后張法預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架施工

羅太忠 付海龍

摘要：隨著科技的飛速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)有了較大的提高，從而使得預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架的技術(shù)應(yīng)用逐漸成熟。特別是隨著工業(yè)化進程及裝配式 建筑體系的不斷推進，預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架在大跨度工業(yè)廠房中有了更普遍的應(yīng)用。本文通過實例工程施工過程中的經(jīng)驗進行分析總結(jié)，著重對預(yù)應(yīng) 力混凝土折線形屋架在施工過程中的預(yù)制制作、預(yù)應(yīng)力張拉等重要環(huán)節(jié)進行論述，為后續(xù)類似后張法預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架結(jié)構(gòu)工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力;折線形屋架;制作;張拉

1.工程概況

湖北某產(chǎn)業(yè)園項目為工業(yè)廠房建筑，其中 105#建筑物為排架結(jié)構(gòu)，設(shè) 計為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架，其中 YWJ21-2Ba 共計 19 榀，下弦 砼斷面為 240×220mm，每榀屋架配筋均為 2 束 3фs15.2 鋼絞線，每束張 拉力為 580KN。錨具采用 YM15-4 型夾片錨具。構(gòu)件預(yù)留孔采用內(nèi)徑φ55 金屬波紋管留設(shè)。屋架混凝土強度為 C55，達(dá)到 100%設(shè)計強度后張拉預(yù)應(yīng) 力束。

2.后張法預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架施工

2.1 施工原理

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架由于跨度較大，不便于在工廠預(yù)制后 再運輸至施工現(xiàn)場，故屋架在現(xiàn)場加工制作，屋架預(yù)制采用平臥疊層澆筑 法施工，先在預(yù)制場地制作預(yù)制臺面，綁扎屋架鋼筋，并在混凝土澆筑前 進行預(yù)應(yīng)力孔道的預(yù)留預(yù)埋，待后期混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度后進行預(yù)應(yīng) 力的穿束、張拉及灌漿工作，完成預(yù)制工作后待后期吊裝作業(yè)。

2.2 施工工藝流程

基地夯實→預(yù)制臺面制作、清理、刷隔離劑→安裝鋼筋骨架、預(yù)埋鐵 件→穿波紋管→支設(shè)模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護、拆模→清理孔道→穿鋼絞 線→安裝錨具及張拉設(shè)備→張拉鋼絞線→孔道灌漿→封錨具→驗收。

2.3 屋架制作工藝要點

2.3.1 預(yù)制臺面準(zhǔn)備

為防止屋架在自身荷載的作用下產(chǎn)生變形、折斷，屋架預(yù)制處地基要 求必須堅實平整，需要對屋架的擺放位置的地基進行夯實處理，夯實地面 寬度范圍超出屋架輪廓線 500mm，面層采用 1：2. 5 水泥砂漿抹光壓平，平整度誤差不大于 10mm，并作好排水設(shè)施，以便能及時排出雨水和養(yǎng)護用 水。在預(yù)制臺面上，按 1∶1 的比例放出屋架大樣圖。

2.3.2 屋架鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力孔道留設(shè)

（1）鋼筋綁扎

預(yù)制臺面準(zhǔn)備好后，可進行屋架鋼筋的綁扎施工，鋼筋綁扎前在臺面 上按《預(yù)應(yīng)力砼折線形屋架》標(biāo)準(zhǔn)圖集（04G415-1）彈出折點軸線，并涂 刷兩遍隔離劑，方便后期脫模。應(yīng)對節(jié)點鋼筋進行放樣，在底模上劃線標(biāo) 識，對鋼筋逐根編號，按序穿插、按號綁扎，保證預(yù)留孔道能順暢通過節(jié) 點。屋架翻身用的吊環(huán)與骨架同時就位，吊環(huán)外露長度一致并綁扎固定。

（2）預(yù)應(yīng)力孔道留設(shè)

本工程預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道采用φ55金屬波紋管留設(shè)，波紋管在安裝前，應(yīng)逐根進行外觀檢查，確保波紋管質(zhì)量。波紋管的鋪設(shè)要嚴(yán)格按設(shè)計給定?孔道坐標(biāo)位置控制。鋪設(shè)時保證管道中無異物，管口處可用塑料泡沫封堵。 波紋管連接接頭長度一般為20～30cm，其規(guī)格可比孔道波紋管的規(guī)格大一?級，旋入接嚴(yán)后接頭處用塑料膠布纏裹嚴(yán)密。如果遇到用余料時，連接接?頭處頭用膠布或其他方式纏裹結(jié)實，并在接頭處用加固筋綁扎牢固。波紋?管按放好后嚴(yán)禁電焊，防止電火花搭鐵造成波紋管的破損，發(fā)現(xiàn)破損及時?作塑膠帶包裹好，波紋管接頭封嚴(yán)，不得漏漿。

2.3.3 屋架模板體系

屋架模板體系主要包括底模、內(nèi)側(cè)模、外側(cè)模。采用預(yù)制臺面涂刷隔 離劑作為底模;內(nèi)側(cè)模為屋架內(nèi)表面模板，一次從預(yù)制臺面安裝到最高一 榀屋架上表面以上，利用立桿鋼管、外側(cè)模板楞木固定，可根據(jù)實際在水 平桿和立桿上加設(shè)鋼管斜撐固定，屋架迭層施工中內(nèi)側(cè)模無需重復(fù)安拆。

2.3.4 屋架混凝土澆筑與養(yǎng)護

（1）澆筑前準(zhǔn)備

在預(yù)應(yīng)力混凝土屋架澆筑前要對預(yù)應(yīng)力波紋管、屋架鋼筋、模板、鐵 件等進行隱蔽工程驗收，其主要檢查孔道的尺寸、位置是否正確，定位是 否固定牢靠，以保證混凝土澆筑時不移位、不變形。如有異常，需及時采 取正確的補救措施進行處理，處理完成后要進行再次檢驗，驗收合格方可 再進行混凝土澆筑。

（2）屋架混凝土澆筑

本工程預(yù)應(yīng)力屋架采用預(yù)拌商品混凝土，混凝土強度等級為 C55，坍 落度控制在 100-120mm 左右為宜; 屋架混凝土宜采用對稱澆搗方法，即由 下弦中間節(jié)點向上弦中間節(jié)點會合且一次澆筑完畢，不留施工縫。混凝土 澆筑時，要均勻分布下料，防止集中下料時的沖擊力使預(yù)埋波紋管發(fā)生偏 移。在混凝土振搗過程中為了確保混凝土的密實性，選用插入式振搗棒對 構(gòu)件混凝土進行振搗，即振即用木抹子以外側(cè)模板上口平拍一遍，然后用鐵抹子仔細(xì)摸一遍，待混凝土接近初凝前再用鐵抹子進行二次抹面收平壓 光，控制混凝土面層裂縫的產(chǎn)生。

（3）屋架混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑完成立即覆蓋塑料薄膜，同時由專人灑水進行養(yǎng)護，澆水 次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護時間不少于 14 天。當(dāng)下層屋架混 凝土強度達(dá)到 30%設(shè)計強度以后，再制作上一層屋架，迭層不應(yīng)超過 5 層，層間均設(shè)隔離層。

2.3.5 預(yù)應(yīng)力張拉

（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋制作

鋼絞線的下料不得采用熱切割，以免引起鋼絞線局部脆性變形，采用 砂輪鋸進行切割，保證切口平整，線頭不散。然后將鋼絞線前端扎緊并裹 上膠布，以便順利通過孔道。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束

由于工期緊，施工中采取后穿筋法進行施工。穿筋前，應(yīng)檢查鋼絞線 束的規(guī)格、總長是否符合要求。鋼筋束應(yīng)將鋼筋按順序編號，并套上穿束 器。先把鋼筋或穿束器的引線由一端穿入孔道，在另一端穿出，然后逐漸 將鋼筋或鋼絲束拉出到另一端。鋼筋穿好后將束號的在構(gòu)件上注明，以便 核對。

（3）預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉力的確定

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集《預(yù)應(yīng)力砼折線形屋架》（04G415-1）查表可知，本工程 屋架后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力：F= 580KN。平臥構(gòu)件的張拉順序宜先上 后下逐層張拉，為減少因摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，可逐層加大張拉力，底 層的張拉力與頂層的比值不宜大于 5%。按規(guī)范中的張拉力加大百分比，自 上而下逐層的張拉力為：

第一榀預(yù)應(yīng)力筋的張拉：張拉力從零張拉至 580KN 后錨固;

第二榀預(yù)應(yīng)力筋的張拉：張拉力從零張拉至 585.8KN 錨固;

第三榀預(yù)應(yīng)力筋的張拉：張拉力從零張拉至 591.6KN 后錨固;

第四榀預(yù)應(yīng)力筋的張拉：張拉力從零張拉至 597.4KN 錨固;

第五榀預(yù)應(yīng)力筋的張拉：張拉力從零張拉至 603.2KN 后錨固。

（4）預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉

對預(yù)應(yīng)力筋進行張拉，屋架混凝土強度等級需達(dá)到 100%設(shè)計強度。本 工程屋架為平臥迭層生產(chǎn)，張拉順序為先張拉上層屋架，然后逐層進行下 層屋架張拉。張拉設(shè)備采用 YDC-150Q 千斤頂、高壓油泵配精度 1.5 級 60MPa 壓力表。張拉設(shè)備應(yīng)配套標(biāo)定，配套使用，其標(biāo)定期限不應(yīng)超過半 年。

分級加載的張拉錨固程序如下：0→初應(yīng)力（15%σcon） →二倍初應(yīng)力 （30%σcon） →終應(yīng)力（1.03～1.05σcon） （持荷 2min） →錨固。

（5）預(yù)應(yīng)力張拉的控制

預(yù)應(yīng)力筋張拉以應(yīng)力控制為主，采用控制應(yīng)力和伸長值雙控措施，以 鋼束實際伸長值進行校核，其與理論伸長值的誤差范圍為±6%，如超出范 圍則應(yīng)停止張拉施工，分析其原因。

張拉至設(shè)計油壓值后，按張拉程序持荷 2min 測量伸長值，即可將張拉 油壓緩慢降至零，活塞回程夾片自動跟進錨固。

張拉完畢后，卸下千斤頂及工具錨，需要對工具錨處每根鋼鉸線的刻 痕進行檢查，測其是否平齊，若不平齊說明有滑束現(xiàn)象，則需要對滑束進 行補拉，使其達(dá)到控制應(yīng)力，每束鋼絲斷絲滑絲數(shù)不得超過 1 根（每束鋼 絞線斷絲或滑絲不超過 1 絲）或每隔斷面斷絲之和不超過蓋斷面鋼絲總數(shù) 的 1%。

當(dāng)張拉中發(fā)現(xiàn)異常情況必須卸錨時，可使用卸錨器對進行卸錨，為方 便卸錨，千斤頂應(yīng)預(yù)先伸出 3～5cm。

3.結(jié)束語

本文結(jié)合實際工程施工，對后張法預(yù)應(yīng)力混凝土屋架施工前的準(zhǔn)備及 施工過程中的方法進行了分析。通過總結(jié)在湖北某產(chǎn)業(yè)園項目預(yù)應(yīng)力混凝 土屋架施工過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)，對工程的難點和控制要點進行細(xì)致的研 究探討，以期給后續(xù)類似工程的施工提供借鑒。

參考文獻：

[1]肖洪濤，24 米跨預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架工程事故分析與處理研究，河南：鄭州大學(xué)，2007

[2]磨立振，預(yù)應(yīng)力鋼筋砼折線形屋架的施工，技術(shù)與市場，2012，19：149-150