大跨度梁内缓粘结预应力施工工法

大跨度梁内缓粘结预应力施工工法1前言以xx项目施工为背景，本工程单体风雨操场地下一层、地上一层部分大跨度梁内采用了缓粘结预应力混凝土技术，缓粘结预应力筋覆盖范围1822平方米，此范围由19根400mm*1200mm单向预应力梁、160mm厚板组成，梁跨度为24.5米，模板支架高度为8.77m，属于超高大跨度预应力混凝土梁板结构，其中采用76束梁内缓粘结预应力施工技术，涉及预应力筋长度达27米以上，根数达380根，为了保证结构经济性及改善结构受力性能，全部预应力构件均按部分预应力构件进行设计。本工法对大跨度缓粘结预应力梁三个方面的施工技术进行了研究,通过实例应用,取得了较好的综合经济效益,具有较强的指导作用,也对类似工程施工具有一定的推广应用价值。2工法特点2.1可以抵抗温度变化引起的温度应力，控制结构的温度收缩及表面裂缝。

2.2施工简便、速度快，无需预埋孔道、穿筋、灌浆等，简化施工工艺，加快施工进度。2.3缩短工期，创造可观的经济效益和社会效益。3适用范围3.1本工法适用于大跨度梁板内缓粘结预应力筋张拉施工工作。4工艺原理4.1使用缓粘结预应力新技术，克服有粘结与无粘结预应力的缺点，省去有粘结埋设波纹管、灌浆两道工序，节省工期。如图4.1.14.1.1缓粘结预应力筋示意图4.2采用穴模留置，梁面无需开槽断筋，只需将预应力筋从纵筋间隙中穿出并留置穴模，待张拉时取出穴模，张拉后封锚，施工简便。如图4.2.1图4.2.1穴模留置示意图4.3单孔夹片锚具较有粘结偏小，节点布置灵活方便，节点交汇处混凝土浇注易密实，施工质量有保障。如图4.3.1。图4.3.1单孔夹片锚具示意图4.4预应力结构工程施工中预应力损失及其控制，减少张拉端锚具变形和钢筋松弛引起的预应力损失；采用超张拉工艺时，预应力钢筋实际应力分布沿构件比较均匀，而且预应力损失也大大降低了；采用高等级水泥,减少水泥用量，降低水灰比，以减少混凝土的收缩和徐变值。4.5高大模架选型是超大跨预应力混凝土梁施工的关键，直接决定结构的工期、安全、成本。因此,在综合考虑以上因素情况下，应优先选用通用性强、搭拆灵活的扣件式钢管脚手架支撑体系。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程图支梁底模→绑扎梁内普通钢筋（拉结筋后放）→绑扎支撑钢筋→将预应力筋穿入→放置预应力筋张拉端配件→调整和固定梁内预应力筋的位置→封梁侧模及张拉端处模板→铺放楼板内普通钢筋→隐蔽工程检查验收→浇筑混凝土→预应力筋张拉→切断多余预应力筋→张拉端封锚5.2缓粘结预应力筋的制作将缓粘结预应力钢绞线放在平坦干燥的场地上进行下料。首先根据施工图纸的要求计算出下料长度，进行编号下料。预应力筋下料应用砂轮切割机切割，严禁使用电弧和气割。内埋式的固定端应除去端部部分PE护套，并用丙酮及刷子将缓凝结胶清除干净。内埋式固定端采用挤压锚，挤压锚的内衬弹簧长度为50mm，在专用挤压机下挤压缩径。如图5.2.1。图5.2.1缓粘结预应力筋固定端制作5.3缓粘结预应力筋的铺设缓粘结筋铺放时，应保持顺直，按照施工图的线型标高图布置支撑钢筋，亦可与其它钢筋绑扎，保证束形控制点与设计的位置偏差在允许的偏差值内，本工程中截面高度为300<h≦1500，允许偏差为正负10mm。如图5.3.1。图5.3.1反弯点处、梁内端部、跨中位置处的预应力筋位置设定张拉端端部的模板应按预留孔的位置进行钻孔处理,放置张拉端穴模。穿束时可多人协同作业，两根并着穿，防止相互扭绞。每根钢绞线的外露长度不得小于1米。本工程中钢绞线束将采用带状布置，每道梁分成平直的2束在张拉端平顺分开。如图5.3.2-1，如图5.3.2-2。图5.3.2-1预应力筋呈弯矩走向布置图5.3.2-2预应力筋在梁内分布示意图5.4缓粘预应力混凝土浇筑养护缓粘结预应力钢绞线铺设完毕后应进行隐蔽验收，当确认合格后方可浇筑混凝土。张拉端及固定端混凝土必须振捣密实。混凝土浇筑时严禁踏压碰撞预应力筋、支撑架以及端部预埋部件。在养护期间要多浇水，减少混凝土水化热对缓凝的影响。5.5缓粘结预应力筋的张拉=1\*GB3①本工程张拉方式为单端出板面张拉。=2\*GB3②当混凝土强度达到100%时，即可进行张拉施工。=3\*GB3③张拉设备选用已进行过配套校验的设备，校验期限在半年之内。=4\*GB3④安装张拉设备使张拉力的作用线与预应力筋的中心线重合，张拉控制力不得超过0.75fptk，按双控法进行控制，在控制应力下，当实际伸长值与设计计算值相对偏差超过正负6%时，应暂停张拉。=5\*GB3⑤根据每道梁的情况，张拉应分批、分阶段对称张拉，本工程按从中间向两边逐根张拉。分别做好张拉记录。5.6缓粘结预应力筋的张拉伸长值5.6.1理论伸长值计算公式及参数的采用按《公路桥涵施工技术规范》JGJ041—2000推荐的公式进行计算。 （5.6.1-1）式中：PP——预应力筋的平均张拉力(N)，直线筋取张拉端的拉力，本工程预应力筋线型为L1（L1,e1,e2）直线型；当预应力筋为直线时PP=P。L——预应力筋的长度(mm)；AP——预应力筋的截面面积(mm2)；17.8为191mm2；EP——预应力筋的弹性模量(N／mm2)。5.6.2张拉控制应力的确定根据《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2—2008的8.4.3条规定：预应力筋的张拉控制应力必须符合设计规定，本工程设计的控制张拉应力σcon＝0.75fpk＝1395Mpa（5.6.2-1）由此可得，P=fptk*AP*0.75=1860*191*0.75=266.4KN5.6.3预应力筋的长度预应力筋的长度为各段之和，即斜线段6710mm+直线段4000mm＝107100mm。5.6.4理论伸长值按公式计算 （5.6.4-1）式中：PP——预应力筋的平均张拉力(N)；PP＝266400N。L——预应力筋的长度(mm)；长度L＝10.71m；AP——预应力筋的截面面积(mm2)；AP＝1×191＝191mm2；EP——预应力筋的弹性模量(N／mm2)。EP＝1.95×105Mpa，把数值代入公式：采用一端张拉，一端的理论伸长值Δ＝76.6mm。5.6.5实际伸长值的长度根据实际伸长值可在正负6%理论伸长值范围之内，因此实际伸长值在72-81.2mm之间均为合格；5.7缓粘结预应力筋的封锚缓粘结预应力筋张拉完成后即可切割工作长度内多余钢铰线，用手提式切割机进行，露出锚具外的钢铰线长度不小于30mm。最后用细石混凝土封闭，预应力筋外混凝土保护层厚度应大于25mm。6材料与设备6.1材料本工程采用中国建筑集团有限公司生产的17.8（1860MPa）钢绞线，锚具采用天津市银燕建筑材料有限公司产品。表6.1.1材料及指标表材料名称选用型号及规格产地厂家RPS钢铰线d=17.8fptk=1860MPa天津固鑫金属制品有限公司预应力锚具KM系列,Ⅰ类型(18-1)天津市乾昌预应力机械有限公司预应力锚具KM系列,18-1P型天津市乾昌预应力机械有限公司6.2设备表6.2.1设备及指标表机械名称型号数量工作能力油泵ZB4-5002精度1.5级，量程60MPa挤压机GYJ350-1502与油泵配套使用，额定压力50MPa千斤顶及配套设备YCW-502张拉行程300mm，理论拉力500KN切割机PWS6-1001功率1500KW,电焊机J30KW1功率为30KW7质量保证措施7.1熟悉缓粘结预应力图纸及施工工序，做好施工人员的技术交底工作。7.2加强施工过程中控制，经常抽查、复核施工中相关数据、尺寸。做好钢铰线、锚具等验收工作。7.3混凝土试块多做三组现场同条件养护，以便提供张拉时砼的强度。7.4做好张拉记录的检查抽查工作，如果发现张拉结果与设计及规范要求不相符应及时通知张拉人员暂停并查明原因。7.5重点检查预应力筋位置、绑扎情况，铺放完成后做好隐蔽工程验收记录单。7.6预应力张拉必须有检测中心的试块强度报度，且强度达到设计要求。7.7预应力钢丝下料后，应经调直处理，成束时应梳理均匀，确保顺直而不交叉扭转，搬运钢丝束时提点、掮点、吊点距离不应大于3m，端部悬出长度不得大于1.5m。7.8锚固端处理完毕，另一端安装前用密封胶带或塑料热缩管封裹。7.9预应力筋初张拉时应先使钢丝略为拉紧，并同时调整锚圈、垫圈及千斤顶的位置，使孔道锚具、千斤顶三者轴线互相吻合，注意使每根钢丝受力均匀，当钢丝束达到初应力时，打紧楔块，并在钢丝束上进行标记作为测量钢丝伸长值的终点。7.10张拉中应避免预应力钢绞线的滑丝、断丝，发生滑丝、断丝应暂停张拉，查明原因采取纠正措施后恢复张拉。对于有粘结预应力钢绞线，断丝或滑丝的数量严禁超过同一截面预应力总根数的3%，且每束钢绞线不得超过一根。8安全措施8.1全体施工人员应牢固树立起“安全第一，预防为主”的思想观念，发现隐患立即整改，将事故隐患消灭在萌芽状态。8.2加强安全意识，进入施工现场必须戴好安全帽。8.3高空、临边张拉作业应搭设脚手架或操作平台，脚手架应牢固可靠、有装卸操作千斤顶用面积，并有可靠的护栏。8.4作业中要特别注意张拉安全，在任何情况下人员都不得站在预应力筋张拉的两端，在千斤顶后1.5~2m处设置防护板，以免千斤顶与销子脱节发生“飞顶”事故。8.5张拉时发现以下情况，应立即放松千斤顶，查明原因，采取措施后张拉。(1)断丝、滑丝或锚具碎裂；(2)混凝土破碎，垫板陷入混凝土；(3)孔道中有异常声响；(4)达到张拉力后，伸长值明显不足，或张拉力不足，预应力筋已被拉动并继续伸长。9环保措施9.1以文明工地为目标组织施工。9.2做好现场材料分类归堆，并做好相应标识牌。9.3在施工现场做好落手清工作，做到工完场清。9.4进入施工现场，必须佩戴好胸卡，表明工作岗位，统一编号。9.5进入施工区域，严禁吸烟。10效益分析10.1预应力结构经济性比较预应力结构和普通混凝土结构的对比，预应力结构的优点大量节省钢材，减小构件的截面，减轻结构自重比普通钢筋混凝土结构预计可节约钢材30%-60%，减轻结构自重预计达30%左右，特别在大跨度结构中更为经济能有效地降低结构高度或增加净空，建造大跨度、大空间结构，增加使用面积不开裂使