大跨度混凝土框架梁后張法有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)分析

【摘要】本文結(jié)合某公共建筑工程實(shí)例，介紹了后張法有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。分析了施工重要部位及難點(diǎn)，并對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉材料的準(zhǔn)備、預(yù)應(yīng)力波紋管施工、波紋管穿預(yù)應(yīng)力梁張拉端節(jié)點(diǎn)調(diào)整、預(yù)應(yīng)力張拉端梁柱核心區(qū)混凝土澆筑等關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】混凝土； 預(yù)應(yīng)力；梁柱核心區(qū)；節(jié)點(diǎn)；波紋管

隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的迅速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)日益成熟，當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大時(shí)，為了有效提高結(jié)構(gòu)的剛度，減小大跨度構(gòu)件的變形，在公共建筑大跨度混凝土構(gòu)件框架梁設(shè)計(jì)中一般設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。本文以某公共建筑游泳池結(jié)構(gòu)屋面大跨度梁為例，簡(jiǎn)單介紹通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力框架梁柱核心區(qū)張拉端節(jié)點(diǎn)調(diào)整工藝。既滿足實(shí)際施工方便又解決了梁柱核心區(qū)鋼筋密集，導(dǎo)致波紋管無(wú)法正常穿過(guò)及梁柱核心區(qū)混凝土澆筑下料困難等技術(shù)難題。

1、工程概況

某公共建筑總建筑面積2667m2，其中地上建筑面積485m2，地下建筑面積2182m2，地下3層，空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為框架剪力墻體系，安全等級(jí)為二級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40P6。本建筑功能設(shè)計(jì)為游泳池，空間結(jié)構(gòu)框架梁（標(biāo)高-2.200m）設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，如表1所示。

表1預(yù)應(yīng)力框架梁具體分布

預(yù)應(yīng)力框架梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在D4-01軸為張拉端，在D4-2a軸為固定端，如圖 1 所示。

圖 1 預(yù)應(yīng)力梁示意

2、施工重要部位及難點(diǎn)

本工程游泳池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，由于跨度較大，截面尺寸較大，因此框架梁采用后張法有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，通過(guò)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)施，可解決大跨度梁的承載、撓度及裂縫控制問(wèn)題，滿足使用功能要求。

3、材料準(zhǔn)備

主要材料：①有黏結(jié)鋼絞線1860MPa；?s15.2；②預(yù)應(yīng)力梁張拉端錨具15-7圓形群錨；③固定端錨具15-1P單孔擠壓錨具；④預(yù)應(yīng)力梁金屬波紋管?65，?75圓波紋管。

4、張拉材料組成與檢驗(yàn)

4.1預(yù)應(yīng)力筋

框架梁采用有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其性能符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T5224—2003的規(guī)定，即：公稱直徑15.2mm，抗拉強(qiáng)度≥1860MPa，整根鋼絞線的最大力≥260kN，規(guī)定非比例延伸力≥234kN，最大力總伸長(zhǎng)率≥3.5%，初始負(fù)荷相當(dāng)于公稱最大力的80%，1000h后應(yīng)力松弛率≤4.5%。

4.2錨具系統(tǒng)

有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉端為多孔夾片錨具（即群錨體系），由錨具、帶預(yù)埋板的喇叭口和螺旋筋組成；固定端由擠壓錨具、多個(gè)單孔錨板和螺旋筋組成，如圖2所示。

圖2預(yù)應(yīng)力筋端部構(gòu)造

4.3金屬波紋管

金屬波紋管質(zhì)量應(yīng)滿足《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬波紋管》JG225—2007的有關(guān)規(guī)定，本工程金屬波紋管依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2002第6.2.7條的規(guī)定，金屬波紋管在使用前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，其內(nèi)外表面應(yīng)清潔、無(wú)銹蝕，不應(yīng)有油污、孔洞和不規(guī)則的皺褶，咬口不應(yīng)有開裂或脫扣。由生產(chǎn)廠家提供產(chǎn)品合格證或廠家質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告后，不做進(jìn)場(chǎng)復(fù)試。

5、預(yù)應(yīng)力波紋管施工

1）本工程有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力框架梁采用預(yù)埋金屬波紋管的方法預(yù)留孔道，波紋管采用標(biāo)準(zhǔn)型波紋管，型號(hào)為?75。

2）首先依據(jù)圖紙將金屬波紋管在梁內(nèi)固定端定位，按照?qǐng)D紙中預(yù)應(yīng)力筋定位的要求，將波紋管由固定端起向張拉端鋪放，鋪放過(guò)程中在梁箍筋上標(biāo)出波紋管及鋼絞線豎向位置，將?10或?12定位鋼筋點(diǎn)焊在梁的箍筋上。為保證預(yù)應(yīng)力鋼筋的矢高準(zhǔn)確、曲線順滑，要求梁中每隔1.0～1.5m設(shè)置一個(gè)定位鋼筋。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋與普通鋼筋位置有沖突時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先保證預(yù)應(yīng)力筋位置的準(zhǔn)確；束形圖中預(yù)應(yīng)力筋至模板的距離為預(yù)應(yīng)力束中心至構(gòu)件底或側(cè)面的距離，預(yù)應(yīng)力筋在預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)應(yīng)對(duì)稱布置，如圖3所示。

圖3預(yù)應(yīng)力筋束形示意

3）標(biāo)準(zhǔn)波紋管每根長(zhǎng)6m左右，需要切斷時(shí)應(yīng)采用手鋸或砂輪鋸，斷口不得有飛邊或咬口松脫；接長(zhǎng)時(shí)波紋管的接頭可用大一號(hào)的波紋管套接，套管長(zhǎng)度一般約300mm，套管與波紋管兩個(gè)接縫應(yīng)用塑膠帶裹嚴(yán)扎緊。

6、波紋管穿預(yù)應(yīng)力梁張拉端節(jié)點(diǎn)調(diào)整

1）當(dāng)波紋管穿至梁柱核心區(qū)張拉端時(shí)由于梁柱核心區(qū)鋼筋密集，具體為梁10根?36鋼筋向柱內(nèi)下錨固，柱短邊15根?36鋼筋向梁內(nèi)上錨固，梁柱核心區(qū)截面鋼筋非常密集。

2）按照原設(shè)計(jì)張拉端的節(jié)點(diǎn)在梁柱核心區(qū)柱外側(cè)，如圖4所示。

圖4原設(shè)計(jì)框架梁張拉端節(jié)點(diǎn)

3）在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工過(guò)程中項(xiàng)目技術(shù)人員實(shí)地查看鋼筋排布，波紋管無(wú)法正常穿過(guò)梁柱核心區(qū)密集的鋼筋區(qū)域，技術(shù)人員曾提出將部分柱鋼筋割斷，由于鋼筋排布密集，無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，原設(shè)計(jì)單位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人又禁止割斷任何梁柱核心區(qū)鋼筋，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目技術(shù)人員結(jié)合相關(guān)規(guī)范圖集，提出采用波紋管從柱兩側(cè)剪力墻穿過(guò)，并在梁柱核心區(qū)采用加腋的構(gòu)造措施，使張拉端的受壓應(yīng)力從外墻傳給梁側(cè)腋，具體構(gòu)造如圖5所示。

圖5調(diào)整后的梁柱核心區(qū)波紋管分布

4）經(jīng)過(guò)原設(shè)計(jì)單位及預(yù)應(yīng)力深化設(shè)計(jì)單位對(duì)加腋節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的計(jì)算復(fù)核，滿足結(jié)構(gòu)受力要求，項(xiàng)目部以技術(shù)核定單的形式辦理變更文件并報(bào)設(shè)計(jì)認(rèn)可后方可實(shí)施，加腋構(gòu)造鋼筋設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖6梁加腋鋼筋構(gòu)造措施

5）當(dāng)張拉端按照加腋構(gòu)造將鋼筋綁扎完畢后，用人工將已經(jīng)制作好的鋼絞線單根從固定端一側(cè)穿入金屬波紋管孔道內(nèi)，并通過(guò)加腋區(qū)域用張拉端錨具固定。

7、預(yù)應(yīng)力張拉端梁柱核心區(qū)混凝土澆筑

經(jīng)過(guò)在梁柱區(qū)域加腋構(gòu)造，原梁柱核心區(qū)鋼筋密集的地方導(dǎo)致混凝土澆筑無(wú)法下料，現(xiàn)采用在鋼筋空間縫隙較大的梁側(cè)腋地方下料，使混凝土逐漸流向梁柱核心區(qū)，用振搗棒振搗時(shí)，振搗棒不得長(zhǎng)時(shí)間正對(duì)著波紋管和組裝件進(jìn)行振搗以防損壞波紋管或使端部組件松動(dòng)移位發(fā)生局壓破壞。

8、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用加腋構(gòu)造，解決了施工中波紋管穿梁柱核心區(qū)的施工難題，對(duì)今后遇到同類的工程節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)總結(jié)了較好的施工改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，避免了過(guò)程施工中由于圖紙節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理影響施工進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)

[1]同濟(jì)大學(xué)，中國(guó)建筑科學(xué)研究院.06SG429后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工圖表示方法及構(gòu)造詳圖[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

[2]東南大學(xué)華東預(yù)應(yīng)力技術(shù)聯(lián)合開發(fā)中心，中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所.CECS180：2005建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.

[3]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.GB/T14370—2007預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.