超大截面超大跨度有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工技術(shù)

1 工程概況

天津萬達(dá)中心酒店為鋼筋混凝土框架筒體結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為鉆孔灌注樁+筏板基礎(chǔ)。地下2層，地上主樓22層、裙樓4層，總建筑面積約4.7萬m2。

大宴會(huì)廳布置在酒店裙樓的3～4層，平面尺寸為47.8m×29.3m，高度為 13.5m，頂板厚為 150mm，混凝土強(qiáng)度為C35，見圖1。其中頂板縱向主梁有2根，截面尺寸為1 500mm×2 200mm，最大跨度為13m。頂板橫向有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力主、次梁有18根，截面尺寸為600mm×2 100mm、500mm×2 100mm，跨度達(dá) 34.5m；其中 17根500mm×2 100mm梁預(yù)應(yīng)力配筋為 4-10φs15.2mm，1根600mm×2 100mm梁預(yù)應(yīng)力配筋為4-11φs15.2mm。

圖1 酒店大宴會(huì)廳剖面

2 施工重點(diǎn)難點(diǎn)

1）酒店大宴會(huì)廳高度達(dá)13.5m，屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，為高支模架施工，施工安全需重點(diǎn)控制。

2）頂板主次梁截面高度最大2 200mm，最大跨度達(dá)34.5m，屬于超大跨度、超大截面的梁板結(jié)構(gòu)施工。

3）梁內(nèi)設(shè)計(jì)的非預(yù)應(yīng)力鋼筋較多，預(yù)應(yīng)力筋張拉端鋼筋布置復(fù)雜，必須合理安排鋼筋安裝順序，施工難度大。

3 高支模架支撐體系設(shè)計(jì)

3.1 模板支撐體系設(shè)計(jì)

1）模板支撐選用φ48×3.0mm碗扣式腳手架支撐系統(tǒng)。

2）支模高度達(dá)13.5m，為高支模架施工，經(jīng)計(jì)算復(fù)核，模板支撐體系技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 模板支撐體系技術(shù)參數(shù)

3）酒店大宴會(huì)廳支撐體系布置見圖2。

圖2 酒店大宴會(huì)廳支撐體系立面布置

3.2 模板支撐體系安裝

按照專項(xiàng)方案彈線定位，放置墊板，按照“先立桿、后橫桿、再斜桿”的順序拼裝，其中首層立桿應(yīng)采用不同的長(zhǎng)度交錯(cuò)布置，特別注意梁底支撐立桿設(shè)計(jì)。

1）截面尺寸1 500mm×2 200mm梁底支撐體系。梁底設(shè)主承立桿5根，對(duì)稱設(shè)置，見圖3。

圖3 1 500mm×2 200mm大梁支撐搭設(shè)

2）截面尺寸 600mm×2100mm、500mm×2100mm梁底支撐體系。梁底設(shè)主承立桿4根，對(duì)稱設(shè)置，見圖4。粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁高寬比均＞2.5，為防止混凝土澆筑時(shí)，模板移動(dòng)或傾翻，增加斜撐固定。

圖4 600 mm×2 100mm、500mm×2 100mm大梁支撐搭設(shè)

3.2 模板支撐體系驗(yàn)收

支撐體系的架體在搭設(shè)過程中，隨搭設(shè)進(jìn)度進(jìn)行過程驗(yàn)收，搭設(shè)至設(shè)計(jì)高度的1/2、2/3進(jìn)行分步檢查驗(yàn)收。驗(yàn)收重點(diǎn)是立桿下樓層加固措施、架體下部掃地桿、上端封頂桿、水平拉桿連接、縱橫剪刀撐布置、可調(diào)U托、立桿接長(zhǎng)、扣件擰緊力矩等。

4 梁板結(jié)構(gòu)施工

4.1 梁板鋼筋模板安裝

梁板鋼筋模板安裝順序見圖5。

圖5 鋼筋模板安裝流程

4.2 梁板混凝土澆筑

梁板結(jié)構(gòu)混凝土量共計(jì)1 315m3，共計(jì)投入2臺(tái)HBT80型混凝土地泵，8臺(tái)ZLJ5310GJB-F型混凝土攪拌運(yùn)輸車，為確保支撐系統(tǒng)受力均勻，按照對(duì)稱、相向，自中間開始向兩邊澆筑，見圖6。

圖6 梁板混凝土澆筑順序

4.3 模板支撐系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

1）監(jiān)測(cè)控制。采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀對(duì)支撐體系進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要監(jiān)測(cè)支撐體系的整體穩(wěn)定情況，支架水平、垂直方向是否有偏移。

2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置。監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)設(shè)置在相鄰樓層（混凝土已澆筑成型）的梁板頂面，埋設(shè)φ12mm鋼筋頭，鋼筋頭端頭為圓形。監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在大梁下支撐立桿上，每一監(jiān)測(cè)剖面布置2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在大梁跨中位置。

3）監(jiān)測(cè)頻率。在澆筑混凝土過程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一般監(jiān)測(cè)頻率不宜超過20～30min一次，在混凝土初凝前后及混凝土終凝前，至混凝土7 d齡期應(yīng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，終凝后的監(jiān)測(cè)頻率為每天一次。

（1）立桿撓度監(jiān)測(cè)預(yù)警值為20mm，立桿垂直偏差在35mm以內(nèi)。

（2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過預(yù)警值時(shí)必須立即停止?jié)仓炷粒枭⑷藛T，并及時(shí)進(jìn)行加固處理。

4）監(jiān)測(cè)措施?；炷翝仓^程中，派專人檢查支架和支撐情況，發(fā)現(xiàn)下沉、松動(dòng)、變形和水平位移情況的應(yīng)及時(shí)解決。

5 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工

大宴會(huì)廳預(yù)應(yīng)力框架梁采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，基本線形為C4,500 mm×2 100 mm梁預(yù)應(yīng)力配筋為2-10 φs15.2 mm[上排]；2-10φs15.2 mm[下排]。600 mm×2 100mm梁預(yù)應(yīng)力配筋為2-11φs15.2mm[上排]；2-11 φs15.2mm[下排]。

預(yù)應(yīng)力筋極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1 860MPa低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，預(yù)應(yīng)力錨具一律采用Ⅰ類錨具,張拉端采用夾片式錨具,固定端采用擠壓錨具。張拉控制應(yīng)力0.75fptk=1 860×0.75=1 395（MPa），采用雙控法，即張拉力控制（油表壓力）為主,伸長(zhǎng)值校核,實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)計(jì)算值之間的誤差應(yīng)在-6%～6%范圍內(nèi)。

設(shè)計(jì)要求梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%且100 mm厚細(xì)石混凝土防水保護(hù)層施工完，方可張拉；預(yù)應(yīng)力梁張拉之前,不得拆除梁底模板及支撐。

5.1 預(yù)應(yīng)力筋安裝

5.1.1 安裝順序

框架梁底模安裝→原位綁扎普通鋼筋→鋪放波紋管，穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線→安裝框架梁內(nèi)拉結(jié)筋→預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉端安裝。

5.1.2 注意事項(xiàng)

1）預(yù)應(yīng)力鋼絞線鋪設(shè)前，在梁的普通鋼筋上，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線束型矢高放線及φ12mm鋼筋托架焊接固定。

2）預(yù)應(yīng)力波紋管接頭長(zhǎng)度為300mm，每邊旋入150 mm，采用膠帶密封。

3）預(yù)應(yīng)力張拉端主要分布在梁端部，將張拉端的螺旋筋和承壓板，與板筋或梁筋焊接固定，如空間不足可將普通鋼筋適當(dāng)挪動(dòng)位置，見圖7-圖10。

圖7 預(yù)應(yīng)力筋張拉端平面布置

圖8 主梁水平加腋張拉端節(jié)點(diǎn)

圖9 次梁無加腋處張拉端節(jié)點(diǎn)

圖10 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力固定端

5.2 預(yù)應(yīng)力筋張拉

5.2.1 張拉準(zhǔn)備

1）核查混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試塊達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%。

2）邊梁側(cè)模及柱側(cè)模拆除完成。

3）屋面細(xì)石混凝土保護(hù)層施工完成。

4）張拉操作平臺(tái)搭設(shè)完成。

5）整個(gè)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢查完成。

6）清理檢查張拉穴口施工尺寸偏差，特別是檢查承壓板與孔道的垂直度。

7）張拉設(shè)備標(biāo)定完成。

8）錨具安裝完成，做到千斤頂、錨具、孔道三對(duì)中。

5.2.2 預(yù)應(yīng)力筋張拉

1）預(yù)應(yīng)力筋張拉順序。本著先澆筑先張拉原則，對(duì)于同一構(gòu)件本著對(duì)稱張拉的原則。

設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力σcon=0.75fptk=1 860×0.75=1395（MPa），張拉順序?yàn)?0→0.1σcon→1.0σcon。

2）每束預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉施工順序。清理承壓板、鋼絞線→穿錨環(huán)、安放夾片→安放千斤頂→安裝工具錨→張拉至初應(yīng)力→量測(cè)千斤頂在初應(yīng)力下的缸長(zhǎng)L1→張拉至控制應(yīng)力→量側(cè)千斤頂在控制應(yīng)力下的缸長(zhǎng)L2→校核張拉伸長(zhǎng)值→千斤頂回程→卸千斤頂。

5.3 孔道灌漿及封錨

5.3.1 孔道灌漿

1）預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉完成后，靜停12 h觀察，如未發(fā)現(xiàn)問題盡快進(jìn)行灌漿，以防預(yù)應(yīng)力鋼絞線銹蝕或松弛。

2）灌漿在板面進(jìn)行，以利于設(shè)備的移動(dòng)；灌漿采用柱塞式電動(dòng)灌漿泵，灌漿壓力為0.5～0.6MPa。

3）灌漿用水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥中摻加適量減水劑和UEA微膨脹劑，要求水灰比0.4～0.42。

4）為保證孔道灌漿密實(shí)，對(duì)一條孔道必須在一個(gè)灌漿孔一次性灌滿，灌漿強(qiáng)度達(dá)到15MPa時(shí)方可拆除底模。

5.3.2 張拉口封錨

灌漿完成后，采用手提砂輪切割鋼絞線，露出錨具外的鋼絞線，長(zhǎng)度不宜小于預(yù)應(yīng)力鋼絞線直徑的1.5倍且≮30mm，清理穴口，采用微膨脹細(xì)石混凝土封堵并振搗密實(shí)。

6 支撐系統(tǒng)拆除

6.1 拆除準(zhǔn)備

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力梁張拉完成，灌漿強(qiáng)度達(dá)到15 MPa。

6.2 拆除方案

1）梁板支撐體系拆除時(shí)按照“先中間、后兩側(cè)”方案進(jìn)行，做到對(duì)稱均勻拆除，盡量保持預(yù)應(yīng)力主次梁均衡受力。

2）拆除底模及支撐前，選擇4根預(yù)應(yīng)力主梁、4根預(yù)應(yīng)力次梁，在跨中共設(shè)置8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)拆除后變形情況。由于預(yù)應(yīng)力張拉后起拱影響，預(yù)應(yīng)力主梁最大下沉量為2mm，預(yù)應(yīng)力次梁最大下沉量5mm。

7 結(jié)語

酒店大宴會(huì)廳頂梁板混凝土外觀效果較好，未發(fā)現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

[1]胡 勁.大跨度高截面有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工質(zhì)量控制措施探討[J].中外建筑，2009，（2）：127-129.

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[3]袁雪霞，金偉良，魯 征，等.扣件式鋼管支模架穩(wěn)定承載能力研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2006，（5）：47-54.