CN113605534A - 一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑施工技术领域，本发明提供了一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，包括以下步骤：下料、梁内预应力筋的下料在预应力筋专用下料场进行，预应力筋下料和计算工程量时，按工程消耗量定额的规定，梁中穿设波纹管、预应力施工在预应力梁底模及梁钢筋完成后穿插进行，大跨预应力梁模板制作时如需要预先起拱，预留孔道宜随构件同时起拱，本施工方法的预应力混凝土梁能够改善结构构件的裂缝和变形的性能，而且该拉应力与混凝土中的压应力正好组成一个自平衡系统，使得混凝土结构的受力更为合理，并由实际使用测得，预应力筋的抗拉强度约为普通钢筋的四倍，但其价格并非是普通钢筋的四倍，按承受单位荷载的费用计算，预应力钢材要更经济。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法。
背景技术
21世纪70年代末以来，预应力混凝土梁(板)因其节省材料，自重轻，减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，结构简单，安全可靠，便于施工等优点，在国内建设中得到广泛应用。适用于大跨度、大空间的房屋建筑工程，如大跨度的混凝土梁等混凝土结构中的各种构件。
但预应力施工工艺相对较复杂，要求预应力结构施工的专业性强，但在实际施工中，有的施工队伍水平不高，经验不够丰富，加之有的设计方案考虑欠妥，引发梁预应力施工过程中损失过大；空心板梁张拉后梁端顶底板中间部位出现纵向裂缝：工字梁梁体扭曲变形、梁端底部混凝土破碎，所以有效地控制质量技术措施，是预应力混凝土梁施工的重中之重。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，具有可消除预应力梁在使用时出现过大的应变，避免裂缝的发生，充分发挥材料的性能，且能提高工作效率等多方面优点。
本发明是这样实现的：
一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，包括以下步骤：
步骤S1、下料、梁内预应力筋的下料在预应力筋专用下料场进行，预应力筋下料和计算工程量时，按工程消耗量定额的规定，采用钢卷尺精确测量，用砂轮锯进行切割下料；
步骤S2、梁中穿设波纹管、预应力施工在预应力梁底模及梁钢筋完成后穿插进行，大跨预应力梁模板制作时如需要预先起拱的按起拱值进行预留，预留孔道随构件同时起拱；
步骤S3、穿设梁中有粘结预应力筋、有粘结预应力筋穿线前先安装端部锚垫板，有粘结预应力筋穿线前应将端头戴上子弹头，避免捅破波纹管，外露有粘结预应力筋用塑料布包扎好，并将管道端部开口使用发泡剂或棉纱进行封堵；
步骤S4、有粘结预应力灌浆孔与排气孔留设、在预应力孔道的波峰位置留设排气孔，在孔道端部留设灌浆孔或排气孔，留设的灌浆孔或排气孔采用塑料挤压板，用绑扎丝固定在波纹管上，并加垫海绵条与波纹管压紧；
步骤S5、安装端部螺旋筋和承压板；
步骤S6、检查验收；
步骤S7、浇筑混凝土；
步骤S8、张拉准备、检测试块强度是否达到设计要求强度的百分之百后，并应在使用前进对张拉设备进行校正、检验和标定；
步骤S9、预应力张拉、按照设计及深化图纸要求，采用两端或一端张拉的方式，按照设计要求的张拉顺序张拉，采取分级张拉方式进行张拉；
步骤S10、有粘结预应力灌浆、灌浆前可用清水或压缩空气进行孔道清理，将灌浆泵连接在孔道的一端，打开进浆阀门，启动灌浆泵，开始灌浆，当浆体由近及远逐个从留设的排气孔冒出原浆后逐个封闭排气孔，直到孔道端部排气孔或灌浆孔冒出原浆后封闭，再加压到0.5～0.7MPa并关闭灌浆泵,此孔道灌完；
步骤S11、封锚、张拉完成后，按设计要求切除多余钢绞线。
进一步的，所述步骤S1中，钢绞线长度在20米以下的增加1米的张拉工作长度，钢绞线长度在20米以上的增加1.8米的张拉工作长度，同时计入预应力筋的损耗量为百分之六，放大样复核计算预应力筋的下料长度。
进一步的，所述步骤S2中，所述起拱值为全跨度的千分之一。
进一步的，所述步骤S3中，当在安装有预应力筋的结构或构件附近进行电焊时，均应对全部预应力筋、管道和附属构件进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏，预应力筋安装完成后，应进行全面检查，查出可能被损坏的管道。在混凝土浇筑之前，应将管道上的所有非有意留的孔、开口或损坏之处修复，并在浇筑混凝土过程中及时检查预应力筋能否在管道内自由移动。
进一步的，所述步骤S4中，所述塑料挤压板由底部的弧形板和其顶部中央的圆管组成，所述弧形板的中央开设有圆孔，所述圆孔与所述圆管连通。
进一步的，所述步骤S9中，预应力筋初应力设定为0.10σcon，分级张拉程序为：0→0.10σcon→1.00σcon→锚固。
进一步的，所述步骤S9中，张拉伸长值的量测：按上述分级加荷的程序，每测量一个伸长值，作为累计的基数，通过与实际伸长值进行对照分析，确认计算伸长值的精度，作为施工控制的依据，并进行实际伸长值的复核，若两者偏差在计算伸长值的-6％--+6％区间，则继续张拉，否则应立即停止张拉，分析查明原因予以调整后，才能继续。
进一步的，所述步骤S11中，切除后锚具外露的钢绞线不少于30mm，不多于50mm，且切割方式采用机械切割。
本发明的有益效果是：
本施工方法的预应力混凝土梁能够改善结构构件的裂缝和变形的性能，而且该拉应力与混凝土中的压应力正好组成一个自平衡系统，使得混凝土结构的受力更为合理。
在普通混凝土中，用高强钢材，虽然抗拉强度较高，但由于过大的应变而使得混凝土的裂缝更多。若满足了裂缝的要求，则其高强性能得不到充分的利用而显得浪费，此时，若对高强钢材首先进行预张拉，则即可消除其在使用时出现过大的应变，避免裂缝的发生，又充分发挥了材料的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的施工方法流程图；
图2为本发明的张拉步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例
一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，包括以下步骤：
S1、下料→S2、梁中穿波纹管→S3、穿设梁中有粘结预应力筋→S4、有粘结预应力灌浆孔与排气孔留设→S5、端部承压板安装、预留口的设置→S6、检查验收→S7、浇筑混凝土→S8、张拉准备→S9、预应力张拉→S10、有粘结预应力灌浆→S11、封锚。
具体的，步骤S1、下料
梁内预应力筋的下料在预应力筋专用下料场进行。预应力筋下料和计算工程量时，应按山东省建筑工程消耗量定额的规定，钢绞线长度在20米以下的增加1米的张拉工作长度；钢绞线长度在20米以上的增加1.8米的张拉工作长度；同时还应考虑预应力筋的损耗6％。放大样复核计算预应力筋的下料长度，采用钢卷尺精确测量，用砂轮锯进行切割下料。
步骤S2、梁中穿设波纹管
预应力施工在预应力梁底模及梁钢筋完成后穿插进行。大跨预应力梁模板制作时如需要预先起拱，预留孔道宜随构件同时起拱，起拱值取全跨的1‰为宜。
(1)本工程在梁中先传入波纹管，再将钢绞线穿入波纹管中。
穿筋或穿管前依照施工图给出的预应力曲线标高，计算支架标高，以此标高焊接制作预应力筋或波纹管的固定支架，支架与梁箍筋焊接，间距按1000～1500mm设置。
(2)穿入钢绞线束两端外露应基本相等，以方便张拉。
(3)波纹管铺设完毕后，用绑扎丝将预应力筋或波纹管固定牢固，防止在浇筑砼过程中移位，以确保预应力曲线位置的准确性。
(4)两节波纹管接头处用专用接头管连接，连接管长度200mm，连接好后在接头管两端用胶带密封，防止水泥浆进入管内堵塞孔道。
(5)预应力筋在梁内对称布置，预应力筋或波纹管距梁侧边不小于50mm。
步骤S3、穿设梁中有粘结预应力筋
(1)有粘结预应力筋穿筋前先安装端部锚垫板，并检查锚垫板和孔道，锚垫板的位置应准确，孔道内应畅通，无水和其他杂物。有粘结预应力筋穿筋前应将钢绞线端头戴上子弹头，避免捅破波纹管。
露在孔道外的预应力筋应满足张拉工作长度的要求，外露预应力筋用塑料布包扎好，以防生锈。
(2)预应力筋安装在管道中后，应将管道端部开口使用发泡剂或棉纱进行封堵，防止漏浆及湿气进入。
(3)在任何情况下，当在安装有预应力筋的结构或构件附近进行电焊时，均应对全部预应力筋、管道和附属构件进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。
(4)预应力筋安装完成后，应进行全面检查，查出可能被损坏的管道。在混凝土浇筑之前，应将管道上的所有非有意留的孔、开口或损坏之处修复，并在浇筑混凝土过程中及时检查预应力筋能否在管道内自由移动。
步骤S4、有粘结预应力灌浆孔与排气孔留设
为了保证有粘结预应力筋灌浆密实，应在预应力孔道的波峰位置留设排气孔，在孔道端部留设灌浆孔或排气孔，留设的灌浆孔或排气孔采用塑料压板，用绑扎丝固定在波纹管上，并用塑料管引出梁顶标高200mm，下部弧形压板加垫海绵条与波纹管压紧，波纹管上暂时不开洞，以免发生漏浆，在张拉前用钢钎打通。
步骤S5、端部承压板安装、预留口的设置
进行端部螺旋筋、承压板的安装时，承压板必须按设计进行留设。承压板与梁、柱筋发生冲突时，可将普通钢筋做适当调整或弯折，保证预应力筋位置准确。
在有粘结预应力承压板与模板结合处塞上海绵条，并将承压板上的灌浆孔用海绵和胶带封死，将波纹管与承压板间的空隙用海绵条塞实，防止进浆。
步骤S6、检查验收
混凝土浇筑前应随同钢筋的隐蔽验收检查预应力筋配筋、孔道标高是否符合设计要求，并认真查看灌浆孔、排气孔，检查波纹管、无粘结筋有无破损，若有，用胶带密封好。
步骤S7、浇筑混凝土
浇筑混凝土前对振捣操作人员交底，振捣棒应尽量避开预应力筋和预应力孔道的位置振捣，以保证预应力筋或孔道不变形不移位；对于张拉端和锚固端钢筋比较密的部位，必须加强振捣，保证混凝土密实；但也不可过长时间振捣，以免造成混凝土分层或损伤预应力筋。
施工时应尽量避免在有粘结预应力梁上留设后浇带，因为这样不但造成梁下架体长时间不能拆除，且波纹管也易因锈蚀而破裂，易造成漏浆事故。
步骤S8、张拉准备
(1)按设计要求，在混凝土浇注后同条件养护试块强度达到设计要求强度的100％后，才可进行张拉。
(2)有粘结预应力筋张拉采用穿心式千斤顶；张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍。与千斤顶配套使用的压力表最大度数应为张拉力的1.5-2.0倍，标定精度应不低于1.0级。张拉机具设备应与锚具产品配套使用，并应在使用前进行校正、检验和标定。
千斤顶安装时，工具锚应与前端的工作锚对正，工具锚和工作锚之间的各根预应力筋不得错位、扭绞。实际张拉时，千斤顶与预应力筋、锚具的中心线应位于同一轴线上。安装夹片时，应使夹片的外漏长度基本一致。
千斤顶的限位板、工具锚要和工作锚孔位应一致，先装限位板，再装千斤顶，然后在千斤顶后面装工具锚，再将油泵和千斤顶连通起来。需要变角张拉时，还需在限位板和千斤顶间加设变角器。
(3)检查混凝土拆模后的质量情况，特别是观察有无结构的温度、收缩裂缝，逐个检查张拉端承压板后的混凝土施工质量，承压板与孔道的垂直度，如有缺陷及时处理。
(4)梁侧模应拆除或将侧模螺栓松开，以减少对梁张拉变形的约束。
(5)逐个清理检查张拉洞口的施工尺寸偏差，如有问题应采取措施，并作好记录进行处理。
(6)搭设可靠的操作平台，张拉操作平台应能承受操作人员及张拉设备的重量。
(7)锚具、夹具和连接器在安装前，应擦拭干净。清理锚垫板、安装锚环、夹片，锚环应与孔道对中同心，夹片均匀打紧，并外露一致，千斤顶上的工具锚与结构上的工作锚孔位一致，作到千斤顶、锚具、孔道三对中
步骤S9、预应力张拉
(1)张拉具体步骤如图2所示(有粘结预应力结构)：
(2)张拉方式
按照设计及深化图纸要求，采用两端或一端张拉的方式。
(3)张拉顺序
按照设计要求的张拉顺序进行，并根据伸缩缝、后浇带的分区，本着均匀、对称、协调分级的原则施加预应力，不使结构产生超应力、扭转及其他不利的受力状态，同时还应考虑尽量减少张拉设备的移动次数。
(4)张拉
实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋轴线重合一致。张拉油泵启动，拧给油阀供油，拧回油阀回油，监护千斤顶的工作人员，与油泵操作手密切配合，确保锚具对中良好。钢束张拉应均匀对称，使其均衡受力，两端张拉时应保持两端同步张拉，两端千斤顶升降压、划线、测伸长量等工作应一致。
预应力筋初应力设定为0.10σcon。张拉采取分级张拉，程序为：0→0.10σcon→1.00σcon→锚固，千斤顶采用多次换行程以解决预应力筋伸长值超过千斤顶行程的问题。
预应力张拉前，现场操作人员应持有张拉顺序图，并带好事先已计算完毕的各级控制应力下千斤顶、压力表对应值(对应各操作的设备)；带好有每一张拉束的计算伸长值及0.10σcon下理论伸长值的现场张拉记录单。
张拉伸长值的量测：按上述分级加荷的程序，每测量一个伸长值，作为累计的基数；张拉中加压要缓，持荷要稳。通过与实际伸长值进行对照分析，确认计算伸长值的精度，作为施工控制的依据，并进行实际伸长值的复核。若两者偏差在计算伸长值的-6％--+6％区间，则继续张拉，否则应立即停止张拉，分析查明原因予以调整后，才能继续。
张拉时，操作人员要控制好加压速度每分钟不超过5MPa，给油平稳，持荷稳定，测量人员要配合好，记录人员要认真仔细。
张拉时，操作人员站在千斤顶侧面，不得立于千斤顶后，也不得触摸千斤顶，记录人员要观测混凝土结构情况，张拉人员注意观测压力表针有无异常摆动，并注意观察结构、钢绞线、千斤顶有无异常，如有，应马上卸荷为0，认真分析，查明原因后，方可继续张拉。
S10、有粘结预应力灌浆
张拉完成后，应及时灌浆。灌浆前先用水泥砂浆封闭锚具夹片缝隙，并待其达到一定强度后进行。
灌浆前可用清水或压缩空气进行孔道清理，并按要求装设阀门及其它机械配件，首先开启压浆泵，使浆体从压浆嘴排出少许，以排除压浆管路中的空气、水和稀浆。当排出的浆体流动度和搅拌罐中的流动度一致时，将灌浆泵连接在孔道的一端，打开进浆阀门，启动灌浆泵，开始灌浆；当浆体由近及远逐个从留设的排气孔冒出原浆后逐个封闭排气孔，直到孔道端部排气孔或灌浆孔冒出原浆后封闭，再加压到0.5～0.7MPa并关闭灌浆泵,此孔道灌完。
灌浆采用42.5MPa的普硅水泥，水灰比0.4～0.5，将搅拌好的水泥浆通过筛子过虑到储浆桶，并不停搅拌，以防沉淀。
步骤S11、封锚
张拉完成后，按设计要求切除多余钢绞线，切除后锚具外露的钢绞线不得少于30mm，一般不多于50mm，切割时应用手提角磨机，严禁用电弧进行切割。
清理张拉端，对槽口混凝土进行凿毛处理，待凿毛合格后绑扎封锚钢筋网片或恢复切断的普通钢筋后，用微膨胀混凝土或高强度水泥砂浆进行锚头封堵。封锚模板应支设牢固可靠并留有灌灰口，大部分封锚端口工程量比较少，故采用人工的方式进行作业，混凝土或砂浆强度与结构或构件强度相同。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、下料、梁内预应力筋的下料在预应力筋专用下料场进行，预应力筋下料和计算工程量时，按工程消耗量定额的规定，采用钢卷尺精确测量，用砂轮锯进行切割下料；
步骤S2、梁中穿设波纹管、预应力施工在预应力梁底模及梁钢筋完成后穿插进行，大跨预应力梁模板制作时如需要预先起拱的需按起拱值进行预留，预留孔道随构件同时起拱；
步骤S3、穿设梁中有粘结预应力筋、有粘结预应力筋穿线前先安装端部锚垫板，有粘结预应力筋穿线前应将端头戴上子弹头，避免捅破波纹管，外露有粘结预应力筋用塑料布包扎好，并将管道端部开口使用发泡剂或棉纱进行封堵；
步骤S4、有粘结预应力灌浆孔与排气孔留设、在预应力孔道的波峰位置留设排气孔，在孔道端部留设灌浆孔或排气孔，留设的灌浆孔或排气孔采用塑料挤压板，用绑扎丝固定在波纹管上，并加垫海绵条与波纹管压紧；
步骤S5、安装端部螺旋筋和承压板；
步骤S6、检查验收；
步骤S7、浇筑混凝土；
步骤S8、张拉准备、检测试块强度是否达到设计要求强度的百分之百后，并应在使用前进对张拉设备进行校正、检验和标定；
步骤S9、预应力张拉、按照设计及深化图纸要求，采用两端或一端张拉的方式，按照设计要求的张拉顺序张拉，采取分级张拉方式进行张拉；
步骤S10、有粘结预应力灌浆、灌浆前可用清水或压缩空气进行孔道清理，将灌浆泵连接在孔道的一端，打开进浆阀门，启动灌浆泵，开始灌浆，当浆体由近及远逐个从留设的排气孔冒出原浆后逐个封闭排气孔，直到孔道端部排气孔或灌浆孔冒出原浆后封闭，再加压到0.5～0.7MPa并关闭灌浆泵,此孔道灌完；
步骤S11、封锚、张拉完成后，按设计要求切除多余钢绞线。
2.根据权利要求1所述的一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，钢绞线长度在20米以下的增加1米的张拉工作长度，钢绞线长度在20米以上的增加1.8米的张拉工作长度，同时计入预应力筋的损耗量为百分之六，放大样复核计算预应力筋的下料长度。
3.根据权利要求1所述的一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述起拱值为全跨度的千分之一。
4.根据权利要求1所述的一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，其特征在于：所述步骤S3中，当在安装有预应力筋的结构或构件附近进行电焊时，均应对全部预应力筋、管道和附属构件进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏，预应力筋安装完成后，应进行全面检查，查出可能被损坏的管道，在混凝土浇筑之前，应将管道上的所有非有意留的孔、开口或损坏之处修复，并在浇筑混凝土过程中及时检查预应力筋能否在管道内自由移动。
5.根据权利要求1所述的一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述塑料挤压板由底部的弧形板和其顶部中央的圆管组成，所述弧形板的中央开设有圆孔，所述圆孔与所述圆管连通。
6.根据权利要求1所述的一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，其特征在于：所述步骤S9中，预应力筋初应力设定为0.10σcon，分级张拉程序为：0→0.10σcon→1.00σcon→锚固。
7.根据权利要求1所述的一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，其特征在于：所述步骤S9中，张拉伸长值的量测：按上述分级加荷的程序，每测量一个伸长值，作为累计的基数，通过与实际伸长值进行对照分析，确认计算伸长值的精度，作为施工控制的依据，并进行实际伸长值的复核，若两者偏差在计算伸长值的-6％--+6％区间，则继续张拉，否则应立即停止张拉，分析查明原因予以调整后，才能继续。
8.根据权利要求1所述的一种大空间跨度后张法预应力梁施工方法，其特征在于：所述步骤S11中，切除后锚具外露的钢绞线不少于30mm，不多于50mm，且切割方式采用机械切割。
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