有粘結預應力結構框梁關鍵點施工方案設計

王輝 姬曉飛

(陜西省建筑構件公司，710043 陜西省西安市)

1、工程概述

西安市某行政中心三期工程，結構形式為框架--（剪力墻）核心筒，地下室3層，主體結構21層，結構高度為89.25m。該工程結構復雜，施工難度大。在三層結構11.02m標高處和五層結構20.32m標高處H、D，4、5軸設計了“井”字型的預應力框梁（見圖1），跨度為30米，截面為矩形YKL-1、2梁共8根。主梁體截面為750×1500mm，次梁500×800mm，主梁混凝土強度為C40。主梁兩端與1400×1400mm柱子鏈接，沿縱橫框梁方向設計了有粘結預應力筋并穿過柱子。預應力錨具應錨在次梁內，次梁應在500㎜寬度內澆筑為750×800，與YKL同時澆筑成型。張拉端在次梁上預留2000mm長的后澆帶，待張拉注漿結束后支模澆筑（封錨）完成。

2、施工準備

2.1材料與設備：

低松弛預應力鋼絞線抗拉標準值1860N/mm2：фs15.2mm 5040米。 張拉端錨具：6фs15.2共計24套（錨墊板、螺旋筋、錨板、錨塞），固定端錨具：6фs15.2共計24套（擠壓錨、墊板、約束圈、螺旋筋）。金屬波紋管： ф70 接頭ф80 共計840米 。ZB4-500型超高壓電動油泵二臺、前卡式YDC240型千斤頂一臺、穿心式YCQ150Q二臺、GYJC50-150型擠壓機一臺。孔道灌漿機UBL3型一臺、JW180灰漿攪拌機一臺。砂輪切割機一臺及其它工用具若干。固定端P型錨具主要包括擠壓套（含擠壓簧）、螺旋筋、固定端錨板、約束圈等，需預埋入混凝土中。錨板尺寸為170×170×18鋼板。（見圖4）

2.2預應力筋的下料計算【1】（關鍵點）：

預應力筋的下料長度：L=L1+L2+nL3+（200～300㎜）

式中：L－預應力成品筋下料長度；

L1－構件兩端面長度（含曲線）；

L2－錨夾具總長度+墊板總長度；

L3－千斤頂工作錨夾具至張拉端錨具的最小距離；

n－張拉端個數（一端張拉n=1，二端張拉n=2）；

即：L=32.8+0.6+0.7+0.3=34.4米，下料按35米進行下料。

2.3預應力張拉參數計算：

每根鋼絞線張拉力=張拉控制應力×超張拉系數×鋼絞線截面積（1395N/mm2×139×1.03＝199722N≈20噸）

其中：圖紙設計說明規定：最終張拉控制應力為＝1395N/mm2超張拉系數＝1.03

砼結構設計規范GB50010-2002表B-2規定 фs15.2鋼絞線截面積取139mm2

其中：張拉控制力和超張拉系數同上，鋼絞線有效長度經計算為32800mm。

砼結構設計規范GB50010-2002表4.2.4規定，鋼絞線的彈性模量為1.95×105 N/mm2

L＝（1395×1.03×32800）÷（1.95×105）＝242mm

計算伸長值范圍

根據砼結構工程施工質量驗收規范GB50204-2002第6.4.2.5規定實際伸長值與設計計算理論伸長值的相對允許偏差為±6％，

故： ⊿L上＝242×1.06＝256mm

⊿L下＝242×0.94＝227mm

3、施工技術

3.1施工流程：

該工程采用一端固定，另一端張拉的后張法預應力方案。其工藝流程和要求如下：

波紋管、鋼絞線、錨具準備→進場檢驗→安裝波紋管→安裝梁體固定端錨墊板→鋼絞線編束、穿束→澆搗梁體砼→砼養護→安裝兩端錨板、夾片→鋼絞線張拉→預應力孔道灌漿。

3.2施工方法：

（1）預應力筋安裝時，其品種、級別、規格、數量必須符合設計要求，按設計要求綁扎好非預應力鋼筋骨架。

（2）在與YKL相連的KL有750×800（三層）、750×900（五層），根據設計圖紙應在出柱500長度范圍內設置加強鋼筋網片墊板，根據設計圖紙設置4×5，張拉端及錨固端各設Q=6片鋼筋網片，第一片距錨墊板50mm，其余相鄰各片間距為150mm。梁端加強鋼筋網片與梁柱鋼筋重疊處，可用梁柱鋼筋替代（見圖5）。

（3）按梁端頭布置圖安裝錨墊板

錨墊板要和模板、螺旋筋、鋼筋骨架、連接成一個整體且錨墊板要同模板垂直。錨墊板同波紋管的接口用膠帶封實。用塑料管將排氣孔引出梁體。

3.3張拉技術控制：

（1）預應力筋張拉前，應提供混凝土強度試壓報告。當混凝土的立方體強度滿足100％設計要求方可施加預應力，且張拉時預應力梁以下至基礎支撐不可除。

（2）安裝兩端錨板、夾片。錨板與錨墊板應對正，夾片應打緊，且片位要均勻；但打緊夾片時不得過重敲打，以免把夾片敲壞。

（3）張拉順序：

本工程采用一端設為固定端 ，一端為張拉端。

張拉程序： 先用前卡式YDC240型千斤頂將所有框梁鋼絞線單根張拉至0→10％ （4Mpa），記錄伸長值。再用穿心式YCQ150Q二臺千斤頂同時張拉不同方向上F/4、3/D軸的框梁至50%（20Mpa），記錄伸長值；再張拉不同方向上F/5、3/E軸的框梁至80%（32Mpa），記錄伸長值；同上方法張拉至設計張拉值至103%（39.76Mpa），待讀數穩定后，然后卸載錨固。

（4）預應力筋的張拉管理，應取應力控制，伸長校核。張拉時應緩慢加油并施加10％的張拉力，將預應力鋼絞線拉直，然后檢查各錨具、鋼絞線、梁體的情況，測量伸長值基點。實際伸長值與計算伸長值的允許偏差為±6％ 。如超過該值，應暫停張拉；查清原因，采取措施予以調整后，方可繼續張拉；如伸長值偏小可采取超張拉措施，但張拉力限值不得大于0.8fptk=1488 N/㎜2值。

（5）預應力張拉錨固后，確認合格后方可切割預應力筋多余部分，切割后預應力筋的外露長度不宜小于預應力筋直徑的1.5倍，且不小于30mm。嚴禁使用電弧焊切割。

3.4孔道壓漿與封錨

（1）水泥漿應為重水泥漿，水泥漿的水灰比不大于0.45，稠度宜控制在14~18s之間，泌水率最大不得超過3%，拌合后3h泌水率宜控制在2%，泌水應在24h內全部被水泥漿吸收，自由膨脹率應小于10%。

（2）預應力筋張拉后應在3d內進行孔道壓漿，水泥漿自拌制至該孔道穩壓結束的時間，不得超過水泥漿的初凝時間。灌漿須一次連續壓注完成，加壓至0.5～0.6MPa壓注至出漿孔冒出濃漿后，堵塞出漿孔，再穩壓1～2min，然后拔出注漿噴管將注漿孔封塞。孔道內水泥漿應飽滿、密實。

（3）壓漿過程中及壓漿后48h內，環境溫度不得低于5℃，否則應對構件采取保溫措施；當氣溫高于35℃時，壓漿宜在夜間進行。

（4）水泥漿的抗壓強度必須符合設計要求，水泥漿的抗壓強度應不低于M30。

（5）封錨混凝土的強度應符合設計要求，但一般不宜低于構件混凝土強度等級值的80%。

4、結語

綜上所述：有粘結粘結預應力結構框梁施工較為復雜，注意事項較多，但按照國家規定的技術標準，靈活運用使工程的安全、質量、進度達到較好狀態。

參考文獻：

【1】楊宗放、李金銀、現代預應力工程施工、中國建筑工業出版社，2008

(本文來源：陜西省土木建筑學會 文徑網絡：劉軍 呂琳琳 編輯 劉真 文徑 審核)