预应力混凝土梁施工探讨

摘要：预应力技术经过了多年的工程实践和不断发展，已经是比较成熟的一项工程技术。本文探讨了预应力技术在某建筑中的实际应用。

关键词：建筑工程 预应力技术 施工方法

某建筑为一层框架结构，建筑面积 1965.7m?。本工程屋面为现浇梁板结构，其中的 5 榀屋面梁（b×h=300 ㎜×1200 ㎜）采用后张部分预应力混凝土结构。每榀预应力屋面梁采用 2 束 6 根直径Φs15.2mm、1860 级 7φ5 高强度低松弛钢绞线作为纵向受力钢筋。混凝土强度等级 C40。下面谈谈具体的施工方法。

1、模板支设

1.1 梁端模板使用竹模板，喇叭型垫板固定在模板上，孔道用泡沫塑料封闭。在确定梁钢筋、模板和波纹管位置、尺寸准确无误后，合梁端模板。

1.2 预应力混凝土梁的支撑系统与次梁、板分开，便于张拉前拆除除预应力混凝土梁以外其余的模板和支撑系统，保持预应力混凝土梁底模板和梁的支撑系统。

1.3 预应力混凝土梁的起拱高度按 1.5‰，取 30 ㎜。

2、安装波纹管

2.1 非预应力钢筋骨架绑扎后，穿螺旋管（波纹管）。为保证螺旋管的位置符合设计坐标的要求，用ф8 钢筋焊成井字形支架，每500mm一支，绑在大梁腰筋或主筋上，用来托架螺旋管，误差不大于5mm，螺旋管固定在支架或钢筋上。

2.2 螺旋管在梁内呈抛物线设置。

2.3 螺旋管用大一号管连接，接头处用防水胶带缠绕三层，防止水泥浆渗入管内，阻塞孔道。

2.4 喇叭型垫板与梁端面必须在一个平面，垂直于孔道轴线，并固定于梁端模板和梁端主筋上，不得松动。用泡沫塑料将喇叭口堵严，防止掉进杂物。设计安放的螺旋筋，如果梁端钢筋太密无法安放时，经业主、监理工程师同意可改为Φ8 钢筋网片，网孔50mm×50mm， 距梁端500mm以内为间距50mm，距梁端500～1500范围内为间距100mm。

3、混凝土浇筑

3.1 由于现浇结构端部的梁柱交接和安放喇叭口、螺旋管，使梁端钢筋过于密集，浇筑困难，而梁端部在张拉过程中承受较大的局部压力，为保证混凝土质量，避免端部裂缝或喇叭型垫板下陷等不良情况的发生，端部混凝土使用0.5～1㎝和1～3㎝两种石子粒径的配合比，同时配备2.5㎝直径小型振动棒，浇注前先铺垫与混凝土同样水灰比的水泥砂浆，保证混凝土施工缝的质量。

3.2 混凝土振捣过程中注意震动棒不碰螺旋管，特别要与螺旋管接头保持一定距离。

3.3 每根预应力混凝土梁的混凝土必须一次连续浇筑完成，浇筑的同时时清理螺旋管预留孔道。用12号钢丝中间系一个直径60㎜的橡皮球，定时往返拉送，清除管道内可能渗进的水泥浆，保证管道畅通，以免清理后重新堵塞喇叭口。

3.4 浇筑完成的混凝土应加强养护，并准备预应力张拉，按照设计要求待混凝土强度达到设计强度的100%后开始进行张拉。

4、预应力钢绞线制作、穿束

4.1 将钢绞线按下料长度切割下料，在两端头部 50 ㎜处用钢丝绑扎以防端部松股。

4.2 每6根钢绞线为一束，采用人工、后穿束方式将钢绞线逐根穿入孔道，穿入后来回拉拨几次使其通顺，防止钢绞线互相缠绕。每根钢绞线两端作对应标记，同一根钢绞线在锚板上的位置相同。

4.3 穿束前再进行一次外观检查，特别注意钢绞线端部松股的不能使用，表面污物清除干净，注意梁两端外伸长度应对称一致。

5、预应力钢绞线张拉

5.1 张拉工艺流程：穿入工作锚板塞紧工作锚夹片穿入顶压器穿千斤顶穿工具锚塞工具锚夹片。

5.2 千斤顶安装：首先搭设操作台和千斤顶吊架，高压油泵、灰浆泵安装在屋面平台上，接通电源试车待用，注意顶压器不能空载试顶。

5.3 钢绞线在千斤顶穿心孔内不能相交；夹片锚孔要保持清洁，在工具锚的夹片和锚孔壁内涂石蜡，使其便于退下；夹片三个为一组，出厂前已用弹簧或橡皮圈套在一起，不能混乱，塞夹片时三片一齐送进，工作锚和工具锚夹片用D25 钢管套在钢绞线上用力敲紧夹片，注意务使其结合严密。

5.4 张拉工序由张拉班实施，张拉前进行技术交底，并模拟演练，张拉前应先拆除板底及梁侧模板，不得拆除梁底支撑。

5.5 预应力梁采用两端张拉工艺，自中部向两端对称张拉。张拉指挥长指挥两端台油泵同时启动，按设备标定时给定的油表读数，先拉至初始拉力，检查锚具、夹片、千斤顶和油管等无异常现象，然后将第一束钢绞线先拉伸至 0.5σcon（取 560kN），接着换拉第二束至 1130kN，再拉第一束至1130kN，持荷 2min，再次检查锚具、夹片和千斤顶等有无异常，确认正常后顶紧夹片，完成张拉。在初始应力、560kN和 1130kN时分别测量钢绞线的伸长值。

5.6 实际伸长值ΔL 按下式计算：

式中 ΔL1—从初始应力至最大张拉力之间的实测伸长值；

ΔL2—初始应力时的推算伸长值；

a—锚具楔紧引起的预应力筋内缩值；

b—工作锚至工具锚之间钢绞线的伸长值；

c—混凝土梁的弹性压缩值。

其中 b 和 c 两项由于很小可略去不计，ΔL2根据实测数据和弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系间接推算。

5.7 钢绞线锚固后的回缩值的测量：在钢绞线延长方向一定距离设立“标杆”，顶紧夹片后量测标杆至工具锚夹片的距离（或量取一定距离在每根钢绞线上做出标记）。千斤顶回程后，钢绞线开始回缩，再次测量标记与标杆之间的距离，两者之差即为回缩值，规范要求不超过 5mm。若回缩值超出正常值，对单根进行补张拉。

5.8 实际伸长值和理论伸长值比较误差在 6%以内即为合格，否则必须停止张拉分析原因，必要时重新张拉。

5.9 由于施加预应力的作用，预应力混凝土梁会出现反拱现象，在屋面用水平仪测量跨中水准点，由于梁板整体结构和钢绞线呈抛物线设置，根据经验反拱高度不大于 10 ㎜。

5.10 预应力梁的两束钢绞线分两次张拉，可能造成梁发生侧向弯曲，在梁底部垂直于梁轴线拉一道横向通线，梁底侧面作出标记，测量张拉过程中梁跨中底部的侧向侧弯曲，当最终完成张拉后预应力混凝土梁应无侧向弯曲。

5.11 油泵操作：该工程用两台油泵，每端一台。每台油泵的一个油路接千斤顶，另一个油路接顶压器，回油管直通油泵的油箱。当千斤顶回油时，回油管再接到供油咀，原供油管直接到油箱。顶压器能自动回油，无回油管。

5.12 油泵操作程序：（1）启动油泵，向 A 路供油，开始张拉，回油管接至油箱，张拉至初始拉力 65kN 停车，测量千斤顶活塞伸长值；（2）张拉第一束至 650kN 停车，侧伸长值；（3）启动油泵向C路供油，完成对夹片的顶压，顶力为45kN，自动回油；（4）倒换油管，原回油管接至A路油咀，原供油管接至油箱。供油、千斤顶活塞回程，卸下工具锚夹片、工具锚、千斤顶和顶压器，完成一次张拉。

6、孔道灌浆、封锚

6.1 预应力筋张拉后，堵塞锚板中间没用的锚孔，用水泥浆密封锚板、夹片的缝隙，密封后12h即可进行灌浆。

6.2 在喇叭型垫板边有M18内螺纹孔，一端作为灌浆孔，另一端作为出浆孔，出浆孔用管子接到在屋面放置的灰桶，以便回收多余的水泥浆；灌浆孔与注浆机连接，灰浆机出浆管接入注浆机料斗，连接注浆机的回浆管、闸阀等。管路接好后，先用清水冲洗、湿润管道，用压缩空气吹出螺旋管内的积水准备灌浆。

6.3 水泥浆用PO52.5级普通硅酸盐水泥，使用前应过细筛，水灰比0.45，加U型膨胀剂。进入压浆机的灰浆应用1.2㎜滤网过滤。压浆应缓慢均匀进行，从一端开始压浆，每孔一次压满不得中断，灰浆流速控制在0.2m/s，灌浆压力控制在0.5～0.6MPa。灌浆过程中不停搅拌储浆筒内浆体，以免析水沉淀。出浆口排出的水和稀浆流入灰桶收集。当出浆孔稳定排出与灌浆孔稠度一致的水泥浆后，封闭出浆口，调节进浆阀控制进浆量，使灌浆压力维持在0.5MPa左右保持2min，然后立即堵塞灌浆孔和出浆孔，完成一个孔道的灌浆。最后关闭进浆阀，打开回浆阀，浆液在压浆机内循环，拆除压浆管继续下一个孔道灌浆。由于梁的跨度不大原设计要求的泌水孔、排气孔，根据经验可不设。

6.4 灌浆完毕至少待水泥浆终凝后用砂轮切割机（严禁用电气焊切割）切除多余的钢绞线，预留长度30～50mm。拧下灌浆孔和出浆孔的镀锌钢管，将锚具上的水泥浮浆清除，用水冲洗干净，然后按设计要求绑扎梁端钢筋、支模，用C40微膨胀混凝土将锚具封闭在混凝土内。

6.5 当水泥浆强度达C40以上时，即可拆除梁的支撑系统和梁底板，进行下道工序。