型钢混凝土－预应力梁施工技术

型钢混凝土-预应力梁施工技术龙绍章【摘要】在大跨度构件中，通常采用型钢梁或者预应力梁形式，而型钢混凝土-预应力组合结构具有跨度大、要求承载力高的特点。文章通过某裙楼工程采用型钢混凝土预应力组合结构，从深化设计、模板支设、型钢梁施工、钢筋绑扎、预应力施工、混凝土浇筑等工艺详细介绍型钢混凝土预应力梁的施工过程。【期刊名称】《四川建筑》【年(卷)，期】2015(000)002【总页数】3页(P181-183)【关键词】型钢混凝土;预应力结构;型钢梁;预应力梁;深化设计【作者】龙绍章【作者单位】中国华西企业有限公司，四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TU757.4花样年•美年广场二期位于成都市高新区天府大道中段，由综合用地和教育用地组成，总用地面积86372m2，总建筑面积574343m2。综合用地11~14栋为商业、酒店、办公，地下3层，地上35~44层，建筑高度204m，结构型式为钢筋混凝土框架-核心筒结构，部分楼层柱采用型钢混凝土组合结构。教育用地15~27栋为培训中心、办公楼、艺术中心、教职工餐厅等，地下2层，地上1~5层。其中13#楼5层为大跨度商业空间，6层为影剧院。在6层标高位置C-9~C-12交C-B~C-F轴线范围采用3根型钢混凝土+预应力梁组合结构（图1）,梁截面800mmxl600mm,梁配筋（图2）跨度约26m。采用Q345钢板，厚度40mm。采用E5015、E5016型焊条，钢柱及钢梁现场拼接接头焊缝为全熔透一级焊缝。钢绞线采用4x7-1860-15.2低松弛预应力钢绞线，预留孔道采用金属波纹管成孔，张拉锚固体系采用I类夹片锚具及其配套的锚垫板及螺旋筋，预应力梁混凝土强度等级为C40。2.1预应力深化根据设计给定的预应力曲线方程y=ax2（a=2h-0.5L2）计算预应力束定位筋的高度，绘制预应力曲线图（图3）。2.2型钢梁深化根据现场塔吊吊重，本工程C-D轴上钢梁分为3段，现场拼装；C-10、C-11轴上钢梁均为4段拼装。在梁腹板设置两排中24的丝杆孔，间距500mmx500mm（图4）。2.3综合节点深化2.3.1型钢配置及钢筋配置根据所绘制的曲线图（图3）及钢梁深化图（图4）可知：（1） C-10轴上两个方向的钢绞线在同一标高。经与设计协商同意，调高C-10轴钢绞线50mm，钢梁腹板提前在工厂开洞中110，保证波纹管正常埋设。（2） 次梁L98底部钢筋与预应力筋位置交叉。根据非预应力筋要避让预应力筋的原则，与设计协商调整L98尺寸为550mmx1100mm。（3） 钢绞线底部与丝杆孔位置交叉。提前在深化图中调整丝杆孔位置，以保证现场施工。2.3.2梁柱节点梁柱节点钢筋较多，且型钢柱翼缘距离柱边较近，现场无法保证波纹管的正常埋设。梁柱节点深化后经设计方认可，设置环梁，保证有足够的空间安放波纹管。3.1模板支设3.1.1工艺流程弹出梁轴线及水平线并复核一搭设梁底模板支架一安装梁底模板一梁底起拱一钢梁安装一绑扎梁钢筋一波纹管安放一插入对拉螺栓及塑料套管一清扫梁内杂物一安装梁侧模板一安装上下锁口楞、斜撑楞及腰楞和对拉螺栓一复核梁模板尺寸、位置一与相邻模板连固3.1.2梁底主龙骨梁底主龙骨搭设时，先在梁的两端各搭一组主龙骨，其高度为梁底设计标高减去梁底模厚度，然后在两端的底部通长拉线搭设中部的主龙骨。梁最大跨度26m,模板起拱高度为全跨长度的1/1000，起拱后的主龙骨沿梁长度方向应呈弧形，不得形成三角型。3.1.3梁模组拼原则次梁模板不入主梁模板内，主梁模板不入柱模板内。所有梁侧模板必须定向配制，规定横向为外包，纵向为被包，以防在模板安装时出现混乱，造成乱锯、舌L补现象。在梁与梁、梁与柱的接槎处，必须使用方木，将阴阳角两侧的模板固定在木方上，确保阴阳角的方正和接缝的严密。梁侧模板安装后，应沿施工段通长拉线，校正梁侧模板的顺直，并加支撑固定后再进行楼板模板的施工。3.1.4支撑立杆梁支撑体系立杆布置应保证上下楼层同轴，以防因局部应力过大而破坏楼板。梁模支撑体系立杆均应落在实处，不得有“虚”脚。3.1.5复核校正梁、板模安装完后应检查中心线、标高、断面尺寸和平整度等项目。支模架和梁模夹具必须牢固，偏差超规定时应校正。3.1.6操作平台因梁高度较高，为保证施工安全，在梁侧位置设置操作平台，满铺脚手板。3.2型钢梁安装裙房部分有型钢混凝土+预应力梁，梁最大跨度约为26m，单根型钢须采用分三段吊装，单根构件最长约9.5m，单根构件最重约8.5t。钢梁吊装支模架最大荷能够承受约53.5kN/m的线荷载支模架，且能承担施工振捣及混凝土浇筑时冲击荷载，需编制专项施工方案。梁的吊装方法采用捆绑式吊装。吊装前应核查型号和选择吊点，以起吊后不变形为准，并平衡和便于解绳，吊索角度不得小于45°，构件吊点处采用麻布或橡胶皮进行保护。钢梁就位后，用两端控制缆绳旋转对准安装轴线，随之缓慢落钩。此时，要注意梁的方向和连接板方向，为防止梁因自重下垂而发生错孔现象，梁两端临时安装螺栓(不得少于该节点螺栓数的1/3，且不少于2颗)拧紧。钢梁找正就位后用高强螺栓固定，稳妥后方可脱钩。柱一梁的焊接。为安装时便于定位，设计采用栓焊混合连接形式，即腹板用高强螺栓连接，翼板为全焊透连接，安装时先栓后焊，因此焊接时产生变形较小，而拘束应力较大。采用合理的对称焊接顺序主要目的是为了减少拘束应力，有利于避免焊接裂纹。翼缘的焊接顺序一般采用先焊下翼缘后焊上翼缘。具体焊接顺序为：在下翼缘板的腹板两侧坡口内顺序轮换分层填充焊接至填满坡口，再焊接上翼缘的全焊透焊缝。下翼缘填充焊通过腹板的圆弧孔时各道次焊缝的熄弧点要适当错开，以避免夹渣、未熔合缺陷聚集在同一截面上。3.3钢筋绑扎工艺流程:安装主筋-画梁箍筋间距-摆放箍筋-穿次梁钢筋-绑扎主梁钢筋-安放波纹管主梁与次梁、板交叉处：主梁的钢筋在下，次梁的钢筋居中，板的钢筋在上。梁钢筋保护层：大理石垫块保证梁底钢筋保护层，大梁侧面用塑料垫块卡在梁中部水平钢筋上。梁上部与下部、一排与二排、二排与三排钢筋之间用中25或梁纵向受力钢筋直径较大值的钢筋做分隔筋，沿梁纵向间距不大于0.5m。⑸绑梁上部纵向筋的箍筋宜用套扣法绑扎。3.4混凝土浇筑3.4.1施工难点梁柱节点钢筋密集，直径较粗，可插入振捣棒的空间较小。梁柱接头、梁型钢翼缘下部等位置混凝土不易充分填实饱满。⑶混凝土强度等级较高，黏度较大，流淌性大。3.4.2针对性措施控制混凝土原材料，钢骨混凝土构件最大骨料直径不大于25mm。当节点区钢筋太过密集，混凝土浇筑困难较大时，采用小直径振动棒振捣，也可以对钢筋较密部位采取插钢管下振捣棒，保证混凝土的振捣要到位、密实，避免漏振而影响混凝土质量。对于梁柱接头、梁型钢翼缘下部等位置，应仔细浇筑和振捣，仔细查看是否填塞饱满，保证混凝土密实度。⑶在保证质量的前提下，通过适当加大混凝土的坍落度，以便于保证混凝土的浇筑质量。由于混凝土强度等级较高，内含水泥和外加剂成分较多，造成振捣后浮浆较多，需要在混凝土浇筑过程中及时清除，避免产生局部强度削弱的现象发生。3.4.3混凝土浇筑的基本要求注意均匀、分层下料，振捣时必须对称振捣，以防止钢柱受扭。仔细检查混凝土的和易性、均匀性及保水性、坍落度等技术指标，按规定制作试块。混凝土必须连续浇筑，同时严格控制浇筑宽度，避免出现冷缝。严格控制振捣时间，避免现场胀模、下沉等现象出现。3.5预应力施工3.5.1钢绞线下料钢绞线立放、固定、将线头平拉出盘，采用砂轮切割机切割，并逐一编号或做相应的标志，保证预应力筋根数及长度与图纸相符。钢绞线的下料长度为L=L1+L2。其中：L1为根据设计图纸提供的预应力筋长度；L2为张拉操作长度。钢绞线应顺直无死弯，切口应无松散，表面无油污、无锈蚀(浮锈除外)。3.5.2安装波纹管、端头垫板、网片筋及螺旋筋波纹管严格按设计位置固定在托架筋上。托架筋采用中10的钢筋，每1m须设一个托架筋。埋设波纹管时，波纹管就位后应正确安置端头垫板和螺旋筋，端头垫板应与波纹管垂直，矢高应符合设计要求。螺旋筋应套在锚垫板上并焊牢。网片筋的焊接应垂直于波纹管。波纹管应平滑、顺直。3.5.3排气泌水孔在最高点位置先焊接固定好出浆用的金属管，然后封闭严实波纹管与金属管的缝隙。为保证灌浆工作的顺利进行，除安装灌浆孔以外，将一截塑料管一端插入固定端金属波纹管内，另一端密闭固定在顶板上，达到可以出浆的目的。3.5.4张拉施工准备材料设备及配套工具的准备。根据所用预应力筋的种类及其张拉锚固工艺情况选用张拉设备。本工程采用的张拉设备为YCW型200t千斤顶，油泵为ZB4—500型高压油泵。预应力筋张拉前，土建方应提供结构构件混凝土强度的试压报告，当混凝土的强度满足设计要求后，方可施加预应力。3.5.5预应力筋张拉张拉方式为0-1.0ocon锚固。张拉时混凝土强度需达到100%设计强度。预应力筋张拉顺序应遵从设计要求，同时应遵从使构件受力均匀、同步，不产生扭转、侧弯，不使混凝土产生超应力，不使其它构件产生过大的附加内力及变形的原则，在同一截面内采用对称张拉。⑶张拉时应缓慢均匀，供油不可忽大忽小。⑷张拉伸长值量测与校核。张拉控制采用张拉力与伸长值的双控，如果实测伸长值超出计算伸长值的±6%则应立即停止张拉，查找原因，待问题解决后方可继续张拉。伸长值校核应在张拉过程中同时进行。3.5.6切割张拉头外露钢筋当张拉工作结束后，采用手提式砂轮切割机将其锚具后外露剩余预应力筋割除，但锚具后应保留预应力筋长度不小于30mm。3.5.7孔道灌浆灌浆过程中应保持连续一致，以免造成灌浆不密实。在灌浆时采用一端灌浆一端排气的方法