酒店工程大跨度作業方法運用

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1工程概況

某酒店工程位于福建省晉江市世紀大道和規劃中的十三號路的交叉口，按照國內飯店五星級標準進行設計和建設?？偨ㄖ娣e65199m2，地下一層，地上16層，建筑總高度64．8m。裙樓頂層為可容納約600人就餐的大宴會廳，為達到良好的就餐和宴會效果，該區域未設計結構柱，該屋面混凝土4根主梁采用后張法有粘結預應力結構，主跨度為30．8m，截面尺寸為750mm×（2000～2430）mm，混凝土強度等級C35。預應力梁WYKL1配束為5－9Φs15．2、WYKL2配束為4－9Φs15．2，見圖1、圖2所示。

2預應力混凝土梁施工技術

2．1預應力施工采用的材料和設備

（1）預應力鋼筋。預應力混凝土結構必須采高強度且有一定塑性性能的鋼材［1］。本工程的預應力采用Φs15．2高強鋼低松弛鋼絞線束，抗拉強度標準值fptk＝1860MPa，材質表面不得有裂紋和油污，也不允許有影響使用的拉痕、機械損傷［2］。

（2）波紋管及灌漿材料。預應力梁9孔采用Φ75金屬波紋管，接頭管采用相應大一號規格的波紋管，灌漿用水泥采用普通硅酸鹽42．5級水泥。

（3）錨具。本工程為有粘結且全部為一端張拉，張拉端采用9孔夾片式群錨，固定端采用擠壓錨。錨具進場時，項目部分別針對外觀檢查、硬度檢驗、靜載錨固性能試驗［3］三項規定對產品質量證明書等進行了檢驗。

（4）張拉設備。張拉千斤頂根據錨具型號選用YDC2500后卡千斤頂，配套油泵為ZB4－500型電動壓泵。項目部在張拉前對機具、設備和油表進行校核和標定，張拉設備應配套校驗，張拉設備應在校驗規定的有效期內使用。

2．2預應力混凝土梁施工工藝

預應力鋼筋下料－平整場地－搭滿堂鋼管腳手架－鋪大梁底模板、起拱和找正底標高－綁扎梁非預應力鋼筋－定預應力筋曲線坐標位置、焊定位鋼筋－波紋管穿入梁內并固定－留排氣孔支側模－綁扎樓板非預應力鋼筋（底層筋）－穿預應力筋－安裝預應力筋張拉端－安裝水電專業管等－綁扎樓板非預應力鋼筋（二層筋）－澆注混凝土并養護－張拉各榀梁預應力筋－灌漿－切割－封錨。

2．3預應力混凝土梁板支撐體系

（1）模板及支撐體系選擇：該工程裙樓屋面超限指標包括梁線荷載＞20kN／m、支模高度＞8m、跨度＞18m，屬超重、超高、超大跨度模板支撐體系。經組織專家論證，最終梁板模板采用18mm厚優質膠合板；小楞木采用50mm×100mm松木；主楞采用100mm×100mm松木或雙根Ф48×3．5mm焊接鋼管；梁側模對拉螺栓采用M14普通螺桿。支撐體系采用Ф48×3．5mm鋼管和扣件連接，立桿頂部采用可調U型頂托受力，底座采用150mm×150mm×8mm鋼板和鋼管套管焊接組成（圖3）。

（2）支承樓板加固：該工程二層樓板作為高大模板支承樓面，其承載力不能滿足要求，需由一、二層樓板共同承擔，因此澆灌屋面梁板時，二層板的模板不得拆除，還需在一、二層板對應預應力梁的位置進行加撐。加撐立桿橫向每排三根，橫距400，沿梁縱向間距1000，立桿頂用可調頂托與梁板撐緊。立桿縱橫設水平拉桿，步距小于1800。在框架柱位置，橫桿每步均與柱拉結。橫向每隔四排設一道剪刀撐，縱向設一道剪刀撐。

2．4有粘結預應力筋的穿管

有粘結預應力的施工特點是需套波紋管及灌漿。為了使套管不被銹蝕并減少張拉時的摩擦阻力［4－6］，波紋管進行了鍍鋅處理。先將下好的鋼鉸線按長度及波紋管內束書分組編束，然后將金屬波紋管套入每組預應力束中，波紋管接頭處采用接頭管連接，接頭管約30cm長，在接頭管兩端用鐵絲將它與波紋管扎緊，纏上塑料膠帶以防漏漿。波紋管安裝時要求位置準確，采用U型鋼筋卡與支撐筋固定牢固，避免在澆筑混凝土過程中產生移位，從而保證預力筋位置準確。端頭錨墊板與波紋管孔道中心保持垂直。將穿好管的預應力束在預應力梁中與普通鋼筋同時綁扎，在預應力束布束直至澆搗混凝土前要不時檢查金屬波紋管是否有破損，如果發現有破損應及時用塑料膠帶扎緊，以防漏漿。

2．5預應力筋的裝配及安裝

（1）預應力筋的下料：下料長度應考慮設計曲線長度，張拉端外伸預留長度，彈性回縮值，張拉設備，鋼材品種和施工方法等因素。預應力筋運至現場后要分區分類堆放，露天堆放時，需要蓋防雨布，下面應加墊木，盡量不得與地面接觸，防止銹蝕、彎曲，在堆放期間嚴禁碰撞踩壓。

（2）波紋管安裝：波紋管安裝以底模為基準，按預應力包絡曲線坐標定出相應位置，將其固定在定位鋼筋上。在穿鋼絲束以前，波紋管所有管道端部均密封并加以保護。波紋管的連接，采用大一號同型波紋管作接頭管，連接后用密封膠帶封口。由于該工程預應力梁的斷面大（750mm×（2000～2430）mm，鋼筋籠自重大，施工中留了一側梁模，待鋼筋籠綁扎完畢，預應力定位、布管、穿束完畢，再封該側梁模。鋼筋籠是在板面上綁扎，待預應力定位、布管、穿束完畢后鋼筋籠才能放下，盡量使用手拉葫蘆，從而避免了下放過程中破壞預應力波紋管。

（3）預應力筋的鋪設、定位。在綁扎普通鋼筋籠時，將預應力束與普通鋼筋的主筋同時放入綁扎，為了保證預應力束的設計曲線形狀，應根據曲線計算高度，沿梁的方向每隔1～1．5m，根據控制點位置，制作相應高度的馬凳箍焊在主筋上。在跨中的位置可不設馬凳，但預應力束的反彎點處必須設馬凳，在馬凳處把預應力束與馬凳鋼筋牢牢扎緊。預應力束的曲線要流暢，水平不偏擺，鋼筋籠放入梁模板后要及時調整預應力束以保證曲線形狀，各工種預埋件預埋時要避免移動預應力束的垂直位置。

2．6預應力梁的端部張拉端節點安裝

（1）固定端的節點安裝。固定端的鐵板、擠壓套筒不能外露，在保證矢高的情況下，鐵板盡量分散，不互相擠壓、打鉸，然后按設計要求焊接網片鋼筋或用螺旋筋焊在鐵板上代替網片筋，電焊中應注意不能讓電焊碰到裸露的高強預應力束。

（2）有粘結張拉端部節點安裝。張拉端部采用群錨（圖4）體系并用內凹式處理方法。在錨墊板安裝完成后，對墊板工作長度內的外露鋼絞線進行保護，同時對預應力孔道和墊板上的灌漿孔進行封閉，防止其他物質對其損害。本工程的具體方法是在外露鋼絞線外采用防水塑料布材料進行包裹。

2．7有粘結預應力灌漿管的埋設

有粘結預應力筋的灌漿需預先埋設灌漿管，在預應力筋鋪設完畢后可進行灌漿管的埋設（圖5）。預應力梁應在預應力束形的高點處留設灌漿孔。將灌漿管的壓板與金屬波紋管牢牢扎在一起再用膠帶纏緊，灌漿管長度應高出混凝土表面20～30mm，然后將灌漿管口彎折扎死，以防漏漿。為防止在澆搗混凝土過程中因碰撞而引起灌漿管斷裂，可在灌漿管內插入鋼筋，然后再將灌漿管與梁的鋼筋扎緊。在固定端部可用一長灌漿管，將一端插入波紋管端部，一端引出混凝土表面，再用水泥封堵波紋管端部的空隙，以防漏漿、堵管，同時注意不可將管引出端留在柱?；驂δ?。

2．8混凝土的澆筑

本工程主跨度為30．8m的大梁截面尺寸為750mm×（2000～2430）mm，其結構配筋十分密集，對混凝土的要求除了流動性大以外，還要求初凝時間盡量延長，從而須嚴格控制混凝土的塌落度。該工程相關技術要點包括：①需優化混凝土配合比、減少水泥用量、加強振搗養護，保證混凝土養護時間，來減少收縮徐變引起的預應力損失。②混凝土具體澆筑過程中，大梁混凝土采用分層連續澆筑，澆筑每層厚度為400mm左右，不留施工縫，同時確保模板支架施工過程中均衡受載。③澆筑過程中，需注意對波紋管等埋件的保護，嚴防發生位移和漏漿等事故。

2．9預應力筋的張拉

2．9．1張拉前準備工作混凝土強度等級為C35，根據設計要求，達到C30后方可進行張拉。張拉前應提供結構構件混凝土的強度報告，當混凝土強度滿足后，才可以施加預應力。張拉控制應力為σcon＝0．7×1860＝1302N／mm2，超張拉3％。單根鋼絞線張拉力為1302×140×1．03／1000＝187．75kN。有粘結預應力束采用YDC2500（2500kN）的千斤頂進行張拉，每次9束同時張拉，油泵為ZB4－500型。

2．9．2張拉順序一端張拉過程即分級張拉一次錨固。該工程預應力筋張拉用液壓千斤頂的張拉行程一般為15～20cm，對較長的預應力筋，其張拉伸長值會超過千斤頂一次行程，必須分級張拉，分級錨固。張拉施工順序為：0→0．1σcon→1．03σcon錨固，同時可以分級加載、分級測量伸長值。

2．9．3張拉施工的質量管理張拉施工工藝為：錨具安裝→限位板安裝→千斤頂安裝→工具錨安裝→千斤頂進油張拉→伸長值校驗→卸荷錨固→記錄。預應力張拉施工中采用雙控的方法進行質量控制，以張拉力控制為主，測量張拉伸長值做校核。預應力張拉時應采用變角器、附加錨環等設施調整千斤頂的位置，務必保證孔道、錨具、千斤頂三對中，以免增加孔道損失。如前所述，安裝時保證了墊板與孔道軸線的垂直，只要保證張拉時錨環緊貼墊板，沒有傾斜，即可保證其三對中。

2．9．4張拉伸長值的計算方法（1）理論伸長值：該工程在實際操作時預應力束張拉伸長值△L采用簡化計算，即△L＝NpL／（ApEs）（1）其中，Np為預應力筋平均張拉力；Ap為預應力束截面面積；Es為預應力束彈性模量（取1．95E＋5）；L為預應力束實際長度。多曲線段組成的曲線束應分段計算，然后疊加，這樣計算的結果才趨于準確（具體計算從略）。（2）伸長值的實測和校核：由于開始張拉時，預應力筋在孔道內自由放置，而且張拉端各個零件之間有一定的間隙，需要一定的張拉力，才能使之靠緊。預應力筋張拉伸長值的測量，是在建立初應力之后進行。實際伸長值△L為△L＝△L1＋△L2－△Lc（2）其中，△L1為從初應力至最大張拉力之間的實測伸長值；△L2為初應力以下的推算伸長值；△Lc為混凝土構件在張拉過程中的彈性壓縮值。張拉時，通過張拉伸長值的校核，可以綜合反映張拉力是否足夠，孔道摩擦損失是否偏大，以及預應力筋是否有異常。張拉時要求實測伸長值與理論計算值的偏差在±6％［7］范圍之內，超出時立即停止張拉，查明原因并采取相應的措施之后才能繼續張拉。張拉完畢后，校對張拉記錄對有疑問的預應力筋要進行必要的補拉，完成上述工作后才可拆除底模及支撐。（3）預應力張拉施工中的安全控制。該工程在預應力張拉施工中，潛在的危險源包括：①預應力鋼絞線斷絲、滑絲。②預應力張拉端或固定端混凝土振搗不密實，存在空鼓導致張拉時局部承壓無法滿足產生破壞。③錨具組件破壞。④張拉設備故障等。項目部針對錨具組件破壞和張拉設備故障這些危險源，在張拉前重視檢查、測試，確保錨具進場抽檢合格才使用。張拉施工中最危險也是最常見的危險源是鋼絞線斷絲、滑絲及錨下空鼓導致局部承壓不能滿足，無法事前進行判斷。該工程在張拉前采取了嚴格的保護措施，避免危險源發生、傷人，如張拉時千斤頂后嚴禁站人，張拉腳手架確保牢固可靠，并在千斤頂后約1．5m的位置設置可靠擋板，防止張拉時斷絲發出傷人等。

2．10有粘結預應力筋灌漿、防腐處理及端部封堵

灌漿是有粘結預應力施工的關鍵內容。孔道灌漿用水泥應采用普通硅酸鹽水泥，各種原材料帶入的氯離子含量應嚴格控制在水泥材料總量的0．02％以內［8］。該工程根據專家組的意見，在預應力筋張拉后立即灌漿，可減少預應力松弛損失20％～30％，因此，灌漿前先打通高點的灌漿孔，以便灌水、灌漿時排水、排漿，先用清水清洗孔道，張拉端或固定端出水較大、各處均暢通時，才安排灌漿。灌漿采用標號不低于42．5的普通硅酸鹽水泥，水灰比0．4～0．45，在水泥漿中適當摻加減水劑。由于采用普通灌漿工藝難以保證的就是孔道灌漿的密實性和飽滿性［9］，該工程在灌滿孔道并封閉排氣孔后，通過繼續加0．5～0．6MPa的壓力，以提高孔道壓漿的飽滿度和密實度，稍后再封閉灌漿孔，對傳統灌漿工藝進行了適當的改進。張拉端多余的預應力筋用砂輪切割機截斷，忌用電焊燒斷，剩余30mm，在封堵前先涂環氧樹脂，后用相同強度等級的膨脹細石混凝土封堵。

3結束語

自從1928年法國人采用高強鋼筋制造的預應力混凝土梁后，預應力混凝土就以其特有的性能被應用于各種建筑中，預應力技術也就被迅速推廣。超大跨度預應力混凝土梁是大型公用建筑結構的關鍵部位，施工技術難度大，對工期、質量、安全、成本影響較大［10－11］。施工過程中對模板及其支撐體系要求具有很高的穩定性，工序較多，施工較復雜，且需要張拉設備和錨具等設施。同時，后張法超大跨預應力混凝土梁要建立正確的有效預應力，可以通過超張拉來減少預應力損失，用伸長值校核時宜控制在±6％。隨著我國建筑業的飛速發展，施工技術及施工隊伍素質的不斷提高，預應力混凝土必將迎來更加美好的應用前景。