大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工技術(shù)研究

蘇龍輝 陳瑞源

近年來隨著工程技術(shù)水平的大幅提升和個性化需求的日益增長，國內(nèi)建筑市場對開敞大空間的需求增多，預(yù)應(yīng)力混凝土梁技術(shù)具有抗開裂、抗變形能力強等特點，對大跨度、大荷載結(jié)構(gòu)具有很好的適應(yīng)性，然而隨著空間跨度和結(jié)構(gòu)尺寸的增加，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁面臨預(yù)應(yīng)力損失、混凝土收縮、結(jié)構(gòu)變形等諸多問題。本文重點介紹了高大模板盤扣式鋼管支撐體系及信息化變形監(jiān)測、預(yù)應(yīng)力鋼束線牽引穿束等關(guān)鍵技術(shù)，旨在提升施工質(zhì)量安全、提高效率降低成本。

近年來隨著工程技術(shù)水平的大幅提升和個性化需求的日益增長，國內(nèi)建筑市場對開敞大空間的需求增多，預(yù)應(yīng)力混凝土梁技術(shù)具有抗開裂、抗變形能力強等特點，對大跨度、大荷載結(jié)構(gòu)具有很好的適應(yīng)性，可減少材料用量，擴大使用功能，綜合經(jīng)濟效益較好。

目前房建工程預(yù)應(yīng)力混凝土梁通常采用后張法，同時隨著空間跨度和結(jié)構(gòu)尺寸的增加，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁面臨預(yù)應(yīng)力損失、混凝土收縮、結(jié)構(gòu)變形等諸多問題，其中高大模板支撐體系選型、支撐架體變形監(jiān)測、預(yù)應(yīng)力鋼束線穿束方式可很大程度解決以上問題。本文通過工程實踐重點介紹了高大模板盤扣式鋼管支撐架及信息化變形監(jiān)測、預(yù)應(yīng)力筋牽引穿束等關(guān)鍵技術(shù)，具有安全性能高、施工質(zhì)量好、施工效率高、施工成本低等優(yōu)點，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

一、高大模板盤扣式鋼管支撐架施工技術(shù)

1.技術(shù)背景

高大模板支撐系統(tǒng)主要是指混凝土構(gòu)件模板搭設(shè)高度8m及以上、搭設(shè)跨度18m及以上或施工總荷載15kN/m2及以上、集中線荷載20kN/m及以上的模板支撐系統(tǒng)，其具有高度高、跨度大及荷載大的特點，在建筑施工中占據(jù)了主要地位。傳統(tǒng)的扣件式鋼管模板支撐架，由于市場原因造成原材料鋼管壁厚及焊縫尺寸、頂托壁厚等不符合要求，在高大模板支撐架中，容易出現(xiàn)扣件扭力不足、整體穩(wěn)定性差、人工成本高、易耗材等問題，使得承插型盤扣式鋼管架在高大模板支撐架中被廣泛應(yīng)用。

2.技術(shù)要點

高大模板采用Q345盤扣式φ48×3.2mm的鋼管支架，搭設(shè)時梁板體系分離，各項搭設(shè)參數(shù)需要經(jīng)嚴(yán)格計算確定，專項方案需經(jīng)專家論證并審批通過后實施。梁和板的支撐立柱縱橫向間距應(yīng)相等或成模數(shù)，掃地桿、水平拉桿、斜桿應(yīng)根據(jù)搭設(shè)間距選用相應(yīng)模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)配套桿件,通過連接盤、插銷與鋼管立柱連接牢固。支撐架之間補充斜撐拉桿或交叉斜撐，使鋼管架支撐體系連成一片，提高整體穩(wěn)定性。同時，高大模板應(yīng)在立柱周圍外側(cè)和中間有結(jié)構(gòu)柱的部位，按水平間距6～9m、豎向間距2～3m與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置一個固結(jié)點，以提高整體穩(wěn)定性和提高抵抗側(cè)向變形的能力?？缰辛旱滋帒?yīng)起拱，起拱高度為梁跨度的1/1000～3/1000，主次梁交接時，先主梁起拱，后次梁起拱。對于大跨度預(yù)應(yīng)力梁的底模和支撐需張拉且灌漿完畢后方可拆除。

3.技術(shù)優(yōu)點

承插型盤扣式鋼管支撐架全部桿件均為系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，并且搭拆快，易于管理，節(jié)點抗扭轉(zhuǎn)能力強，具有安全可靠、穩(wěn)定性好、承載力高的特點。與傳統(tǒng)扣件式鋼管支撐架等相比，在同等荷載情況下，可以節(jié)省相應(yīng)的人工費、材料費等，產(chǎn)品壽命長，綠色環(huán)保，技術(shù)經(jīng)濟效益較為明顯。

二、高大模板信息化變形監(jiān)測技術(shù)

1.技術(shù)背景

近幾年全國發(fā)生了多起高大模板坍塌事故，高大模板變形監(jiān)測至關(guān)重要，傳統(tǒng)變形監(jiān)測方式監(jiān)測效率低、監(jiān)測項目不全、監(jiān)測準(zhǔn)確性及時性差，無法準(zhǔn)確預(yù)警架體的安全狀態(tài)，因此，需要采取信息化變形監(jiān)測技術(shù)。

2.技術(shù)要點

在高支模系統(tǒng)支撐架邊角位置及中間按每隔15m間距設(shè)置監(jiān)測點，每個監(jiān)測點應(yīng)布置不少于2個支撐架水平位移和立桿變形傳感器、3個支撐架沉降傳感器安裝在模板支架頂部的傳感器，實時監(jiān)測模板支架的鋼管承受的壓力、架體的豎向位移和傾斜度等內(nèi)容，并通過無線通訊模板將各支撐鋼管柱頭的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至設(shè)備信號接收和分析終端，數(shù)據(jù)接收終端在收到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在將數(shù)據(jù)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的同時，對數(shù)據(jù)的安全性進(jìn)行計算，并及時將支模架的危險狀態(tài)通過聲光報警和向平臺實時傳訊的模式傳遞出去。

3.技術(shù)優(yōu)點

高支模信息化監(jiān)測技術(shù)集數(shù)據(jù)實時采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、超變形及時預(yù)警等功能為一體，可以很好地實現(xiàn)針對高支模架的有效實時監(jiān)測和提前預(yù)警，便于項目管理人員對支撐架體的安全性狀態(tài)做出準(zhǔn)確判斷，及時做出相應(yīng)的應(yīng)急措施，為施工安全提供保障。

三、預(yù)應(yīng)力筋牽引穿束技術(shù)

1.技術(shù)背景

后張法預(yù)應(yīng)力鋼束線的穿束在現(xiàn)有技術(shù)中并不夠優(yōu)化，鋼束線在穿束中，鋼束線頭部會觸碰到預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)壁，尤其當(dāng)鋼線束穿設(shè)于預(yù)應(yīng)力波紋管的彎曲段時，鋼束線頭部阻力較大，嚴(yán)重降低了鋼線束的穿束順暢度，導(dǎo)致費時費力，且可能導(dǎo)致破壞波紋管影響后期預(yù)應(yīng)力張拉施工，因此，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

2.技術(shù)要點

大跨度預(yù)應(yīng)力梁鋼束線牽引穿束示意圖如圖1所示，主要先將穿線滑座放置于預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)（穿線滑座結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示），牽引繩的一端固定于穿線滑座，牽引繩的另一端穿過端蓋穿繩孔固定于收卷筒，然后通過注水管對預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)孔進(jìn)行注水作業(yè)，從而推動穿線滑座在預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)進(jìn)行正向移動，使得穿線滑座由靠近端蓋的一端移至預(yù)應(yīng)力波紋管的另一端，工作人員將鋼線束的一端安裝于穿線滑座上后，拆卸端蓋，通過驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動帶動收卷筒轉(zhuǎn)動，從而對牽引繩實現(xiàn)收卷，拉動穿線滑座在預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)進(jìn)行反向移動，實現(xiàn)穿束作業(yè)，使得鋼線束的一端外露于預(yù)應(yīng)力波紋管，穿線滑座反向滑移過程中，推動液體排出預(yù)應(yīng)力波紋管，穿束后，將安裝套拆卸于穿線滑座，并將鋼線束帶有安裝套端部切割掉。

圖1 大跨度預(yù)應(yīng)力梁鋼束線牽引穿束示意圖

圖2 穿線滑座結(jié)構(gòu)示意圖

3.技術(shù)優(yōu)點

預(yù)應(yīng)力筋牽引穿束技術(shù)具有如下優(yōu)點：（1）多根鋼線束全部固定于穿線滑座，實現(xiàn)多根鋼線束的同步穿束，進(jìn)一步縮短鋼線束的穿束周期；將鋼線束的一端安裝于穿線滑座后，通過牽引機構(gòu)拉動穿線滑座在預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)進(jìn)行移動，實現(xiàn)穿束作業(yè)，減少鋼線束端部與預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)壁發(fā)生碰撞的可能，提高鋼線束的穿束順暢度，穿線滑座設(shè)置有滾輪，減少穿線滑座與預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)壁之間的摩擦力，進(jìn)一步提高順暢度；（2）多根鋼線束全部固定于穿線滑座，實現(xiàn)多根鋼線束的同步穿束，進(jìn)一步縮短鋼線束的穿束周期；（3）安裝套和鋼線束通過焊接固定后，將安裝套安裝固定于安裝板，當(dāng)完成穿束后，將安裝套與安裝板拆卸，實現(xiàn)穿線滑座和鋼線束的可拆卸連接，便于穿線滑座的重復(fù)利用；（4）對預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)孔進(jìn)行注水，一方面，推動穿線滑座滑移經(jīng)過彎曲段滑移至預(yù)應(yīng)力波紋管的另一端，以便工作人員將鋼線束安裝于穿線滑座，一方面，對預(yù)應(yīng)力波紋管的密封性進(jìn)行檢測，減少后續(xù)工序中預(yù)應(yīng)力孔道注漿不密實的可能，另一方面，對預(yù)應(yīng)力波紋管的內(nèi)孔清洗沖洗，除去雜物、疏通和濕潤整個管道。

四、結(jié)語

本文通過工程實踐介紹了高大模板盤扣式鋼管支撐架施工技術(shù)、高大模板信息化變形監(jiān)測技術(shù)、預(yù)應(yīng)力筋牽引穿束技術(shù)，與傳統(tǒng)工藝比較，以上技術(shù)加強了整個支撐體系的穩(wěn)定性，能夠?qū)崟r監(jiān)控整個模板支撐體系在施工及使用過程中的變形，大大提高了安全保證，并且最大限度節(jié)省人工和材料，便于項目成本管控。同時以上技術(shù)還具有銜接緊密、安全高效、循環(huán)使用等特點，加快了施工進(jìn)度，縮短了施工工期，提高了施工質(zhì)量，降低了施工成本，效益顯著，具有較高的推廣應(yīng)用價值。