預(yù)應(yīng)力技術(shù)在聯(lián)合工房中的應(yīng)用

王瓊高

摘 要：預(yù)應(yīng)力大梁在實(shí)踐中運(yùn)用較為廣泛，本文結(jié)合聯(lián)合工房工程實(shí)例，介紹了預(yù)應(yīng)力大梁張拉的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；梁；張拉

1結(jié)構(gòu)概況

聯(lián)合工房Ⅱ-B區(qū)貯絲房8.950～9.759 m層采用了預(yù)應(yīng)力大梁的結(jié)構(gòu)形式，在該層（17軸）～（23）軸之間的N和P軸框架梁為YKL2（3） 600x1600，2-6φs15.2（200，310，200），2-6φs15.2（400，150，400）；Q軸框架梁為YKL1（3） 600x1600，2-6φs15.2（200，310，200），2-6φs15.2（400，150，400），R軸屋面框架梁為YWKL1（3） 500x1500，2-9φs15.2（200，150，200），其預(yù)應(yīng)力梁采用兩端張拉。

聯(lián)合工房Ⅱ-D區(qū)加香混絲間8.950 m層采用了預(yù)應(yīng)力大梁的結(jié)構(gòu)形式，在該層 （V）軸～（X）軸之間的17～22軸框架梁為YKL1（1） 600x1600，2-6φs15.2（200，250，200），2-6φs15.2 （400，100，400），空調(diào)機(jī)房和異味處理間17.500～17.818 m屋面層采用了預(yù)應(yīng)力大梁的結(jié)構(gòu)形式，在該層 （V）軸～（X）軸之間的14～22軸屋面框架梁為YWKL1（1） 500x1400，2-8φs15.2（200，150，200），其預(yù)應(yīng)力梁采用一端固定，一端張拉。

預(yù)應(yīng)力束采用2-6φs15.2、 2-8φs15.2和2-9φs15.2配置，鋼絞線為1×7-15.2-1860低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線（φs），預(yù)留孔道內(nèi)徑采用φ100的金屬波紋管成孔。張拉控制應(yīng)力為δcon=0.75fptk，fptk=1860MPa，張拉時(shí)可適當(dāng)超張拉，但最大不應(yīng)超過3%。預(yù)應(yīng)力梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。

YKL1和YKL2內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋為雙排雙孔，YWKL1內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋為單排雙孔，預(yù)應(yīng)力筋基本線形采用C4，其參數(shù)為k1=k3=0.1，k2=0.5，基本線形每跨起止點(diǎn)位置為梁凈跨處。

2材料及錨具要求

2.1鋼絞線

（1）鋼絞線為預(yù)應(yīng)力工程的主要材料，對(duì)所用的鋼絞線應(yīng)嚴(yán)格檢查、妥善存放。其技術(shù)條件、質(zhì)量證明、包裝方法及標(biāo)志內(nèi)容等，應(yīng)分別符合《預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絞線》（GB/T5224—2003）的規(guī)定。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼材應(yīng)分批驗(yàn)收。驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)其質(zhì)量證明書、包裝方法及標(biāo)志內(nèi)容是否齊全、正確；鋼材表面質(zhì)量及規(guī)格是否符合要求，有無銹蝕或影響與砼粘結(jié)的油污。

（3）對(duì)每批鋼絞線按同一品牌、同一規(guī)格、同一批號(hào)進(jìn)行分批，每批重量不大于60T。從每批鋼絞線中任取3盤進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，其力學(xué)性能應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）中對(duì)該類鋼絞線的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。

2.2錨具

錨具是預(yù)應(yīng)力工程中承受預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞到混凝土上所用的永久性錨固裝置。本工程錨具按設(shè)計(jì)要求選用QM15系列夾片式錨具及相應(yīng)配套件。對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)的錨具均應(yīng)進(jìn)行抽樣檢查：

（1） 外觀檢查：從每批中各種不同類型的錨具抽取10%，且不少于10套進(jìn)行外觀尺寸的檢查。

（2） 硬度檢查：從每批中各種不同類型的錨具抽取5%，且不少于5套

做硬度試驗(yàn)。

（3） 靜載錨固性能試驗(yàn)：經(jīng)過上述兩項(xiàng)檢驗(yàn)合格后，從同批中抽取錨具組成3個(gè)預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件，進(jìn)行靜載錨固性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合下列要求：錨具性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》----JGJ85-2002的規(guī)定。

a、錨具效率系數(shù)不小于0.95。b、實(shí)測(cè)極限拉應(yīng)力時(shí)預(yù)應(yīng)力筋總應(yīng)變不小于2%。c、當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋、錨具組裝達(dá)到實(shí)測(cè)極限拉應(yīng)力時(shí)，除錨具設(shè)計(jì)允許的現(xiàn)象外，全部零件均不應(yīng)出現(xiàn)肉眼可見的裂縫或破壞。d、應(yīng)滿足分級(jí)張拉等張拉工藝的要求，并具有放松預(yù)應(yīng)力筋的性能。e、錨固過程中預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮值應(yīng)符合要求。

2.3金屬波紋管

波紋管是用來預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道的，因此波紋管應(yīng)內(nèi)、外清潔，無油污，無孔洞和不規(guī)則褶皺，咬口無松動(dòng)，無開裂，無脫扣，在一定的外荷載作用下，有抵抗變形的能力，在澆筑混凝土過程中水泥漿不能滲入管內(nèi)。波紋管的外觀尺寸偏差應(yīng)滿足要求，并注意保管。

3施工工藝

3.1鋼絞線下料

（1）鋼絞線立放、固定、將線頭平拉出盤，采用砂輪切割機(jī)切割，并逐一編號(hào)以保證預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)及長度與圖紙相符；

（2）鋼絞線的下料總長度應(yīng)為根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑念A(yù)應(yīng)力筋長度加上張拉操作的長度。

（3）鋼絞線應(yīng)順直無死彎，切口應(yīng)無松散，表面無油污、無銹蝕。

（4）鋼絞線拆盤時(shí)應(yīng)注意安全、防止線頭彈出。

3.2安裝波紋管、端頭墊板及螺旋筋

安裝波紋管及端頭墊板的梁下及梁端處應(yīng)搭設(shè)安全可靠的操作架，波紋管嚴(yán)格按設(shè)計(jì)位置固定，用φ10@900架立筋與箍筋固定牢固，每隔約1.0m設(shè)置一個(gè)支撐。埋設(shè)波紋管時(shí)，波紋管就位后應(yīng)正確安置端頭墊板和螺旋筋，端頭墊板應(yīng)與波紋管垂直，矢高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。螺旋筋安裝時(shí)應(yīng)套在錨墊板上并焊牢。從整體上看，波紋管應(yīng)平滑、順直。端頭墊板應(yīng)垂直于波紋管。待以上各項(xiàng)完成后將墊板與波紋管的空隙和灌漿孔封閉，避免漏漿，具體見圖1。

3.3灌漿孔的制作

灌漿孔應(yīng)選在反彎曲點(diǎn)位置，先焊接固定好出漿用的金屬管，然后封閉嚴(yán)實(shí)波紋管與金屬管的縫隙，具體見圖2。

3.4穿束

對(duì)所有預(yù)應(yīng)力束，待波紋管成型固定后，采用人工送入的方式穿束。

3.5張拉施工準(zhǔn)備

3.5.1張拉設(shè)備的選定及標(biāo)定

根據(jù)所用預(yù)應(yīng)力筋的種類及其張拉錨固工藝情況，選用張拉設(shè)備。本工程采用的張拉設(shè)備為YCW250B型千斤頂，油泵為ZB4—500型高壓油泵。張拉前對(duì)千斤頂、油泵作張拉力與油表讀數(shù)的校正。張拉設(shè)備應(yīng)配套標(biāo)定，以確定張拉力與壓力表的讀數(shù)關(guān)系。壓力表的精度不宜低于1.5級(jí)。最大量程不宜小于設(shè)備額定張拉力的1.3倍。

3.5.2張拉油表讀數(shù)確定

根據(jù)設(shè)計(jì)要求和對(duì)梁的摩阻損失進(jìn)行實(shí)測(cè)計(jì)算出的張拉控制應(yīng)力，以及千斤頂?shù)男Ｕ龍?bào)告將張拉力分級(jí)換算成相應(yīng)的油壓表讀數(shù)，分級(jí)方法按 0、10%δcon、30%δcon、50%δcon、90%δcon、100%δcon進(jìn)行，油表讀數(shù)最大值不宜大于油表量程的75%。

3.5.3預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值計(jì)算

對(duì)于曲線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)分段計(jì)算各曲線段的伸長值，然后進(jìn)行累加。

3.6預(yù)應(yīng)力筋張拉

3.6.1張拉控制應(yīng)力及張拉方式

本工程YKL1（3） 600x1600、YKL2（3） 600x1600、YWKL1（3） 500x1500采用兩端張拉，YKL1（1） 600x1600、YWKL1（1） 500x1400采用一端張拉，其張拉控制應(yīng)力δcon=0.75fptk，fptk=1860MPa。張拉方式為0→1.0δcon錨固。

3.6.2預(yù)應(yīng)力筋張拉順序

預(yù)應(yīng)力筋張拉順序應(yīng)遵從設(shè)計(jì)要求，同時(shí)應(yīng)遵從使構(gòu)件受力均勻、同步，不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、側(cè)彎，不使混凝土產(chǎn)生超應(yīng)力，不使其它構(gòu)件產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力及變形的原則，具體張拉順序見圖3。

3.6.3安裝錨具及張拉設(shè)備

安裝錨具及張拉設(shè)備時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）工作錨環(huán)應(yīng)對(duì)中；（2）夾片應(yīng)均勻?qū)ΨQ打緊并外露一致；（3）千斤頂上的工具錨孔位與構(gòu)件端部工作錨的孔位排列一致；（4）張拉力的作用線與孔道中心線重合。限位板與錨具應(yīng)配套，鋼絞線應(yīng)保持順直一致。

3.6.4張拉

張拉時(shí)應(yīng)緩慢均勻，供油不可急上急下，具體張拉過程如下：

雙排雙孔預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)先張拉上排鋼絞線束1、2，并對(duì)其灌漿。然后張拉下排鋼絞線束3、4，并對(duì)其灌漿。

單排雙孔預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)先張拉鋼絞線束1，并對(duì)其灌漿。然后張拉鋼絞線束2，并對(duì)其灌漿。

預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，先從零應(yīng)力張拉至初應(yīng)力（10%δcon）。然后從初應(yīng)力分五級(jí)張拉到100%δcon，量測(cè)預(yù)應(yīng)力筋伸長。最后，千斤頂回油，拆卸工具錨。

3.6.5張拉伸長值量測(cè)與校核

3.6.5.1伸長值量測(cè)

張拉伸長值量測(cè)使用測(cè)量精度為1mm的標(biāo)尺測(cè)量，采用測(cè)量千斤頂油缸行程數(shù)值的方法。如果中間錨固，則第二級(jí)初始荷載為前一級(jí)最終荷載，將多級(jí)伸長值疊加即為初應(yīng)力至終應(yīng)力之間的實(shí)測(cè)伸長值ΔL1。

ΔL=ΔLl+ΔL2

ΔL1—初應(yīng)力至設(shè)計(jì)張拉力之間的實(shí)測(cè)伸長值；

ΔL2—初應(yīng)力以下的推算伸長值；

3.6.5.2伸長值校核

張拉控制采用張拉力與伸長值的雙控，如果實(shí)測(cè)伸長值超出計(jì)算伸長值的±5%則應(yīng)立即停止張拉，查找原因，待問題解決后方可繼續(xù)張拉。伸長值校核應(yīng)在張拉過程中同時(shí)進(jìn)行。

3.7割束

當(dāng)張拉工作結(jié)束后，采用手提式砂輪切割機(jī)將其錨具后外露剩余預(yù)應(yīng)力筋割除，但錨具后應(yīng)保留預(yù)應(yīng)力筋長度不小于30mm。

3.8孔道灌漿

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，孔道灌漿采用42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.4～0.45，并摻入0.75%堿水劑和適量微膨脹劑以增加孔道灌漿的密實(shí)性，水泥漿強(qiáng)度等級(jí)不低于30N/mm2。預(yù)應(yīng)力孔道灌漿應(yīng)一次完成，緩慢均勻進(jìn)行，不能中途停頓。噴嘴不能離開灌漿孔，以免空氣進(jìn)入孔道形成氣泡。為使灌漿飽滿，待排氣孔排出濃漿后將排氣孔封閉，整個(gè)孔道灌滿后再封閉灌漿孔。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的混凝土中不得摻加含氯離子的外加劑（包括封錨混凝土或砂漿）。灌漿過程中應(yīng)保持連續(xù)一致，以免造成灌漿不密實(shí)。在灌漿時(shí)采用一端灌漿，一端排氣的方法，待各個(gè)出漿口均冒出與所灌漿體同稠度的水泥漿時(shí)封閉出漿口，繼續(xù)加壓，然后關(guān)閉灌漿口處的閥門，取下灌漿管，繼續(xù)下一束的灌漿。灌漿過程中應(yīng)取水泥凈漿做試塊。

4預(yù)應(yīng)力梁施工質(zhì)量控制措施

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工聯(lián)系密切，對(duì)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要求較高，必須由專業(yè)化預(yù)應(yīng)力公司承擔(dān)施工。預(yù)應(yīng)力施工單位應(yīng)盡早參與工作，特別是及時(shí)提出對(duì)梁、柱主筋及箍筋的制作要求，以保證波紋管及錨具的正確放置位置。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工前，預(yù)應(yīng)力施工單位應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力體系與施工條件，進(jìn)行施工階段二次設(shè)計(jì)，畫出具體的預(yù)應(yīng)力筋束形圖，并進(jìn)行施工階段的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，編制詳細(xì)的預(yù)應(yīng)力筋布筋位置以及張拉、錨固方式，經(jīng)審核通過后方可進(jìn)行施工。

（2）綁扎預(yù)應(yīng)力梁鋼筋時(shí)，應(yīng)考慮波紋管的位置，聯(lián)合工房Ⅱ-B區(qū)貯絲房預(yù)應(yīng)力大梁YKL1（3） 600x1600、YKL2（3） 600x1600、YWKL1（3） 500x1500和聯(lián)合工房Ⅱ-D區(qū)空調(diào)機(jī)房和異味處理間預(yù)應(yīng)力大梁YWKL1（1） 500x1400，采用的金屬波紋管最低點(diǎn)距離梁底高度為150mm，鋼筋綁扎時(shí)梁底鋼筋最大高度不能超過150mm。聯(lián)合工房Ⅱ-D區(qū)加香混絲間預(yù)應(yīng)力大梁YKL1（1） 600x1600，采用的金屬波紋管，最低點(diǎn)距離梁底高度為100mm，鋼筋綁扎時(shí)梁底鋼筋最大高度不能超過100mm。

波紋管走向位置凈間距需保證110mm，方可保證預(yù)應(yīng)力束的埋設(shè)位置，具體見圖4。

預(yù)留孔道從孔壁算起的混凝土保護(hù)層厚度，梁底不宜小于50mm，梁側(cè)不宜小于40mm，孔道內(nèi)徑應(yīng)比預(yù)應(yīng)力鋼絞線束外徑及需穿過孔道的連接器外徑大10～15mm。

構(gòu)件兩端及跨中應(yīng)設(shè)置灌漿孔或排氣孔，預(yù)應(yīng)力筋彎折處的內(nèi)側(cè)應(yīng)加附加鋼筋網(wǎng)片。

進(jìn)行鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋施工時(shí)，按設(shè)計(jì)圖紙要求設(shè)置固定支架以保證預(yù)應(yīng)力筋的曲線定位。預(yù)應(yīng)力梁端板應(yīng)設(shè)置加密鋼筋網(wǎng)片，見圖集06SG429第64頁。當(dāng)非預(yù)應(yīng)力筋與預(yù)應(yīng)力筋放置發(fā)生矛盾時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)協(xié)商調(diào)整非預(yù)應(yīng)力筋位置，以確保預(yù)應(yīng)力筋的位置和形狀。

（3）混凝土在澆筑時(shí)，振搗過程中對(duì)張拉端墊板后及固定端錨板后的混凝土必須振搗密實(shí)以防張拉時(shí)發(fā)生局壓破壞，但不得用振搗棒直接撞擊波紋管及錨墊板，以防破壞結(jié)合處而漏漿。

（4）預(yù)應(yīng)力筋張拉，預(yù)應(yīng)力鋼絞線必須待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后方可進(jìn)行張拉，張拉前應(yīng)先拆除梁側(cè)模板，張拉結(jié)束前不得拆除梁底支撐。為避免施工階段結(jié)構(gòu)開裂，框架梁預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)分階段張拉。實(shí)測(cè)伸長值與計(jì)算值的偏差應(yīng)在-6%～+6%范圍之內(nèi)。

（5）預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉后應(yīng)立即用C40微膨脹混凝土封錨。張拉端應(yīng)按圖集06SG429規(guī)定留設(shè)張拉洞，板上張拉洞尺寸根據(jù)施工要求確定，板筋預(yù)留，待施工完成后用膨脹混凝土補(bǔ)齊，施工洞邊附加2C14鋼筋。錨固區(qū)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造按照06SG429規(guī)定圖集設(shè)置。

（6）其它工種在已完成的預(yù)應(yīng)力梁、板上打孔前應(yīng)對(duì)照預(yù)應(yīng)力圖紙定位，確認(rèn)打孔位置下無預(yù)應(yīng)力筋時(shí)方可施工，否則應(yīng)避開預(yù)應(yīng)力筋位置調(diào)整定位，確保不因打孔破壞或損傷預(yù)應(yīng)力筋。

5施工安全

（1）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)管理，建立、健全安全生產(chǎn)責(zé)任制度。施工前，根據(jù)本工程的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行安全技術(shù)交底和操作注意事項(xiàng)交底。讓施工全體人員明確技術(shù)要求及操作注意事項(xiàng)，使全體施工人員樹立牢固的安全意識(shí)，文明施工。

（2）張拉時(shí)，嚴(yán)禁在千斤頂后站人，以防千斤頂彈射傷人。并應(yīng)在顯著位置掛安全警示牌，交叉作業(yè)時(shí)，應(yīng)在作業(yè)平臺(tái)上方鋪設(shè)隔離防護(hù)板，嚴(yán)防墜物傷人。

（3）張拉完成后，在采用手提砂輪機(jī)切割多余鋼絞線時(shí)，應(yīng)逐根切，禁止兩根以上同時(shí)切，以防砂輪片碎裂。

（4）灌漿作業(yè)時(shí)，灌漿口作業(yè)必須戴防護(hù)眼鏡。操作人員應(yīng)隨時(shí)注意壓力表的壓力變化及各方情況，防止水泥漿噴射傷人。

（5）必須保證用電安全，所有電箱須有漏電保護(hù)裝置。加強(qiáng)用電安全管理，嚴(yán)禁私拉亂接，施工用電必須有專業(yè)人員操作，嚴(yán)禁非專業(yè)人員動(dòng)電，以防觸電傷人。