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）
