维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第１２期 （总第６４期） 职业圈 ＺＨｌＹＥ ＱＵＡＮ ＮＯ．１２，２００７ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．６４） 浅谈有粘结预应力大跨度梁的施工 龙翎 （中铁二十五局集团有限公司，广东广，ｋｘ１ ５１０６００） 【摘要】文章阐述了采用有粘接预应力技术解决大跨度粱的 挠度和抗裂问题。介绍后张有粘接预应力砼大跨度粱施工和各 施工段的施工要点。 【关键词】大跨度砼粱；后张有粘接预应力；质量控制 【中图分类号】Ｔｕ ５２８ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１６７１－５９６９（２００７）１２－０１７０－０２ 随着预应力技术的不断发展与完善，后张法预应力技术在 桥梁、房屋建筑大跨度结构等领域中得到广泛应用。大跨度预应 力混凝土框架结构由于使用高效预应力钢绞线作为受力筋，同 时又配置非预应力筋。使结构构件的截面尺寸减小，自重减轻， 节约了材料，提高结构的抗变形能力，其综合效益是显而易见 的。笔者结合某具体实例，对后张有粘接预应力砼梁的工艺及质 量控制要点作简要论述。 一、工程概况 某综合楼集住宅、商业用房与文化宫影剧院为一体的多功 能高层住宅楼，一至四层裙楼，裙楼按其使用功能分为影剧院及 其附属、商业用房，影剧院位于北侧。由于影剧院观众席及舞台 特殊空间需要，结构设计采用大跨度预应力砼梁，即本文着重介 绍的后张法有粘结大跨度预应力梁，以下简称预应力梁。 该影剧院的预应力梁跨度为２４．０８米，截面尺寸为６００～ ７００＊２０００，建筑标高观众席部分为１８．５米，舞台部分为２３．０米， 梁端支撑于砼型钢柱。预应力筋采用７～１０ １５．２４标准低松弛 钢绞线，ｆ＝１８６０ＭＰａ，设计张拉控制应力ｏｒ＝０．７５ｆ＝１３９５ ＭＰａ。砼强 度等级为Ｃ４０。张拉端锚具采用ＱＶＭ１５挤压夹片式，固定端锚 具采用ＱＶＭ１５Ｐ系，锚具埋入砼结构中。 二、施工工艺 本工程设计采用后张有粘结预应力施工工艺，结合现场施 工具体情况，在满足设计要求的前提下，决定采用预应力筋先穿 法施工。 为了避免产生屋面板预留施工缝，保证砼整体受力性良好， 提高工作效率，采用屋面板、框架梁以及预应力梁砼同时浇筑， 一次成型的施工方法。 工艺流程：安装底模刷隔离剂一安装钢筋骨架，支一侧模一 安装支架，预埋波纹管一预应力筋复检后加工制作并穿筋一隐 蔽工程验收一安装另一侧模板并验收一浇注混凝土，制作试 块一养护一压混凝土试块一校验张拉机具一按张拉程序张拉预 应力钢绞线一灌浆机具准备一灌注水泥浆一切筋一封锚。 三、施工要点及质量控制 （一）支架设置预拱度 对于大跨度预应力砼结构梁来说，其反拱度设置和裂缝的 控制是设计和施工的关键。预应力梁在其自重的作用下产生一 个下挠变形，同时在预应力的作用下会产生一个向上的挠度变 一】７０一 形。按规范要求预应力大跨度砼梁施工时的起拱度一般为０．５％。 ～１％。。本工程预应力梁的跨度为２４．０８米，若按１％ ０起拱值为 ２．４ｃｍ。但在实际施工中。一方面由于砼内部水分的不断丧失，会 产生收缩，另一方面在外部的荷载作用下会产生一定的徐变，这 些都会造成预应力损失而导致上拱度的减少，故采用加大梁起 拱度的方法，将梁的起拱度增大到１．５％。，起拱值达到３．６ｅｍ，能 够在一定程度上防止预应力梁周围的屋面结构产生较大裂缝。 （二）波纹管的安设 波纹管的定位直接关系预应力束施工质量，而预应力束的 位置和形状准确与否，将直接影响梁体内应力分布。本工程预应 力筋为曲线预应力筋，波纹管采用金属波纹管，波纹管要符合曲 筋的弯曲弧度要求，定位有一定难度。因此，在非预应力筋绑扎 成型后，根据预应力束的直线和曲线形状，准确计算出各预应力 孔道每１米的标高和水平投影位置，按预应力曲线矢高在控制 点处箍筋上划线，焊接Ｕ形定位支架，将波纹管固定在支架上， 以保证预应力孔道位置与设计相符。铺管时，先将固定端锚垫板 安装就位，从张拉端处逐步套入波纹管。 （三）混凝土浇筑 砼浇筑采用泵送砼施工，浇筑期问又正值冬季。为了满足设 计要求和施工需要，试验室通过多次配合比试验，对砼早、中、后 期强度及坍落度及和易性进行了综合比较，掺入了ＵＮＦ一５ＡＳ１ 型减水剂、粉煤灰，有效降低中心砼温度和提高可泵性，实现１０ 天砼龄期预应力张拉。砼从梁跨中问向两端对称浇筑。振捣时， 梁端５０ｃｍ范围内的砼特别加强，务求振捣密实，振动棒尽量不 要直接接触顶应力筋和波纹管。为防止梁体在张拉后，锚垫板周 围的混凝土出现裂纹，我们在锚垫板后边加设了两层设计外的 钢筋网片（中８＠１０）以扩大承压面积。 （四）预应力筋张拉 预应力束张拉是后张预应力梁施工的关键工序，结合本工程 的特点，采用整束张拉。预应力束采用分次、逐级对称张拉，顺序 为：先上层束，后下层束，张拉时，先中问，后两边交替对称张拉。 ８ ……——…～—— 、 ，一曼 ， Ｊ 、 （∞， ………………一 试 张拉顺序 蔓 …一 ＠…—－＠…一＠……＋ ｛ 根据设计要求，当预应力梁砼达到７５％设计强度后即进行 张拉，张拉控制应力为ｏｒ＝０．７５ｆ＝１３９５Ｍｐａ，张拉（下转第１７４页） 维普资讯 http://www.cqvip.com ４．灌浆孔深度应贯穿下卧软塑土层（或洞内填充物），孔斜 小于１％。进浆流量控制按小于２０ＩＪＭｉｎ控制。 ５．灌浆效果检查：在地基处理试验结束２８天后对加固区进 行效果检查，包括标贯或动力触探试验、钻芯取样试验、开挖检查 等。（１）土（溶）洞试验效果：由于溶洞内充填物含碎石，有岩石顶 主要原因是：软塑土灌浆无边界限制，土层中裂隙较发育，导致 吸浆量较大。 四、结论 压力灌浆试验仅是本次高填方机场地基处理试验的一部 分，重点在于确认设计试验方案的可行性，为大规模机场施工提 板履盖，荷载试验无法做。原状及加固后土样又难以取出，经钻孔 抽芯检验，溶洞内见碎石块状水泥结石。采用人工开挖，爆破揭去 洞顶盖后，取出灌浆处理后填充物进行观察，可见水泥结块，体积 较大，中间有粘土及碎石结核，水泥块呈浅灰色，强度稍低，四周 仍有软土包围。处理效果虽不如原设想的水泥呈脉状充填于软土 中，但仍可见岩土已得到明显的加固处理；（２）软塑土层处理试验 效果：取样可见到水泥呈脉状充填于软土层中，已无软土存在。重 供参考意见。试验的关键是灌浆压力的选择和控制、浆材配比和 灌浆工艺，这些灌浆参数的选择是比较复杂的问题，只有通过现 场试验才能切实地确定。本次试验基本达到了预期的目标，通过 采用压力灌浆法加固处理土（溶）洞效果相当明显，技术和经济 上均可行；用于处理软塑土层，虽技术上可行，但经济上成本较 高。压力灌浆地基试验的主要结论得以在黎平机场地基处理中 实际运用。机场竣工两年多来的使用情况表明，地基处理效果是 比较好的。这也表明：压力灌浆试验为山区高填方机场的地基处 型动力触探试验证实，加固前软土的一般击数小于１，一阵３击 贯人量３０ｃｍ以上；加固后距灌浆孔１．２ｍ左右范围内已无软土， 一理提供较为实用的参考案例。 参考文献 般击数２￣４，一阵３击贯入量８－１５ｅｒａ，加固效果非常明显。 三、试验结果分析 １．土（溶）洞压浆试验表明，采用纯水泥浆，水灰比１：（０．５～ ［１ｌＺｒ－￣建设标准强制性条文（民航机场工程部分）［ｓ】．北京： 中国建筑工业出版社，２００１． ０．８），高标号５２．５Ｍｐａ硅酸盐水泥，外加剂选用水玻璃，灌浆压 力控制在０．８ １．ＯＭｐａ之间，灌浆孔距在１．５ｍ左右，浆液扩散半 径大致在１．０ １．５ｍ。试验中单孔平均注浆量约为１２４９．１７Ｌ，单孔 平均耗用水泥量约为９６６．６７ｋｇ。灌浆方案技术上是可行的，施工 效果也较好。 ［２】《地基处理手册》编委会．地基处理手册［Ｍ】．北京：中国建 筑工业出版社．１９８８． ［３１建筑地基处理技术规范［ｓ】．北京：ｑ－国建筑工业出版社， ２００２． ２．软塑土压浆试验表明，采用纯水泥浆，水灰比１：（０．５— ０．８），高标号５２．５Ｍｐａ硅酸盐水泥，外加剂选用水玻璃，灌浆压 力控制在０．３—０．４Ｍｐａ之间，灌浆孔距在２．５ｍ左右，扩散半径可 【４】顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，汪时敏主编．地基与基础（第二 版）［Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，１９９３． 作者简介：巫永￣（１９６５－－），男，广东人，供职于上海民航新 达到２．５ｍ范围。在灌浆过程中进浆量稍高于设计值２０ＵＭｉｎ，技 术上是可行的，但成本较高。试验中每米厚度软土注浆量从几千 到上万升，平均每米软土耗用水泥量约２吨多。造成这种情况的 时代机场设计研究院有限公司，在职研究生，研究方向：工程项 目管理。 （上接第１７０页）程序为Ｏ一１０％一１０３％一１０３％（锚固）。张拉控 制为双控：即以应力控制为主，用伸长值进行校核，其实际伸长 值与理论伸长值误差率应在一６％～６％之间。 通过以上认真、细致检查分析均未发现问题。在分析现场张 拉情况时，发现张拉过程中部分钢绞线的伸长值从０．１盯到０．２ｔｒ 比从０到０．１盯的长度还大，因此，分析可能张拉时的初始应力 由于考虑到预应力束长而曲，影响预应力束张拉结果的因 素复杂多样。为了积累经验和提供参考数据，我们选择其中一根 梁进行试验。为以后的张拉。试验结果如下： 较小，计算的钢绞线的实际伸长值包括了钢绞线松弛长度，从而 造成钢绞线的实际伸长值超出理论值的范围。故将原来张拉程 序调整为：Ｏ一２０％一１０３％一１０３％（锚固），张拉完成后，通过数 据计算检测，张拉结果在规范允许范围内。 （五）孔道灌浆 预应力筋张拉完成２４小时后即进行灌浆。灌浆材料采用 ４２５号普通硅酸盐水泥，水灰比为０．４。利用灰浆泵将水泥浆灌 到预应力孔道中去，先灌下面孔道，后灌上面孔道，集中１处的 孔道应１次完成。灌浆应缓慢、均匀地进行，灰浆压力宜保持在 ０．５～０．７Ｍｐａ，待孔道上全部排气孔溢出浓浆为止，扎紧出浆管或 堵塞排气孔及出浆孔并继续稳压灌浆３０Ｓ以上，方可关闭灌浆 喷嘴及连接管。最后用细石混凝土封闭锚具和张拉端。 四、施工效果 经实测值与理论值比较可知，实测伸长率分别为３．４４％、 ６．２８％、５．９９％、６．４３％，大部分数值偏大，超过或接近规范允许的 规定。为了查明原因，我们进行了以下几个方面的检查：（１）检查 实测结果表明，采取以上控制措施后，各组检测数据均合 格，实现预计目标。在科技技术不断发展的今天，预应力技术已 经越来越多地应用在各种结构形式的建筑物中，希望能为同类 计算过程，符合规范要求，并且数据计算无误。（２）对油表与千斤 顶等张拉设备进行重新标定，与原标定的结果在规范允许的范 围内。（３）重做钢绞线弹性模量试验，与上次试验相符。（４）检查 张拉设备的安装情况，张拉过程，均符合要求。 一工程施工提供借鉴。 作者简介：龙翎（１９６６－－），广东广州人，中铁十五局集团有 限公司工程师，研究方向：道路与桥梁。 １７４一