大跨度井字梁双向预应力综合施工技术 白顺涛 中铁航空港建设集团北京有限公司 北京 100070 摘要:以民族歌舞团业务楼工程中的观众厅屋面预应力混凝土井字梁为例,阐述大截面、大跨度混凝土梁双向有 黏结和无黏结预应力筋的设计与施工。通过对预应力筋的梁柱节点、张拉端节点、矢高布置、计算伸长值及有黏结预 应力梁的孑L道灌浆量等的合理设计,确保了预应力系统的安全,可为类似工程提供参考。 关键词:大跨度井字梁 有黏结 无黏结 预应力张拉 孔道灌浆 中图分类号:TU756.4 2 文献标志码:B DOI.10.14144/j.cnki.jzsg.2015.09.019 Comprehensive Construction Technology for Long-Span Double-Way Prestressed Grillage Beam BAI shuntao China Railway Airport Construction Group Co.,Ltd.Beijing Branch Beijing 1 00070 1 工程概况 民族歌舞团剧场工程位于北京市海淀区中关村 南大街,工程总建筑面积20 770 m ,本工程观众厅高度为 16.80 m,屋面结构跨度为29.90 m x 27.O0 m,其双向井字梁 尺寸为600(500)mm x 2 000 mm。工程框架梁采用有黏结 预应力技术,主梁、次梁采用无黏结预应力技术。 应力波纹管布设前,提前将波纹管的位置预留出,并在中 部采用定位钢筋、在顶面采用角钢定位的方法,将密集的 非预应力筋撑开,必要时应调整普通钢筋的位置和锚固方 式,为保证预应力筋的矢高,需提前做好预先的布置试排 工作。 3.2预应力筋张拉顺序 由于工程采用井字梁的结构形式,且预应力筋双向 2 方案设计 预应力筋采用 15.20 mm高强度低松弛预应力钢绞 线,抗拉强度标准值 k=:1 860 MPa。锚具采用B&S体系I类 锚具,有黏结预应力筋张拉端为夹片式群锚,采用“凸出 布置,有黏结与无黏结预应力筋的张拉形式也不相同,故 张拉工艺的合理性及张拉顺序的安排将直接影响结构的质 量。本工程预应力筋张拉主要遵循原则为:对称张拉;相 邻梁张拉力差值不大于总拉力的50%;简单曲线先张拉, 复杂曲线后张拉;优先张拉短跨预应力筋。 式张拉端”“凹入式张拉端”“梁后浇带内张拉端”等多种 张拉端方式,无黏结预应力筋张拉端主要采用“内藏式张 拉端”。预应力梁混凝土强度等级为C40,梁端混凝土强度 3.3模板安拆及接缝处理 由于本工程屋面井字梁梁高达2 000 mm,梁底模按设 计要求起拱>1 0.30%,故张拉端模板接缝较多。主要采取措 施为:加强模板支架整体刚度,确保起拱弧线;井字梁交 界处及其与顶板交界处粘贴海绵条;预应力梁张拉前先拆 达到设计强度的100%后方可张拉,孔道灌浆完成后应及时 封堵张拉端。 3 重点、难点分析 本工程观众厅屋面的井字梁分布密集,梁跨度达 29.90 m,双向预应力筋穿插层多,梁端钢筋与柱锚固筋密 集,张拉灌浆操作难度大。 3.1 张拉端梁柱钢筋密集部位施工 因梁端锚固钢筋与柱顶锚固钢筋、箍筋密集交织,此 部位钢筋间距只有50 mm,预应力筋施工困难。本工程预 除梁侧模。梁底模及支撑拆除条件为:有黏结预应力梁须 在灌浆结束后,无黏结预应力梁须在预应力张拉结束后。 3.4灌浆质量保证 本工程要求灌浆用水泥强度≥30 MPa,灌浆料水灰比 控制在0.40~0.45之间。为减少水泥收缩,增加水泥的和易 性,在水泥浆中加入掺量为水泥用量8%的ANG浓缩型灌 浆料,并严格遵循灌浆工艺要求,控制灌浆压力及溢出效 果,以达到灌浆密实要求 】。 作者简介;白顺涛( 980--),男, ̄qCf,工程师。 4 主要施工工艺 4.1预应力筋铺放 -_l暑曩 ,n1 c.0..n.1.1 : ,、…., .,..:^..;i; ;{; 皇 堕垦 ! 里皇 堡全 三苎 4.1.1有黏结预应力筋铺放 1)金属波纹管铺设。金属波纹管西75 mm,壁厚 0.30 mm,波纹管必须接头牢固,纵横向顺直,保证预应 力曲线线形准确。波纹管之间的接头采用大一号的波纹管 进行连接,每根接头管长度为20~30 cm,两端分别全部拧 人波纹管内,然后用胶带将接口密封好。另外,在每个孔 道的固定端处设置出浆管,在每跨曲线波峰部位的波纹管 顶部设置排气兼泌水管,灌浆孔设置在张拉端部。出浆管 和排气管采用弧形压板与波纹管连接固定,并高出梁面 200 mm(图1)。 一蝴垫 2)穿钢绞线。钢绞线采用人工按编号分批次穿人,方 向为由锚固端向张拉端,为保护波纹管的完好,在钢绞线 端部应加导帽。在穿筋施工过程中,为防止预应力筋发生 扭绞,需把预应力筋不断调顺。穿钢绞线前应认真核对编 号,防止穿错而造成返工。预应力筋伸出承压板的长度应 要≥30 cm。 3)锚固张拉端安装。有黏结预应力筋张拉端采用B&S 体系多孑L夹片群锚,在绑扎梁柱钢筋时应预留喇叭口位 置,并按图纸位置将喇叭口固定在钢筋骨架上。 4.1.2无黏结预应力筋铺放 1)安装定位筋。为保证预应力钢筋的矢高准确、曲线 顺滑,根据预应力筋矢高的要求,将定位筋安放就位,并 且点焊在肋梁箍筋上。 2)铺放梁中预应力筋。按图纸要求铺放预应力筋,无 黏结预应力筋在梁截面中水平方向应对称均匀布置,在梁 中铺设时采用集团束或并束铺设,中心必须和矢高保持一 致。张拉端的承压板在张拉端部无法成一排布开时,可上 下均匀整齐散开,但其受力中心必须和预应力矢高一致, 其预留张拉长度应≥30 cm。 3)锚固张拉端安装。无黏结预应力筋张拉端采用B&S 体系单孔夹片群锚,锚固端及张拉端采用绑扎方法固定 (图2)。 穴模护杯套承压板 螺旋筋 (a)张控端 (b)同定端 图2无黏结预应力筋张拉端、固定端做法 皿衄延筑抱工.第37卷.第9期 4.2预应力筋张拉及控制要点 4.2.1预应力筋张拉 根据设计要求的预应力筋张拉控制应力取值,张拉 控制应力系数为0.75,即单束预应力筋的张拉控制力为 195.30 kN,张拉控制应力为1 395 MPa。混凝土达到设计强 度的100%后方可进行预应力筋张拉。 4-2_2张拉工艺流程 1)有黏结预应力梁张拉工艺流程:采用YCWB一150大 型千斤顶对预应力筋进行整体张拉,现场条件不具备时可 采用YCN一23、YCN一25小型千斤顶对预应力筋进行逐束张 拉,为了保证张拉质量,应采用三级张拉的方式,首先按 编号正序将预应力筋张拉至10%设计张拉力,然后按照反 序张拉至60%设计张拉力,最后再按照正序张拉至100%设 计张拉力。 2)无黏结预应力梁张拉工艺流程:无黏结预应力筋采 用YCN一23、YCN一25dx型千斤顶单根张拉。张拉前逐根测 量原始长度,张拉后再次测量总长度,减去原始长度,所 得之差即为实际伸长值,用以校核计算伸长值。 4.2.3预应力筋张拉控制要点 千斤顶、锚具和限位板必须同轴并且相互咬合。张拉 初期密切观察千斤顶和限位板的位置,发现位置错动时应 立即停止张拉,待调整合适后再继续进行张拉作业。 4.2.4预应力筋张拉测量记录 预应力筋全部张拉至10%设计张拉力,量测千斤顶油 缸长度L,张拉应力增大至100%设计张拉力,持荷2 min, 量测千斤顶油缸长度L 。则单端张拉的实际伸长量AL= (L 一L。)÷0.90,两端张拉的实际伸长量AL=(L:一L ) ÷0.90+(L2’也1。)。 4.3预应力孔道灌浆和锚具封堵 4.3.1预应力孔道灌浆 有黏结预应力筋张拉完毕后,孔道应及时灌浆,水泥 浆强度等级为M30,采用强度等级为P.O 42.5水泥配制的水 泥浆,水灰比控制在0.40~0.45,搅拌后3 h泌水率不大于 2%,在水泥浆中加入掺量为水泥用量8%的ANG浓缩型灌 浆料。 每个孔道灌浆应一次完成,待排气孑L流出浓浆后方 可撤除压力并封闭排气孔,排气孔封闭后宜再继续加压 至0.50 MPa。当输浆管长度大于30 m时还应相应提高压力 0.10~0.20 MPa,稍后再封闭灌浆孔口】。 4.3.2锚具封堵 在孔道灌浆后,应将锚具外露的预应力筋多余部分用 机械方法切断。锚固端封锚采用C40: ̄b偿收缩细石混凝土, 其外露预应力筋的保护层厚度为:处于正常环境时,不应 小于20 mm;处于易受腐蚀的环境时,不应小于50 mm。 (下转第1081页)