有粘结预应力混凝土梁结构施工工艺及质量控制

1. 工程概况及特点
中山市湖滨德信商城第二、三层共四榀大跨度梁的跨度达21m，采用有粘结预应力混凝土梁结构。本工程由中山市建筑设计院有限公司设计，中山市第五建筑工程有限公司承包施工。本工程具有以下特点：（1）本工程部分梁的跨度较大达21m，跨度大，能充分满足建筑使用功能的要求，所以采用有粘结预应力混凝土结构。（2）预应力部分跨度大，结构的重要性高，如果采用普通混凝土结构则很难满足抗裂和经济的要求，有粘结预应力混凝土梁抗裂性能好；能充分利用高强度钢材的潜能，节约钢材并减少梁截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。但在施工方面，有粘结预应力梁增加了埋设波纹管、孔道灌浆两道工序，这就要求施工单位有相当的预应力施工经验，才能保证质量及施工速度。
（3）本工程为建筑中局部采用预应力结构，需在结构内部设置张拉端，比在结构边缘设张拉端的工程更复杂一些，施工难度更大。

2. 预应力工程施工工艺与质量控制
2.1预应力工程施工工艺
1.楼面模板安装及钢筋绑扎的施工
本工程楼面预应力梁模板安装及钢筋绑扎阶段的施工顺序为：安装梁底模板，绑扎梁普通筋及穿预应力筋；安装张拉端锚垫板及间接钢筋，封梁边模板。
2.预应力施工工艺流程
现浇有粘结预应力混凝土工程的施工，是在普通钢筋混凝土施工工序中，穿插预应力施工工序。具体如下：

作者简介：许保建，工程师，参与多个工程项目施工与管理。

2.2预应力工程施工要点与质量控制
1.预应力筋下料、制作固定端锚具
预应力筋是整盘供应的（盘重约3~4吨），需切割成工程所需长度。切割时需由有一足够长的空地，本工程需约5×30米的场地。下料完毕后，即制作固定端锚具。
钢绞线的下料长度等于钢绞线在结构内的长度、张拉预留长度及下料误差三者之和。下好料的成品钢绞线不能有死弯及磨伤；下好料的钢绞线应按长度分类堆放，并作标记。

2.预应力筋曲线放线
预应力筋（波纹管）在梁中按设计要求的曲线布置，曲线形状由反弯点及最低点、最高点等几个特征点控制，梁中预应力筋将出详细的放线图，每间隔1.0m~1.5m左右设一个控制点，按图施工。

3.固定架的焊接
预应力筋在各控制点处由固定架支承，固定架间距为1.0m左右，为防止在浇混凝土时变位，梁中固定架点焊在梁箍筋上。固定架必须有足够的支承力，位置及高度必须准确。

4.预应力筋穿束
有粘结预应力筋先铺放波纹管，然后将预应力筋穿入管内，全部铺完后将波纹管绑扎在固定架上，预应力筋穿束采用人工单根穿束。在预应力筋穿束过程中及完毕后，对波纹管破损情况进行检查，如有破损应立即用防水胶带包缠；在预应力筋穿束过程中及完毕后，敷设的各种管线不应将预应力筋的垂直位置抬高或压低。如确实难以避免，应保证关键点的预应力筋位置。

5.预应力筋就位固定及留排气泌水孔
预应力筋的垂直位置由固定架控制，关键点误差梁为±10mm；水平方向梁为±10mm。预应力筋的水平位置应保持顺直。在就位固定后，有粘结预应力筋在构件最高点和固定端处设排气泌水管，在最高点处将波纹管开孔，泌水管用防水胶纸固定在开孔处，在固定端处将泌水管插入端部后用棉纱将端部封严。

6.放置螺旋筋
在预应力筋端部按设计要求放置螺旋筋或布置钢筋网片，承担预应力局部压力。

7.锚垫板的安装与固定
从波纹管端套入锚垫板，并将其稳固焊在边梁普通钢筋、柱筋或板筋上。固定端锚具必须伸入锚固构件厚度的一半以上。张位端与固定端垫板均须与预应力筋保持垂直。本工程张拉端垫板缩入构件内固定，垫板前用泡沫塑料填充成孔。

8.混凝土浇筑及养护
混凝土使用石子粒径为0.5～3cm，砂子为中砂，水泥用量430kg/m3，掺10%的U型膨胀剂，并掺泵送剂，混凝土采用泵送施工。严格控制下料厚度，振捣混凝土时要特别注意振捣棒不得触及波纹管，振捣密实，不得有空鼓。浇筑过程中，派专人值班，已浇灌混凝土的钢绞线每隔0.5h用手拉葫芦来回抽动一次，直至大梁混凝土终凝。在混凝土浇筑过程中，应特别注意振动棒不要直接接触波纹管，张拉端及梁柱节点等重点部位宜采用小直径振动棒振捣密实，以免出现蜂窝，张拉时造成事故。
9.锚垫板的清理和锚具的安装
浇筑混凝土后为了能顺利地安装好锚具，锚垫板在浇完混凝土后要清理干净，锚垫板的面上不能有混凝土，随后安装锚具。
10.预应力的张拉
预应力梁的混凝土达到75%设计强度后，用计量检测部门标定过的张拉设备进行张拉。本工程采用一端张拉方式。张拉前，应加固脚手架，以便张拉人员安全、顺利操作。
（1）张拉设备：采用YDC240Q型千斤顶及高压油泵，张拉设备在使用前先进行标定，并根据标定报告用内插法计算出张拉力所对应的油表读数，张拉时用该读数进行控制。
（2）张拉控制应力σcon取75%预应力筋强度标准值，即1395Mpa。
（3）张拉程序：张拉方式0—0.1σcon—1.0σcon—锚固。
（4）张拉次序：总体是从二层开始依次张拉到三层，每一层按结构轴号顺序依次张拉，即从结构一边向另一边按顺序张拉。
（5）预应力筋伸长值：张拉过程实行双控管理，即以应力控制为主，并同时实施伸长值测量控制。在正式张拉前进行试张拉，实测摩擦损失系数，再根据实测结果编写“张拉要点”（包括张拉力及计算伸长值）。张拉的实际伸长值不大于计算伸长值的+6%或小于-6%。若发现实际伸长值超出此范围，应停止张拉，查明原因方可继续张拉。张拉时须做好现场记录。
11.模板的拆除
预应力梁底模及支撑，必须在预应力筋张拉结束，方可拆除。
12.预应力孔道灌浆
预应力筋张拉后，利用灰浆泵将水泥浆灌到预应力孔道中去，在孔道另一端冒浆后封闭排气孔。采用纯水泥浆32.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.4～0.45，加少量的减水剂。

13封锚
张拉完24小时后经检查无误，即可用砂轮切割机切断端部多余的预应力筋（要留下足够的保护长度，不得小于30mm），切割采用无齿锯，不得用电焊和炔氧焊烧割。清除孔穴内杂物、油脂，涂环氧树脂做防水保护，要满涂承压铁板、单孔锚和预应力筋。张拉端用微膨胀C40细石混凝土分二次封填密实，筋头、锚具不得外露。
3. 本工程需注意的问题
1. 预应力梁柱节点处的柱筋的定位应保证波纹管的顺利通过及能够安装锚垫板。
2. 在张拉端部，梁面、底筋的弯折方式需与锚具的位置相配合，箍筋的尺寸要按图制作以保证波纹管能够正常通过。
4.结语
经过承包单位合理组织及专业单位的积极配合，项目顺利地完成，达到了节约钢材、提高了经济效益的预期效果，显示出了预应力结构在大跨度结构中的独特优势。在施工过程中，要确保预应力筋位置的准确和张拉效果，满足结构工程的要求，在防止孔道漏浆方面及预应力筋制作过程中严格按实际尺寸控制，波纹管按模数下料，降低损耗，取得良好的经济效果，为以后类似工程的施工具有重要的意义。

参考文献
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[4]彭震，周志学.大跨度有粘结预应力混凝土框架梁施工技术探讨[J]. 广东建材.2009.1(28)