大跨度轉(zhuǎn)換層梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)總結(jié)

深圳某商業(yè)中心預(yù)應(yīng)力工程的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)工程概況該商業(yè)中心位于深圳市****中心區(qū)，建筑面積13.7萬(wàn)ｍ２，基本柱網(wǎng)尺寸8.4ｍ２，地下四層，地上一層。地下室底板埋深20ｍ，地面以上高度為6.5ｍ。地鐵一、四號(hào)線分別貼鄰用地南、東兩側(cè)通過(guò)，東南側(cè)以地鐵聯(lián)絡(luò)線為界分為兩部分，西北側(cè)為地下三層，東南側(cè)為地下一層。地下三層與地下一層之間通過(guò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換跨越地鐵聯(lián)絡(luò)線而連為一體。對(duì)大跨度構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在地下一層南側(cè)有一跨越地鐵聯(lián)絡(luò)線的南端入口上方約35ｍ的保護(hù)范圍，采用大跨度主承重轉(zhuǎn)換梁，轉(zhuǎn)換梁內(nèi)配有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋；地下一層的西北部?jī)?nèi)設(shè)五座電影廳，上方對(duì)應(yīng)的屋面板范圍內(nèi)的大跨度梁采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)就是對(duì)混凝土在承受使用荷載之前施加壓力，以減少或消除其因受拉出現(xiàn)的拉應(yīng)力，從而避免混凝土開(kāi)裂或減小其裂縫開(kāi)展寬度，降低構(gòu)件變形控制其撓度。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是有效解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的先進(jìn)工程技術(shù)之一，它能夠在結(jié)構(gòu)承載力和結(jié)構(gòu)正常使用兩方面同時(shí)發(fā)揮有效作用。本工程建筑抗震設(shè)防類(lèi)別為乙類(lèi)，抗震措施采用設(shè)防烈度為8度。屋面為景觀園林，活荷載為5KN/m2,屋面覆土2m活荷載增加至49.5KN/m2。在地下一層跨越地鐵聯(lián)絡(luò)線的南端入口上方約35ｍ的大跨度范圍設(shè)計(jì)一根主承重轉(zhuǎn)換梁。轉(zhuǎn)換梁長(zhǎng)43.6m寬1.4m*高5.85m，對(duì)梁高5.85m分為兩段（3m和2.85m）進(jìn)行澆筑，在第一層梁高3m的范圍內(nèi)，上下部設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼絞線，上4下5共9孔，詳見(jiàn)圖三.1圖三.2，其中Y-1號(hào)孔3個(gè)，設(shè)置3*9BΦs；Y-2號(hào)孔2個(gè)，設(shè)置2*9BΦs；Y-3號(hào)孔2個(gè)，設(shè)置2*9BΦs；Y-4號(hào)孔2個(gè)，設(shè)置2*9BΦs，預(yù)應(yīng)力張拉也分為兩個(gè)階段分別張拉。對(duì)首層下方為電影院區(qū)域的較大跨度頂板梁，且受層高限制，采用連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土梁，柱距8.4m，最長(zhǎng)跨數(shù)為五跨總長(zhǎng)54.25ｍ。次梁截面為500*1100，設(shè)置2*5BΦs或1*6BΦs；主梁截面為700*1100設(shè)置2*6BΦs。本工程使用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線（松弛損失小于2.5％），強(qiáng)度等級(jí)1860MPa，公稱(chēng)直徑15.24mm2，公稱(chēng)面積為140mm2，預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力1395MPa，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的質(zhì)量檢驗(yàn)和合格驗(yàn)收應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224）的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，屋面預(yù)應(yīng)力梁混凝土強(qiáng)度C40，考慮到梁板混凝土（C35）難以區(qū)分開(kāi)，梁板混凝土強(qiáng)度均采用C40。張拉端采用夾片式錨具，固定端采用擠壓錨具，張拉端和固定端均為Ⅰ類(lèi)錨具。錨具是預(yù)應(yīng)力工程中最重要的部件，必須嚴(yán)格要求，出廠前應(yīng)由供應(yīng)方進(jìn)行檢驗(yàn)并提供質(zhì)量證明書(shū)，其質(zhì)量應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14370-93），進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)抽樣進(jìn)行外觀檢查和有見(jiàn)證送檢，合格后方能使用。錨具靜載錨固性能應(yīng)滿足下列要求：錨固效率系數(shù)ηa≥0.95；（２）極限拉力時(shí)總應(yīng)變?chǔ)臿pu≥2.0%；波紋管采用鍍鋅波紋管。端部承壓板采用配套鑄鐵墊板，墊板尺寸根據(jù)張拉端錨具型號(hào)確定。螺旋筋設(shè)置在承壓板下局部受壓區(qū)，與錨具相配套。灌注水泥漿采用不低于42.5MPa的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。預(yù)應(yīng)力筋安裝、張拉和測(cè)試（一）預(yù)應(yīng)力筋安裝1、墊板的安裝梁的鋼筋骨架基本綁扎定位后，安裝預(yù)應(yīng)力筋張拉端部承壓板。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)周邊預(yù)應(yīng)力墊板安裝于構(gòu)件表面。由于框架梁有粘結(jié)承壓板尺寸較大，安裝時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整非預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置，保證墊板的定位和混凝土澆筑后預(yù)應(yīng)力筋的張拉。墊板于非預(yù)應(yīng)力鋼筋焊接定位，承壓板后安裝螺旋筋，如圖一。２、安裝波紋管支撐定位筋梁內(nèi)波紋管采用Φ12水平支撐筋定位。支撐鋼筋在梁鋼筋綁扎完成并墊厚墊塊后焊接在梁的箍筋上，間距不大于１ｍ設(shè)一個(gè)支撐點(diǎn)。焊接固定應(yīng)根據(jù)梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)曲線，如圖二。如預(yù)應(yīng)力筋與梁內(nèi)鋼筋位置有沖突，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整普通鋼筋位置，保證預(yù)應(yīng)力筋位置準(zhǔn)確。３、鋪設(shè)波紋管框架梁支撐筋安裝完成后，腰筋綁扎前開(kāi)始鋪設(shè)波紋管。波紋管從梁端穿入，用雙股扎絲與支撐鋼筋綁扎定位。波紋管每根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度６ｍ，加長(zhǎng)采用大一號(hào)波紋管連接，接頭長(zhǎng)度取200～300ｍｍ。接口處用膠帶纏裹密封，以防接縫處漏漿。注意兩根波紋管對(duì)接處抵緊，以防穿筋時(shí)翻起而影響正常穿筋。波紋管在孔道端部于預(yù)埋鑄鐵承壓板連接，對(duì)接縫處理以防漏漿。波紋管安裝時(shí)應(yīng)避免反復(fù)彎曲和電焊火花燒傷管壁。波紋管安裝后，對(duì)其位置、曲線形狀、綁扎牢固程度、接頭進(jìn)行檢查，如有破損可用粘膠帶修補(bǔ)，破損嚴(yán)重的應(yīng)更換。４、設(shè)置灌漿孔（兼泌水排氣孔）灌漿孔（排氣孔）設(shè)置在波紋管曲線的波縫處。在波紋管上開(kāi)洞，并用細(xì)管引出梁頂面，綁扎定位，排氣管高出混凝土表面大于100ｍｍ，細(xì)管內(nèi)徑不小于16ｍｍ，應(yīng)逐跨設(shè)置。如圖二５、預(yù)應(yīng)力筋下料預(yù)應(yīng)力筋的下料長(zhǎng)度Ｌ安裝以下公式計(jì)算：Ｌ＝埋入構(gòu)件內(nèi)的曲線長(zhǎng)度＋張拉長(zhǎng)度＋下料誤差下料應(yīng)采用無(wú)齒砂輪機(jī)進(jìn)行切割，不得使用電弧焊切割。預(yù)應(yīng)力筋不得有死彎，遇到死彎必須切除。６、預(yù)應(yīng)力筋安裝本工程主要采用一端張拉，固定端采用擠壓錨具，在安裝前進(jìn)行擠壓制作。制作時(shí)應(yīng)控制設(shè)備的油壓，當(dāng)油壓小于擠壓額定油壓時(shí)，應(yīng)切除擠壓頭進(jìn)行重?cái)D。要保證擠壓錨與承壓墊板的緊貼和垂直。波紋管安裝完成后，在梁端模板封堵前穿筋，將按長(zhǎng)度下好料后擠壓加工完的預(yù)應(yīng)力筋，分別按３、４根一組綁扎成束穿入波紋管內(nèi)，檢查外露長(zhǎng)度是否滿足張拉要求，調(diào)整墊板位置，使其不重疊、不脫離。注意穿筋完成后，按照設(shè)計(jì)要求在張拉端和固定端分別安裝網(wǎng)片筋和螺旋筋。穿筋時(shí)應(yīng)將同束內(nèi)各根預(yù)應(yīng)力筋適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)，以便以后錨具的安裝。穿筋完成后需對(duì)張拉端波紋管和承壓墊板導(dǎo)管、張拉端口進(jìn)行塞縫處理，防止?jié)仓炷習(xí)r漏漿。預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)留張拉部分應(yīng)用紙帶纏裹，防止被混凝土污染，影響張拉設(shè)備工具的錨固。（二）預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固采用YCW１５０Ｔ型千斤頂及高壓油泵帶油表配套進(jìn)行成束張拉。張拉設(shè)備在使用前進(jìn)行校正，并根據(jù)校正報(bào)告用內(nèi)插法計(jì)算出張拉力所對(duì)應(yīng)的油表讀數(shù)進(jìn)行控制。張拉控制應(yīng)力：σcon=0.75fptk=1395MPa。1、張拉原則：對(duì)稱(chēng)張拉，先張拉中束，再?gòu)埨吺Ｒ詰?yīng)力控制為主，通過(guò)油表讀數(shù)及伸長(zhǎng)值測(cè)量對(duì)預(yù)應(yīng)力筋張拉實(shí)行雙控管理。張拉前計(jì)算出伸長(zhǎng)值，實(shí)際伸長(zhǎng)值不大于理論伸長(zhǎng)值的±６％。若超出此范圍應(yīng)停止張拉，查明原因后再繼續(xù)張拉。預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值計(jì)算公式：ΔＬcp＝ＦpmＬp/ＡpＥp其中：Ｆpm－預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（ＫＮ）；Ｌp－預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度（ｍｍ）；Ａp－預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（ｍｍ２）；Ｅp－預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（KN/ｍｍ２）；當(dāng)千斤頂張拉力達(dá)到張拉控制力的10％時(shí)，測(cè)量人員開(kāi)始測(cè)量預(yù)應(yīng)力筋的初始伸長(zhǎng)值，當(dāng)千斤頂張拉力達(dá)到張拉控制力時(shí)，測(cè)量人員測(cè)量預(yù)應(yīng)力筋的最終伸長(zhǎng)值，兩者差值即為預(yù)應(yīng)力筋測(cè)量伸長(zhǎng)值。為便于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)伸長(zhǎng)值進(jìn)行校正，當(dāng)測(cè)量初始讀數(shù)取10％時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值可按下式計(jì)算：ΔＬcp＝0.9ＦpmＬp/ＡpＥp 2、孔道灌漿：預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后停置１２小時(shí)，以觀察錨固情況，然后進(jìn)行灌漿。采用42.5水泥，水灰比0.40~0.45，灌漿壓力不小于0.5ＭＰａ。當(dāng)輸送管道長(zhǎng)度大于30Ｍ時(shí)，應(yīng)提高壓力0.1~0.2Mpa。每個(gè)孔道灌漿應(yīng)一次完成，不能中途停頓，注漿嘴不能離開(kāi)灌漿孔，以免空氣進(jìn)入孔道而形成氣孔。水泥漿從孔道一端注入，直至另一端冒出水泥漿為止。為保證孔道灌漿飽滿，待排氣孔出濃漿后將排氣孔堵塞，并在灌漿孔補(bǔ)壓。3、錨具封堵：切除預(yù)應(yīng)力筋多余長(zhǎng)度，剩余外露不小于３０ｍｍ，用Ｃ４０混凝土填充封閉。預(yù)應(yīng)力施工的要點(diǎn)地鐵聯(lián)絡(luò)線上轉(zhuǎn)換大梁內(nèi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工轉(zhuǎn)換大梁截面尺寸為1400×5850，分兩個(gè)階段施工，梁上段截面1400×2850；梁下段截面1400×3000，為了保證結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性及改善結(jié)構(gòu)受力性能，轉(zhuǎn)換梁下段截面中采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，預(yù)應(yīng)力配筋９－９Φs15.24。考慮到轉(zhuǎn)換大梁分兩個(gè)階段進(jìn)行澆筑，荷載也是分段增加，因此預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)在施工過(guò)程中分兩批進(jìn)行張拉，第一階段張拉在1400×3000的梁混凝土達(dá)到90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，張拉Ｙ－１兩側(cè)兩孔、Ｙ－２、Ｙ－４；第二階段張拉在1400×5850的梁混凝土達(dá)到90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，張拉Ｙ－１中間一孔、Ｙ－３。預(yù)應(yīng)力分批張拉節(jié)點(diǎn)示意圖三.1圖三.2如下：轉(zhuǎn)換梁張拉端、固定端詳圖四如下：電影院上方屋面主次梁內(nèi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工由于本工程有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁在結(jié)構(gòu)平面內(nèi)不滿足張拉要求，須在梁板面上局部板加厚，預(yù)留后澆槽張拉。后澆槽部位板筋截?cái)?，待預(yù)應(yīng)力筋張拉后封閉，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋板內(nèi)張拉大樣如下圖五.1圖五.2圖五.3：注意事項(xiàng)：梁側(cè)模在預(yù)應(yīng)力筋安裝波紋管綁扎到位后方可安裝，否則波紋管無(wú)法有效固定，造成預(yù)應(yīng)力孔道在澆筑混凝土?xí)r移位，而且使預(yù)應(yīng)力定位支架筋無(wú)法準(zhǔn)確定位焊接固定，造成預(yù)應(yīng)力筋曲線誤差增大。保證梁側(cè)模在預(yù)應(yīng)力筋埋設(shè)并調(diào)整定位之后安裝，對(duì)保證預(yù)應(yīng)力孔道埋設(shè)的質(zhì)量和工作效率十分重要。預(yù)應(yīng)力張拉端是預(yù)應(yīng)力施工中受力最大的地方，該處模板必須封堵嚴(yán)實(shí)，防止混凝土澆筑過(guò)程中張拉端墊板后局部漏漿，造成張拉過(guò)程中承壓墊板的局部凹陷或嚴(yán)重時(shí)形成端部混凝土爆裂。為保證張拉端模板封堵質(zhì)量，該處模板可以采用小模板拼縫封堵。預(yù)應(yīng)力梁底模及支撐，必須在預(yù)應(yīng)力筋張拉結(jié)束后，方可進(jìn)行拆除，并應(yīng)與預(yù)應(yīng)力孔道灌漿時(shí)間錯(cuò)開(kāi)。梁側(cè)模拆模時(shí)間不宜太早，以免失水過(guò)快而產(chǎn)生收縮裂縫。為保證預(yù)應(yīng)力張拉在混凝土強(qiáng)度達(dá)到張拉要求后盡快張拉，張拉端構(gòu)件模板應(yīng)在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后盡快拆除，以便預(yù)應(yīng)力張拉端的清孔和錨具的安裝。凡經(jīng)過(guò)后澆帶的預(yù)應(yīng)力筋，需在后澆帶混凝土澆筑，強(qiáng)度達(dá)到張拉要求強(qiáng)度90％后方能張拉。由于節(jié)點(diǎn)處有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋加上非預(yù)應(yīng)力梁柱鋼筋和預(yù)埋管線，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，是工程的難點(diǎn)。施工時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力施工工序上的關(guān)系，非預(yù)應(yīng)力腰筋、吊筋、二排鋼筋及預(yù)埋管線等在可能情況下，應(yīng)盡量滿足預(yù)應(yīng)力筋的安裝要求。預(yù)應(yīng)力與主體結(jié)構(gòu)施工的協(xié)調(diào)配合主體結(jié)構(gòu)施工應(yīng)為預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)工程施工提供的條件。梁底模支撐完成，鋼筋骨架綁扎就位后，預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)工程即行插入。主體工程應(yīng)從總進(jìn)度出發(fā)，盡量給預(yù)應(yīng)力工程提供必要的條件，根據(jù)施工進(jìn)度、設(shè)計(jì)圖紙及各層預(yù)應(yīng)力筋位置，安裝張拉端模板。水電管網(wǎng)的埋設(shè)，普通鋼筋的綁扎安裝應(yīng)與預(yù)應(yīng)力波紋管的布置相協(xié)調(diào)，以保證預(yù)應(yīng)力筋曲線標(biāo)高的定位。梁的側(cè)模板，待梁中預(yù)應(yīng)力波紋管安裝并綁扎到位后，再進(jìn)行安裝；安裝梁側(cè)模對(duì)拉螺桿及布板筋時(shí)切勿沖擊波紋管，以免損壞波紋管造成漏漿。澆筑混凝土?xí)r嚴(yán)禁振動(dòng)器直接沖擊波紋管，以防損壞波紋管造成漏漿。張拉前提供混凝土強(qiáng)度報(bào)告。在預(yù)應(yīng)力筋張拉端防腐處理完成后，及時(shí)做好混凝土的封堵。具體施工的協(xié)調(diào)配合要求如下：1、鋼筋施工：非預(yù)應(yīng)力鋼筋施工在預(yù)應(yīng)力埋設(shè)過(guò)程中關(guān)系密切，二者在工序上互相交叉搭接，施工中要求非預(yù)應(yīng)力鋼筋綁扎必須整齊規(guī)范，特別在梁柱節(jié)點(diǎn)和端部應(yīng)注意豎向鋼筋和梁端彎勾筋的位置，為預(yù)應(yīng)力筋及端部構(gòu)件留設(shè)必要的安裝空間，同時(shí)應(yīng)盡量避免非預(yù)應(yīng)力筋對(duì)波紋管的損傷。拉結(jié)筋必須在預(yù)應(yīng)力筋綁扎定位后方能綁扎。2、模板施工：預(yù)應(yīng)力框架梁側(cè)模、結(jié)構(gòu)周邊邊梁側(cè)模和柱側(cè)模必須在預(yù)應(yīng)力筋綁扎完成，預(yù)應(yīng)力端部構(gòu)造處理完成后方能封堵。張拉端因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力筋伸出模板以外，宜采用小塊模板拼縫封堵。預(yù)應(yīng)力張拉前（一般在混凝土澆筑完成后２～３天），應(yīng)盡快拆除張拉端模板，以便張拉前預(yù)應(yīng)力清孔和錨具安裝，保證張拉的及時(shí)進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力梁底模必須在預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后方能拆除。3、水電安裝：水電管網(wǎng)在構(gòu)件內(nèi)的預(yù)埋不應(yīng)影響預(yù)應(yīng)力筋的標(biāo)高定位，在二者位置發(fā)生沖突時(shí)，管網(wǎng)應(yīng)盡量挪動(dòng)，保證預(yù)應(yīng)力筋定位。焊工作業(yè)應(yīng)采取必要的措施保證波紋管和預(yù)應(yīng)力筋不被燒傷，一旦燒傷，必須作報(bào)廢處理。4、混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑時(shí)必須注意震動(dòng)棒不得連續(xù)沖擊波紋管；對(duì)于節(jié)點(diǎn)和張拉端部，必須振搗密實(shí)，不能在承壓墊板后形成空洞?；炷翝仓r(shí)，除按混凝土本身檢驗(yàn)要求組數(shù)制作試塊外，還應(yīng)多制作一組試塊，檢驗(yàn)張拉要求強(qiáng)度。混凝土澆筑后必須及時(shí)進(jìn)行妥善養(yǎng)護(hù)，保證張拉前不開(kāi)裂。體會(huì)在跨越地鐵聯(lián)絡(luò)線入口上方的大跨度轉(zhuǎn)換梁內(nèi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的施工中，遇到的一些問(wèn)題：1、預(yù)應(yīng)力張拉槽尺寸預(yù)留的太小，無(wú)法滿足張拉的需要，后期打鑿起來(lái)非常困難。在土建施工時(shí)，總承包單位沒(méi)有按照預(yù)應(yīng)力分包單位的要求預(yù)留足夠的張拉位置，造成事后進(jìn)行打鑿，由于轉(zhuǎn)換梁端部的混凝土強(qiáng)度很高（C50），給打鑿工作帶來(lái)極大的困難。2、屋面預(yù)應(yīng)力張拉端在eq\o\ac(○,1)軸線是在樓面板外側(cè)，需要外腳手架配合；另一段在樓面板的梁端部，需要在樓面上預(yù)留板槽或直接留直通洞口；在井字梁區(qū)域由于設(shè)計(jì)沒(méi)有事前考慮到張拉端的預(yù)留，結(jié)果原來(lái)下料的預(yù)應(yīng)力鋼絞線報(bào)廢，長(zhǎng)度不足，需要重新下料，因?yàn)閺埨擞龅骄至航徊娌?，無(wú)法按照正常的部位留設(shè)張拉端槽，根據(jù)實(shí)際情況按照具體部位設(shè)計(jì)張拉端位置。3、屋面預(yù)應(yīng)力張拉區(qū)域其中有一部分跨越后澆帶，造成無(wú)法一次張拉完畢，這就要求其下方的模板支撐不能拆除，事前向土建施工單位交底，在該區(qū)域未進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉前不得拆除其下方的模板支撐，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，在施工當(dāng)