大跨度预应力梁后张法施工技术
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摘要：本文以汶上县旅游景区三期工程为例，简要介绍了大跨度屋面预应力混凝土梁后张法在施工过程中的施工工艺及技术、质量控制措施,对类似预应力施工具有一定的借鉴作用。后张法施工流程及特点即先施工混凝土构件，并在预应力筋位置预留相应孔道，穿入预应力筋。待混凝土强度达到设计规定数值后，进行张拉，并利用锚具把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。
关键词： 混凝土结构；孔道留设；预应力钢筋；后张法；张拉；压浆
Abstract: In this paper, based on the three projects Wenshang County Tourism Scenic Area as an example, briefly introduces the large-span prestressed concretebeam post-tensioning method in the construction process of construction technology, quality control measures, has a certain reference to similar prestressed construction. Post-tensioned construction process and characteristics of the first concrete construction, and the corresponding channel in position of prestressed reinforcement, penetrates the prestressed reinforcement. When the concrete strength to meet the design requirements of numerical, tension, and the use of anchor to anchor tendons, the duct grouting.
Key words: reinforced concrete structure; channel design; prestressed reinforcement; post-tensioned; tension; grouting
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
一.前言
21世纪70年代末以来，预应力混凝土梁（板）因其节省材料，自重轻，减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，结构简单，安全可靠，便于施工等优点，在国内建设中得到广泛应用。适用于大跨度、大空间的房屋建筑工程，如大跨度的混凝土梁等混凝土结构中的各种构件。
但预应力施工工艺相对较复杂，要求预应力结构施工的专业性强，但在实际施工中，有的施工队伍水平不高，经验不够丰富，加之有的设计方案考虑欠妥，引发梁预应力施工过程中损失过大；空心板梁张拉后梁端顶底板中间部位出现纵向裂缝：工字梁梁体扭曲变形、梁端底部混凝土破碎，所以有效地控制质量技术措施，是预应力混凝土梁施工的重中之重。
二.技术特点
2.1. 预应力混凝土梁能够改善结构构件的裂缝和变形的性能，而且该拉应力与混凝土中的压应力正好组成一个自平衡系统，使得混凝土结构的受力更为合理。
2.2. 由实际使用测得，预应力筋的抗拉强度约为普通钢筋的四倍，但其价格并非也是四倍，按承受单位荷载的费用计算，预应力钢材要更经济。
2.3. 在普通混凝土中，用高强钢材，虽然抗拉强度较高，但由于过大的应变而使得混凝土的裂缝更多。若满足了裂缝的要求，则其高强性能得不到充分的利用而显得浪费，此时，若对高强钢材首先进行预张拉，则即可消除其在使用时出现过大的应变，避免裂缝的发生，又充分发挥了材料的性能。
三.适用范围
该技术主要适用在一些大跨度、大空间的房屋建筑工程中，比如：车站、体育场馆、会展中心、商业贸易城、大型会议场所等。
四.工艺原理
预应力混凝土梁后张法施工一般是通过对预应力筋的张拉形成回弹挤压，使混凝土的截面内在投入使用前就受到一定数量且分布均匀的内压力，用来局部或全部抵消由于使用荷载而形成的应力。它能够改善混凝土结构构件的裂缝和变形的性能，而且该拉应力与混凝土中的压应力正好组成一个自平衡系统，使得混凝土结构的受力更为合理。
五.施工工艺流程及操作要点
5.1. 大跨度预应力梁后张法施工工艺流程：
工艺流程：预应力材料进场、复检安装底模根据构件特点绑扎普通钢筋预应力筋下料、制作，穿预应力筋（同时穿波纹管）绑扎其余普通钢筋、埋灌浆管（排气管）安装侧模隐蔽验收浇筑混凝土（制作混凝土试块，同条件养护）养护，拆侧模张拉预应力筋（张拉前进行锚具检验、设备标定和检查混凝土质量，压混凝土试块）孔道灌浆（制作水泥浆试块）切割、封锚拆底模（压水泥浆试块）。
5.2.施工准备
5.2.1技术准备
有关设计图预应力部分的技术交底工作；
预应力设计专业深化(预应力张拉端节点、预应力梁与型钢劲性柱节点大样)；
确定预应力布束和张拉端节点构造方案；
张拉设备千斤顶、电动油泵检修、校准工作；
钢绞线、锚具材料的主要进场材料检验复试。
5.2.2人员准备：（详见劳动力分配一览表）。
预应力现场施工各阶段劳动力使用计划一览表
六.材料与工具
6.1.材料
预应力现场施工主要材料选用一览表
6.2.施工工具
预应力现场施工主要设备工具选用一览表
七.质量控制
7.1 预应力钢绞线
7.1.1 外观检查：表面不得带有油污；不得有锈蚀，允许有轻微的浮锈；不得有裂纹、毛刺和其它损伤；开卷后的钢绞线应自然伸直，Ⅱ级松弛钢丝在弦长1m 时其弦与弧的最大自然矢高在不大于25 ㎜。
7.1.2 抽样复试：每60t 为一检验批，从中任意抽取3 盘，每盘中抽取一根试件，本工程钢绞线用量较少，随机抽取3 根（每根长度0.9m） 复试检验屈服强度、抗拉强度和伸长率。
7.1.3 检验标准：应符合《预应力用钢绞线》（GB/T5224-1995） 的规定，应检查产品质量证书、出厂检验报告和复验报告，几何尺寸和力学性能标准见表7-1、7-2：
预应力钢绞线几何尺寸和偏差表7-1
7.2 预应力锚具、夹具
7.2．1 外观检查：全数作外观检查，锚具尺寸应符合设计要求，表面无裂缝，外观检查要逐个、逐片严格检查；
7.2．2 抽样复试：根据以往使用经验决定不做硬度和静载锚固能力检验，但应认真检验产品质量证明文件，检查出厂检验报告中锚具效率系数，应符合强制性条文的规定；
7.2．3 检验标准：产品应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2000） 和《预应力锚具、夹具、连接器应用技术规程》（JGJ85-2002） 的规定。锚具静载锚固性能应同时满足：ηa≥0.95、εapu≥20.%。应检查产品质量证书、出厂检验报告。
7.3 预应力用金属螺旋管
7.3 .1 外观检查：其内外表面应清洁，无锈蚀，不应有油污、孔洞、凹陷和不规则的褶皱，咬口不应有开裂或脱扣。
7.3 .2 抽样复试：由于数量很少不作径向刚度、抗渗漏性能的进场复验，注意外观检验，同时浇筑混凝土时注意通球检验渗漏并及时疏通。
7.3.3 检验标准：产品应符合《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG/T3013-94）的要求，应检查产品质量证书、出厂检验报告和复验报告，直径允许偏差+0.5 ㎜、-0.0 ㎜，钢带厚度0.3 ㎜，允许偏差±0.01。
7.4 混凝土、水泥浆和外加剂
7.4.1 灌浆水泥应用主体结构所用水泥，因进场时已经复试且不超过三个月故不再复试。减水剂、膨胀剂等外加剂用量很少也不再做复试，关键不能使用对预应力钢筋腐蚀，选用近期常用相同品牌和型号的外加剂；
7.4.2 混凝土浇筑时除正常留置的试块外，还应当至少制作两组同条件养护试块。
7.5 主控项目（检查数量均为全数检查）：
7.5.1 预应力钢绞线的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求；
7.5.2 构件两端的预应力钢绞线位置应对应，在构件内部不得互相缠绕；
7.5.3 施加预应力时构件的混凝土强度应达到设计强度等级的100%；
7.5.4 张拉工艺和控制参数必须符合施工方案的规定；预应力钢绞线张拉伸长值与理论伸长值误差在±6%以内；
7.5.5 张拉过程中钢绞线发生断裂或滑脱时，应分析原因重新张拉或更换断裂的钢绞线；
7.5.6 切割钢绞线应用砂轮切割机切割；严禁在预应力钢绞线进行电气焊操作，不得用钢绞线作为电焊机的地线；
7.5.7 锚具保护层厚度均不应小于50 ㎜；；
7.5.8 封锚混凝土强度等级必须符合设计要求，封锚混凝土留置一组试块。
7.6 一般项目（检查数量均为全数检查）：
7.6.1 金属螺旋管安放应保持平滑、顺直，应确保最低点、最高点和反弯点准确符合设计要求，预应力筋定位的牢固程度；
7.6.2 钢绞线下料长度误差不大于+10 ㎜、-0.00㎜；
7.6.3 钢绞线穿束之前应检查钢绞线有无锈蚀、磨损和裂缝等缺陷；
7.6.4 预应力钢筋安装误差垂直不超过10 ㎜，水平不超过30 ㎜；预应力筋与锚板轴线误差大于10 ㎜，预应力筋与锚板平面保持垂直；
7.6.5 预应力筋锚固后内缩量不大于5 ㎜；
7.6.6 切割后的钢绞线外露长度不小于30 ㎜（自夹片外计算）；
7.6.7 孔道灌浆用的水泥浆泌水率不得超过3%，拌和后3h 泌水率宜控制在2%，泌水应在2h 内重新吸回；
7.6.8 孔道灌浆的水泥浆强度设计没有要求，按混凝土梁的强度等级控制即C40。灌浆时每工作台班留置一组（6 个试件）边长为70.7mm 的立方体试件。
7.7 千斤顶与压力表”一表一顶”的标定，由技术负责人向油泵操作工讲解张拉力和油压对应关系数据表，并进行操作指导。
八..应用实例
8.1. 汶上县旅游景区三期工程观光塔主塔建筑高116.0米，裙房局部高18.0米，裙房东西长132.0米，南北长200.0米。建筑面积43154.84平方米。本工程屋面为现浇梁板结构，其中B区的6 榀屋面梁（b×h=400 ㎜×1800 ㎜，1个标高23.620米，跨度26.4米；b×h=600 ㎜×2400 ㎜，4个，标高17.60米，跨度27米，长度31.2米；b×h=800 ㎜×2600 ㎜，1个，标高17.60米，跨度26.4米） ；C区的26榀屋面梁（b×h=450 ㎜×1600 ㎜，9个，标高11.620米，跨度19.4米；b×h=300 ㎜×1600 ㎜，13个，标高17.60米，跨度30米，长度44.4米；b×h=450 ㎜×1600 ㎜，4个，标高17.60米跨度25.2米，长度39.6米。）采用后张法有粘结预应力混凝土结构。每榀预应力屋面梁采用6束12根直径Φ s15.2mm、1860 级7φ5 高强度低松弛钢绞线作为纵向受力钢筋。混凝土强度等级C40。按照此施工技术施工后的大梁没有发现裂纹，质量良好。
参考文献：
[1]、《简明施工计算手册》（第三版） 江正荣 朱国梁 编著；
[2]、《建筑施工手册》（第四版）；
[3]、《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG/T3013-94）；
[4]、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2000）；
[5]、《预应力锚具、夹具、连接器应用技术规程》（JGJ85-2002）；
[6]、《预应力用钢绞线》（GB/T5224-1995）；
[7]、《型钢混凝土组合结构构造》图集。