大跨度高大截面预应力梁梁底起拱支设模板施工工法

大跨度、高大截面预应力梁支模施工工法1前言在城市建设中，随着人们对大空间使用功能的需求，大跨度、大空间结构体系逐渐增多，通常采用大跨度预应力结构形式来满足这一要求。传统的预应力梁结构施工过程中，只注重预应力束的埋设、预应力张拉等质量，往往却轻视了大跨度、高大截面预应力梁支模时对拉螺栓的布置、梁起拱、模板支架的稳定性等因素对预应力梁施工质量产生的影响，导致施工过程中预应力束位置偏差较大，梁产生下挠、开裂等质量问题。为此，我公司在青岛市2014年xx中心（xx）工程施工过程中，组织技术人员，进行攻关创新，很好的解决了以上难题。本工法就是在此基础上，经改进、总结形成。2工法特点梁底起拱支设方法简单、易操作，且可有效抵抗大跨度混凝土梁下挠造成的混凝土裂缝及温度裂缝。采用PKPM、AUTOCAD软件辅助深化设计，确保预应力束安装准确。将对拉螺栓和预应力束卡箍合二为一，省工、省料，保证了预应力束的安装质量。3适用范围本工法适用于：工业厂房、物流中心、仓库、商场、停车场、多功能厅、展示厅等大跨度、高大截面预应力梁的施工。4工艺原理本工法采用PKPM计算梁侧模对拉螺栓布设间距，同时采用CAD辅助设计准确计算出预应力束安装高度，通过预应力束的安装高度与对拉螺栓布设间距进行对比分析，调整对拉螺栓的布设间距，将对拉螺杆作为预应力束的安装托架。对拉螺杆初始布置图见图-1。调整后的对拉螺杆布置图见图4.0.1-2。图-1对拉螺杆初始布置示意图-2调整后的对拉螺杆布置示意将对拉螺栓和预应力束卡箍合二为一，即在对拉螺栓上根据预应力束的位置焊接U型卡箍，卡箍采用HPB235ф6钢筋。整个构件采用工厂化预制加工。复合型对拉螺杆见图4.0.2。图复合对拉螺栓示意图梁底模板支架方案设计。根据设计图纸，采用PKPM计算软件出模板支架立杆的间距、水平杆步距等搭设参数。梁起拱最大高度计算。梁起拱高度按照跨中最大挠度进行计算，设计要求预应力混凝土梁跨中最大竖向挠度,不大于L/300。计算公式见式4.0.4。f=5qL4/384EI≤L/300（式）式中q——作用于梁的荷载(均布荷载)；L——梁的跨度；E——梁混凝土的弹性摸量；I——梁截面惯性矩；5工艺流程及操作要点5.1工艺流程梁支撑加固体系及预应力筋矢高设计计算→梁底支撑架搭设→梁底模铺设、安装→梁钢筋骨架绑扎→预穿复合型对拉螺杆→波纹管及预应力筋穿设固定→预应力筋固定端端部预埋安装→梁其他钢筋绑扎→梁侧模安装、加固→验收。5.2操作要点梁支撑加固体系及预应力筋矢高设计计算。梁支撑加固体系设计计算包括梁支撑架设计、梁侧模对拉螺杆加固体系设计及梁底起拱高度设计计算。预应力筋矢高计算主要是根据设计图纸确定预应力筋在梁中具体位置定位。1梁支撑架设计计算。根据梁的设计截面尺寸、搭设高度、模板及支撑体系材料选型等，利用PKPM安全计算软件对梁支撑架进行设计计算，确定梁支撑架搭设形式、梁底立杆根数、沿梁跨度方向立杆间距、水平杆步距等搭设参数。2梁侧模板加固体系计算。根据梁的设计截面尺寸及所选用的材料，确定梁侧主次楞间距、对拉螺杆直径、间距、道数等参数。3梁底起拱高度的计算。根据设计要求并结合验收规范规定，计算梁底最大起拱高度。同时，将整跨梁底近似为等边三角形计算每延米模板起拱高度。梁底模起拱高度计算示意见图-1。图梁底模起拱高度计算示意4梁模搭设方案的确定。根据计算结果，结合规范、地方标准规定，编制详细的模板支设方案，属于高大模板的，须经专家论证后并经监理、建设单位批准后实施。5预应力筋矢高计算。利用AUTOCAD软件进行辅助深化设计。按照对拉螺杆水平间距，沿梁跨度方向将预应力筋分成若干等间距节点，依次量出各节点离梁底的高度，此高度即为预应力筋在梁中的位置参数。同时，各节点处安放专门设计的对拉螺杆，作为预应力筋的固定点。节点附近对拉螺杆间距可进行微调，但不得大于设计间距。梁底支撑架搭设：1梁底支撑架的搭设需严格按照施工方案进行。梁底支撑架最高一步大横杆与模板支撑点之间立杆高度不得大于50cm。2梁底支撑架搭设完毕，项目部质检员应对梁底起拱高度进行实测检查，符合要求后方可进入后续施工。梁底模铺设及钢筋骨架绑扎。梁底模板采用覆膜竹胶板铺设。钢筋骨架绑扎严格按照设计图纸进行施工。预穿复合型对拉螺杆。以梁底模板为基准，按预应力筋各节点安装坐标，直接量出相应点的高度，采用油漆标识在箍筋上，预穿复合型对拉螺杆，并临时固定牢靠。复合型对拉螺栓制作加工见图5.2.4。图复合型对拉螺栓图复合型对拉螺栓1复合型对拉螺栓就位后，采用逐根穿束法穿上经检查合格的波纹管，并固定牢固，以保证在浇筑砼时波纹管不会坍陷或上浮。然后穿设预应力筋，预应力筋穿设完毕，应按照设计参数，对预应力筋在梁中的位置进行全面检查，对出现偏移的复合螺杆进行微调，确保预应力筋安装准确。2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。经检查无误后，将复合型对拉螺栓点焊在箍筋上。固定端端部预埋安装。按设计要求的高度固定好预埋件并焊好网片筋或螺旋筋。电焊时应注意避免焊条碰到裸露的预应力束。梁其他钢筋绑扎。梁内其它钢筋绑扎严格按照设计要求的尺寸、位置、间距等进行施工。梁侧模板安装、加固。钢筋绑扎完毕后，项目部应对钢筋绑扎质量进行检查验收，验收合格即可进行梁侧模板安装、加固施工。检查验收。模板支设完毕，经项目部自检合格后，报监理进行隐蔽验收。6材料与设备6.1材料本工法主要采用的材料及规格型号见表6.1。表6.1主要材料选用表序号材料名称规格型号备注1有粘结预应力钢绞绞线1860Mpa；；φs15.22张拉端锚具QQMV15--93螺旋筋配套产品4金属波纹管φ805普通硅酸盐水泥P.O42.556热轧带肋钢筋HRB400；φφ6、φ147钢管φ48×3mm8竹胶板厚度12mm6.2机具设备本工法主要采用机械设备见表6.2。表6.2施工机械设备选用表序号名称规格单位数量备注1钢筋切割机GT4-14299台2用于钢筋加工2圆盘锯MJ104台2用于模板加工3压力表100Mpa块2用于张拉时张拉力力的计量4砂轮切割机Ф400台1用于钢绞线下料5角磨机Ф180台1用于张拉后切割多多余钢绞线6电焊机150A-3800V台2用于固定预应力定定位筋及锚垫垫板的固定7配电箱150A-3800V台3用于机具设备电源源接线8卷尺50M个1用于钢绞线定长下下料9卷尺3M或5M个4用于预应力筋束形形定位7质量控制7.1规范与标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300《预应力混凝土用钢绞线（S）》JGB／T5224《预应力筋用锚具、夹具和连接器（S）》JGB／T14370《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130《建筑施工模板安全技术规范》JGJ1627.2质量控制措施材料进场后，应对其生产日期、产品有效期、检验报告等进行检查验收，并按照规定进行抽样检测，复试合格，方可使用。严格执行样板领路制度，样板施工完成后，经建设、监理、施工三方验收合格后，方可大面积展开施工。波纹管定位后,管道轴线偏差距跨中4m范围内不大于4mm，其余部位不大于6mm。波纹管接头处要严格密封，波纹管的接长采用大一号的同型波纹管作为接头管，接头长度为300mm，管两端用密封胶带或塑料热缩管封裹，以防接缝处漏浆。预应力筋铺设过程中，以保证预应力筋的矢高为主，其他管线、钢筋布置应服从预应力筋的需要。施工过程中，应有质检员全程旁站监督，避免工人对复合对拉螺杆扰动，造成预应力筋位置偏移。8安全措施加强安全教育，认真学习并严格执行各项安全操作规程。施工前做好班前安全技术交底，高空作业时必须戴好安全帽，系好安全带，脚手架等安全防护措施必须加设到位。严格遵守施工动火审批制度，焊接作业前要清除附近易燃物，配备看护人员和灭火器。施工用电要符合国家现行标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的有关规定。施工现场不得随意接电、气、焊设备，以防止对预应力筋造成损伤。9环保措施保证施工噪声符合《建筑施工场界噪声限制》（GB12523）的要求，昼间不大于62分贝，夜间不大于55分贝。构配件加工应在工厂完成，减少现场拼装、焊接、降低噪音及光污染。现场材料应分类统一堆放，标识清楚，废弃垃圾应集中堆放、处理。10效益分析10.1经济效益分析以2014年xx项目（xx）工程为例，采用本工法施工，可节约预应力束支架制安费用共计1.35万元，同时，预应力梁成型质量好，减少了后期因梁下挠等质量问题产生的维修费用，经济效益较为明显。10.2社会和环保效益采用本工法施工，提高了劳动生产率，加快了施工进度，保证了施工安全，确保了大跨度、高大截面预应力梁施工质量，赢得了建设、监理单位的一致好评。11工程实例11.12014年xx项目（xx）图工程效果图工程概况。本工程位于青岛市崂山区世园大道以北，涧西以路西，纵五路东侧。总建筑面积约46000平方米。地下2层，地上1#楼9层，建筑高度为37.4米；2#楼7层，建筑高度为29.2m。本工程抗震等级为三级，框架结构，采用筏板基础。本工程将来作为2014年青岛世园会展会期间行政指挥中心，为世园会重点工程。质量目标确保“泰山杯”图工程效果图施工情况。本工程预应力梁位于大堂门厅顶，跨度为24.3m，梁截面尺寸为800×2500mm。混凝土强度等级为C40，设计采用后张法有粘结预应力施工。预应力筋采用高强度低松弛钢绞线φS15.2、fptk=1860N/mm2。预应力孔道预埋金属波纹管圆管，内径80mm。根据计算，梁跨中最大起拱73mm，梁底设置4根立杆，立杆沿梁跨度方向间距0.45m，横杆步距1m。对拉螺杆采用HRB400φ14钢筋。预应力梁采用本工法施工，施工时间为2012年7月。施工过程照片见图11.1.2-1～11.1.2-4。图-1梁图-1梁钢筋绑扎图-2钢筋绑扎完成效果图-3混凝土浇筑图-4预应力梁成型应用效果。应用本工法施工，安全可靠，施工速度较快，节省材料，施工质量较好，赢得了监理单位、建设单位一致好评。编制：李世俊审核：贾杨批准：李兆龙工法应用说明2014年xx项目（xx）位于青岛市崂山区世园大道以北，涧西以路西，纵五路东侧。总建筑面积约46000平方米。地下2层，地上1#楼9层，建筑高度为37.4米；2#楼7层，建筑高度为29.2m。本工程抗震等级为三级，框架结构，采用筏板基础。本工程将来作为2014年青岛世园会展会期间行政指挥中心，为世园会重点工程。质量目标确保“泰山杯”。本工程预应力梁位于大堂门厅顶，跨度为24.3m，梁截面尺寸为800×2500mm。混凝土强度等级为C40，设计采用后张法有粘结预应力施工。预应力筋采用高强度低松弛钢绞线φS15.2、fptk=1860N/mm2。预应力孔道预埋金属波纹管圆管，内径80mm。根据计算，梁跨中最大起拱73mm，梁底设置4根立杆，立杆沿梁跨度方向间距0.45m，横杆步距1m。对拉螺杆采用HRB400φ14钢筋。预应力梁采用本工法施工，施工时间为2012年7月。应用本工法施工，安全可靠，施工速度较快，节省材料，施工质量较好，赢得了监理单位、建设单位一致好评。xx集团股份公司经济效益证明工法名称大跨度、高大截面面预应力梁支支模施工工法法用于工程项目名称称2014年xx项项目（xx）应用时间2012年7月以2014年xx项项目（xx）工程为为例，采用本本工法施工，可可节约预应力力束支架制安安费用共计1.35万元，同时时，预应力梁梁成型质量好好，减少了后后期因梁下挠挠等质量问题题产生的维修修费用，经济济效益较为明明显。财务认证处财务经理:(签字)年月日填报单位认证总工室(签字):年月日项目经理(签字):年月日计算人(签字):年月日技术评审证书成果名称：大跨度、高大截面预应力梁支模施工工法完成单位：青岛建安建设集团有限公司青岛东亚建筑装饰有限公司组织评审单位：青岛市土木建筑工程学会（盖章）评审日期：年月日简要技术说明及主要技术性能指标传统的预应力梁结结构施工过程程中，只注重重预应力束的的埋设、预应应力张拉等质质量，往往却却轻视了大跨跨度、高大截截面预应力梁梁支模时对拉拉螺栓的布置置、梁起拱、模模板支架的稳稳定性等因素素对预应力梁梁施工质量产产生的影响，导导致施工过程程中预应力束束位置偏差较较大，梁产生生下挠、开裂裂等质量问题题。本工法利利用PKPM安全计算软软件，准确计计算梁底模板板支架搭设参参数，采用复复合型对拉螺螺杆做预应力力束支架，同同时，对梁底底起拱高度精精确控制，改改进施工工艺艺，较好的解解决了以上问问题。本工法有以下特点点：1梁底起拱支设方法法简单、易操操作，且可有有效抵抗大跨跨度混凝土梁梁下挠造成的的混凝土裂缝缝及温度裂缝缝。2采用PKPM、AUTTOCAD软件辅助深深化设计，确确保预