后張法預應(yīng)力混凝土折線型屋架的施工技術(shù)

錢愛云 徐國偉

(1.常州市職工大學，江蘇 常州 213015;2.江蘇天任建設(shè)有限公司，江蘇 常州 213000)

0 引言

預應(yīng)力折線型屋架結(jié)構(gòu)由于具有明顯的節(jié)約鋼材，增大結(jié)構(gòu)跨度，減少結(jié)構(gòu)自重，提高結(jié)構(gòu)抗震、抗裂能力，縮短工期等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于各種工廠、車間、倉庫等結(jié)構(gòu)中，但同時也存在施工工藝復雜、施工要求嚴格、施工難度大等難題。

根據(jù)多年的施工經(jīng)驗，闡述國標04G415-1圖集(簡稱圖集)中18 m～30 m跨后張法預應(yīng)力混凝土折線型屋架的施工技術(shù)，并對施工過程中遇到實際問題提出解決措施。

1 制作地模

細石混凝土地?？旖?、省工，從經(jīng)濟角度出發(fā)，預制屋架可采用C20細石混凝土地模。

地模施工步驟如下:

1)根據(jù)張拉方案、吊裝方案，確定屋架預制的位置和朝向，繪制預制屋架平面布置圖。

2)現(xiàn)場放大樣、平整場地。若有松軟土層，須將地基下的松軟土層消除，用砂質(zhì)土料回填，并分層夯實，否則屋架容易隨地模沉降而產(chǎn)生彎曲裂縫。

3)在地基土上按屋架大樣澆筑細石混凝土，澆筑寬度每邊比屋架寬100 mm作為支模板的基點，頂面用水準儀在地模頂面找平，用水泥砂漿抹平抹光。然后在地模頂面彈出屋架的標準外形尺寸，因為在受屋面荷載作用后，屋架會產(chǎn)生撓度，考慮人們對屋架的視覺上的安全感，屋架應(yīng)按設(shè)計、施工規(guī)范起拱，以減小使用期間的撓度。屋架下弦須起拱l(fā)/1000。值得注意的是，不能單純下弦起拱，而上弦位置不變，必須使上下弦節(jié)點及頂部節(jié)點同時升高。

4)在地模周圍設(shè)排水溝，防止地面水滲入軟土層導致地模下沉而間接導致屋架產(chǎn)生彎曲裂縫。

2 綁扎鋼筋、預留孔道、立側(cè)模

2.1 綁扎鋼筋

在涂刷隔離劑之后，可開始綁扎鋼筋，鋼筋綁扎順序應(yīng)遵循下弦—上弦—腹桿、節(jié)點的順序。若采用波紋管預留孔洞，18 m跨屋架下弦桿內(nèi)箍筋錨固端彎折角度按圖集要求加工成135°，其余跨度的屋架下弦桿內(nèi)箍筋錨固端彎折角度不能按圖集要求加工成135°，而均須加工成90°，以便安放波紋管，安放完成后，再對箍筋末端進行二次就位，盡量使箍筋末端彎鉤接近135°，并注意保護波紋管。

2.2 端頭板及網(wǎng)片的制作

圖集中M8，M9，M9a端頭板的開孔直徑可改成 φ61(每束2根～3根鋼絞線)或φ71(每束4根鋼絞線)而不是漸變口徑，方便加工。

圖集中要求網(wǎng)片的短筋為220 mm，實際施工時應(yīng)考慮到端頭板的厚度，為便于將網(wǎng)片安放于端頭板內(nèi)，可改為195 mm，并按圖集要求，每端8片。網(wǎng)片的其他尺寸按圖集加工。

2.3 預留孔洞

孔道預留的方法常有預埋波紋管法和抽芯管法。預埋波紋管法更能保證質(zhì)量、效果更好，建議采用預埋波紋管法。波紋管有重量輕、剛度大、彎折方便、連接容易等優(yōu)點，尤其是預埋后無需從混凝土中取出，施工不需要太多的經(jīng)驗和技能，操作簡單，而金屬波紋管比塑料波紋管經(jīng)濟，所以常用金屬波紋管預留孔洞。制作波紋管的鋼帶厚度為0.25 mm～0.28 mm，波紋管直徑為55，為便于波紋管的運輸和安裝，每個孔洞由4根～5根波紋管組成，波紋管的連接接頭直徑為60，接頭的長度為250 mm～300 mm。為防止?jié)仓炷習r波紋管的偏移，安放波紋管時，須每1000 mm～1500 mm左右設(shè)定位鋼筋，把波紋管固定于定位鋼筋上，接頭處用膠帶密封，并檢查保證波紋管無破損，以防漏漿。澆筑混凝土前，波紋管內(nèi)須穿入直徑為40的增強塑料管，以保證澆筑混凝土后預留孔道的暢通。

2.4 安裝側(cè)模

側(cè)?？刹捎媚灸０寤蜃庥门涮椎匿撃０?。采用鋼模板澆筑的屋架美觀而且省時、省工、節(jié)材環(huán)保。模板上應(yīng)按要求留置灌漿孔及排氣孔。灌漿孔直徑不宜小于25 mm，其間距不宜大于12 m，可在屋架下弦模板一側(cè)用木塞留設(shè)灌漿孔，排氣孔應(yīng)高于灌漿孔，直徑8 mm～10 mm，也在下弦模板一側(cè)用短鋼筋預留。屋架端部或錨具上也可設(shè)灌漿孔、排氣孔。安裝模板前，檢查模板是否干凈、平整、牢固，尺寸是否正確，安裝模板后，檢查模板內(nèi)是否干凈無雜物、模板支撐是否穩(wěn)定可靠。特別強調(diào)的是不能疏忽吊裝孔、灌漿孔、排氣孔的預留和鐵件的預埋。

3 澆筑混凝土

澆筑混凝土前應(yīng)檢查鋼筋、模板、預埋鐵件、孔道，保護層墊塊。為保證質(zhì)量，嚴禁自拌混凝土，必須采用商品混凝土。澆筑混凝土時，應(yīng)觀察模板、支架、鋼筋和預埋件的情況，當發(fā)現(xiàn)有變形、移位時，應(yīng)立即停止?jié)仓?，并?yīng)在已澆筑的混凝土凝結(jié)前修整完好。屋架應(yīng)一次澆筑完畢，不允許留施工縫。澆筑時，宜用直徑為30的振搗棒振搗密實，注意不要使振動棒貼近波紋管，以免造成波紋管的損壞或位置偏移，另外尤其要注意屋架端頭板附近的振搗，預防端頭板附近出現(xiàn)混凝土不密實或空缺，從而避免張拉時端頭板處出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象。澆筑完成、表面抹光后應(yīng)立即抽出增強塑料管，嚴禁隔夜抽出，以免有漏漿粘結(jié)塑料管，保證孔道暢通。當氣溫高于5℃時，混凝土澆筑完畢后可采用自然養(yǎng)護法養(yǎng)護。比較經(jīng)濟簡單的自然養(yǎng)護方法是覆蓋保濕養(yǎng)護法，即混凝土收漿后及時進行覆蓋，約8 h～10 h后要進行灑水保濕養(yǎng)護，夏天溫度較高時，可提前2 h～3 h開始養(yǎng)護，養(yǎng)護時間應(yīng)不得少于7 d。當氣溫低于5℃，達到冬期施工條件時，澆筑完畢后立即支棚保溫，待混凝土收漿后覆蓋保溫，不得向混凝土表面灑水。當氣溫過低，可參照文獻［3］或采取其他合理的冬季施工保溫措施。

4 疊層預制屋架

屋架可采取現(xiàn)場疊澆預制，疊澆層數(shù)不超過4層。疊澆上層構(gòu)件時，必須在下層構(gòu)件強度達到15 MPa后進行。當下層屋架達到15 MPa的強度后，即可脫模、涂刷隔離劑，準備澆筑上一榀屋架的工作。

選用隔離劑時，不要使用圖集推薦的隔離劑。實踐證明，用白色涂料作為隔離劑效果最好，涂刷兩遍，既不污染鋼筋，又方便屋架吊裝到位后的表面噴白。

5 預應(yīng)力筋的下料、穿束、張拉

5.1 預應(yīng)力筋下料、穿束

預應(yīng)力筋采用φs15.2低松弛鋼絞線，強度為1860 N/mm2，彈性模量為(1.95±0.1)×105N/mm2。按鋼絞線凈長和兩端所需工作長度定尺下料。下料時，使用機械切割，不得使用電弧或氧乙炔氣割。下料后應(yīng)盡快穿入屋架預留孔內(nèi)，避免鋼絞線生銹而影響張拉后的錨固質(zhì)量。鋼絞線穿束前，在其端部用膠布包好，以免穿束時頂?shù)讲y管。

5.2 預應(yīng)力筋張拉

張拉前，混凝土強度須達到100%，以混凝土試塊的強度報告為依據(jù)，另外注意檢查錨具是否干凈無油污、外觀是否無異常、錨具和夾片是否配套，防止有滑絲、錨具破裂等質(zhì)量、安全隱患。張拉設(shè)備選用YC-110型千斤頂，安裝的壓力表精度不宜小于1.5級。屋架為平臥疊澆，預應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)先上后下逐層張拉，嚴禁從下到上張拉。張拉控制應(yīng)力應(yīng)從第二層開始從上到下逐層增加0.5%，以減少上層屋架重量產(chǎn)生的水平摩阻力，降低預應(yīng)力的損失。張拉程序為0→1.03σcon(持荷2 min錨固)→錨固張拉，σcon為張拉應(yīng)力。為保證預應(yīng)力施加的準確性和可靠性，張拉時采用“雙”控的方法，即應(yīng)力控制和應(yīng)變控制，應(yīng)力控制以壓力表讀數(shù)為準，應(yīng)變控制以測試鋼絞線的伸長值來校核。張拉伸長計算式如下:

Δl=Fp·l/(Ap·Es)。

式中:Fp——鋼絞線的張拉力，kN;

Ap——鋼絞線的面積，mm2;

l——鋼絞線的長度，mm;

Es——鋼絞線的彈性模量，kN/mm2。

根據(jù)GB 50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范規(guī)定:如實際伸長值比計算伸長值大于6%或小于6%，應(yīng)暫停張拉，查找原因，在采取措施后，方可繼續(xù)施工。

跨度較大(＞24 m)的屋架兩端宜同時對稱張拉，跨度較小(≤24 m)的屋架一端張拉。張拉錨固完畢、檢驗合格后，用切割機切割多余鋼絞線，留下的鋼絞線外露長度為30 mm～40 mm，切不可用電氣焊燒割，以免造成錨具和鋼絞線退火而導致質(zhì)量事故和安全事故。

6 孔道灌漿及封錨

張拉完畢后應(yīng)立即灌漿，這樣可盡量減少預應(yīng)力松弛損失。42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比 0.38～0.45，摻入占水泥重量的0.005%的鋁粉，可使水泥獲得2%～3%的膨脹率，灰漿泵灌漿時，孔道兩端冒出濃漿并封閉排氣孔后，繼續(xù)加壓至0.5 MPa～0.6 MPa再封閉灌漿孔。灌漿工作應(yīng)連續(xù)進行不得中斷?？椎拦酀{結(jié)束后，再進行端部錨具封堵處理。將錨具周圍沖洗干凈并將混凝土表面鑿毛，澆筑C40細石混凝土封堵錨具。

當孔道水泥漿硬化后，試壓灰漿試塊，在水泥漿強度達到15 MPa以上時方可吊裝。

7 施工注意事項

在實際預應(yīng)力施工過程中，由于施工操作不當?shù)仍?，常常會有一些安全質(zhì)量隱患甚至產(chǎn)生安全質(zhì)量事故。施工前，一定要做好機器設(shè)備的維護檢修、標定等工作。施工前，一定要進行安全技術(shù)交底，要求工人嚴格遵守操作規(guī)程。張拉區(qū)域必須懸掛有非工作人員禁止入內(nèi)的明顯標志牌和危險區(qū)提示牌。張拉時，事先做好防護措施，構(gòu)件兩端嚴禁站人和嚴禁放置高壓油泵。機器操作員和測量伸長值的人員應(yīng)站在側(cè)面操作，不得正對張拉端。油泵操作人員必須佩戴防護眼鏡，防止油管破裂及油表連接處噴油傷眼，油泵開動過程中，不得擅離崗位。

8 結(jié)語

只有遵循正確的施工工藝、采用合理嫻熟的施工技術(shù)、注重施工細節(jié)、嚴格遵守操作規(guī)程、排除質(zhì)量、安全隱患，才能確保預應(yīng)力屋架的施工質(zhì)量、施工進度、施工安全，從而獲得良好的經(jīng)濟效益。

［1］圖集04G415-1(GJBT-768-2004)，后張法預應(yīng)力混凝土折線型屋架［S］.

［2］GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［3］張文鑫.預應(yīng)力混凝土折線型屋架的冬季施工［J］.甘肅冶金，2008，30(4):93-94.

［4］曾昭寅.30 m跨后張法預應(yīng)力混凝土折線型屋架施工技術(shù)探討［J］.廣東建材，2009(8):21-22.