施工技术与应用 无粘结预应力混凝土梁施工工艺分析 摘要：本文以长沙某高层建筑项目为例，介绍了该项目主体结构３．３ｍ预应力梁悬挑结构的施工工艺。其中对梁的预应力筋对称 布局分束处理方法和合理运用混凝土承担部分拉应力的方案使得施工相对简便，同行可以作为参考借鉴。 关键词：无粘结；预应力；施工 １工程概况 该项目座落于长沙市区繁华路段 该项目建筑面积７５３５Ｉｆ，地下室一层， 主体十三层，为全现浇的框架结构。该项目为了体现黄金地段的黄金效益，要 在有限的层高范围内保证净空高度，改善建筑物的使用功能，在结构设计中 对３３００ｍｍ［（Ｆ）～（Ｇ）轴１的悬挑结构采用了低松弛高强钢铰线无粘结预应力 结构体系。 ２设计要点 由于该项目地理位置的特殊性，结构设计中为了保证楼层的净空高度， 满足使用功能，在（Ｆ）一（Ｇ）３３００ｍｍ的悬挑结构中采用了无粘结预应力混凝 土梁结构体系。 根据建筑功能结构布局的特点，主体工程的主梁采用部分预应力筋，板 按常规设计方式处理。粱中预应力筋均为抛物线型配置。悬挑结构中悬挑梁 长度为３．３ｍ，相对较长，且悬臂端又有外墙荷载作用，为满足４５０ｍｍ高的主梁 抗裂设计要求，采用在悬臂梁中加预应力筋，以运用梁中预应力筋矢高大，预 应力筋效果显著的特点。合理的预应力结构设计并非使用受弯构件中受拉区 混凝土的拉应力完全为零或出现压应力，而是充分利用混凝土能够承担部分 拉应力的潜能，使其处于既受拉又不开裂的状态。 原设计中有１中ｑ５、３ Ｊ１５、４０ Ｊ１５、５４＇Ｊ１５、７中ｑ５、８ｑｂｑ５、９￣Ｊ１５等多种规 格束，且梁的截面小、粱中分布的束道多，施工时对梁的受力偏心不易控制， 需配备三种千斤顶、二种油泵、六种工作锚，施工相对复杂。后经建设单位、设 计单位、施工单位等共同协商，修改为梁的预应力筋对称布局分束处理，采用 １１５、３１５、４１５、５１５四种规格束，施工时只需二种千斤顶，一种油泵，三种工作 锚，施工相对简便，且实施效果较佳。 ３施工组织与工艺流程 ３．１工艺流程 施工工艺流程见图１。 锚具及张控．挤压帆具等 运至现场广＿１标定 抽样隆验广１放佯下料 钢铰线采购 分类壤号存放预戚力靖 挤压网定锚其Ｉ－＇１修补 交懊 捌线．钻孔 耩怍蝶魔筋 马凳旋 铆款普通顶筋厦预埋件ｒ－１隐ｊ醢１＝控ｊｊ垒收Ｉ＇１浇筑抛凝士ｒ１荐护至７５％强度 拆逃填Ｉ－＇１张揎、记录ｒ－－１拆底模Ｉ＇１切筋ｒ］ 科凝土封端 图１施工工艺流程图 ３．２施工准备 （１）施工队伍的组织 ’３５２’ 根据该建筑的平面结构布局特点，每楼层的预应力施工面积为６５ｎｔ［（Ｆ） ～（Ｇ）、（１）一（３）轴１，张拉梁从二至十一楼层分别为：二层８根，三至五层各为８ 根，六至九层各为７根，十层７根，十一层９根，共计７６根，张拉预应力束１１５束。 根据施工进度的要求，该分项工程施工人员６名，其中技术人员２名，技术工人 ３名，电工１名。 （２）技术准备 根据整体结构工程要求，编制预应力施工组织计划，并根据预应力束的 安装、张拉等技术要求分别对模板、钢筋及混凝土各工种提出相应要求，进行 技术交底，保证预应力与非预应力施工相互密切配合，如对于模板要求在张 拉端确保喇叭口的平整，且口内应用报纸或其它软质材料塞实，以保证口内 不流入混凝土浆和钢铰线束的中心居中。对钢筋的安装、绑扎应配合预应力 筋束的安装进行，其张拉端的加强筋不可遗漏。混凝土浇筑时，振捣棒的插入 应保证钢丝束的位置基本不变，不可任意触碰钢丝束，振捣混凝土在保证钢 丝束位置的同时，还应保证各部位的振捣密实，特别是锚固端、张拉端的混凝 土更应重视。 （３）预应力钢铰线材料、设备的选购及制作 无粘结预应力筋：设计采用强度为１８６０ＭＰａ，中１５．０ｒａｍ低松驰钢铰线。本 工程选购上海某公司产，符合ＪＧ１６１—２０Ｏ４（钢铰线、钢丝束无粘结预应力筋》 标准的 １５．２４ｍｍ钢铰线。 锚具：选用ＱＭｆｆ￣锚具，固定端为装有异型钢丝衬套的ＱＭＪ挤压式锚具， 为广西柳州某公司产，质量符合ＧＢ／＇ｒ１４３７０—２ｍｏ＜＜预应力筋锚具、夹具、联接 器》标准要求。 设备的选用：固定端挤压锚的制作专用设备——ＧＹＪ一４５型挤压机。张拉 设备选用ＹＤＣ２４０Ｑ千斤顶、ＹｃＷ１００型前卡式千斤顶各一台，最大张拉力分 别２４ＯｋＮ和９８０ｋＮ，行程为１５０ｍｍ。配套油压泵为ＺＢ４—５００型电动高压油泵一 台，投入使用前送相关质量部门进行组合校正。 按设计要求准备施工所需的附属材料，如端部的螺旋筋、定位筋等。 （４）设备材料进场验收 钢铰线：从钢铰线中抽样３根，在国家建筑质量检测中心１００ｋＮ试验机上 进行试验，检测结果符合ＪＧ１６１—２００４的各项规定。 锚具：符合ＧＢ／Ｔ１４３７０—２ＯＬＯ＜（预应力筋锚具、央具、联接器》规定要求。该 工程使用锚具１１５套，没有发生一起滑丝或其它质量问题。 ３．３预应力粱施工工艺 无粘结预应力筋骨束的制作：材料进场后，根据每层梁钢筋下料表下料， 并作标记，然后现场进行固定端锚头挤压制作。 （１）下料长度计算 根据设计图束长并考虑锚具及千斤顶一端张拉夹持必须长度，本工程均 采用一端张拉，Ｌ＝ｆ＋ｚ ＋ｆ２（本工程Ｌ＝９５６０ｅｍ） 式中： ｆ＿—一构件内束长（包括固定端锚具高度）； ｚ。——工作锚具高度； ｚ广穿心式前卡千斤顶夹持必须长度（本工程中取７０ｃｍ）。 （２）根据下料表，每层分别下料。用砂轮切割机切断，施工时注意切面与 束垂直，防止散头，只有这样才能保证挤压锚的制作质量。将下好的束贴上编 号，每两根一盘。注意运输与吊运时应防止破损，如有破损应及时修补。 （３）预应力筋的铺设 安装张拉端：①铺束前按设计图位置画好钢丝束铺放的位置，并在张拉 端封头模板上画线钻孔；②安装张拉端穴模、垫板，并固定。此时应特别注意 喇叭口的固定。 铺设固定钢筋（马凳），以确保钢丝束矢高位置，并用铁丝绑扎牢固。图２ 为钢筋铺设示意图。 施工技术与应用 Ｊ ＼ 臣豳圜 豳 Ｉｒ一预应力筋长度（注：有效长度与下料长度是有区别的），本工程中取 乙 弼定（欠商）筋（马琵筋） ８８６０＋４８０＝９３４０ｅｍ； ／ ＼ 桨生筋 ＼ ——箍筋烨接＠ｌ０００左古 ＼ 预肫力筋求 Ａ 一预应力筋截面积； 酪一预应力筋弹性模量。 经计算，ＡＬ＝６９．６ｒａｍ ４．３张拉 二 ＞＿ ．图２钢筋铺设示意图 铺放预应力筋：①根据梁结构特点，铺放预应力筋时从固定端穿入，从张 拉端穿出。②用铁丝固定预应力筋、螺旋筋、固定端，注意固定端的位置极为 重要，在固定时应有确保措施，如焊接加固等。③铺放过程中的注意事项：预 长值并与理论计算值进行比较，此工程张拉１１５根，伸长值的误差在设计值 应力束曲线、矢高走向必须以设计图为依据，管线、非预应力筋的布置，应服 的一５％～＋１Ｏ％之间，符合要求。 从预应力筋的需要；在气、电焊时应注意预应力筋的保护，采取防护措施；钢 （４）张拉时应注意以下问题 丝束应垂直张拉端垫板，应有不小于３０ｃｍ的直线端，以保证张拉顺利；铺钢丝 ①张拉前梁底模不可拆除。 束时应保证钢丝束在同一平面上。 ②张拉时速度不宜过快，这样有利于锚具位置的调整和应力的传递。因 （４）隐蔽的工程验收 为钢丝是多丝束成根，安装时可能会发生位置不一定居中现象，在张拉时要 当预应力与非预应力筋都铺放固定完成后，应汇同建设方、监理及质检等有 作适当的调整。 关单位按设计图纸 ．亍全面检查验收，合格汇签后方能进行下道工序的施工。 ③张拉操作以控制张拉力为主，张拉时应时刻注意压力表读数和伸长量 （５）浇筑混凝土 的测定。发现有一方面达到理论计算控制值就应停止张拉，并比较两者是否 经检验合格后，进行混凝土的浇筑。同时应注意：①应有专人守护，发现 基本同步，不同步时则应分析出原因再进行下道工序的施工。 问题要及时做好修复工作；②垫板、固定端处混凝土不得有孔洞；③振捣时振 ④张拉时在千斤顶的前方不可以站人，以确保施工安全。 捣棒不得直接触碰垫板和预应力筋，防止损坏和移位。 （１）张拉前清理穴槽，剥去垫板外的钢丝束塑料皮，同时也应对工作锚进 行上蜡，以便后续施工的顺利。 （２）先安装锚具、夹片，再安装千斤顶，并连接油路。 （３）先加荷到１０％ ，作为记录起点，然后直接缓慢加荷到张拉控制力 １．０３８ｏ （相当表压数），再测量活塞的伸长量，做好记录。锚固预应力，计算伸 ５张拉端封堵处理 （１）张拉完毕后，用手工切割掉超长的钢铰线，一般锚具外留７０ｍｍ左右， 不可采用电焊、气割等方式处理。 ４预应力的张拉 预应力张拉为双控，即伸长值和张拉力控制。 ４１张拉应力控制 本工程采用商品混凝土，当混凝土强度达到设计强度的７５％时，进行张 拉工作。 （２）浇混凝土前应彻底清理锚具、钢铰线上的油渣，以确保混凝土与钢筋 的粘结。 （３）采用干硬性混凝土，混凝土的强度等级比原混凝土强度等级提高一 级浇筑处理。 预应力筋张拉力： ‘４ Ｏ．７５Ｌ 。４式中： ６ 一预应力张拉控制应力值； ． ６结语 无粘结预应力钢筋混凝土施工具有施工简便、工序少、速度快等优点。在 施工过程中要严格按照施工方案、技术规范等要求进行施工，确保施工质量。 该施工方法在大跨度及高层建筑结构中，将得到广泛的应用。 参考文献： ［１１叶呈献无粘结预应力钢筋施工中出现的问题及解决措施明门窗，２０１３（７）：１８３—１８４． 预应力筋强度标准值； Ａ ～预应力筋截面积。 ～４．２伸长值的计算 ＡＬ＝Ｎ・Ｌ／（Ａ ・Ｂ）式中： Ｎ——计算用平均张拉力； （上接第３４８页）顺序投放拌制。并保证混凝土搅拌时间，保证搅拌足够均匀； ③冬季施工的现浇混凝土，要认真注意防止现浇混凝土浇筑早期受冻， 混凝土采用水泥标号４２．５普通硅酸盐水泥，每立方米混凝土水泥用量不小于 【２］高叶峰．民用建筑粘结预应力施工相关技术研究ｏ】．￣（２）防范措施 －－．Ｋ，２０１３（７）：１６３—１６５． ３００ｋｇ，必要时应加入添加剂。４）混凝土试块制作中应按规范要求认真制作， 同时做好试块的管理和养护工作。 （３）治理策略 混凝土试块经试验强度偏低，可采用回弹仪法、超声波法等非破损方法 ①混凝土实体构筑物浇筑前，须认真按照规范和设计要求查验钢筋位置 和保护层厚度，保证各部尺寸、间距符合设计要求并确定垫块稳固； ②混凝土实体构筑物浇筑时，振捣过程中严禁撞击钢筋与模板，同时应 避免操作时踩踏钢筋；有踩弯或脱扣的钢筋，必须按规定要求调直和绑好，经 验收合格后才可继续浇筑； ③混凝土构筑物设计钢筋布置密集时，应选用适当粒径的石子材料，保 证混凝土良好的和易性和浇筑效果； 测定结构混凝土实际强度，假若经测定混凝土实体强度没有达到设计所规定 要求，应按照实际测定强度来校核混凝土结构的可靠性以及安全性，研究制 定相应处理方案，采取相应补救加固措施。 １ ５混凝土构件露筋 ④模板必须认真堵好缝隙。拆模时应根据试块试验结果正确掌握，并认 真保护混凝土结构，避免缺棱掉角。如选用钢模扳，模板表面应均匀涂刷隔离 剂；使用木模板，应充分湿润，用清水冲洗干净。 （３）治理策略 （１）形成原因 ①采用的混凝土配合比不当，局部浇筑混凝土缺浆或靠模板部位严重漏 浆，产生离析，部分钢筋裸露； ②钢筋混凝土实体构筑物保护层太小、保护层处混凝土振捣不实，或是 钢筋混凝土浇筑过程中振捣棒撞击钢筋、人为踩踏钢筋使钢筋位移或缺失， 致使钢筋紧贴模板拆模后露筋，造成局部结构露筋； ①混凝土存在表面露筋的，清水刷洗干净表面后，用１：２水泥眇浆抹面压实； ②混凝土实体构筑物存在露筋较深的，先凿去薄弱混凝土颗粒，清水刷 洗干净，使用比原设计构筑物混凝土高一级细石混凝土填塞压实。 ２．结语 道路桥梁现浇混凝土质量通病形成的根本原因是施工质量不够重视，施 工质量低劣。因此，只要施工全过程按施工要求、标准进行，控制好与混凝土 构筑物露筋。或使用木模板，木模板湿润不够，混凝土表面失水过多，局部混 相关的各种因素，混凝土质量通病会得到很好的解决。 凝土损坏露筋； 参考文献 ④混凝土实体构筑物结构断面设计钢筋布置过密，配合比设计或使用材 【１］李中华桥梁现浇连续箱梁施工技术探讨四川建材２０１３－０６ 料中遇到较大粒径石子卡在钢筋上，混凝土浆未能充分包裹钢筋，造成局部 『２１乔洪峰桥梁现浇混凝土施工应注意的问题山西建筑２００８＂０３ 匀、局部混凝土漏浆或拆模过早局部混凝土缺棱掉角，导致钢筋混凝土实体 露筋现象。 ③混凝土实体构筑物浇筑时使用钢模板的，模板表面涂刷隔离剂不均 『３１吕云芳；王东明浅谈道路桥梁工程混凝土施工技术科技资讯２ｏ１３—１２ ‘３５３’
