刍议建筑工程中预应力的施工技术

【摘 要】文章以实际的工程案例为介绍了预应力在屋面高空中的施工技术。

【关键词】先张法；预应力

1 工程概况

某工程是大型工业厂房仓储房，由十几幢21mx60m拱板平房仓组成。采用跨先张法预应力的施工技术。

2 总体流水施工

3 高空预制的施工技术方法

3.1 工艺原理及特点

在室内搭设钢管排架，顶撑兼作拱板底模支架，利用标高8m处的圈梁采取加固措施，作为先张法施工的张拉台座，直接在高空现浇拱板；空中现浇工艺无需预制场地，对施工场地无特殊要求；空中现浇工艺施工环节少，减少了吊装环节，无需大型吊机，解决了吊装难题；高空现浇工艺施工工期短。

3.2 预制平台的搭设

预制平台的搭设在仓库地面混凝土垫层施工后进行。平台由扣件式钢管脚手排架，可调顶撑、木方及胶合模板组成。

3.2.1 预制平台搭设技术关键

由于利用位于标高+7.7m处的钢筋混凝土圈梁作为先张法的台座，因此所搭设的平台架，既作为拱板的模板支撑，又作为圈梁的顶撑架，对排架的要求高，必须考虑周密。拱板的下底板厚度仅为40mm，对所有搭设的排架平整度要求高，台面的水平误差控制在士5mm以内。

3.2.2 脚手架排架搭设

3.3 隔板制作

竖向隔板提前在场外预制，场地小时可叠层浇捣，要求模板尺寸准确，混凝土内实外光，隔离均匀，起模时宜在左右侧先起，轻起轻放，为使隔板与拱板上下弦接触良好，隔板上下端应划毛。根据隔板的受力特点，在隔板上可预留Φ16mm孔，以便插上Φ14mm螺栓固定30mmx30mm木条作为底模的支档。

放样：根据图纸组织有关人员按1：1放出大样报验，请监理验收。

配料：根据放样图，组织人员配料，要求木料干燥。

模板支设要求：平直、光滑。

脱模措施：模板使用前均采用油性隔离剂涂刷一遍；内模角部采用带尖插角；外模做榫插竹梢。

拆模：待其终凝后1～2h，派人拆模。拆模时，应先拆左右侧，后拆上下侧，注意不要损坏角部。

3.4 拱板模板制作

3.4.1 配料：曲面支模采用九夹板，每棍上弦分24块，下弦分12块，拼装组成，整块拆模，每块分别编号，集中堆放。为加强其刚度和强度，配置40mm×80mm木仿作为围楞，四周斜边模板采用25mm厚木板钉在围楞上。其余底板及顶板的侧模用40mm厚的木板制作。支撑均用钢筋扣件，按上弦曲率大样固定出支撑和横楞上钢管扣件位置、固定横楞，并将其编号定位。纵向肋用厚40mm高80mm木板按大样制作，搁置于钢管上。端模用胶合板锯出齿槽，插于端部。

3.4.2 放样：拱板上弦为二次抛物线，施工前应按曲率1：1实地放出大样，拱板上下弦厚仅为40mm因此，制作尺寸必须满足设计及规范要求，确保上弦抛物线几何尺寸，支撑体系有足够的刚度、强度。如表1所示。

3.4.3 模板加固：因立杆间距为1750mm，正好设置在KB板位置，故采用两KB板中间的上部水平杆上生根，立竖向杆。要求与下部三根水平杆连接，共同传递竖向荷载。

立杆在纵向采用钢管和木楔夹紧KB板，防止侧向位移。

立杆在横向采用钢管和木楔夹紧KB板，防止竖向位移。

每个立杆的顶标高应超过底板标高，用来固定肋梁。

3.4.4 接缝处理：由于采用拼接，模板间缝隙采用海绵填实，并贴好胶带纸。下底板同时垫横木，以防漏浆。

3.4.5 隔离剂：选用油性隔离剂，每次制作前均应涂刷一遍。

3.4.6 模板校正：模板支设好后应该校正垂直度，特别对KB板要格外重视。

3.4.7 拆模：混凝土强度达到拆模强度后，项目部下达拆模通知单。拆模顺序为先拆帮模，后拆底模。

3.5 钢筋准备安装和预应力张拉

屋面圈梁混凝土浇筑时需制作两组式映，一组标准养护，另一组与圈梁同条件养护。屋面圈梁混凝土达到100%强度后方可张拉预应力筋。

拱板使用的预应力筋进场前必须经原材料逐盘抽样检验，合格后方可投人使用。冷车滞肋钢筋要实行使用认证制度，未领取“使用认可书”的冷轧带肋钢筋不得使用。

预应力钢丝的张拉采用前卡式液压千斤顶张拉。考虑到所采用的锚具为锥销锚，张拉后应力损失略大，每块板张拉完成后，其实际张拉力用“钢丝应力仪”及时测试。

预应力钢筋锚具做好锚固性能试验。安排有经验的张拉工进行张拉工作，操作前由施工员作全面的技术、质量、安全操作规程交底，要达到“懂原理，会操作”，定期对张拉机具做好检测、保养工作。预应力钢丝不得有接头，施工中若发现有断筋应调换，重新张拉。

张拉完应尽早浇混凝土。穿筋时台面应垫木横楞，防止脱模油玷污钢丝，混凝土保护层用15mm厚混凝土垫块加垫（定制塑料垫块）。

3.6 混凝土浇筑

拱板屋架属薄型构件，浇筑时应采用干硬性混凝土，其坍落度控制在1cm～2cm。水泥采用P.O32.5级，中粗河砂，碎石粒径控制在5cm～15cm。

用于拌制混凝土的材料应事先做好检测和设计配合比，砂石采用应力计量，每台班浇筑混凝土时做两组试块，其中1组提供剪筋放张参考，且该组试块必须为同条件养护。

浇筑顺序为先下弦板，后上弦板。浇底板和顶板应由两端向跨中对称进行。每福屋架应一次浇筑完成，不得留设施工缝。用手提式振动机提浆振动，混凝土表面随捣随抹，多次抹面抹光，直到表面收水硬化。控制混凝土的振捣时间，操作时应提起振动棒，不得强振预应力筋及模板。上下弦模板交接处用振动器振实后用长柄铁铲抹平。

3.7 养护及放张

混凝土浇筑后立即覆盖薄膜加草袋养护，谨防收缩裂缝。冬期施工时，改善施工配合比，对混凝土进行加热养护，使养护温度保持在15°左右，经5～7天同条件养护试块，满足设计强度85%以上方可放张。

4 计算分析

4.2 计算参数

内力计算结果：屋面圈梁最大位移3.7mm，截面受到的最大剪力Vmax=1.91x105N，最大扭矩Tmax=3.58x107N.mm，截面弯曲应力很小，可以忽略。水平支撑钢管的最大压应力为96N/mm2。

由此可见，施工方案中的钢管支撑、屋面圈梁以及砖墙均能承受预应力张拉荷载，且位移仅有3.7mm，挠度和承载力均能满足要求。