CN103966953B - 基于无粘结钢绞线预应力后张的大跨度混凝土梁施工方法 - Google Patents

Abstract

基于无粘结钢绞线预应力后张的大跨度混凝土梁施工方法，施工工序包括：施工准备、钢绞线下料、钢绞线铺设、端部节点安装、混凝土浇捣与养护、预应力张拉和端部处理。对楼板结构施加预应力后，现浇梁板以及大跨度现浇和预制梁式结构中使用效果更为明显，提高了建筑物的刚度及整体性，增强了抗震能力，使超大跨度楼板体系设计变为可能，房间布局灵活，可改善建筑物的使用功能。使得工程造价降低，能节省钢材30～40％，减轻结构自重，降低投资成本。具有显著的综合技术经济和社会效益，适于工业与民用建筑大开间板墙结构，适用于桥梁、飞机跑道、大型基础、挡土墙的加固等无粘结预应力的施工。

Description

基于无粘结钢绞线预应力后张的大跨度混凝土梁施工方法

技术领域

本发明涉及涉及国际专利分类E04B建筑物结构的施工方法，尤其是基于无粘结钢绞线预应力后张的大跨度混凝土梁施工方法。

背景技术

在现有技术中，无粘结预应力施工方法公开较少，如，专利申请号201210305921本发明公开了一种灌注混凝土结构物有粘结后张预应力锚固施工方法。通过制作、安放钢筋笼，钢导管端头逆止阀，现浇混凝土形成地下结构物，待其成型并到龄期后，下放预应力钢绞线至设计连接部位，经专用设备完成钢绞线张拉，端头锚固及放张、钢导管内灌浆完成预应力钢筋的保护及实现有粘结连接。该发明解决桩、地连墙受上浮力、水平力的问题。对于承受弯矩较大的地下连续墙，解决弯矩大一侧的墙体抗裂问题。

又如，中国专利申请号201010298332涉及一种无骨架无粘结后张预应力抗拔灌注桩及其施工方法，以无粘结钢绞线代替传统灌注桩中的普通螺纹钢筋，并通过无粘结钢绞线的下端与位于桩体混凝土底端的底锚盘固定连接，无粘结钢绞线的上端与位于桩体混凝土顶端的顶锚盘通过挤压锚固定，以振动插筋器作为临时骨架插入桩身混凝土中，并对无粘结钢绞线施加预拉力，解决了灌注桩桩身混凝土在抗拉状态下桩体容易产生裂缝、影响桩体的耐久性，以及普通抗拔桩造价高用钢量大的问题。

中国专利申请号200810122205.1先张法预应力组合梁，为H形钢与砼组成的工字形梁，H形钢的腹板上间隔地开有梯形孔(14)，H形钢的上翼缘和下翼缘上焊有剪力钉，下翼缘外围包有砼形成钢-砼下翼缘(4)，钢-砼下翼中用先张法埋设有预应力钢绞线。所述组合梁制作方法：取钢板沿齿状线对称切割成二块齿状板，分别作为H形钢腹板的梯形孔板，该梯形孔板与钢板焊接构成腹板，该腹板与上翼缘和下翼缘(15)焊接而成带梯形孔的H形钢(1)，将H形钢以下翼缘向下地置于基面，下翼缘两侧方向设置侧模，两侧模之间放置箍筋(7)并且纵向箍扎钢绞线(3)，张拉钢绞线至张紧状态，在两侧模间浇捣包围H形钢下翼缘的砼，脱模形成钢-砼下翼缘(4)，待砼达到预定强度后放松张紧状态的钢绞线并在预定位置切断。该发明适合作建筑物梁。

中国专利申请号200910020396.5大跨度预应力后张纵横框架梁施工方法，包括支撑体搭设、模板制作、底模板及单侧模板铺设、纵向主筋扎制、波纹管安装、箍筋扎制、水电管线预埋、预应力钢绞线安装、锚垫板安装及侧模板封闭、混凝土灌注，预应力张拉、孔道灌浆，预应力张拉施工中梁体预应力束张拉按下列顺序进行：(1)首先张拉最顶层的框架梁，然后依次张拉下面各层；(2)同一层上纵横向框架梁应先张拉短跨，再张拉长跨；(3)对于一个建筑构件先拉上排预应力筋后拉下排预应力筋；左、右两列预应力筋间隔对称张拉。该发明采用的自上而下逐层张拉顺序，预应力框架梁可以按照普通钢筋混凝土结构逐层施工，可以减少混凝土养护对工期的影响，加快工程进度。

中国专利申请号201010297694.1一种先张法预应力钢筋砼预制梁，包括梁体和埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线，所述梁体设置有箍筋，所述箍筋的部分伸出所述梁体的上表面，其特征在于：所述梁体的侧壁上沿纵向设置有多个支模孔，所述梁体的端部在所述钢绞线伸出部位成形有缺口。该发明是一种采用先张法预应力钢绞线作为主筋的预制梁，采用预应力钢绞线能够保证具有同样强度的情况下，减少主筋的用钢量，钢绞线能够比较自由的弹性弯曲，大大方便梁的安装。梁体的端部成形有缺口，该缺口为钢绞线弯曲时留出空间，使得钢绞线在缺口处弯曲，钢绞线能够自由的穿进外部结构中的孔中，使预制梁能够准确就位，同时，也使钢绞线容易弯曲后锚固在外部构件本体内。

中国专利申请号200710049902.4后张法预应力混凝土箱梁整孔预制施工方法，主要步骤包括：安装模板、钢筋及预埋件，梁体混凝土灌筑、梁体混凝土蒸养或自然养护，拆除模板，张拉，后序施工等；其中，钢筋采用集中预扎、整体吊装技术，张拉步骤采用预张拉、初张拉和终张拉三次张拉工艺，内模采用液压内模系统，梁体混凝土灌筑步骤采用混凝土集中拌制、管道泵送浇筑的施工方案，分层连续推移，由两端向中间循序渐进进行浇筑，一次成型。该发明施工方法可适用于铁路客运专线中32M/900T级大跨度、大吨位的预应力混凝土箱梁整孔预制施工。

另外在施工技术杂质2000年12期中公开一篇文献，即大跨度框架结构后张预应力混凝土梁柱施工，其中指出，首层含夹层2层大跨度后张预应力混凝土框架结构，跨度双向均为35m，首层层高7.2m，2层层高10.45m。共有大跨度有粘结预应力混凝土框架梁18根，最大跨度为35m，最大截面尺寸2000mm×800mm；无粘结预应力柱4根，效果较好。

发明内容

本发明的目的是提供基于无粘结钢绞线预应力后张的大跨度混凝土梁施工方法，在保持或降低制造成本的同时，提高建筑物的刚度及整体性。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：施工工序包括：施工准备、钢绞线下料、钢绞线铺设、端部节点安装、混凝土浇捣与养护、预应力张拉和端部处理。

本发明的有益效果是：对楼板结构施加预应力后，现浇梁板以及大跨度现浇和预制梁式结构中使用效果更为明显，提高了建筑物的刚度及整体性，增强了抗震能力，使超大跨度楼板体系设计变为可能，房间布局灵活，可改善建筑物的使用功能。使得工程造价降低，能节省钢材30～40％，减轻结构自重，降低投资成本。具有显著的综合技术经济和社会效益，适于工业与民用建筑大开间板墙结构，适用于桥梁、飞机跑道、大型基础、挡土墙的加固等无粘结预应力的施工。

附图说明

图1为本发明施工工序示意图

具体实施方式

本发明中施工方法的施工工序包括：施工准备、钢绞线下料、钢绞线铺设、端部节点安装、混凝土浇捣与养护、预应力张拉和端部处理。

以下结合附图和实施例进一步说明。

实施例1：

具体步骤包括：

1)施工准备；

A、施工前施工人员必须熟悉图纸要求，编制专项预应力施工方案，并经专家论证后实施，精确计算构件中所配钢绞线的实长，认真统计各种锚夹具、螺旋筋数量，购置或自行设计绘制承压板加工图，及预应力工程量汇总表，对操作人员进行技术交底；

B、预应力筋进场适用前，除按常规检查其合格证外，还需对其取样进行物理性能复验，其抗拉强度、屈服强度、延伸率和截面面积必须符合要求；每验收批预应力筋重量不大于30t；同时还应逐盘对其外观进行检查验收，凡预应力筋外包塑料皮破损严重和有死弯的均不得使用；

2)钢绞线下料；

A、无粘结钢绞线下料长度，应通过计算确定。计算时应考虑钢绞线在混凝土构件内的直线长度、曲线长度、锚具占用长度及张拉操作需用的长度；

B、成卷钢绞线放线、一定要防止扭曲、打结。严格按照钢绞线计算实长，用砂轮锯断料。严禁用电弧切割；

C、认真检查每一根无粘结钢铰线外包聚乙烯护套，发现破损，立即用防水塑料粘胶带缠绕修补；胶带缠绕搭接宽度不得小于带宽的二分之一；

D、在平地上进行钢绞线编束，用20号铁丝每隔60厘米捆扎一道，既要捆紧，又不能损伤护套；

3)钢绞线铺设；

A、设计、制作钢绞线固定支架；待混凝土构件底模及框架梁钢筋绑扎好后，垫好保护层垫块，严格按照钢绞线设计位置，将支架焊固在相应位置的箍筋上；以此来确保钢绞线在梁中位置的准确和稳固；

B、无粘结钢绞线束在混凝土梁钢筋骨架中铺穿，严防护套擦破；

C、无粘结钢绞线束在梁中要平行走向、束内各根钢绞线相互不得搅绕；顺次安放在固定支架上，并按设计要求分束，用18#铁丝把无粘结钢绞线束与支架牢牢固定；

D、铺放双向配置的无粘结钢绞线时，应对每个纵横筋交叉点相应的两个标高进行比较；对各交叉点标高较低的无粘结钢绞线应先进行铺放，标高较高的次之，避免两个方向的无粘结钢绞线相互穿插铺放；

E、无粘结钢绞线铺穿、固定完毕后，在进行其它钢筋作业时及敷设各种管线不能将无粘结钢绞线的垂直位置抬高或压低，并要防止对无粘结钢绞线造成损伤，如有损伤应及时采取措施处理；

F、采用深度尺对固定好的无粘结钢绞线束中心矢高进行检测，并作好记录，对达不到规范要求的固定点应即时调整，无粘结钢绞线的隐蔽验收应由专人进行，确认合格，经有关人员签证后方可浇灌混凝土；

4)端部节点安装；

A、无粘结钢绞线在两端头模内侧30cm区段内应与承压板垂直，螺旋筋、承压板均应安装牢固；

B、固定端的承压板安装必须位置准确与预应力筋轴线垂直；一般采用上、下各1φ8通长钢筋将承压板锚固筋焊接连为一体，并与梁钢筋焊接，以确保其不产生位移；

C、张拉端锚具孔洞预留的位置和几何尺寸的准确，直接影响张拉工作的进行。一般可采用硬塑料喇叭模预留；

D、采取一端挤压套锚固，另一端张拉时；在浇筑混凝土以前，必须用单根穿心千斤顶在张拉端将无粘结钢绞线逐根拉紧，使挤压锚固套紧贴承压板，不得有缝隙；

5)混凝土浇捣与养护；

A、混凝土浇灌前，应有专人组织对预应力筋的线型、位置、锚固方式、矢高、间距等进行认真检查验收，合格后方准浇灌混凝土；

B、在混凝土施工中，不得使用含有氯离子的外加剂。以严防氯化物对无粘结钢绞线的侵蚀；

C、混凝土浇灌时端头锚具部位应仔细振捣，严禁漏振，以确保混凝土的局部承任满足要求；混凝土振捣过程中，严禁踩压、碰坏无粘结钢绞线，振动棒不能直接碰触锚具、承压板和端头预留锚具孔的塑料模，保证其位置不发生位移；

D、预应力混凝土浇灌后应加强养护，养护时间不得少于7昼夜；

6)预应力张拉；

A、张拉的依据和要求：

a.设计单位应在施工图中明确提出无粘结钢绞线的张拉顺序、张拉控制力值及预应力筋的理论伸长值；

b.张拉时混凝土强度应符合设计要求；当设计无要求时，不宜低于混凝土设计强度的75％，并应有试验报告单；

c.张拉前设备应配套校验；先对电子秤进行标定，电子秤精度不宜低于±5‰；后用电子秤对压力表进行校验，压力表的精度不宜低于1.5级，确保测力精度不低于±2％；

B张拉操作要点；

a.预应力筋的张拉，必须按设计张拉顺序由通过培训的专人操作，每班设置6人，甲负责监视电子秤读数并指挥张拉全过程；乙负责油泵操作；丙负责伸长量读数；丁负责填写张拉记录；读数力求快速、同步、准确；在张拉过程中应对毎根钢绞线的实际伸长值认真作好测量和记录工作；

b.张拉时要确保千斤顶轴线与锚具中心线一致，对端头曲线布置的无粘结钢绞线，应使张拉力的作用线与无粘结钢绞线中心线末端的切线重合；

c.当无粘结钢绞线需进行两端张拉时，可先在一端张拉并锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固；

d.在无粘结钢绞线张拉完毕并验收前，不得拆除预应力混凝土构件的支撑；

e.张拉力的控制：应符合设计要求。操作人员通过电子秤对张拉力进行控制；

7)端部处理；

A、张拉完毕的预应力筋经检查符合要求后，将锚具端头5cm以外的预应力筋用无齿锯或手提砂轮割掉，并在外露预应力筋和锚具表面涂刷聚氨脂或环氧树脂粘合剂防水涂料，然后按设计要求进行封堵；

B、对于埋置在混凝土构件体内的张拉端锚具，应将其周围混凝土冲洗干净并凿毛，然后浇筑膨胀混凝土将锚具区全部密封。

本发明应用后，对楼板结构施加预应力后，现浇梁板以及大跨度现浇和预制梁式结构中使用效果更为明显，提高了建筑物的刚度及整体性，增强了抗震能力，使超大跨度楼板体系设计变为可能，房间布局灵活，可改善建筑物的使用功能。使得工程造价降低，能节省钢材30～40％，减轻结构自重，降低投资成本。具有显著的综合技术经济和社会效益，适于工业与民用建筑大开间板墙结构，适用于桥梁、飞机跑道、大型基础、挡土墙的加固等无粘结预应力的施工。

Claims (1)

1.基于无粘结钢绞线预应力后张的大跨度混凝土梁施工方法，其特征是：施工工序包括：施工准备、钢绞线下料、钢绞线铺设、端部节点安装、混凝土浇捣与养护、预应力张拉和端部处理；具体步骤包括：

1)施工准备；

A、施工前施工人员必须熟悉图纸要求，编制专项预应力施工方案，并经专家论证后实施，精确计算构件中所配钢绞线的实长，认真统计各种锚夹具、螺旋筋数量，购置或自行设计绘制承压板加工图，及预应力工程量汇总表，对操作人员进行技术交底；

B、预应力筋进场适用前，除按常规检查其合格证外，还需对其取样进行物理性能复验，其抗拉强度、屈服强度、延伸率和截面面积必须符合要求；每验收批预应力筋重量不大于30t；同时还应逐盘对其外观进行检查验收，凡预应力筋外包塑料皮破损严重和有死弯的均不得使用；

2)钢绞线下料；

A、无粘结钢绞线下料长度，应通过计算确定；计算时应考虑钢绞线在混凝土构件内的直线长度、曲线长度、锚具占用长度及张拉操作需用的长度；

B、成卷钢绞线放线、一定要防止扭曲、打结；严格按照钢绞线计算实长，用砂轮锯断料，严禁用电弧切割；

C、认真检查每一根无粘结钢铰线外包聚乙烯护套，发现破损，立即用防水塑料粘胶带缠绕修补；胶带缠绕搭接宽度不得小于带宽的二分之一；

D、在平地上进行钢绞线编束，用20号铁丝每隔60厘米捆扎一道，既要捆紧，又不能损伤护套；

3)钢绞线铺设；

A、设计、制作钢绞线固定支架；待混凝土构件底模及框架梁钢筋绑扎好后，垫好保护层垫块，严格按照钢绞线设计位置，将支架焊固在相应位置的箍筋上；以此来确保钢绞线在梁中位置的准确和稳固；

B、无粘结钢绞线束在混凝土梁钢筋骨架中铺穿，严防护套擦破；

C、无粘结钢绞线束在梁中要平行走向、束内各根钢绞线相互不得搅绕；顺次安放在固定支架上，并按设计要求分束，用18#铁丝把无粘结钢绞线束与支架牢牢固定；

D、铺放双向配置的无粘结钢绞线时，应对每个纵横筋交叉点相应的两个标高进行比较；对各交叉点标高较低的无粘结钢绞线应先进行铺放，标高较高的次之，避免两个方向的无粘结钢绞线相互穿插铺放；

E、无粘结钢绞线铺穿、固定完毕后，在进行其它钢筋作业时及敷设各种管线不能将无粘结钢绞线的垂直位置抬高或压低，并要防止对无粘结钢绞线造成损伤，如有损伤应及时采取措施处理；

F、采用深度尺对固定好的无粘结钢绞线束中心矢高进行检测，并作好记录，对达不到规范要求的固定点应即时调整，无粘结钢绞线的隐蔽验收应由专人进行，确认合格，经有关人员签证后方可浇灌混凝土；

4)端部节点安装；

A、无粘结钢绞线在两端头模内侧30cm区段内应与承压板垂直，螺旋筋、承压板均应安装牢固；

B、固定端的承压板安装必须位置准确与预应力筋轴线垂直；一般采用上、下各1φ8通长钢筋将承压板锚固筋焊接连为一体，并与梁钢筋焊接，以确保其不产生位移；

C、张拉端锚具孔洞预留的位置和几何尺寸的准确，直接影响张拉工作的进行；一般可采用硬塑料喇叭模预留；

D、采取一端挤压套锚固，另一端张拉时；在浇筑混凝土以前，必须用单根穿心千斤顶在张拉端将无粘结钢绞线逐根拉紧，使挤压锚固套紧贴承压板，不得有缝隙；

5)混凝土浇捣与养护；

A、混凝土浇灌前，应有专人组织对预应力筋的线型、位置、锚固方式、矢高、间距进行认真检查验收，合格后方准浇灌混凝土；

B、在混凝土施工中，不得使用含有氯离子的外加剂；以严防氯化物对无粘结钢绞线的侵蚀；

C、混凝土浇灌时端头锚具部位应仔细振捣，严禁漏振，以确保混凝土的局部承任满足要求；混凝土振捣过程中，严禁踩压、碰坏无粘结钢绞线，振动棒不能直接碰触锚具、承压板和端头预留锚具孔的塑料模，保证其位置不发生位移；

D、预应力混凝土浇灌后应加强养护，养护时间不得少于7昼夜；

6)预应力张拉；

A、张拉的依据和要求：

a.设计单位应在施工图中明确提出无粘结钢绞线的张拉顺序、张拉控制力值及预应力筋的理论伸长值；

b.张拉时混凝土强度应符合设计要求；当设计无要求时，不宜低于混凝土设计强度的75％，并应有试验报告单；

c.张拉前设备应配套校验；先对电子秤进行标定，电子秤精度不宜低于±5‰；后用电子秤对压力表进行校验，压力表的精度不宜低于1.5级，确保测力精度不低于±2％；

B张拉操作要点；

a.预应力筋的张拉，必须按设计张拉顺序由通过培训的专人操作，每班设置6人，甲负责监视电子秤读数并指挥张拉全过程；乙负责油泵操作；丙负责伸长量读数；丁负责填写张拉记录；读数力求快速、同步、准确；在张拉过程中应对每根钢绞线的实际伸长值认真作好测量和记录工作；

b.张拉时要确保千斤顶轴线与锚具中心线一致，对端头曲线布置的无粘结钢绞线，应使张拉力的作用线与无粘结钢绞线中心线末端的切线重合；

c.当无粘结钢绞线需进行两端张拉时，可先在一端张拉并锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固；

d.在无粘结钢绞线张拉完毕并验收前，不得拆除预应力混凝土构件的支撑；

e.张拉力的控制：应符合设计要求；操作人员通过电子秤对张拉力进行控制；

7)端部处理；

A、张拉完毕的预应力筋经检查符合要求后，将锚具端头5cm以外的预应力筋用无齿锯或手提砂轮割掉，并在外露预应力筋和锚具表面涂刷聚氨脂或环氧树脂粘合剂防水涂料，然后按设计要求进行封堵；

B、对于埋置在混凝土构件体内的张拉端锚具，周围混凝土冲洗干净并凿毛，然后浇筑膨涨胀凝土将锚具区全部密封。