂轮锯片，引起碎片飞出，在切割时，要检查砂轮片，且其他人要保持距离。详细的钢绞线下料长度见下表4-1所示。表4-1钢绞线下料长度表（二）预留孔道:1、预留孔道要按设计图纸要求的坐标和位置安装。根据规范要求，孔道的内直径应比预应力束外径大5~10mm，且孔道面积应大于预应力筋面积的两倍。预应力筋孔道之间的净距不应小于50mm，孔道至构件边缘的净距不应小于40mm。2、金属波纹管的运输、搬运与堆放。金属波纹管的运输、搬运中不得抛甩，也不得在地上拖拉，吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。金属波纹管在室内外堆放不得有重物挤压，也不得有尖锐物器打击。3、金属波纹管的安装：在绑扎钢筋的同时即可进行预应力管道的埋设，需顾及波纹管的设置，待波纹管穿好后，部分钢筋再进行绑扎。管道接口处要用套管和胶布包牢以防在砼浇筑时水泥浆渗入，引发堵管。在钢筋绑扎过程中，应始终注意垫设钢筋保护层及预埋筋的安装.钢筋及预应力管道安装完成后架立另一侧侧模，经检验合格后即可进行梁体砼的浇筑。该屋面预应力梁张拉端预留孔道无需扩孔，金属波纹管可直接从承压钢板的中心孔穿过模板露出。金属波纹管的安装，应事先按设计图纸中预应力筋的曲线坐标在梁侧模或箍筋上定出曲线位置。金属波纹管与支托钢筋用细铁丝绑扎，或用Φ10倒U形筋点焊在托筋上卡住孔道，以防浇筑混凝土时金属波纹管位置偏移或上浮。金属波纹管安装就位过程中，应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂。同时，还应防止电焊火花烧伤管壁。ΦΦ10倒U形筋Φ14波纹管托筋500mm固定波纹管托架示意图金属波纹管安装后，应检查其位置、曲线形状是否符合设计要求，金属波纹管的固定是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损等。如有破损，应及时用粘胶带修补。金属波纹管位置的垂直偏差一般不宜大于±20mm，水平偏差1000mm范围内也不宜大于±20mm。从梁上整体盾，金属波纹管在梁内应平坦顺直，从梁侧看，金属波纹管曲线应平滑连续。注：由于该预应力工程的屋顶位置外沿现浇钢筋混凝土梁为弧形，如下图所示。故预应力梁张拉端在弧形梁位置处的锚垫板孔道要保证与金属波纹管孔道同心，必须在预埋时进行方位调整；因每个节点处的弧度不同，不能出据详细的施工图，只能根据施工现场，在木工支设模板时，与预应力施工人员共同协调，保证预应力施工的精确度，在弧度较大的梁段，要在锚垫板突出弧形梁设计弧线的位置放置适量的钢筋网片，以保证局部受压要求。预应力梁弧段锚垫板示意图预应力梁弧段锚垫板示意图节点A放大图(三)、灌浆孔、排气孔、排水孔与泌水管在构件跨中应设置排气孔，孔距不宜大于12m。灌浆孔设置在铸铁喇叭处，灌浆孔用于灌注水泥浆，其孔径一般不宜小于16mm,排气孔是为了保证孔道内气流通畅，不形成封闭死角，保证水泥浆充满孔道，对直径要求不严。排气孔的作法，在金属波纹管上开口，用带嘴的弧形压板与海绵垫片覆盖并用铁丝扎牢，再接增强塑料管（外径20mm，内径16mm）。为保证留孔质量，波纹管上可先不打孔，在外接塑料管内插一根Φ12的光面钢筋露出外侧，待孔道灌浆前再用钢筋打穿波纹管，拔出钢筋。为满足砼施加应力时符合设计要求，砼掺高效早强减水剂，砼浇筑从梁端开始，沿梁体分层一次性浇筑完成，梁体底部采用附着式振动器振捣，上部采用插入式振捣器振捣。砼振捣时，必须严格按照规程操作，对管道密集部位及预应力筋锚固端加强振捣，确保砼不出现空洞、蜂窝或麻面。同时，不得碰击预应力管道，导致孔道移位或损坏，慎防管道堵塞。混凝土浇筑完成后，对预埋波纹管成孔，应在混凝土终凝能上人后，派人用通孔器清理孔道，或抽动孔道内的预应力筋，以确保孔道及灌浆孔通畅。(四)、预应力筋穿束根据穿束与浇筑混凝土之间的先后关系，可分为先穿束和后穿束两种，本工程拟采用先穿束法。先穿束法即在浇筑混凝土之前穿束。对埋入式固定端或采用连接器施工；必须采用先穿法：即将波纹管先安装就位，然后将预应力筋穿入；此法穿束省力，但穿束占用工期，束的自重引起的波纹管摆动会增大摩擦损失，束端保护不当易生锈。(五)、预应力筋张拉前的准备1.张拉施工准备预应力筋张拉施工是预应力混凝土结构施工的关键工序，张拉施工的质量直接关系到结构安全、人身安全。张拉施工前应精心组织、策划，做好各项施工准备工作，以保证张拉施工顺利进行。后张预应力混凝土结构张拉施工前应做好以下准备工作：（1）材料、设备及配套工具的准备；（2）结构构件的准备；（3）施工操作条件的准备；（4）张拉施工技术准备;（5）施工安全及技术交底.2．张拉设备的选用及标定根据所用预应力筋的种类及其张拉锚固工艺情况，结合鄂尔多斯市民族剧院屋面预应力梁的现场操作情况，选用张拉设备为两台25T千斤顶和两台250T千斤顶。预应力筋的张拉力一般为设备额定张拉力的50%~-80%，预应力筋的一次张拉伸长值不应超过设备的最大张拉行程；当一次张拉不足时，可采取分级重复张拉的方法，但所用的锚具与夹具应适应重复张拉的要求。施加预应力用的机具设备及仪表，应由专人使用和管理，并应定期维护和标定(校验)。张拉设备应配套标定，以确定张拉力与压力表读数的关系曲线；标定张拉设备用的试验机或测力计精度，不得低于±2％。压力表的精度不宜低于1.5级，最大量程不宜小于设备额定张拉力的1.3倍。标定时，千斤顶活塞的运行方向，应与实际张拉工作状态一致。张拉设备的标定期限，不宜超过半年。当发生下列情况之一时，应对张拉设备重新标定：（1）千斤顶经过拆卸修理；（2）千斤顶久置后重新使用；（3）压力表受过碰撞或出现失灵现象；（4）更换压力表；（5）张拉中预应力筋发生多根破断事故或张拉伸长值误差较大。液压千斤顶与压力表应配套标定。3.减少孔道摩擦损失的措施1）改善预留孔道与预应力筋制作质量孔道局部偏差的影响系数，不仅理解为孔道本身有无局部弯曲，端部预埋钢板与孔道不垂直、张拉时对中程度等在内。尤其是端部预埋钢板与孔道不垂直时难于对中，迫使预应力筋紧贴孔壁，增大摩擦力，因此要保证“三心一线”。2）采用润滑剂对曲线段包角大的孔道，预应力损失很大，可采用涂刷肥皂液、复合钙基脂加石墨、工业凡士林加石墨等润滑剂，以减少摩擦损失，值可降至0.1～0.15。工业凡士林加石墨的值稍高于复合钙基脂加石墨，但遇水不皂化，防锈性能比复合钙基脂好。对有粘结筋，润滑剂偶尔可用，但随后要用水冲掉，以免破坏最后水泥浆与钢绞线及波纹管的粘结。3）采取超张拉方法预应力筋采取超张拉，是减少孔道摩擦损失的有效措施。减少摩擦所需要的超张拉，减少锚固损失及减少预应力筋松弛所需要的超张拉可不叠加。4．张拉施工前的其它准备工作（1）张拉操作平台的搭设；（2）构件端头清理及钢绞线清理，（3）动力电源及照明电源的布置；（4）张拉班组布置及安全技术交底，（5）工具锚、限位板、顶压器等配套设备及配套工具准备等(六)、预应力筋张拉1．预应力筋张拉顺序预应力筋的张拉顺序，应使结构及构件受力均匀、同步，不产生扭转、侧弯，不应使混凝土产生超应力，不应使其它构件产生过大的附加内力及变形等。因此，本工程张拉拟沿屋顶外沿曲梁从1#梁开始向两侧对称张拉；对于单个构件的两束钢绞线同样采用对称张拉。2．分级张拉一次锚固（1）安装锚具与张拉设备钢绞线束夹片锚固体系：安装锚具时应注意工作锚环或锚板对中，夹片均匀打紧；外露一致，千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一致，以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。（2）油泵供油给千斤顶张拉油缸，按五级加载过程依次上升油压，分级方式为20%、40%％、60%、80%、100%，每级加载均应量测伸长值，并随时检查伸长值与计算值的的偏差。（3）张拉到规定油压后，持荷复验伸长值，合格后，实施锚固。3．分级张拉分级锚固预应力张拉用液压千斤顶的张拉行程一般为150~200mm，对较长的预应力筋束（一般当预应力筋长度大于25m时），其张拉伸长值会超过千斤顶的一次全行程，必须分级张拉、分级锚固。对超长预应方筋束，其张拉伸长值甚至达到千斤顶行程的好几倍，必须经过多次张拉，多次锚固，才能达到最终张拉力和伸长值。分级张拉、分级锚固应根据计算伸长值，将张拉过程分成若干次；每次均实施一轮张拉锚固工艺，每一轮的初始油压即为上一轮的最终油压，每一轮的拉力差值应取相同值，以便控制，一直到最终油压值锚固。4．一端张拉工艺本工程只有1#梁采用一段张拉，切采用分级张拉一次锚固。5．两端张拉工艺本工程除1#梁外其余各梁均采用两段张拉。两端张拉可以同时同步进行，但当张拉设备数量不足或由于张拉顺序安排关系，也可先在一端张拉完成后，再移至另一端补足张拉力后锚固。关于推算伸长值△L2，可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系计算。如初应力为10％张拉力，初应力至终应力间荷载差值为90％张拉力、相应伸长值为△L1，则初应力以下伸长值应为1/9△L1（详细的张拉应力及理论伸长值在张拉操作说明里详解）。6.伸长值测量1.测量方法为在初应力下测量外露预应力筋至固定参考点的位置，再测量终应力下外露预应力筋至固定参考点的位置，其差值减去远端锚具回缩值，即为初应力至终应力下的伸长值，再加上初应力以下推算伸长值即为总伸长。若两端同时张拉同时量测，则只需把差值相加，即为初应力至终应力间的伸长值。2．伸长值校核根据《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92第规定：如果实际伸长值超出计算伸长值的-5%~+10％，则应暂停张拉，在采取措施后，方可继续张拉。伸长值校核应在张拉过程中同时校核。(七)、张拉安全注意事项（1）在预应力作业中，必须特别注意安全。因为预应力筋持有很大的能量，万一预应力筋被拉断或锚具与张拉千斤顶失效，巨大能量急剧释放，有可能造成很大的危害。因此，在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端，同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。（2）操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程。油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。如需离开，必须把油阀门全部松开或切断电路。（3）张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中；以便张拉工作顺利进行，并不致增加孔道摩擦损失。（4）多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移，可更换夹片，用小型千斤顶单根张拉。（5）每根构件张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝：并填写张拉记录表。（6）预应力筋锚固后的外露长度，不宜小于30mm。(八)、孔道灌浆预应力筋张拉后，利用灌浆泵将水泥浆压灌到预应力筋孔道中去，其作用有二：一是保护预应力筋，以免锈蚀，二是使预应力筋与构件混凝土有效的粘结，以控制超载时裂缝的间距与宽度，并减轻梁端锚具的负荷状况。因此，对孔道灌浆的质量，必须重视。预应力筋张拉后应及时灌浆，在高应力下如不及时灌浆，容易锈蚀。1.灌浆设备灌浆设备有：砂浆搅拌机、灌浆泵、计量设备、贮浆桶、过滤器、橡胶管、连接头、控制阀等。灌浆机使用时应注意：（1）使用前应检查部件是否有损坏或存有干灰；（2）起动时应先用清水试车，检查各管道及连接头和泵盘根是否漏水；（3）使用时应配合搅拌机搅拌，灰浆不得沉淀，灰浆过滤应保证；（4）当灌浆过程中需短暂停顿时，应将出浆孔对准搅拌机，循环搅拌、出浆；（5）出浆口应有控制阀，以保安全并节省灰浆；（6）设备用完后，应及时清洗，不得留有余灰。2.水泥浆的搅拌(1)灌浆用水泥浆的配合比应在灌浆前试配确定，也可根据以往的配合比复验确定。(2)首先把水加入搅拌机，开动机器后，加入水泥和外加剂，材料计量应以水泥重量50kg的整数倍计算水量和外加剂用量。(3)搅拌时间应保证水泥浆混合均匀，一般需要2～3min。灌浆过程中，水泥浆的搅拌应不间断，当灌浆过程短暂停顿时，应让水泥浆在搅拌机和灌浆机内循环流动。3.灌浆(1)孔道准备对波纹管成孔，孔道可不用冲洗，但应先甩空气泵检查通气情况。(2)孔道灌浆将灌浆机出浆口与孔道相连，保证密封，开动灌浆泵注入压力水泥浆，从近至远逐个检查出浆口，待出浓浆后逐一封闭，待最后一个出浆孔出浓浆后，封闭出浆孔，继续加压至0.5～0.6MPa，封闭进浆孔截门，待水泥浆凝固后，再拆卸连接接头，即时清理。4.封锚封锚砼施工前，首先清除梁端压浆时溢出的散浆，对梁端砼进行凿毛、湿润，再进行浇筑封锚砼，并作好养护。五、组织机构为了更好的完成预应力部分的工程施工任务，特别设预应力工程分包项目部，具体负责工程质量、进度、安全等工作，并协调现场各个部门的关系。预应力分包预应力分包项目负责人质检、安全员技术人员质检、安全员技术人员预应力施工队预应力施工队六、质量检查要点1．材料，设备及制作（1）预预应力筋、锚锚具、波纹管管、水泥、外外加剂等主要要材料的分批批出厂合格证证、进场检测测报告、预应应力筋、锚具具的见证取样样检测报告等等；