超大截面超大跨度有粘結預應力梁施工技術

1 工程概況

天津萬達中心酒店為鋼筋混凝土框架筒體結構，基礎形式為鉆孔灌注樁+筏板基礎。地下2層，地上主樓22層、裙樓4層，總建筑面積約4.7萬m2。

大宴會廳布置在酒店裙樓的3～4層，平面尺寸為47.8m×29.3m，高度為 13.5m，頂板厚為 150mm，混凝土強度為C35，見圖1。其中頂板縱向主梁有2根，截面尺寸為1 500mm×2 200mm，最大跨度為13m。頂板橫向有粘結預應力主、次梁有18根，截面尺寸為600mm×2 100mm、500mm×2 100mm，跨度達 34.5m；其中 17根500mm×2 100mm梁預應力配筋為 4-10φs15.2mm，1根600mm×2 100mm梁預應力配筋為4-11φs15.2mm。

圖1 酒店大宴會廳剖面

2 施工重點難點

1）酒店大宴會廳高度達13.5m，屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，為高支模架施工，施工安全需重點控制。

2）頂板主次梁截面高度最大2 200mm，最大跨度達34.5m，屬于超大跨度、超大截面的梁板結構施工。

3）梁內設計的非預應力鋼筋較多，預應力筋張拉端鋼筋布置復雜，必須合理安排鋼筋安裝順序，施工難度大。

3 高支模架支撐體系設計

3.1 模板支撐體系設計

1）模板支撐選用φ48×3.0mm碗扣式腳手架支撐系統。

2）支模高度達13.5m，為高支模架施工，經計算復核，模板支撐體系技術參數見表1。

表1 模板支撐體系技術參數

3）酒店大宴會廳支撐體系布置見圖2。

圖2 酒店大宴會廳支撐體系立面布置

3.2 模板支撐體系安裝

按照專項方案彈線定位，放置墊板，按照“先立桿、后橫桿、再斜桿”的順序拼裝，其中首層立桿應采用不同的長度交錯布置，特別注意梁底支撐立桿設計。

1）截面尺寸1 500mm×2 200mm梁底支撐體系。梁底設主承立桿5根，對稱設置，見圖3。

圖3 1 500mm×2 200mm大梁支撐搭設

2）截面尺寸 600mm×2100mm、500mm×2100mm梁底支撐體系。梁底設主承立桿4根，對稱設置，見圖4。粘結預應力梁高寬比均＞2.5，為防止混凝土澆筑時，模板移動或傾翻，增加斜撐固定。

圖4 600 mm×2 100mm、500mm×2 100mm大梁支撐搭設

3.2 模板支撐體系驗收

支撐體系的架體在搭設過程中，隨搭設進度進行過程驗收，搭設至設計高度的1/2、2/3進行分步檢查驗收。驗收重點是立桿下樓層加固措施、架體下部掃地桿、上端封頂桿、水平拉桿連接、縱橫剪刀撐布置、可調U托、立桿接長、扣件擰緊力矩等。

4 梁板結構施工

4.1 梁板鋼筋模板安裝

梁板鋼筋模板安裝順序見圖5。

圖5 鋼筋模板安裝流程

4.2 梁板混凝土澆筑

梁板結構混凝土量共計1 315m3，共計投入2臺HBT80型混凝土地泵，8臺ZLJ5310GJB-F型混凝土攪拌運輸車，為確保支撐系統受力均勻，按照對稱、相向，自中間開始向兩邊澆筑，見圖6。

圖6 梁板混凝土澆筑順序

4.3 模板支撐系統監測

1）監測控制。采用經緯儀、水準儀對支撐體系進行監測，主要監測支撐體系的整體穩定情況，支架水平、垂直方向是否有偏移。

2）監測點設置。監測控制點設置在相鄰樓層（混凝土已澆筑成型）的梁板頂面，埋設φ12mm鋼筋頭，鋼筋頭端頭為圓形。監測點設置在大梁下支撐立桿上，每一監測剖面布置2個監測點，監測點布置在大梁跨中位置。

3）監測頻率。在澆筑混凝土過程中應實時監測，一般監測頻率不宜超過20～30min一次，在混凝土初凝前后及混凝土終凝前，至混凝土7 d齡期應實施實時監測，終凝后的監測頻率為每天一次。

（1）立桿撓度監測預警值為20mm，立桿垂直偏差在35mm以內。

（2）監測數據超過預警值時必須立即停止澆筑混凝土，疏散人員，并及時進行加固處理。

4）監測措施。混凝土澆筑過程中，派專人檢查支架和支撐情況，發現下沉、松動、變形和水平位移情況的應及時解決。

5 有粘結預應力筋施工

大宴會廳預應力框架梁采用有粘結預應力，基本線形為C4,500 mm×2 100 mm梁預應力配筋為2-10 φs15.2 mm[上排]；2-10φs15.2 mm[下排]。600 mm×2 100mm梁預應力配筋為2-11φs15.2mm[上排]；2-11 φs15.2mm[下排]。

預應力筋極限強度標準值1 860MPa低松弛預應力鋼絞線，預應力錨具一律采用Ⅰ類錨具,張拉端采用夾片式錨具,固定端采用擠壓錨具。張拉控制應力0.75fptk=1 860×0.75=1 395（MPa），采用雙控法，即張拉力控制（油表壓力）為主,伸長值校核,實際伸長值與理論伸長計算值之間的誤差應在-6%～6%范圍內。

設計要求梁混凝土強度達到設計強度90%且100 mm厚細石混凝土防水保護層施工完，方可張拉；預應力梁張拉之前,不得拆除梁底模板及支撐。

5.1 預應力筋安裝

5.1.1 安裝順序

框架梁底模安裝→原位綁扎普通鋼筋→鋪放波紋管，穿預應力鋼絞線→安裝框架梁內拉結筋→預應力鋼絞線張拉端安裝。

5.1.2 注意事項

1）預應力鋼絞線鋪設前，在梁的普通鋼筋上，進行預應力鋼絞線束型矢高放線及φ12mm鋼筋托架焊接固定。

2）預應力波紋管接頭長度為300mm，每邊旋入150 mm，采用膠帶密封。

3）預應力張拉端主要分布在梁端部，將張拉端的螺旋筋和承壓板，與板筋或梁筋焊接固定，如空間不足可將普通鋼筋適當挪動位置，見圖7-圖10。

圖7 預應力筋張拉端平面布置

圖8 主梁水平加腋張拉端節點

圖9 次梁無加腋處張拉端節點

圖10 有粘結預應力固定端

5.2 預應力筋張拉

5.2.1 張拉準備

1）核查混凝土同條件養護試塊達到設計強度90%。

2）邊梁側模及柱側模拆除完成。

3）屋面細石混凝土保護層施工完成。

4）張拉操作平臺搭設完成。

5）整個結構施工質量檢查完成。

6）清理檢查張拉穴口施工尺寸偏差，特別是檢查承壓板與孔道的垂直度。

7）張拉設備標定完成。

8）錨具安裝完成，做到千斤頂、錨具、孔道三對中。

5.2.2 預應力筋張拉

1）預應力筋張拉順序。本著先澆筑先張拉原則，對于同一構件本著對稱張拉的原則。

設計張拉控制應力σcon=0.75fptk=1 860×0.75=1395（MPa），張拉順序為 0→0.1σcon→1.0σcon。

2）每束預應力鋼絞線張拉施工順序。清理承壓板、鋼絞線→穿錨環、安放夾片→安放千斤頂→安裝工具錨→張拉至初應力→量測千斤頂在初應力下的缸長L1→張拉至控制應力→量側千斤頂在控制應力下的缸長L2→校核張拉伸長值→千斤頂回程→卸千斤頂。

5.3 孔道灌漿及封錨

5.3.1 孔道灌漿

1）預應力鋼絞線張拉完成后，靜停12 h觀察，如未發現問題盡快進行灌漿，以防預應力鋼絞線銹蝕或松弛。

2）灌漿在板面進行，以利于設備的移動；灌漿采用柱塞式電動灌漿泵，灌漿壓力為0.5～0.6MPa。

3）灌漿用水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥中摻加適量減水劑和UEA微膨脹劑，要求水灰比0.4～0.42。

4）為保證孔道灌漿密實，對一條孔道必須在一個灌漿孔一次性灌滿，灌漿強度達到15MPa時方可拆除底模。

5.3.2 張拉口封錨

灌漿完成后，采用手提砂輪切割鋼絞線，露出錨具外的鋼絞線，長度不宜小于預應力鋼絞線直徑的1.5倍且≮30mm，清理穴口，采用微膨脹細石混凝土封堵并振搗密實。

6 支撐系統拆除

6.1 拆除準備

現澆預應力梁張拉完成，灌漿強度達到15 MPa。

6.2 拆除方案

1）梁板支撐體系拆除時按照“先中間、后兩側”方案進行，做到對稱均勻拆除，盡量保持預應力主次梁均衡受力。

2）拆除底模及支撐前，選擇4根預應力主梁、4根預應力次梁，在跨中共設置8個觀測點，觀測拆除后變形情況。由于預應力張拉后起拱影響，預應力主梁最大下沉量為2mm，預應力次梁最大下沉量5mm。

7 結語

酒店大宴會廳頂梁板混凝土外觀效果較好，未發現裂縫現象。

[1]胡 勁.大跨度高截面有粘結預應力梁施工質量控制措施探討[J].中外建筑，2009，（2）：127-129.

[2]林添忠.大跨度后張法有粘結預應力梁施工探討[J].建材發展導向（下），2010，8（4）：281-283.

[3]袁雪霞，金偉良，魯 征，等.扣件式鋼管支模架穩定承載能力研究[J].土木工程學報，2006，（5）：47-54.