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摘要：苏州中润广场工程大型商业MALL裙房大跨度框架主梁和次梁采用后张有粘结预应力技术。40M超长预应力梁在施工过程中施工跨度大、质量要求高、技术难度大。通过一系列技术、施工措施确保工程施工质量及安全，具有一定的社会效益和借鉴作用。
关键词：后张；预应力；钢绞丝；波纹管；张拉；灌浆
1．工程概况及预应力工程说明
苏州中润广场工程由两栋综合楼，地上26、43层，地下3层，包括购物中心、高268m超高层5A甲级写字楼、行政公馆、白金级产权式酒店等多种商业业态，总建筑面积为216322m2，主体结构采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，大型商业MALL裙房大跨度框架主梁和次梁采用后张有粘结预应力技术。预应力筋采用高强度低松弛钢绞线，直径为φs15.20，极限强度标准值fptk=1860MPa，有粘结预应力采用镀锌金属波纹管成孔（壁厚不小于0.28mm），预应力混凝土强度等级为C40，张拉端采用夹片式锚具，固定端采用挤压式锚具。主要预应力配筋形式为2-8φs15.2、4-7φs15.2、4-8φs15.2、4-9φs15.2。
苏州中润广场效果图
2．主要技术要点
预应力框架梁因为梁柱节点处普通钢筋比较密集，故将张拉端设置梁的两侧，简称“加腋式”。为便于支模，加腋尺寸为长×宽×高=1400mm×800mm×600mm，张拉完成后采用C40细石混凝土封闭。
图2 有粘结张拉节点示意图2
3．预应力张拉顺序及方法
确定合理的预应力施加过程及施加顺序，是本工程预应力施工的关键所在。本工程中采取如下张拉方案：
3.1．二层楼面按YL-201→YKL203→YKL201→YKL202的张拉顺序进行，三层楼面按YL-301→YKL303→YKL301→YKL302的张拉顺序进行，逐层顺、有序进行张拉。
3.2．为防止张拉过程中梁产生较大的偏心受力，张拉次序一般为先中间后上下或两侧，当仅有两个平行孔时，可采取不对称张拉，先张拉其中一束，后张拉另一束。
3.3．第三层楼面混凝土浇筑完毕，当强度达到设计强度的90%后，先张拉第三层预应力梁，然后张拉第二层预应力梁。
4． 后张有粘结预应力施工工艺和操作要点
4.1．后张有粘结预应力施工工艺
4.2．材料的加工
根据预应力施工图的布束方案，确定预应力梁中预应力筋的长度。由项目施工员负责编制预应力施工技术参数备料清单，并交项目工程师审核后，方可进行断料。
断料时需注意：
●预应力筋断料必须在取得抽样复试检验合格报告后进行。
●断料必须在平整、干净场地上进行，防止钢绞线在断料中受到其它物质的侵蚀。
●不同规格的断料长度在场地中应有明确的标注，并进行分类编号挂牌。
●钢绞线断料时采用砂轮切割机进行，不得使用气割或电焊切割。
●钢绞线断料长度（L）为：孔道曲线长度（L1）＋工作长度（L2），其中（L1）按照工艺要求确定。
4.3．预应力铺放
4.3.1．铺设梁底板、绑扎骨架钢筋：
在绑扎完成预应力梁上下排主筋和箍筋后，就可以穿插进行预应力筋的制作。现场板底模可同时进行铺设，但由于梁的高度比较高，在梁的两侧需要搭设预应力铺放脚手架，梁侧模、张拉端及固定端处模板须预留，待有粘结穿筋和端部节点完成后，再进行梁侧面模板的封模。如果现场梁、板底模分开进行铺设，则在梁侧搭设工作排架，以便于堆放材料和安全施工。
为了满足预应力筋的设计矢高要求，对于交叉梁普通钢筋的高度在铺放图制作时应进行复核，确定交叉梁普通钢筋的绑扎顺序。若普通钢筋与预应力钢筋发生矛盾，应以普通钢筋避让预应力钢筋为主，同时，应及时提出避让或变更方案，报监理及有关设计单位认可。
4.3.2．电焊支架钢筋：
电焊支架钢筋：施工时，首先可以在绑扎完成的箍筋上（垫块完成后），确定孔道跨中高度和反弯点高度。必须注意，设计图中的预应力钢筋曲线是以孔道中心为标注。因此在确定支架钢筋的高度时应以波纹管底部外径为基线，本工程中采用的波纹管规格分别为d=70mm（适用于7孔）、80mm（适用于8孔、9孔）两种规格。支架钢筋采用Φ12mm以上钢筋，长度与梁箍筋宽度相同，水平间距一般不大于1000mm。支架钢筋制作完成后，质量员应及时进行复核及工序验收。
4.3.3.支架钢筋安装完成后，可铺放波纹管。波纹管每根长度一般为6m，套管长度300mm，在穿入波纹管前，应先将套管旋上波纹管另一端，穿入孔道后将套管倒旋与另一波纹管相连接。波纹管接头必须要牢固、严密，两段工作管要顶紧，按下图施工。
图3波纹管连接示意图 图4铺放施工现场
在穿波纹管前，应同时注意检查外观质量，如发现波纹管有破损的现象时，应采取更换措施。
4.3.4.预应力筋穿束
穿筋平台可以利用总包普通脚手架进行。穿筋采用单根穿束法。穿束前先将钢绞线端部用黑胶布包紧，然后从一端穿至另一端。要注意穿进困难时不能硬顶，以防波纹管被顶破。而应将钢绞线往复轻抽、推、转，必要时应检查波纹管是否通顺，否则应将其扶顺。
在穿束完成后应及时对孔道进行绑扎、固定。现场质量员应对波纹管进行外观检查，若发现孔洞等现象应及时进行修理。
4.3.5.设置灌浆泌水孔设置原则：
二端张拉的预应力筋，一般以每跨大梁每一束预应力曲线高处设置一个泌水孔，水平间距不超过30m。一端张拉的预应力筋在固定端处必须设置泌水孔。具体方法：在泌水孔处的波纹管上覆盖一层海绵垫片和带嘴的塑料弧形压板，并用铁丝与波纹管绑扎，再用f25增强软管插在嘴上，并将其引出梁顶面，高于顶面约300mm，并加以固定。按下图施工。
4.3.6.张拉端部锚垫板的安装：
波纹管位置固定好并穿束完成后，可安装锚垫板及螺旋筋。端部模板必须与端部锚垫板对拉螺栓固定。同时应采用普通钢筋加以固定，以防止在浇捣砼时，发生偏位等现象。端部锚垫板、螺旋筋由于处于支座钢筋较密处，安装比较困难，应保证其位置的准确。同时还必须保证垫板与孔道切线相垂直。
4.3.7.由于穿束在浇捣砼前进行，因此在锚垫板安装完成后，应对垫板外工作长度内的外露钢绞线进行保护，同时应对预应力孔道和垫板上的灌浆孔进行封闭，防止其它物质对其损害。具体方法：在外露钢绞线外采用防水胶布材料进行包扎。
4.3.8 在上述工作全部完成后，现场质量员应对孔道钢绞线的穿筋数量、矢高进行核对，并进行预应力分项工程班组质量自检，并请监理进行隐蔽工程验收。
4.4.预应力张拉
4.4.1.张拉前准备工作
（1）设备标定
张拉设备采用柳州建筑机械厂生产的ZB4-500油泵及YCW-250、YCW-150液压千斤顶，并采用1.0级防震性油压表千斤顶张拉设备由具有资质的检测单位负责进行标定，并出具相应的标定报告，使用期限为6个月。
千斤顶、油泵配套设备标定，采用误差<1%的液压式压力试验机进行标定。发生下列情况时应重新标定：
●油压表不归零或损坏、失灵；
●超过有效使用期限；
●严重断、滑丝；
●伸长量不合要求而对张拉力有怀疑时；
●千斤顶严重漏油或修理后。
（2）预应力主要材料复试检验
张拉前，应取得有关检测部门对钢绞线、锚具的复检报告，并确认全部合格。
（3）签署张拉通知单
张拉前，在监理单位确认其构件混凝土强度、技术资料和张拉安全设施验收合格，并签署张拉通知单后，方可进入现场进行预应力张拉。
在取得张拉通知单后，方能进入预应力正式张拉程序。
（4）预应力钢绞线张拉操作：
（a）将每端钢绞线各股按顺序穿入锚具各孔。
（b）将工作锚装入垫板定位圈内，并紧贴锚垫板，插入夹片，用锤打紧；
（c）安装限位板，钢绞线从限位穿过进入千斤顶；
（d）安装千斤顶前，要求千斤顶轴线与钢束轴线重合；
（e）安装工具锚。
（5）预应力张拉注意事项
（a）限位板和千斤顶安装，夹具要清洗干净，不得有油污杂物，清理好梁端锚垫板和钢铰线，保持有足够工作长度；
（b）安装千斤顶时需保持孔道中心、锚具中心及千斤顶中心在一条线上，以保证钢丝束张拉端方向与锚固垫板垂直；
（c）工具夹片要涂抹黄油，保证工作夹片顺利脱锚；
（d）千斤顶和油泵由专人负责操作，及时测量千斤顶的伸长值，填写表格认真细致；
（e）张拉时如果锚头处出现滑丝断丝或锚具损坏，应立即停止操作，进行检查并做出详细记录，若滑丝断丝超过规定要求，则必须更换钢束。
4.4.2.预应力张拉技术要求
●有粘结预应力筋成束张拉；
●张拉时应做到孔道、锚具与千斤顶三对中，张拉过程应均匀。张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝，并填写张拉记录表。
●当本层混凝土施工完成后，混凝土强度达到设计强度的90%方可张拉，同时预应力梁的底模及其支撑必须在预应力筋张拉完成，孔道灌浆后方可拆除。
4.4.3.张拉程序
张拉程序：0～初应力（10%控制应力、读数量测伸长值）～（20%控制应力，读数量测伸长值）～103% 控制应力（读数量测伸长值、持荷2分钟）～锚固～卸荷。
4.4.4.张拉顺序
当先施工区域内的混凝土强度达到张拉要求的强度后，即可对该区域的预应力筋进行张拉。考虑到本工程结构的受力特点、施工方便、操作安全等因素，先张拉次梁再张拉框架梁。
4.4.5.张拉控制应力
本工程按设计要求预应力筋张拉控制应力取：
σcon＝0.75×fptk =0.75×1860=1395（Mpa）
张拉力Np：Np=σcon×Ap
按目前设计方案的预应力配筋，每一孔道最大张拉力见表7：
5．孔道灌浆
5.1.灌浆技术要求：
预应力张拉完成后应尽早进行灌浆。孔道灌浆前，应对有粘结张拉端锚具间隙进行封锚处理。灌浆采用纯水泥浆，水泥浆的技术条件应符合下列规定：
●水泥浆采用42.5级及以上的普通硅酸盐水泥拌制；
●水灰比为0.4，且不得掺入含氯化物等对预应力筋有腐蚀作用的外加剂；
●水泥浆拌合后3小时泌水率控制在2%，水泥浆泌水率最大不超过3%；
●水泥浆的稠度应控制在12~18秒之间。
5.2.灌浆设备：
●灌浆采用螺杆式（J2GG）压浆泵，最大垂直输送高度90m，水平输送距离400m，最大压力2Mpa。
●强制式砂浆拌和机。
5.3.灌浆工艺：
压浆前，应对孔道进行冲洗、湿润，压浆时由一侧张拉端锚垫板上的灌浆孔灌入，由另一侧固定端处的泌水孔进行泌水和排气。
压浆时每一班做70.7×70.7×70.7立方体试块，标准养护28天，其抗压强度不小于30MPa。
灌浆完成后2h内，应对所有泌水孔进行压力补浆，补浆分多次进行，直至泌水孔浆体饱满为止。
6． 锚具保护
有粘结预应力筋在灌浆完成24小时后即可切割工作长度内多余钢绞线，切割采用手提式砂轮切割机进行，露出锚具外的钢绞线长度不小于30（mm）。最后用C40微膨胀细石砼封闭外露锚具，从而达到全封闭的目的。
7． 安全保护措施
7.1.预应力张拉前，应根据施工的要求，搭设专用的操作平台。张拉前应在构件端部顶端设置安全挡笆，可用双层竹编篱笆和30mm以上厚度木板，并支撑牢固。
7.2.张拉前对进场设备进行操作前检验。包括对油泵、油压表、千斤顶、工具锚夹具、油管接头、倒链、钢丝绳、电箱等主要设备进行安全状况检查，发现问题及时更换。并同时签发进场设备安全状态确认表。
7.3.施工负责人应根据标准校定报告对张拉力油压表读数进行校对复核，并同时复核千斤顶顶号和油压表表号与校定报告内容的一致。
7.4.预应力张拉顺序必须符合施工组织设计的详细规定，现场施工员必须按张拉任务单要求进行交底。
7.5.千斤顶支撑必须与构件端部接触密合，位置正直对称。如需增加垫块，应保证其支脚稳妥和受力均匀，以防颠覆伤人。
7.6.安装液压千斤顶时，按预应力筋孔道数量相对应安装工具锚夹具和限位装置，工作长度内预应力筋应顺直。严禁错位紊乱。
7.7.张拉时必须设置明显的警戒标志，非操作人员不得入内。
7.8.张拉时必须严格执行在张拉千斤顶两侧操作的规定，千斤顶后面严禁站人，严禁踩踏预应力筋。两端张拉时应做到同步进行，并必须配备对讲联络工具。
7.9.张拉时发现以下情况，应立即停止张拉，查明原因，采取措施后再张拉。
●断丝、滑丝或碎裂；
●端部混凝土出现裂缝或破碎，锚垫板陷入混凝土；
●张拉过程中张拉力上升，伸长值明显不足。
7.10.孔道灌浆时操作人员必须配备口罩、防护手套和防护眼镜，以防水泥浆喷浆伤人。
8．小结
通过上述一系列技术措施，苏州中润广场裙房工程顺利完成了预应力梁的施工。在保证了安全的前提下降低了工程成本，保证了工程质量，为今后类似工程的施工提供一些参考。
参考文献
[1]预应力混凝土钢绞线GB/T5224
[2]预应力锚具、夹具、和连接器GB/T14370
论文作者:张希,张萧,韩辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/8
标签：预应力论文; 孔道论文; 千斤顶论文; 垫板论文; 钢筋论文; 波纹管论文; 长度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;