大跨度梁施工方法的改進

□文/曾天祥

大跨度梁施工方法的改進

□文/曾天祥

結合工程中使用后張法預應力梁替換鋼骨梁的施工實踐，總結后張法預應力梁的施工工藝以及工藝替換的好處。

大跨度梁；鋼骨梁；后張法；預應力梁

隨著建筑技術的不斷發展，建筑物對空間的要求越來越高，大跨度梁板的應用對建筑結構提出了更高要求，鋼骨梁與預應力梁的使用，既減少了結構構件的尺寸，提高了結構構件的剛度及承載力，也大大提高了建筑物的使用空間。由于鋼骨混凝土結構的鋼骨架構件尺寸相對較大，結構重量也較大，在施工過程中，鋼骨架構件的吊裝與焊接都存在一定的難度，對施工安全要求較高且不利于施工的進度，相比較而言，預應力梁的施工則存在較大優勢。

1　工程概況

紅星國際廣場5#地塊工程位于天津市河東區最為繁華的商業中心區。由1棟20層寫字樓、3層配套商業樓和6層商業中心及地下室組成。其中，大跨度梁主要分布在商業中心地上部分的2～6層。商業中心首層層高為6.0m，2～6層層高均為5.4m。

2　大跨度梁施工概況

每層有34條大跨度梁。其中最短的梁跨度為17 m，最大的梁跨度為25.5 m，所有大跨度梁的設計尺寸均為500mm×1500mm或500mm×1200mm，見圖1。

圖1　商業樓2～6層結構中大跨度梁的分布（紅色部分）

根據原圖紙設計，這些大跨度梁均為鋼骨梁，梁內鋼骨材料采用Q345級H型鋼進行焊接，見圖2。

圖2　鋼骨梁截面鋼骨及配筋

3　大跨度鋼骨梁施工難點

1）鋼骨梁為焊接H型鋼，規格分別為1200mm×300mm和900mm×300mm。市場沒有現成的規格，需用鋼板原材進行組拼而成。

2）鋼骨構件尺寸較大且為剛性構件，若在施工現場進行堆放則需占用很大空間，而工程處于天津市河東區繁華地段，場內空間有限，無法進行大量的鋼骨材料堆放，對材料的進場控制要求較高。

3）根據首層施工圖紙，勁性鋼梁每延米最輕質量0.21 t，最小長度為17 m（跨）+4 m（兩端延展長度），即最輕的單根鋼梁質量為4.4t。

現有的垂直運輸設備（塔吊）主要是TC5610、TC5510、TC6010，這三種類型的塔吊在塔尖吊重均為1 t，而塔吊能起吊鋼梁構件的位置均在塔尖10 m以內，所以垂直運輸設備無法滿足整根吊裝鋼梁的需要，必須對每根鋼骨梁進行分段吊裝。若考慮分段吊裝現場焊接，最短的單根鋼梁需分成5段吊裝，由于每一段鋼骨構件的安裝都需要塔吊對其進行較長時間的起吊，占用大部分塔吊運輸時間，影響其他材料的運輸，不利于整體施工進度。

4）鋼骨梁施工對安全要求較高。一方面，由于構件尺寸、質量較大，在吊裝過程中，需考慮支模架體對其承重，加大整體支架的承重性能且大部分大跨度梁均位于大空洞附近，這對支模架的臨邊承重和臨邊防護則要求更高；另一方面，鋼骨構件吊裝過程中，需要進行大量的焊接工作，根據施工計劃，鋼骨梁施工正處于冬季施工階段，天氣寒冷干燥，不僅加大了焊接施工的難度，還會帶來很大的安全隱患。

總而言之，鋼骨梁的施工，不僅對工程的質量與安全要求較高，還不利于工程的總體施工進度。綜合考慮將所有鋼骨梁替換為后張法預應力梁。

4　預應力施工技術

4.1工藝流程

預應力施工工藝流程見圖3。

圖3　預應力梁施工工藝流程

4.2預應力筋的布設

有粘結預應力筋采用后張法施工。梁內預應力筋曲線按自然二次拋物線布置，見圖4。主要控制最高點、最低點和反彎點，反彎點的位置為0.15L(L為梁長)。

圖4　預應力筋分布曲線

4.3預應力筋的錨固端、張拉端設置

有粘結預應力梁張拉端采用多孔錨具，節點構造見圖5。

圖5　有粘結梁張拉端構造

4.4預應力筋的安裝

4.4.1波紋管的留設

波紋管安裝中特別注意預應力筋曲線的最高點、最低點及反彎點等位置標高的準確性。先安放框架梁鋼筋保護層后，方能開始固定波紋管。波紋管之間可用大一號的波紋管連接，連接管長為300mm，兩端應對稱均勻旋入并應用膠帶紙封裹接縫。安裝過程中必須采取有效的封裹措施，切實保證錨墊板處不致漏漿。較長的預應力梁在波紋管每波波峰處安裝泌水(灌漿)孔，見圖6。

圖6　泌水(灌漿)孔的留置做法

4.4.2預應力筋穿束

預應力筋待波紋管基本固定后逐根穿入，若穿入有困難時可以安裝牽引器。穿束后應核對預應力框架梁的預應力配筋，不得穿錯。張拉端鋼絞線應平齊并滿足張拉所需的工作長度。

4.5預應力筋的張拉

張拉之前，編制預應力筋的張拉順序并計算張拉長度。待周邊梁板混凝土強度均達到100%強度時，開始進行張拉。張拉后應盡早灌漿，一般待一施工區段預應力筋全部張拉完畢后一次進行灌漿。灌漿后端部用細石混凝土封裹。外露鋼絞線保留30～50mm，用砂輪切割機切斷；也可用氣割，但外露鋼絞線應保留40～50mm，采用濕紗布包裹錨具降溫等措施。

5　預應力梁施工的優勢

1）預應力施工的鋼絞線、錨具、波紋管等材料、設備體積小質量輕，便于場內外運輸且均能使用現有塔吊來滿足垂直水平運輸。預應力筋原材料可在現場加工，可及時針對圖紙進行下料，有利于對材料的管控。

2）預應力梁能滿足使用功能和結構安全的需要。預應力梁的高跨比控制在1/15～1/18之間能滿足設計規范的要求，也能滿足現有設計梁的截面尺寸的要求，完全能滿足結構安全的要求；同時對層高無任何影響，完全能滿足使用功能的要求。

3）從施工工序安排上看，采用預應力施工與結構施工是穿插進行，對結構施工每層的影響不到1 d時間且后期的預應力張拉及灌漿不占用關鍵路線的工期。

4）預應力施工工藝簡潔，無需大量焊接，施工過程中，既方便質量的管控，也不會帶來其他安全隱患。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.01.012

□TU378.2

□C

□1008-3197（2015）01-35-02

□2014-07-23

□曾天祥/男，1990年出生，助理工程師，中建五局第三建設有限公司，從事工程技術管理工作。