預(yù)應(yīng)力薄腹梁施工工藝淺析

趙銀強(qiáng)

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

0 前言

當(dāng)前我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)一直在大量應(yīng)用和推廣，而跨度12m至18m的屋面承重梁主要采用預(yù)應(yīng)力薄腹梁。此種構(gòu)件可現(xiàn)場(chǎng)制作，避免長(zhǎng)途搬運(yùn)，有一定的推廣價(jià)值。

1 特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力薄腹梁主要采用后張法。本文以工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。采用本工藝，可提高施工效率，保證工程質(zhì)量，降低工程造價(jià)。工藝原理為在混凝土構(gòu)件中預(yù)留孔道，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在孔道內(nèi)穿預(yù)應(yīng)鋼筋，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力，同時(shí)混凝土受壓,張拉完畢后鋼筋兩端用工作錨錨固,然后用壓漿泵在孔道內(nèi)灌水泥漿。

2 適用范圍

本工藝適用于張拉預(yù)應(yīng)力屋面梁、吊車(chē)梁、公路鐵路橋梁等構(gòu)件。

3 施工工藝要點(diǎn)

3.1 胎膜砌筑

梁宜平臥疊層制作，砌模時(shí)按施工組織設(shè)計(jì)構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)布置圖實(shí)施。底模用磚加泥巴砌筑后表面用1:3水泥砂漿抹面，鐵抹子壓光，待水泥砂漿干后即可涂刷隔離劑。抹面沙漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%后方可澆筑混凝土。

3.2 安裝鋼筋骨架、支模

按構(gòu)件設(shè)計(jì)圖及預(yù)制構(gòu)件平面布置圖安裝鋼筋骨架，后支模。支模時(shí)應(yīng)按圖紙要求預(yù)埋鐵件及預(yù)留孔。

3.3 預(yù)應(yīng)力孔道預(yù)留

孔道成型質(zhì)量對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響較大，應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)?？椎牢恢闷畈淮笥?mm。孔道成型采用鋼管抽芯法，其要求如下:

1）鋼管表面需光滑平直，無(wú)銹蝕，局部無(wú)凹陷和疤痕等突起物。預(yù)埋前除銹刷油，其長(zhǎng)度不宜超過(guò)15 m，兩端應(yīng)伸出構(gòu)件500 mm左右，并設(shè)兩個(gè)互相垂直的16圓孔。

2）15 m以上的構(gòu)件采用鋼管對(duì)接，接頭需平整,管端的連接處用300 mm長(zhǎng)鐵皮管套上,鐵皮套管內(nèi)表面與鋼管外表面緊密接合。

3）鋼管用支架支起，支架綁在鋼筋骨架上，間距不大于1 m。

4）灌漿孔距不大于6 m，其大小形狀與灌漿嘴相吻合，排氣孔留在梁的兩端。

3.4 混凝土澆筑

混凝土先澆筑受壓區(qū)（上弦和腹部），然后澆筑預(yù)留孔道區(qū)段（下段），孔道區(qū)段澆筑由中間向兩端進(jìn)行?；炷恋氖恿讲坏么笥?0mm，表面用鐵抹子壓光?；炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%時(shí)，方可拆模和澆筑上層混凝土。

3.5 鋼管抽芯規(guī)定如下

1）澆筑混凝土后用直徑14 mm的短鋼筋插入鋼管端部孔中轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，以后每隔10～15 min轉(zhuǎn)動(dòng)一次。鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)宜向一個(gè)方向進(jìn)行，不能左右轉(zhuǎn)動(dòng)。如為兩根鋼管需反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

2）抽管時(shí)間按實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定，一般在混凝土終凝前，用指頭按壓混凝土表面不出現(xiàn)凹痕時(shí)，即可進(jìn)行抽管。

3）抽管順序宜先上后下。抽管可用人工或卷?yè)P(yáng)機(jī)。抽拔時(shí)速度應(yīng)均勻，邊抽邊轉(zhuǎn)，使管子處于平穩(wěn)狀態(tài)，抽引方向與孔道保持在一直線上。抽管后必須將孔道清理干凈。

4）如有個(gè)別塌孔，須立即修補(bǔ)。先將塌孔處混凝土撥開(kāi)清理干凈，然后卷一同直徑的鐵皮圓筒放入塌孔處，用高標(biāo)號(hào)混凝土澆筑密實(shí)，并遮蓋澆水養(yǎng)護(hù)。

3.6 預(yù)應(yīng)力筋制作

1）錨固方案:采用碳素鋼絲作預(yù)應(yīng)力筋，標(biāo)準(zhǔn)Ryb=1 600 MPa，設(shè)計(jì)強(qiáng)度 R/y=1 280 MPa，彈性模量Eg=2×105MPa，張拉端采用鋼質(zhì)錐形錨具，固定端用鐓頭錨具的DM5B錨板。

2）預(yù)應(yīng)力筋的下料長(zhǎng)度:根據(jù)構(gòu)件長(zhǎng)度、錨夾具厚度、千斤頂長(zhǎng)度、鐓頭的預(yù)留量、實(shí)驗(yàn)確定的張拉伸長(zhǎng)值、彈性回縮值及張拉設(shè)備等數(shù)據(jù)，綜合計(jì)算并核實(shí)無(wú)誤后進(jìn)行。

3）預(yù)應(yīng)力鋼絲的編束:鋼絲按伸長(zhǎng)率相近編在一起，先將一頭在檔板上對(duì)齊，離端頭200mm和每隔1～2m用梳子板和20#鐵絲將鋼絲編成排，然后隔2m放一只短鋼管作襯件,最后將鋼筋圍成圓束，以保證鋼絲排列整齊。

3.7 碳素鋼絲的張拉

1）對(duì)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度、孔道、穿筋、錨具及張拉設(shè)備的安裝等全面檢查。混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)時(shí)，方可張拉。

2）為減少預(yù)應(yīng)力筋的松弛損失，張拉程序0→1.03σk，張拉端和固定端交替代布置在構(gòu)件兩端，同時(shí)對(duì)稱(chēng)張拉。

3）直線預(yù)應(yīng)力筋作用線與孔道中心線重合。

4）重疊生產(chǎn)的構(gòu)件張拉應(yīng)從上至下進(jìn)行，并逐層適量超張拉力，但底層張拉力不宜比頂層張拉力大5%。

6）張拉完畢放松時(shí)應(yīng)緩慢放松，以免油表、千斤頂受損，同時(shí)應(yīng)作好標(biāo)記，第二天實(shí)測(cè)預(yù)應(yīng)力鋼絲內(nèi)縮量大于規(guī)定值及內(nèi)縮根數(shù)超出設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定，應(yīng)改善工藝或更換錨具重新張拉進(jìn)行彌補(bǔ)。

7）施工中如張拉值超過(guò)容許差值,應(yīng)暫停張拉，查明原因并采取措施調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。

8）預(yù)應(yīng)力鋼絲錨固后,外露長(zhǎng)度不小于15mm，余長(zhǎng)用砂輪切割機(jī)切割，不得采用氧化乙炔及使用電弧切割。長(zhǎng)期外露的錨具要采取防銹措施。

9）用千斤頂張拉時(shí)，將張拉力換算成油表讀數(shù)（張拉前油泵、千斤頂應(yīng)在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行頂、壓試驗(yàn),確定油表讀數(shù)）作為張拉力控制的依據(jù)，并同時(shí)填寫(xiě)預(yù)應(yīng)力張拉記錄。

10）張拉注意事項(xiàng)

①錨具安裝到位后，應(yīng)及時(shí)張拉，以防因銹蝕而產(chǎn)生滑絲、斷絲現(xiàn)象。應(yīng)正確計(jì)算理論伸長(zhǎng)值，注意在施工過(guò)程中正確測(cè)量實(shí)際伸長(zhǎng)值；

②張拉時(shí)應(yīng)認(rèn)真做到孔道、錨環(huán)與千斤頂三對(duì)中，以便張拉工作順利進(jìn)行，并不致增加孔道摩阻損失；

準(zhǔn)確稱(chēng)取絞碎的樣品4 g和2-辛醇（最終在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.206 μg/g）置于10 mL聚四氟乙烯墊密封的螺口樣品瓶中，將75 μm CAR/PDMS固相微萃取針暴露在樣品瓶中，60 ℃水浴40 min，將萃取頭插入GC-MS氣相色譜進(jìn)樣口，250 ℃解析2 min，取出萃取頭，進(jìn)行氣相色譜質(zhì)譜分析。

③采作錐錨式千斤頂張拉鋼絲束時(shí)，先使千斤頂張拉缸進(jìn)油，至壓力表略有起動(dòng)時(shí)暫停，檢查每根鋼絲的松緊并進(jìn)行調(diào)整，然后再打緊楔塊；

④鋼絲束鐓頭錨固體系在張拉過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)擰上螺母，注意安全；錨固時(shí)如遇鋼絲束偏長(zhǎng)或偏短，應(yīng)增加螺母或用連接器解決；

⑤多根鋼絞線束夾片錨固體系如遇到個(gè)別鋼絞線滑移，可更換夾片，用小型千斤頂單根張拉；

⑥多根鋼絲同時(shí)張拉時(shí)，構(gòu)件截面中斷絲和滑脫鋼絲的數(shù)量不得大于鋼絲總數(shù)的3%,一束鋼絲只允許一根；

⑦每根構(gòu)件張拉完畢后，應(yīng)檢查端部和其他部位是否有裂縫，并填寫(xiě)張拉記錄表；

⑧兩端同時(shí)張拉時(shí)應(yīng)保持兩邊加載同步。

3.8 孔道灌漿

1）預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉后，應(yīng)及時(shí)在孔道灌注純水泥漿。

2）灰漿強(qiáng)度不低于20 MPa，不能摻入對(duì)預(yù)應(yīng)力筋有腐蝕作用的外加劑，可摻入不大于水泥重量0.03%的鋁粉增加灌漿的密實(shí)性。

3）水泥漿必須通過(guò)濾網(wǎng)，置于儲(chǔ)漿斗內(nèi)，并不斷攪拌。

4）因水泥漿游離水分較多及灌漿壓力下的離析，可不用水沖洗孔道。

5）灌漿順序應(yīng)先下后上，避免上層孔道漏漿把下層孔道堵住，待排氣孔冒出濃漿后，即堵死排氣孔,再繼續(xù)加壓 0.5～0.6 MPa，1～2min 后即可堵塞灌漿孔。

3.9 起吊、清底模

1）孔道內(nèi)水泥漿強(qiáng)度達(dá)到15 MPa時(shí)方可移動(dòng)構(gòu)件。

2）屋面梁由平臥狀態(tài)扶直、平移時(shí)須采用滑輪裝置，并保證各點(diǎn)受力均勻。先將梁與胎膜分離，然后平移起吊，勿使受扭或歪曲，不得急牽沖擊起吊。

4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

執(zhí)行GB50204《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》;GBJ301-88《建筑安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》。

5 安全措施

1）構(gòu)件張拉時(shí)兩端不準(zhǔn)站人,并應(yīng)有防護(hù)措施。非工作人員禁止進(jìn)入張拉區(qū)。

2）油泵操作人員要戴防護(hù)眼鏡，防止油管油表連接處破裂噴油傷眼，油泵開(kāi)動(dòng)過(guò)程中不得擅離崗位。

3）灌漿人員必須戴好防護(hù)鏡及其它保護(hù)用具，以免泥漿噴射傷人。

4）油泵與千斤頂之間所有連接點(diǎn)要完好無(wú)損，油表接頭處要用紗布包扎，防止漏油噴射。

6 效益分析

本工藝的成功實(shí)施,降低了薄腹梁制造成本，保證了質(zhì)量和工期，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，贏得了建筑單位和設(shè)計(jì)單位信賴(lài)，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。