預應力薄腹梁施工工藝淺析

趙銀強

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

0 前言

當前我國預應力混凝土技術一直在大量應用和推廣，而跨度12m至18m的屋面承重梁主要采用預應力薄腹梁。此種構件可現場制作，避免長途搬運，有一定的推廣價值。

1 特點

預應力薄腹梁主要采用后張法。本文以工程實踐經驗為基礎。采用本工藝，可提高施工效率，保證工程質量，降低工程造價。工藝原理為在混凝土構件中預留孔道，混凝土達到設計強度后，在孔道內穿預應鋼筋，對預應力筋施加預應力，同時混凝土受壓,張拉完畢后鋼筋兩端用工作錨錨固,然后用壓漿泵在孔道內灌水泥漿。

2 適用范圍

本工藝適用于張拉預應力屋面梁、吊車梁、公路鐵路橋梁等構件。

3 施工工藝要點

3.1 胎膜砌筑

梁宜平臥疊層制作，砌模時按施工組織設計構件現場布置圖實施。底模用磚加泥巴砌筑后表面用1:3水泥砂漿抹面，鐵抹子壓光，待水泥砂漿干后即可涂刷隔離劑。抹面沙漿達到設計強度50%后方可澆筑混凝土。

3.2 安裝鋼筋骨架、支模

按構件設計圖及預制構件平面布置圖安裝鋼筋骨架，后支模。支模時應按圖紙要求預埋鐵件及預留孔。

3.3 預應力孔道預留

孔道成型質量對預應力損失的影響較大，應嚴格把關?？椎牢恢闷畈淮笥?mm。孔道成型采用鋼管抽芯法，其要求如下:

1）鋼管表面需光滑平直，無銹蝕，局部無凹陷和疤痕等突起物。預埋前除銹刷油，其長度不宜超過15 m，兩端應伸出構件500 mm左右，并設兩個互相垂直的16圓孔。

2）15 m以上的構件采用鋼管對接，接頭需平整,管端的連接處用300 mm長鐵皮管套上,鐵皮套管內表面與鋼管外表面緊密接合。

3）鋼管用支架支起，支架綁在鋼筋骨架上，間距不大于1 m。

4）灌漿孔距不大于6 m，其大小形狀與灌漿嘴相吻合，排氣孔留在梁的兩端。

3.4 混凝土澆筑

混凝土先澆筑受壓區（上弦和腹部），然后澆筑預留孔道區段（下段），孔道區段澆筑由中間向兩端進行?；炷恋氖恿讲坏么笥?0mm，表面用鐵抹子壓光?；炷吝_到設計強度的30%時，方可拆模和澆筑上層混凝土。

3.5 鋼管抽芯規定如下

1）澆筑混凝土后用直徑14 mm的短鋼筋插入鋼管端部孔中轉動鋼管，以后每隔10～15 min轉動一次。鋼管轉動時宜向一個方向進行，不能左右轉動。如為兩根鋼管需反向轉動。

2）抽管時間按實際經驗確定，一般在混凝土終凝前，用指頭按壓混凝土表面不出現凹痕時，即可進行抽管。

3）抽管順序宜先上后下。抽管可用人工或卷揚機。抽拔時速度應均勻，邊抽邊轉，使管子處于平穩狀態，抽引方向與孔道保持在一直線上。抽管后必須將孔道清理干凈。

4）如有個別塌孔，須立即修補。先將塌孔處混凝土撥開清理干凈，然后卷一同直徑的鐵皮圓筒放入塌孔處，用高標號混凝土澆筑密實，并遮蓋澆水養護。

3.6 預應力筋制作

1）錨固方案:采用碳素鋼絲作預應力筋，標準Ryb=1 600 MPa，設計強度 R/y=1 280 MPa，彈性模量Eg=2×105MPa，張拉端采用鋼質錐形錨具，固定端用鐓頭錨具的DM5B錨板。

2）預應力筋的下料長度:根據構件長度、錨夾具厚度、千斤頂長度、鐓頭的預留量、實驗確定的張拉伸長值、彈性回縮值及張拉設備等數據，綜合計算并核實無誤后進行。

3）預應力鋼絲的編束:鋼絲按伸長率相近編在一起，先將一頭在檔板上對齊，離端頭200mm和每隔1～2m用梳子板和20#鐵絲將鋼絲編成排，然后隔2m放一只短鋼管作襯件,最后將鋼筋圍成圓束，以保證鋼絲排列整齊。

3.7 碳素鋼絲的張拉

1）對構件的混凝土強度、孔道、穿筋、錨具及張拉設備的安裝等全面檢查?；炷翉姸冗_到100%設計標號時，方可張拉。

2）為減少預應力筋的松弛損失，張拉程序0→1.03σk，張拉端和固定端交替代布置在構件兩端，同時對稱張拉。

3）直線預應力筋作用線與孔道中心線重合。

4）重疊生產的構件張拉應從上至下進行，并逐層適量超張拉力，但底層張拉力不宜比頂層張拉力大5%。

6）張拉完畢放松時應緩慢放松，以免油表、千斤頂受損，同時應作好標記，第二天實測預應力鋼絲內縮量大于規定值及內縮根數超出設計及規范規定，應改善工藝或更換錨具重新張拉進行彌補。

7）施工中如張拉值超過容許差值,應暫停張拉，查明原因并采取措施調整后，方可繼續張拉。

8）預應力鋼絲錨固后,外露長度不小于15mm，余長用砂輪切割機切割，不得采用氧化乙炔及使用電弧切割。長期外露的錨具要采取防銹措施。

9）用千斤頂張拉時，將張拉力換算成油表讀數（張拉前油泵、千斤頂應在試驗機上進行頂、壓試驗,確定油表讀數）作為張拉力控制的依據，并同時填寫預應力張拉記錄。

10）張拉注意事項

①錨具安裝到位后，應及時張拉，以防因銹蝕而產生滑絲、斷絲現象。應正確計算理論伸長值，注意在施工過程中正確測量實際伸長值；

②張拉時應認真做到孔道、錨環與千斤頂三對中，以便張拉工作順利進行，并不致增加孔道摩阻損失；

準確稱取絞碎的樣品4 g和2-辛醇（最終在樣品中的質量分數為0.206 μg/g）置于10 mL聚四氟乙烯墊密封的螺口樣品瓶中，將75 μm CAR/PDMS固相微萃取針暴露在樣品瓶中，60 ℃水浴40 min，將萃取頭插入GC-MS氣相色譜進樣口，250 ℃解析2 min，取出萃取頭，進行氣相色譜質譜分析。

③采作錐錨式千斤頂張拉鋼絲束時，先使千斤頂張拉缸進油，至壓力表略有起動時暫停，檢查每根鋼絲的松緊并進行調整，然后再打緊楔塊；

④鋼絲束鐓頭錨固體系在張拉過程中應隨時擰上螺母，注意安全；錨固時如遇鋼絲束偏長或偏短，應增加螺母或用連接器解決；

⑤多根鋼絞線束夾片錨固體系如遇到個別鋼絞線滑移，可更換夾片，用小型千斤頂單根張拉；

⑥多根鋼絲同時張拉時，構件截面中斷絲和滑脫鋼絲的數量不得大于鋼絲總數的3%,一束鋼絲只允許一根；

⑦每根構件張拉完畢后，應檢查端部和其他部位是否有裂縫，并填寫張拉記錄表；

⑧兩端同時張拉時應保持兩邊加載同步。

3.8 孔道灌漿

1）預應力鋼絲張拉后，應及時在孔道灌注純水泥漿。

2）灰漿強度不低于20 MPa，不能摻入對預應力筋有腐蝕作用的外加劑，可摻入不大于水泥重量0.03%的鋁粉增加灌漿的密實性。

3）水泥漿必須通過濾網，置于儲漿斗內，并不斷攪拌。

4）因水泥漿游離水分較多及灌漿壓力下的離析，可不用水沖洗孔道。

5）灌漿順序應先下后上，避免上層孔道漏漿把下層孔道堵住，待排氣孔冒出濃漿后，即堵死排氣孔,再繼續加壓 0.5～0.6 MPa，1～2min 后即可堵塞灌漿孔。

3.9 起吊、清底模

1）孔道內水泥漿強度達到15 MPa時方可移動構件。

2）屋面梁由平臥狀態扶直、平移時須采用滑輪裝置，并保證各點受力均勻。先將梁與胎膜分離，然后平移起吊，勿使受扭或歪曲，不得急牽沖擊起吊。

4 質量標準

執行GB50204《混凝土結構工程施工及驗收規范》;GBJ301-88《建筑安裝工程質量檢驗評定標準》。

5 安全措施

1）構件張拉時兩端不準站人,并應有防護措施。非工作人員禁止進入張拉區。

2）油泵操作人員要戴防護眼鏡，防止油管油表連接處破裂噴油傷眼，油泵開動過程中不得擅離崗位。

3）灌漿人員必須戴好防護鏡及其它保護用具，以免泥漿噴射傷人。

4）油泵與千斤頂之間所有連接點要完好無損，油表接頭處要用紗布包扎，防止漏油噴射。

6 效益分析

本工藝的成功實施,降低了薄腹梁制造成本，保證了質量和工期，在激烈的市場競爭中，贏得了建筑單位和設計單位信賴，取得了良好的社會效益和經濟效益。