超长预应力系梁施工工法

超长预应力系梁施工工法由中国建筑第八工程局第三建筑公司、南京东大现代预应力工程有限责任公司、江苏邗建集团有限公司完成的工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《超长预应力系梁施工工法》是中国建筑第八工程局第三建筑公司、南京东大现代预应力工程有限责任公司、江苏邗建集团有限公司完成的建筑类施工工法，完成人是杨中源、程建军、沈兴东、李龙、汪仲琦，适用于采用预应力梁平衡拱的推力的拱形结构工程中超长预应力系梁的施工。《超长预应力系梁施工工法》主要的工法特点是采用定型支架固定预应力预埋理管及观察段套管连接技术；采用特制的牵引头和每根钢绞线芯的墩头技术；采用对称张拉的方法。2008年01月31日，《超长预应力系梁施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2005-2006年度国家一级工法。形成原因形成原因在大型拱结构中，为了平衡拱的巨大水平推力，通常采用预应力系梁。在南京奥体中心主体育场工程中，有两道372米跨巨型斜钢拱横跨主体育场南北，钢拱下设有预应力混凝土系梁（由于埋在地面以下，俗称地梁）。地梁长396米，断面为1450毫米×1050毫米（宽×高），每道地梁内埋设8ф180×6钢管，在每根钢管内穿过24根фs15.2高强度低松弛预应力钢绞线，两端锚固于钢拱脚承台上。为了保证本地梁穿束孔预埋顺直通畅、预应力筋穿束以及张拉成功，为此，中国建筑第八工程局第三建筑公司和南京东大现代预应力工程有限责任公司合作成立科技攻关小组，经过不断地试验、总结，形成一套396米预应力地梁施工技术。在此基础上，经过进一步提炼，最终形成《超长预应力系梁施工工法》。

工法特点工法特点1.《超长预应力系梁施工工法》通过采用定型支架固定预应力预埋理管及观察段套管连接技术，确保了孔道平直顺畅和穿束顺利。2.《超长预应力系梁施工工法》通过采用特制的牵引头和每根钢绞线芯的墩头技术，以及采用三级穿束并进行分次牵引的方法，解决了超长预应力系梁穿束困难的问题。3.《超长预应力系梁施工工法》通过采用对称张拉的方法，解决了超长预应力系梁大吨位张拉的施工难题。4.在预应力施工中，预应力系梁端部设置穿心式压力传感器对张拉和使用阶段系梁的应力、应变进行监控，同时在施工阶段采用全站仪和百分表双控措施对系梁拱脚基础水平位移进行监控。

操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《超长预应力系梁施工工法》适用于采用预应力梁平衡拱的推力的拱形结构工程中超长预应力系梁的施工，且预应力筋采用的是多束、每束多根、每根为1×7结构钢绞线。该工法也可为其他超长预应力结构的施工提供参考。

工艺原理《超长预应力系梁施工工法》的工艺原理叙述如下：1.利用编束架对钢绞线进行编束，通过采用特制穿束器、特制牵引头等器具，以及采用三级穿束和卷扬机分次牵引的方法实现钢绞线整束穿束。2.根据上部拱形结构合拢、卸载及安装附属结构的各个过程的状况，选择合适的张拉时机和张拉顺序，使用穿心式千斤顶，并采用群锚对称张拉的方法实现预应力筋的张拉。3.孔道超长、管壁对钢绞线的摩擦情况不明确，对预应力钢绞线的张拉伸长值无明确要求，而且拱脚推力过大或预应力系梁拉力过大都将使拱脚处承台及其承台下部桩发生水平位移，为防止引起结构破坏，故在张拉过程中采用以拱脚承台水平位移控制为主，结合控制张拉力的双控方案。

施工工艺《超长预应力系梁施工工法》的工艺流程是：施工准备→土方开挖→垫层混凝土→系梁底部钢筋绑扎→预应力孔道留设→观察段预埋管安置→系梁上部钢筋绑扎→隐蔽工程验收→系梁侧模施工→系梁混凝土浇筑（观察段位置暂不浇筑混凝土）→其他段系梁混凝土施工→穿ф6.5毫米钢筋→穿牵引用钢绞线→预应力钢绞线芯墩头处理→预应力筋穿束→观察段套管安装→观察段位置系梁混凝土浇筑→养护→预应力筋分批张拉→锚固→切割端部钢绞线、端部封裹。

《超长预应力系梁施工工法》的操作要点如下：一、施工准备根据现场实际情况和整个施工进度的安排，将预应力系梁分不同部位，组织分区段施工，并做好技术交底工作。

二、土方开挖、垫层混凝土施工系梁基槽开挖后，尽快施工垫层混凝土。

三、预应力孔道留设根据设计要求留设预应力孔道。材料设备材料设备一、材料要求《超长预应力系梁施工工法》的材料要求如下：1.进场的预应力钢绞线性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》的规定。2.锚具进场质量必须满足《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》中的Ⅰ类锚具要求，锚具进场应检验合格证书、出厂检验报告，出厂证明文件应核对其锚固性能类别、型号、规格、数量及硬度。进场后应按要求进行外观检查并取样，进行硬度检验和静载锚固试验。3.混凝土的强度不宜低于C40。

二、机具设备《超长预应力系梁施工工法》所需的机具设备见表1。质量控制质量控制一、质量标准《超长预应力系梁施工工法》除满足设计图纸外，还必须遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB—2002、《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92—2004的有关规定。

二、质量保证措施《超长预应力系梁施工工法》的质量保证措施有：1.物资应在确定合格的分供方厂家中进行采购，所采购的材料、设备必须有出厂合格证、材质证明和使用说明书、材料进货要对材料质量、规格、性能及服务进行多方面的考察或试验后确定。2.物资应根据国家、地方政府主管部门的规定、标准、规范及合同规定要求进行抽样和试验，并做好标记。3.应配备足够的施工机具及设备，所有的机具设备均应有专人负责维护和保养，使之始终处于良好状态。张拉设备在使用前进行标定，并在施工中定期校正。4.安全措施安全措施采用《超长预应力系梁施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：1.施工前先要做好班前安全教育和安全交底。未经三级教育的新工人不准上岗。2.所有用电设备及配电柜应安装漏电保护装置，并张贴安全用电标识，严禁无电工操作证人员进行电工作业。定期进行安全用电检查，不符合要求的立即整改。3.定期对各种设备进行调试、保养和维修，保证施工设备安全可靠，各种设备必须严格按安全操作规程进行操作，严禁违章作业。4.油管接头处、张拉油缸端头严禁站人，操作人员必须站在油缸两侧。测量伸长值时，严禁用手抚摸缸体，以免油缸崩裂伤人。张拉用工具及夹片应经常检查，避免张拉中滑脱飞出伤人。5.油泵操作时应精力集中，给油、回油平稳，以防超张拉过大拉断钢筋造成事故。

环保措施环保措施《超长预应力系梁施工工法》的环保措施如下：1.在施工过程中，自觉地形成环保意识，最大限度地减少施工中产生的噪声和环境污染。2.机械操作人员应经过培训，掌握相应机械设备的操作要求、机械设备的养护知识、机械设备的环保要求，紧急状态下的应急响应知识后方可进行机械操作。其他人员操作前应进行环境交底，掌握操作要领，在混凝土浇筑、穿预应力筋、预应力张拉、预应力锚固过程中减少环境影响。3.张拉设备应定期保养、维护。作业时，油泵、千斤顶等设备应放置在隔油布上，避免由于油的泄漏而造成环境污染。4.混凝土和预应力施工时的废弃物应及时分类清运，保持工完场清。5.严格按照当地有关环保规定执行。

效益分析效益分析1.《超长预应力系梁施工工法》的成功应用解决了超大拱形结构系梁的施工难题，为预应力结构更广泛地应用提供了依据，使建筑平面布局更灵活。超长预应力结构的应用成功，不仅节约了钢材，减少了维修费用，也提高了结构的耐久性，延长了建筑物的使用寿命，为降低工程结构总造价提供了依据，并降低了建筑物的全寿命周期成本。2.《超长预应力系梁施工工法》满足中国关于建筑节能工程的有关要求，节约了资源，缩短了工期，而且对改善结构的性能，提高结构的安全性有意义。3.《超长预应力系梁施工工法》在南京奥体中心主体育场工程、广州大学城华南理工大学体育馆和扬州市体育馆工程中的成功应用也取得了很好的经济效益，共取得经济效益102.5万元。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算应用实例应用实例《超长预应力系梁施工工法》的应用实例如下：南京奥体中心主体育场工程位于南京河西新城区江东中路222号，该工程于2003年1月1日开工，2005年4月20日竣工。该主体育场四个拱脚基础分别位于体育场的南北两端、东西两侧，每个拱脚基础南北方向长30米、东西方向宽18米。南北拱脚基础通过396米长预应力地梁连接，预应力地梁平面位置如图11所示。图11预应力地梁平面位置示意图预应力地梁的断面为1450毫米×1050毫米（宽×高），每道地梁内埋设8ф180×6钢管，在每根钢管内穿过24Uфs15.24高强度低松弛预应力钢绞线，预应力筋每束长度达410米。396米长预应力地梁张拉完成14天内，钢拱架落架结束，对拱脚基础的观察和预应力值监测结果如下：拱脚基础产生的水平位移分别为1.1毫米和1.37毫米，均小于设计控制值6毫米，张拉后建立的控制应力分别为千牛和千牛，与设计要求的千牛相比，误差值均在±6%以内。在拱架落架后约7天，通过传感器测定有一束预应力值为2491千牛，原测定值2514千牛，比张拉测定值小23千牛，