大跨度大截面后張法有粘結預應力梁施工技術研究

李鵬飛

（中建集成建筑有限公司，北京 100195）

一、工程案例分析

某公共文化服務中心建設工程建筑面積為2.2×104m2。新建1棟高層公共建筑，建筑高度48米，框架結構。1棟裙樓建筑高度14.7m，框架結構。2棟建筑高度15.2m，框架結構。1棟裙樓二層為大型排演廳，排演廳屋頂大梁共設置9榀，均采用后張法有粘結預應力梁結構，其跨度為22.5m，距離地面9.2m，應力梁尺寸為0.6m×1.4m，框架梁上翻、面板厚度0.12m。

（一）高支模結構形式的選擇

案例工程中應力梁結構跨度及截面均較大，具有極高的施工難度以及施工危險性，為高支模結構形式。若高支模結構形式設計不具有科學性、施工管理不當導致結構存在失穩的情況。因此工程中高支模結構設計應符合使用需求以及現場施工條件，保障高支模具有足夠的強度及穩定性能。經過多方探討后決定屋面預應力梁板以盤扣式腳手架為支撐體系，為了能夠有效地保證結構的穩定性，在構建支撐體系時需保持立桿步距、縱橫距離相等[1]。

（二）高支模體系設計分析

工程中模板支架的搭建高度設置為9.2m，采用厚度為0.02m厚1.83m×0.92m模板，搭配0.06m×0.08m方木；支撐體系為滿堂腳手架，Φ48×3.5型支架鋼管，模板架現澆立桿間隔0.9m×0.9m；梁側模加固采用4×M12螺栓，螺栓間距0.9m；支撐體系立桿布設按照梁底方向，間距同為0.9m，梁底布設5道方木以及2根稱重立桿；體系橫桿步距為1.5m，小橫桿按照梁底橫跨方向布設，其間距為0.5m。

（三）設計驗證

通過高支模體系設計的驗算檢驗可以更好地尋找設計中存在的問題，本工程中對高支模體系的驗證采用PKPM軟件，驗證內容涵蓋體系模板、主（次）楞、支撐鋼、扣件抗滑、以及立桿等多方面的力學檢驗[2]。案例工程高支模體系設計的設計驗證結果符合規范以及建筑的要求，具有可行性。

二、預應力施工技術

（一）施工前注意事項

在正式實施預應力梁施工前應編寫工程專項施工方案，并與相關專業做好技術交底及記錄，避免在施工過程因人為因素而發生質量問題。

（二）施工材料及設備檢驗校對

預應力鋼筋為1860級Ф15.24的低松弛預應力鋼絞線，預應力孔道為Ф70金屬波紋管，預應力梁采用C40混凝土，孔道灌漿采用42.5#普通硅酸鹽水泥。張拉端預應力錨具（m15-2）以及固定端預應力錨具（M15-P）均為擠壓式，張拉設備為ZB4-500型張拉油泵及YDC1500-200型穿心式千斤頂。施工前需按照詳細的規范對采用的材料及設備進行校驗，確保其能夠滿足工程需求。

（三）施工操作

1.支模架施工前需柱、墻以及鋼管支模架上在設置水平位移以及沉降監測點位，前期采用實時監測的方式，混凝土澆筑時每隔0.5h觀察記錄一次，混凝土終凝后為每隔24h觀察一次。共持續7d。

2.預應力筋在結構中產生的應力分布與其布置的點位具有直接的聯系，因此，預應力孔道的施工位置應遵循施工規范以及設計要求。按照圖紙位置標注施工位置，金屬波紋管施工完畢后需要仔細檢查核對其安裝位置以及連接部位；波紋管采用的孔道套管兩側需要進行必要的防水處理，如采用寬度大于50mm的防水膠帶進行纏繞；以上施工完畢后，對波紋管的安置實施清孔處理，若發現其中具有雜物堵塞，需將其清除干凈后再次實施清孔處理，直至管道通暢為止。鋼絞線施工前需采用護套包裹鋼絞線端頭，利用機械設備將其固定端穿至張拉端。

3.由于建筑具有一定的高度，工程中應力結構體系采用對稱形式的二次澆筑形式施工，實施混凝土澆筑時先進行豎向結構的施工，后澆筑水平結構，避免建筑結構高支模在施工過程中發生坍塌。

4.混凝土養護30d后實施預應力筋張拉施工。施工過程中應注意對預應力筋的控制，案例工程中采用鋼絞線一端張拉的形式，將預應力筋穿至千斤頂中心孔道并錨固在張拉油泵處；實施張拉操作時千斤頂行程不可高于0.2m，且最大油壓不能超出最大張拉油壓，保持回程油缸及液控頂壓器始終在回油狀態，張拉油路升壓不可高于2MPa。

5.實施孔道灌漿施工時，首先使用壓力水對孔道進行清洗，確保孔道暢通、使孔道壁能夠與漿液具有良好的結合性，，然后檢查排氣孔、壓漿孔的是否暢通，以及灌漿設備是否能夠正常運行；灌漿所采用的材料為42.5#普通硅酸鹽水泥，水灰比率保持在0.4～0.45范圍內，在混合料中加入減水劑，漿液拌制到灌注之間的時間不可超過45min，漿液灌注期間實施振搗處理；由于22.8m預應力梁的孔道具有一定的長度，采用一次壓住的施工后若漿液發生泌水以及凝結收縮將會導致孔道中出現空隙，因此為了后張法有粘結預應力梁具有較好的密實度，需實施二次壓漿處理，施工間隔時間以首次壓注漿液充分泌水但卻未形成初凝為標準；二次灌漿法操作為，在梁端灌漿口將漿液加壓至0.3～0.4MPa進行灌注，待出口端持續流出濃水泥漿后封閉排氣孔道，二次壓注時將壓力提升到0.6～0.8MPa，壓力到達后便可進行孔道的封堵；灌漿施工過程中應保持緩慢、均勻壓注，若期間無法進行連續壓漿應使用壓力水沖洗后壓的孔道；若波紋管受壓過大發生破裂漏漿，將會導致孔道的阻塞，因此在施工過程中時刻注意孔道內漏漿凝固情況，務必保持孔道的暢通性；需要注意的是，預應力筋完成張拉施工后應在48h內完成灌漿施工，以免發生應力改變。

三、結語

為了保障大跨度、大截面建筑結構施工質量及安全性，應嚴格遵循施工規范標準，采用成熟施工工藝，保證結構應力變化的合理性。對后張法有粘結預應力梁施工進行必要的質量、安全控制，可有效地節約工程成本，提升建筑企業綜合效益，在未來的施工項目中具有重要的作用及意義。