大跨度預應力結(jié)構(gòu)中的復雜張拉端施工技術

中鐵航空港建設集團北京有限公司 北京 100070

1 工程概況

三亞美麗之冠大酒店項目張拉端部位的結(jié)構(gòu)形式多樣，有黏結(jié)預應力梁張拉端節(jié)點體積較大，處理不好會對預應力施工有很大影響，無黏結(jié)預應力在結(jié)構(gòu)服役期中主要靠張拉端處的錨夾具為結(jié)構(gòu)施加預應力，無黏結(jié)張拉端處理的好壞直接影響預應力結(jié)構(gòu)的耐久性。

針對本工程的復雜張拉端節(jié)點環(huán)境設計了一些特殊的張拉端形式，有黏結(jié)預應力張拉端除了 “后澆帶內(nèi)張拉的張拉端”“凸出式張拉端” 和“梁側(cè)凸出式張拉端”等一般做法，還設計了“梁側(cè)臺座張拉端” 和 ”附加連續(xù)梁式張拉端”的張拉端方式；無黏結(jié)預應力張拉端采用“凹入式張拉端”“凸出式張拉端”和“出板面分散式張拉”做法[1-4]。

2 各張拉端的預留

2.1 在后澆帶內(nèi)張拉的張拉端做法

本工程七星大堂地下1層空心板采用無黏結(jié)現(xiàn)澆預應力混凝土空心樓蓋體系。空心板為圓形，空心板內(nèi)梁及鄰跨多為連續(xù)梁且為預應力梁，空心板的外環(huán)梁為非預應力梁，預應力張拉端設置在空心板的外環(huán)梁中。預應力筋設置在梁體內(nèi)，此類預應力梁需要在梁內(nèi)預留張拉后澆洞，張拉灌漿結(jié)束后澆筑后澆洞。后澆洞與梁同高寬，長度為1.5 m。后澆洞內(nèi)箍筋亦為開口箍筋，或者在張拉后放置箍筋。具體做法和尺寸如圖1所示。

圖1 后澆帶內(nèi)張拉的張拉端做法示意

2.2 凸出式張拉端做法

邊跨預應力梁多采用凸出式張拉端做法，張拉端設置在邊梁側(cè)，此類預應力梁易于以后的張拉及灌漿施工，且不削弱原有邊梁或柱的強度。在澆筑混凝土前，在被封堵錨具的四周設置錨固筋，錨固筋采用C12鋼筋埋入混凝土結(jié)構(gòu)（柱或梁）中200 mm，封堵混凝土外露結(jié)構(gòu)表面200 mm，具體做法和尺寸如圖2所示。

圖2 凸出式張拉端做法示意

2.3 凹入式張拉端做法

邊跨預應力梁也有采用凹入式張拉端做法，張拉端設置在邊梁側(cè)，此種張拉端做法，錨具不外露出結(jié)構(gòu)面，但對原有邊梁或柱的強度有一定的削弱作用，故設計時應考慮預應力對其的削弱影響，適當加強削弱截面的配筋和截面。具體做法如圖3所示。

圖3 凹入式張拉端做法示意

2.4 梁側(cè)臺座張拉端做法

本工程地下1層預應力梁鄰跨多為連續(xù)梁，除了“在后澆帶內(nèi)張拉的張拉端”做法解決預應力張拉端問題，還采用“梁側(cè)臺座張拉端”做法。

梁側(cè)臺座張拉端做法可以避免預留梁上后澆帶而帶來的對梁進行二次澆筑的問題。預應力筋設置在梁兩側(cè)的加腋區(qū)，梁兩側(cè)水平分別加寬 350 mm，高800 mm，形成一個張拉臺座，張拉臺座的梁頂標高與加腋梁平齊。具體做法如圖4所示。

圖4 梁側(cè)凸出式張拉端做法示意

2.5 附加連續(xù)梁式張拉端做法

本工程地下2層27 m跨預應力梁上部有1 m覆土荷載，而鄰跨為正常荷載且跨度很小，預應力梁截面遠遠大于鄰跨梁截面，其受力形成不了連續(xù)梁的受力效應。為了解決此問題，設置附加連續(xù)梁，讓支座承擔一部分負彎矩，以減輕大跨度與預應力的跨中彎矩。附加連續(xù)梁根據(jù)鄰跨的具體情況分別有2 種，一種增加4 m，第2種增加1.5 m。具體做法如圖5所示。

圖5 附加連續(xù)梁式張拉端做法立面示意

2.6 無黏結(jié)出板面分散式張拉

本工程地下2層及地下1層電影院，以及咖啡廳為27 m×27 m大空間結(jié)構(gòu)，大跨度部位采用預應力井字梁，與井字梁相連的鄰跨為非預應力梁。無黏結(jié)預應力張拉端設置在鄰跨非預應力梁中，根據(jù)每根無黏結(jié)預應力筋均有獨立的張拉端這一特性，張拉端可以設置在鄰跨梁頂，分散對預應力筋進行張拉錨固，同時也避免了預留梁上后澆帶而帶來的對梁進行二次澆筑的問題。做法如圖6所示。

圖6 無黏結(jié)板上張拉端做法示意

3 張拉端的封堵

3.1 鋼筋綁扎

預應力張拉端除設置在非預應力梁內(nèi)或凹入式張拉端外，均需甩出鋼筋以便張拉后對張拉端進行封堵，一般錨固筋為C12鋼筋，鋼筋埋入混凝土結(jié)構(gòu)（柱或梁）內(nèi)200 mm，封堵混凝土外露結(jié)構(gòu)表面200 mm。

預應力梁張拉完畢后，需對張拉端進行封堵，張拉端封堵的好壞直接影響預應力結(jié)構(gòu)的耐久性，封堵前需對多出的預應力筋進行切割，再在甩出的C12錨固筋上綁扎A8雙層鋼筋網(wǎng)片，如圖7所示。

圖7 鋼筋平面布置示意

3.2 模板支設

模板采用厚18 mm多層板，底部用5 mm×10 mm木方支撐，模板四周用木方加頂托加固，斜撐的固定端采用鋼釘加模板條的方式，如圖8所示。

圖8 模板加固剖面示意

3.3 混凝土澆筑

張拉端的混凝土采用強度等級C45（高于預應力梁一個強度等級）、抗?jié)B等級P8的微膨脹混凝土，澆筑時用錘子敲打四周以確保澆筑密實。澆筑完畢后，12 h以內(nèi)進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不得小于14 d，且混凝土的強度應達到75%以上的設計強度。

4 質(zhì)量控制要點

1）混凝土澆筑時，張拉端處振搗棒盡量不接觸錨具，盡量減少振搗棒對張拉端位置的影響。

2）預應力筋張拉端處所用錨具、夾具和連接器在安裝前必須清洗干凈。凡按設計規(guī)定要求在錨固零件上涂抹改善錨固性能的物質(zhì)，應在安裝時涂抹。

3）為保證安裝時錨具和連接器與孔道對中，張拉端必須按設計圖紙的要求，設置整塊墊板或單孔排列的鋼墊板，焊接在支架筋上，單孔組合排列的鋼墊板形心必須與預應力束曲線的中心重合。

4）預應力需待混凝土強度達到設計強度的100%后方可張拉，張拉前不得拆除底部受力支撐。

5）有黏結(jié)預應力張拉錨固后應及時注漿，一般應在48 h內(nèi)完成，如情況特殊不能及時注漿，應采取保護措施，保證錨固裝置及鋼絞線不被腐蝕，以防滑絲，注漿后3 d內(nèi)不得切割鋼絞線和碰撞錨具。

6）切割多余鋼絞線時，必須在距錨具75 mm以外的位置使用切割器，并對錨具采取保護措施，使錨具附件的溫度不超過150 ℃，以防止夾片受熱退火而滑絲；在切割過程中還應該特別注意避免使氧炔焰及切割時產(chǎn)生的濺射物質(zhì)觸及錨具。

5 結(jié)語

在本工程大跨度預應力施工中，針對不同梁端構(gòu)造特點，采取了多種形式的張拉方法，有效地解決了不同跨度預應力梁張拉的質(zhì)量控制。預應力作為現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)的一種新技術，有效地降低了梁高，減小撓度和裂縫，提高了梁的整體剛度，增強梁的抗裂水平，預應力張拉端的牢固與否直接關系到結(jié)構(gòu)的安全性[5]。