工業廠房30m跨后張法預應力混凝土折線型屋架施工技術研討

【摘要】結合工程實例介紹采用后張法現場制作30m預應力鋼筋混凝土屋架的施工技術。

【關鍵詞】30m跨；后張法；預應力；折線形屋架

一、工程概況

某鉚焊車間：平面尺寸為162.58m×129.75m，建筑高度19.7m，為五連跨鋼筋混凝土排架結構，采用30m跨后張法有粘結預應力折線型屋架，屋架混凝土強度等級為C55，其下弦截面為240mm×220mm，預應力筋采用1X7-15.20-1860-GB/T 5224-2003高強鋼絞線，屋架共計116榀。

二、屋架制作工藝流程

基地夯實→放大樣→砌筑地胎膜、制作預制腹桿→安裝鋼筋骨架、預埋鐵件→穿波紋管及鋼絞線→安放預制腹桿、安裝模板→澆筑混凝土（留混凝土標養及同條件養護試塊）→養護、拆模→清理孔道→安裝錨具及張拉設備（張拉設備標定，壓混凝土標養及同條件養護試塊）→張拉鋼絞線→孔道灌漿（制作水泥漿標養及同條件養護試塊）→封錨具→驗收→屋架平臥扶直（壓水泥漿試塊）。

三、屋架制作工藝要點

1．磚胎模制作。采用CAD繪出屋架詳圖，標明節點部位的詳細尺寸，根據預制構件布置圖的要求在現場放出大樣圖，其底模可采用素土夯實鋪磚，水泥砂漿抹面、找平，表面要求平整光滑，幾何尺寸符合設計要求。

2．鋼筋綁扎、預埋件安裝。胎模達到足夠強度后，均勻滿涂隔離劑，或滿鋪一層厚塑料薄膜類。按04G415設計圖集和施工規范的要求綁扎鋼筋，施工時應對節點鋼筋進行放樣，并在底模上劃線標識，對鋼筋逐根編號，按序穿插、按號綁扎，保證預留孔道能順暢通過節點。預埋件位置一定要準確。其制作時可在其重心位置處鉆孔，安裝時用自攻螺絲將預埋鐵件固定于側模上；或用扎絲將預埋件和鋼筋骨架綁扎牢固。嚴禁用電焊與主筋固定。

3．預留孔道、穿束。屋架下弦鋼絞線預留直線孔道。本工程采用預埋Φ55金屬波紋管成孔。凡接頭部位處均加Φ60同型波紋套管，長度L=200mm～300mm，接頭處波紋管應居中碰口，兩端用密封膠帶封嚴。預埋波紋管與屋架下弦同時按1‰起拱，即30mm。波紋管可在鋼筋綁扎中先行穿入，用井字型鋼筋定位架固定，定位架的最大中距≯0.8m，要求波紋管安裝牢固、位置準確。穿束：鋼絞線設計長度為31m，用砂輪切割機切割下料，其下料誤差控制在-50mm～+100mm以內。本工程采用先穿束法，將束與管組裝后先行放入。并保證鋼絞線平行順直，不發生交叉扭。

4．側模安裝。采用竹膠模板、方木龍骨制作定型模板，用Φ48鋼管、3形扣件、Φ12螺栓組成模板支撐體系。模板安裝前，要均勻涂刷脫模劑，模板角位要順滑，不規則模板要進行倒角處理，保證模板拼裝尺寸準確、接縫嚴密。模板下部應緊貼于胎膜上，上部鎖口應定位準確，確保側模直立牢固。按設計要求在屋架兩端及跨中留置灌漿孔或排氣孔，其孔距不宜大于12m，灌漿孔直徑≮25mm。

5．混凝土的澆筑。澆筑前應檢查鋼筋、模板、鐵件、孔道質量，驗收合格后方可澆筑混凝土。屋架C55混凝土采用“雙摻”技術，選用粒徑5mm～20mm顆粒級配良好的粗骨料，準確測試砂中含石量等，合理調整施工配合比，準確計量，適當延長攪拌時間，嚴格控制混凝土的坍落度，確保混凝土的施工質量。宜采用由下弦中間節點開始向上弦中間節點會合的對稱澆搗方法，屋架應一次澆筑完畢，不允許留施工縫。屋架混凝土應振搗密實，鋼筋密集處混凝土可用帶刀片的振動器仔細振實，避免欠振或過振，禁止振搗棒直接振動波紋管。混凝土表面宜采用二次抹面工藝，控制混凝土面層裂縫的產生。當下層屋架混凝土強度達到C20后，再制作上一層屋架，迭層不應超過4層，層間均設隔離層。

6．清理孔道。在混凝土澆筑完畢，凝固前后，可用人工或機械來回緩緩抽拔鋼絞線數次，預防漏漿造成鋼絞線與波紋管粘連堵塞。若堵塞，可用通孔器或高壓水及時清理孔道，確保孔道及灌漿孔暢通。

7．養護。在屋架混凝土澆注完成后12h內加以覆蓋并保濕養護（夏季炎熱天氣，可適當提前養護），養護時間不得少于14d。澆水次數應能保持混凝土處于濕潤狀態。

8．預應力張拉、錨固。當屋架混凝土達到100%設計強度等級時，方可張拉預應力筋。本工程屋架為平臥迭層生產，采用先上層后下層逐層進行張拉。張拉設備：采用YCQ1000型千斤頂、高壓油泵配精度1.5級60Mpa壓力表。張拉設備應配套標定，配套使用，其標定期限不應超過半年。每榀屋架可采用一端張拉方式，屋架下弦均為兩束鋼絞線，用兩臺千斤頂分置于屋架兩端，對稱同步張拉，一次完成；也可采用兩端同步張拉的超張拉程序。根據采用隔離劑類別和屋架層數逐層增加張拉控制應力，最上一榀屋架應力應從零開始張拉至1.03σcon（σcon為預應力筋張拉控制應力），最下一榀宜超張拉至1.05σcon。底層的張拉力與頂層的的比值不宜大于5%。按1.03σcon計算的屋架張拉力詳見表1：

表1下弦預應力筋張拉力（KN）

分級加載的張拉錨固程序：0→初應力（15%σcon）→二倍初應力（30%σcon）→終應力（1.03～1.05σcon）（持荷2min）→錨固。

預應力筋張拉采用控制應力和應變雙控措施，并計算分級張拉的理論伸長值。分級加荷時，應分別量取實際伸長值，與理論伸長值比較，符合后繼續加壓到終應力為止，然后停止進油，并量出張拉端鋼絞線的總伸長值，看是否在理論計算伸長值范圍內，若是，則持荷2min，壓力表讀數不低于相對應的σcon讀數值時，即可進行頂錨。如果實際張拉伸長值超出理論伸長值±6%，則應暫停張拉，查明原因，采取措施后繼續張拉。張拉過程中應設專人負責測量、記錄、校驗，并與理論伸長值隨時進行比較，校核認可后，方可卸下千斤頂。屋架YWJ30-1型采用YM15-3型錨具、YWJ30-2型采用YM15-4型錨具。

9．孔道灌漿：宜在預應力鋼筋張拉后立即進行。水泥漿的抗壓強度不應低于30N/mm2。本工程實際采用P·O52.5水泥，摻適量的減水劑及微膨脹劑，水灰比為0.35～0.38。灌漿應自下而上緩慢進行，排氣應通順。每榀屋架的全部孔道應一次灌漿完成，不得中斷。灌漿壓力先小后大，逐步加大并穩定在0.4Mpa～0.5Mpa。當構件兩端的排氣孔冒出濃漿時，將其逐一堵塞，后持續加壓至0.5Mpa～0.7Mpa，穩壓1min～2min，稍后用木塞堵住封閉灌漿孔。孔道內水泥漿應飽滿、密實。

10．端頭封閉。灌完漿次日，即可用砂輪鋸或切斷機切斷外留多余預應力筋，不得采用電弧切割。預應力筋張拉錨固后的外露長度不應小于其直徑的1.5倍，且不宜小于30mm。端部錨具應用C40細石混凝土封閉。屋架平臥扶直及吊裝宜采用六點起吊，屋架扶直要緩慢平穩，防止猛起，使構件受振動。

30m跨后張法有粘結預應力混凝土折線型屋架，經我項目部技術攻關、強化施工過程控制，其各項質量技術指標均達到設計和現行國家規范標準要求，結構安全可靠。