预应力工程施工质量控制要点
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摘要：预应力构件是建筑工程的重要组成部分，期具有诸多的优点，在城市建筑行业中有着广泛的应用及推广。本文结合工程实例，通过介绍预应力设计工作，阐述了建筑工程的施工难点，并从多个方面探讨了预应力工程施工质量的控制要点，以供类似工程研究借鉴。
关键词：预应力；施工难点；工艺技术；质量控制
随着我国科学技术的不断进步，越来越多的高技术产品应用于城市建筑行业当中，其中最突出的就是预应力工程。预应力工程是工程结构构件承受外力荷载前，对受拉模块中的钢筋施加预拉应力，以提高构件的持久性和刚性，推迟构件裂缝出现的时间，同时预应力工程还可以提高机械结构自身的刚性，改善受拉模块的强度。但预应力工程的在我国建筑行业的发展中仍处于起步阶段，一旦遇到施工难度较大的工程，难免会出现一些不可避免的问题，影响到建筑工程的质量安全和经济效益。因此。建设单位的技术人员应加强对预应力工程施工技术的研究力度，制定出切实有效的质量控制措施，以提高预应力工程的施工质量。
1 工程概况
某建筑工程，为钢筋混凝土框架结构。楼层为3层，由仓储区和行车区组成。楼层标高分别为：仓储区6.95，13.95m，行车区5.65，12.65m，屋面为钢结构。分A，B，C和盘道区4个部分。仓库区主要柱网尺寸为11m×11m，行车区主要柱网尺寸为16m×11m。
2 预应力设计
预应力筋采用1860级钢绞线（即《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224―2003中高强低松弛钢绞线），框架梁采用有黏结预应力技术，井字次梁采用无黏结预应力技术。有黏结预应力孔道采用塑料波纹管成孔，预应力混凝土强度等级为C40，张拉端采用夹片式锚具，固定端采用挤压式锚具。
根据结构计算，综合温度及混凝土收缩徐变的影响，预应力梁配筋如表1所示。
3 工程施工难点及对策
本工程为超长结构，纵横两向预应力筋相互交叉，节点复杂。而预应力施工的难点在于对设计方案的细化和对细部节点构造的深化。
施工要考虑专业施工单位的施工设备、工艺。而且要考虑施工荷载、混凝土的局部承压，并结合整体结构的受力情况，合理安排施工。经过详细的分析论证，本工程的施工技术难点如下。
1）本工程结构属于超长结构，必须对后浇带位置和预应力钢筋搭接综合考虑，对预应力钢筋合理分段布置、对构造细部进行精心施工，降低后浇带对预应力张拉的影响。
2）由于预应力结构跨度大、恒载与施工荷载大，且为现浇施工，导致模板与支架体系搭设密集，给预应力张拉现场施工作业带来很大难度。
3）由于荷载较大，纵向受力主筋及箍筋较密而塑料波纹管按弯矩图曲线布置，给施工带来一定难度，特别是预应力筋矢高及曲线形状直接影响结构预应力的建立，是影响工程质量的关键因素之一。针对以上施工难点采用以下措施。
3.1 预应力筋的分段布置
本工程属超长混凝土预应力结构，通过设置后浇带来释放混凝土早期收缩应力，后浇带设置在梁跨1/3处，宽度为800mm。结合施工单位的经验及具体的现场情况，考虑工程工期、预应力工程的施工、支撑模板材料的周转，决定A，B区按后浇带将结构整体平面分成9个区进行施工，C区按后浇带分成6个区进行施工，施工分区布置如图1所示。每区混凝土一次浇筑完成。梁板混凝土全部采用商品混凝土，用汽车泵一次泵送到位。
为减少预应力损失，满足设计有效预应力的要求，结构纵横向长度内的预应力筋必须采用分段搭接。框架结构的连续跨数过多，而且框架大梁的高跨比较大，导致连续多波预应力筋曲线的总转角较大，中间跨的预应力损失必然过大，过大的预应力损失既降低抗裂度，又降低承载力。长度大、曲线转角大使预应力筋的穿束也比较困难，影响预应力施工质量与进度。在预应力设计过程中，根据平均有效预应力不低于1000MPa的技术要求，结合后浇带位置和土建施工顺序，对预应力筋的分段进行全面整体布置。其中后浇带跨的预应力筋单独布置。使连续跨数最多不超过6跨，大大减少了内跨预应力的损失。土建施工在本单元混凝土强度达到设计要求后，预应力可以及时进行张拉，土建施工可以及时拆除模板，可以使排架模板材料及时周转。减少后浇带施工影响。框架梁一般情况下2束钢绞线分别在后浇带两侧节点搭接，其他束钢绞线跨过后浇带错过一跨后搭接。
预应力施工中，按轴线划分施工段，将每个框架梁作为一个施工段，由于本工程为双向楼盖，将先施工的字母轴线作为第1批施工段，后施工的数字轴线作为第2批施工段，依次类推。每个施工段在钢筋绑扎时，在每跨预应力筋涉及范围内，普通钢筋先绑扎完成，确保在施工段范围内的预应力筋能够连续施工，减少对后续工程的影响。
3.2 预应力筋张拉端布置
本工程预应力筋张拉端设置采取在梁柱间加腋、正对称或斜对称设置的方案。具体方法为在柱与框架梁交界处，框架梁两侧正对称或斜对称设置两个矩形加腋体，为方便支模，高度同附近最小梁高。为保证预应力施工质量以及建筑要求，张拉端采用内置式，在预应力施工完后，采用细石混凝土或防水砂浆封闭。考虑到框架钢筋、水平管道等因素影响，锚垫板位置一般设置在加腋区截面的中上部。梁柱双向双面加腋张拉端节点如图1所示。
这种布置的优点为转角较小，摩阻损失减少，而且不影响土建施工普通钢筋的绑扎。由于无须开槽，对预应力梁的截面无削弱，施工质量有保证。缺点为由于需另行加腋，混凝土用量略有增加。且张拉均在板下进行，增加了预应力张拉施工难度。
3.3 张拉端临时辅助孔的留设
考虑到本工程梁截面及自重较大，采用的支撑体系较为密集，不利于预应力张拉设备进入板底现场进行张拉操作的实际情况，拟考虑采用楼面结构上部搭设张拉操作脚手架，主要张拉设备楼面上下结合的施工措施。具体方法为结构混凝土浇捣时，在张拉端区域梁上部翼缘处设置2个间距为1m左右φ100mm临时预留孔，以作为起重钢丝绳穿孔之用。临时孔采用预留管留孔。
3.4 无黏结预应力张拉节点
连续次梁节点采用在板面斜向张拉的方式，节点细部构造如图2所示。
3.5 施工工序的搭接与配合
由于建筑平面尺寸较大，单层建筑面积均在1万m2以上。施工时需要多专业穿插及配合，在总体施工顺序以及工序间的流水作业方面必须与相关专业做好协调配合工作，以确保施工进度和安全。
按设计要求，有黏结预应力筋矢高一般在支座处最高点：行车道为150mm、库房为130mm。跨中处最低点为120mm。根据一般非预应力钢筋配筋情况，在编制普通钢筋绑扎顺序时，充分考虑对预应力筋矢高的影响。当预应力筋与普通钢筋或其他管线位置有冲突时，首先保证预应力筋位置的准确。由于预应力梁的截面较大，而梁内预应力线形为曲线，要在箍筋上焊支架来固定矢高位置，因此在支模时，应先留双侧或单侧模板和梁端模板后封，以确保预应力施工。钢筋下料时应考虑柱中主筋要让出锚垫板或孔道的间距。
预应力梁内腰筋之间S形拉结筋待波纹管铺设后再放置绑扎，预应力孔道的外径最大为100mm，对于柱内竖向钢筋和箍筋交叉处钢筋较密，进行预应力筋孔道与普通钢筋相互间的排列设计时，须先穿设预应力波纹管及钢绞线，并放置预应力固定端或张拉端锚垫板，然后再绑扎固定柱箍筋。
根据预应力梁内布置的束数，在梁箍筋绑扎时对称留置相应数量不小于100mm的空档，以便穿设预应力波纹管。字母轴预应力框架梁布置1束预应力筋，箍筋采用2肢箍，可将中间的开档尽量放大至100mm以上，主框架梁内布置2束预应力筋，箍筋采用4肢箍，可将两边的开档放大至100mm以上。在预应力梁制作时，一侧或两侧需搭设脚手平台，宽度约为1m，以便于堆放材料和安全施工。
4 结语
通过探讨预应力工程施工的质量控制要点可知，该施工工艺为工程带来了良好的综合效益，主要包括以下几点：①对于超长结构而言，施工人员可以通过合理的预应力筋布置，减少后浇带带来的影响，以控制好混凝土的温度裂缝；②在复杂的施工条件下，通过设置张拉节点、辅助孔等技术措施，可以确保工程的整体施工质量；③通过钢筋的排列设计，优化工序搭接，避免返工、窝工。
参考文献：
[1]杨岳峰.预应力工程的施工技术研究及质量控制要点[J].城市建设理论研究.2013年第44期
[2]赖祥浩.桥梁预应力工程的施工技术研究[J].建筑遗产.2013年第06期