滕州卷煙廠聯(lián)合廠房大跨度大截面預(yù)應(yīng)力梁的施工

張仁景

中鐵建工集團(tuán)山東有限公司 山東 青島 266061

1 工程概況

山東省滕州卷煙廠危房改造工程聯(lián)合廠房，主體采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約34 000 m2。該工程共有14支預(yù)應(yīng)力梁，分布在聯(lián)合廠房的B區(qū)、C區(qū)和F區(qū)。該處框架為2層，層高8 m。預(yù)應(yīng)力梁跨度主要為18 m和15 m，梁板混凝土強(qiáng)度等級為C40。預(yù)應(yīng)力筋采用1×7-φs15.2-1860級有黏結(jié)高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，錨具選用OVM15系列錨具。張拉端采用群錨，固定端采用擠壓錨。所有張拉端錨具均采用凸埋式，固定端錨具直接埋于框架梁內(nèi)。張拉端外露于混凝土面，待預(yù)應(yīng)力筋張拉并灌漿結(jié)束后，切除多余的鋼絞線，進(jìn)行封錨。

2 本工程的特點(diǎn)和難點(diǎn)

本工程預(yù)應(yīng)力梁截面和跨度較大，梁端距地面較高，預(yù)應(yīng)力施工時(shí)存在以下難點(diǎn)[1-3]：

1）預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)設(shè)計(jì)鋼筋較多，綁扎密集復(fù)雜，與預(yù)應(yīng)力波紋管相互干涉，波紋管不易準(zhǔn)確就位。

2）金屬波紋管壁厚較薄，在安裝固定時(shí)容易變形；波紋管分段安裝，在接頭處容易脫開。致使?jié)仓炷習(xí)r水泥漿進(jìn)入波紋管孔道而堵管。

3）排氣孔安裝后，由于其他工序的干擾，造成排氣孔變形、開裂或被堵塞，排氣孔失效，從而致使孔道灌漿不密實(shí)。

4）預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)鋼筋、波紋管孔道及固定支架等縱橫交錯(cuò)，混凝土澆筑時(shí)振搗棒不易插入，容易碰撞鋼筋和波紋管，造成預(yù)應(yīng)力筋移位等隱患。

5）預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，張拉程序和各階段張拉控制應(yīng)力由人工控制，容易造成控制應(yīng)力不準(zhǔn)確，致使預(yù)應(yīng)力建立出現(xiàn)偏差。

針對預(yù)應(yīng)力工程施工中存在的困難，我們在施工準(zhǔn)備、波紋管安裝、穿束、預(yù)應(yīng)力張拉等施工過程中采取相應(yīng)措施，減少施工偏差帶來的不利影響。

3 預(yù)應(yīng)力材料要求

3.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線

1）本工程預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線，強(qiáng)度級別為1 860 MPa，直徑為15.20 mm，其質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 5224—2014《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》的要求。

2）鋼絞線在運(yùn)輸、儲存過程中應(yīng)注意成品保護(hù)，防止鋼絞線受損。預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)妥善儲存在干燥平整的地方，底部墊有墊木，上面要采取防雨、防霧措施，錨具、配件要存放在室內(nèi)。

3）預(yù)應(yīng)力鋼絞線的下料長度按施工圖，并結(jié)合錨固形式及張拉設(shè)備要求的工作長度進(jìn)行確定。本工程中一端張拉按曲線孔道長度加800 mm，兩端張拉按曲線孔道長度加1 600 mm。

根據(jù)計(jì)算長度，編制預(yù)應(yīng)力筋下料表。預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料應(yīng)采用砂輪切割機(jī)進(jìn)行切割，切口應(yīng)與鋼絞線中心線垂直。預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料后，貼上標(biāo)簽，然后收盤分類堆放。

3.2 錨具的選擇

本工程根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用OVM15系列錨具。其中張拉端錨具采用OVM15-6及OVM15-7錨具，固定端采用Pm15-1錨具。

3.3 波紋管的質(zhì)量要求

本工程采用φ75～80 mm雙波金屬波紋管，是由寬36 mm、厚0.3 mm的鋼帶經(jīng)過輥軋及連續(xù)咬口彎邊而制成。波紋管不得破損，進(jìn)場后應(yīng)認(rèn)真檢驗(yàn)，妥善保護(hù)，搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕拿輕放，不得拋甩或拖拉。

4 預(yù)應(yīng)力工程施工措施

4.1 有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工流程

安裝底?！壴摻罟羌堋窆苤瓶住惭b側(cè)模→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆側(cè)?！╊A(yù)應(yīng)力筋→清理張拉端、裝錨具→張拉預(yù)應(yīng)力筋、錨固→孔道灌漿、封錨→起吊運(yùn)輸或拆底模

4.2 放線

安裝好預(yù)應(yīng)力梁的底模后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在梁底模上標(biāo)記出預(yù)應(yīng)力孔道位置線。如果孔道與非預(yù)應(yīng)力筋相沖突，提前進(jìn)行調(diào)整。

4.3 鋪設(shè)波紋管

為了確保波紋管孔道符合設(shè)計(jì)位置，我們將波紋管鋪設(shè)和非預(yù)應(yīng)力鋼筋骨架綁扎同時(shí)進(jìn)行。將梁的下排筋先鋪好，然后放入波紋管，再綁扎鋼筋骨架，最后調(diào)整固定波紋管的位置。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，畫出每根預(yù)應(yīng)力筋的矢高曲線圖，按照間距800～1 200 mm確定預(yù)應(yīng)力曲線高度控制點(diǎn)，并算出每個(gè)控制點(diǎn)相應(yīng)的波紋管定位筋的位置。將定位筋點(diǎn)焊在梁箍筋上，以控制預(yù)留孔道的位置。

非預(yù)應(yīng)力底筋鋪設(shè)完成后，將各段波紋管按標(biāo)記位置安裝就位。波紋管的接頭處用直徑大一號的接頭波紋管連接，接頭管長度為300 mm，每邊旋入150 mm，并用塑料膠帶將接頭處密封好（圖1）。

圖1 波紋管連接示意

穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線完畢后，調(diào)整波紋管的位置，使波紋管曲線與預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)曲線相吻合。確定位置正確以后，在每個(gè)高度控制點(diǎn)用φ12 mm短鋼筋焊成“井”字形支架，并點(diǎn)焊在箍筋上，將波紋管固定牢固。然后支梁側(cè)模板，并固定承壓板等錨具埋入件。

在非預(yù)應(yīng)力筋制作及綁扎時(shí)提前采取措施，對非預(yù)應(yīng)力鋼筋作適當(dāng)調(diào)整，避讓波紋管及端部錨墊板的位置，以保證預(yù)應(yīng)力筋位置正確。鋼筋綁扎完畢后，隨即墊好梁底保護(hù)層墊塊，以確保預(yù)應(yīng)力筋標(biāo)高定位準(zhǔn)確。

4.4 預(yù)應(yīng)力筋穿束

為了方便調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋，確保預(yù)應(yīng)力筋位置正確，本工程采取先穿束的方法。波紋管鋪設(shè)完成后人工單根穿入鋼絞線。鋼絞線在孔道內(nèi)平行放置，對其進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，避免扭絞。預(yù)應(yīng)力筋的外露部分用塑料布包裹，以防止污染或銹蝕，同時(shí)封閉錨墊板上的灌漿孔。

穿束完成后，對波紋管的位置、破損情況、鋼絞線根數(shù)及外露長度等進(jìn)行全面檢查，并及時(shí)修整。

4.5 制作安裝排氣孔（泌水孔）

在預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)完畢后制作排氣孔，兼作泌水孔。排氣孔設(shè)置在構(gòu)件兩端和靠近波紋管的波峰處，間距不大于20 m。本工程在距柱邊500～1 000 mm處設(shè)置排氣孔（圖2）。

圖2 灌漿(泌水)管布置示意

泌水管安裝時(shí)在波紋管上開1個(gè)φ25 mm的小孔，上覆海綿及特制塑料蓋板，在蓋板嘴上接φ25 mm的塑料管，伸出梁面300 mm以上（圖3）。為防止?jié)仓炷習(xí)r泌水管被壓扁，在塑料管內(nèi)穿入1根短鋼筋，在混凝土澆筑后及時(shí)將其拔掉，并用膠帶包住管口，以防雜物堵塞孔道。

圖3 波紋管上留灌漿孔示意

4.6 安裝端部錨墊板

本工程在混凝土澆筑前穿預(yù)應(yīng)力筋，故錨墊板安裝在穿好預(yù)應(yīng)力筋以后進(jìn)行。根據(jù)預(yù)應(yīng)力矢高曲線圖確定錨墊板位置。錨墊板的中心線應(yīng)位于預(yù)應(yīng)力筋合力的中心線上，且與預(yù)應(yīng)力筋相垂直，以保證張拉時(shí)構(gòu)件不產(chǎn)生偏心力。

安裝錨墊板前，先套入端部配套螺旋筋。錨墊板后面的螺旋筋應(yīng)緊貼錨墊板，并與錨墊板及其他非預(yù)應(yīng)力鋼筋點(diǎn)焊固定，最后將此處的波紋管理順。

4.7 混凝土澆筑與振搗

混凝土澆搗前對波紋管、承壓板、螺旋筋等位置進(jìn)行復(fù)核并確認(rèn)其是否正確，若發(fā)現(xiàn)位置偏離，及時(shí)調(diào)整后方可澆筑混凝土。

混凝土澆筑前根據(jù)梁內(nèi)鋼筋和孔道情況精心設(shè)計(jì)振搗棒插入點(diǎn)位置。澆筑時(shí)認(rèn)真振搗，保證混凝土的密實(shí)度，尤其是承壓板、螺旋筋周圍的混凝土嚴(yán)禁漏振，不得出現(xiàn)蜂窩或孔洞。振搗時(shí)，盡量避免碰撞預(yù)應(yīng)力筋、支撐架以及端部預(yù)埋部件，防止預(yù)應(yīng)力筋移位?；炷翝仓r(shí)應(yīng)安排專人看護(hù)。

混凝土養(yǎng)護(hù)是防止板面出現(xiàn)裂紋的重要環(huán)節(jié)，我們采取三遍抹壓成活，然后覆蓋塑料薄膜。因在夏季施工，為了降溫，在薄膜上蓋上草簾子，上面灑水，效果良好。

5 預(yù)應(yīng)力筋張拉

5.1 張拉條件

本工程設(shè)計(jì)要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。張拉前先拆除板底模及梁側(cè)模，待預(yù)應(yīng)力筋全部張拉并灌漿后方可拆除梁底模及支撐。

5.2 張拉參數(shù)確定

設(shè)計(jì)要求預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉控制應(yīng)力為：σcon=0.70fptk＝1 302 MPa，施工時(shí)超張拉3%。

張拉伸長值根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋長度、直徑、彈性模量及張拉力進(jìn)行計(jì)算。

5.3 張拉施工控制措施

張拉施工順序按照先后對稱的原則進(jìn)行。不同預(yù)應(yīng)力梁按位置對稱；同一根梁不同鋼絞線束，按孔道對稱。兩端張拉時(shí)應(yīng)同時(shí)、同步進(jìn)行。

本工程采用一端張拉，分級加荷，一次錨固。預(yù)應(yīng)力筋張拉程序如下：0→0.1σcon（量初值）→0.6σcon→σcon→1.03σcon（量終值）→錨固。

每級加荷時(shí)分別測量并認(rèn)真記錄預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力和伸長值讀數(shù)，隨時(shí)檢查實(shí)測伸長值與計(jì)算值的偏差。

張拉以應(yīng)力控制為主，同時(shí)校核伸長值。理論伸長值與實(shí)測伸長值的誤差若超出允許范圍，則應(yīng)暫停張拉，檢查分析原因，采取必要的措施。

張拉時(shí)，孔道中心要保持和錨具中心及千斤頂中心在同一直線上。張拉過程中，其他工序不得在張拉施工現(xiàn)場周圍產(chǎn)生振動(dòng)。

張拉作業(yè)中，有較大的危險(xiǎn)性，必須特別注意安全。在任何情況下，現(xiàn)場有關(guān)人員都不得站在預(yù)應(yīng)力筋的兩端，操作人員要站在千斤頂?shù)膫?cè)面。在張拉千斤頂?shù)暮竺嬖O(shè)立防護(hù)裝置。油泵在開動(dòng)過程中操作人員不得擅自離開崗位，如需離開，應(yīng)把油閥門全部關(guān)掉或切斷電路。

5.4 有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的孔道壓漿

本工程孔道壓漿在張拉完畢的24 h內(nèi)進(jìn)行，以免預(yù)應(yīng)力筋銹蝕或松弛。

孔道壓漿使用壓漿泵成套設(shè)備進(jìn)行。壓漿前先用清水試車，并用壓力水沖洗孔道。壓漿時(shí)從一端壓入，待另一端溢出濃漿，并檢查確認(rèn)無漏漿時(shí)，封閉進(jìn)漿口，然后撤除壓力。孔道壓漿要一次壓完，以免孔道發(fā)生堵塞。壓漿過程中應(yīng)經(jīng)常檢查壓漿管，若發(fā)生堵塞應(yīng)立即用高壓清水將孔道沖洗干凈，再重新進(jìn)行灌漿。

5.5 張拉端部處理

預(yù)應(yīng)力筋張拉并灌漿后，用機(jī)械方法切除多余的鋼絞線。切割后鋼絞線露出錨具夾片外的長度不少于30 mm，并及時(shí)進(jìn)行防腐處理，然后用加入防水劑的C40細(xì)石混凝土封堵張拉端（圖4）。

圖4 張拉端封錨

6 結(jié)語

近年來，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在工業(yè)與民用建筑特別是大跨度的工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用有了很大發(fā)展，尤其是后張預(yù)應(yīng)力梁在工業(yè)廠房中的應(yīng)用，明顯具有減輕自重、節(jié)約鋼材、簡化模板、加快施工進(jìn)度和降低工程造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)[4-5]。

預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)工程施工專業(yè)性較強(qiáng)，與土建等其他專業(yè)關(guān)系密切。在施工過程中，要加強(qiáng)質(zhì)量和安全管理，各專業(yè)進(jìn)行較好的配合，采取有效措施，才能保證預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)工程施工順利進(jìn)行，達(dá)到良好的預(yù)期效果。