预应力梁施工

摘要：为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强材，人们在长期的生产实践中创造了预应力混凝土结构。所谓预应力混凝土结构，是在结构构件受外力荷载作用前，先人为地对它施加压力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。以预应力混凝土制成的结构，因以张拉钢筋的方法来达到预压应力，所以也称预应力钢筋混凝土结构。

关键词：预应力筋铺设；预应力筋张拉

Abstract: In order to avoid the crack of reinforced concrete structure appears early, make full use of high-strength material, prestressed concrete structure creative people in the long-term production practice. The prestressed concrete structure, is affected by the external load acting on the structure member, our ancestors to exert pressure on it, the pre-stressed state resulting in order to reduce or offset the load caused by the tensile stress, compressive strength of concrete which is based on the higher to compensate for the lack of its tensile strength, delaying the concrete in tension zone the crack of the. Structure made of prestressed concrete, due to tension reinforcement method to achieve the pre compressive stress, so also known as prestressed reinforced concrete structure.

Keywords: prestressed tendon; tensioning laying

中图分类号：U445.4

一、工程概况

某工程分孵化培训中心和接待中心两个建筑群。主楼6～7层，（其中接待中心局部7层）裙楼2～3层。孵化培训中心的报告厅二层屋面部分主梁和接待中心的多功能厅三层屋面部分主梁采用后张法有粘结预应力技术。预应力钢绞线采用极限强度标准值为1860MPa的低松弛预应力钢绞线，预应力成孔采用预埋镀锌金属波纹管成孔，锚具张拉端和固定端分别采用OVM15系列夹片式锚具和挤压锚。预应力梁板柱的砼等级为C40。砼强度达到100％设计强度后进行张拉，钢绞线张拉控制应力为1860×0.75=1395MPa。

二、预应力混凝土梁概述

预应力混凝土结构构件一般是通过对预应力筋的张拉形成回弹挤压，使混凝土的截面内在投入使用前就受到一定数量且分布均匀的内压力，用来局部或全部抵消由于使用荷载而形成的应力。它能够改善结构构件的裂缝和变形的性能，而且该拉应力与混凝土中的压应力正好组成一个自平衡系统，使得混凝土结构的受力更为合理。由实际使用测得，预应力筋的抗拉强度约为普通钢筋的四倍。

三、预应力框架结构施工工艺流程

预应力材料进场、复检安装底模根据构件特点绑扎普通钢筋预应力筋下料、制作，穿预应力筋（同时穿波纹管）绑扎其余普通钢筋、埋灌浆管（排气管）安装侧模隐蔽验收浇筑混凝土（制作混凝土试块，同条件养护）养护，拆侧模张拉预应力筋（张拉前进行锚具检验、设备标定和检查混凝土质量，压混凝土试块C40）孔道灌浆（制作水泥浆试块）切割、封锚拆底模（压水泥浆试块出具检测报告M20）。

四、预应力混凝土梁材料质量控制要点

预应力梁配筋情况

梁 预应力配筋

屋面主梁(YWKL) 多功能厅：2-7фs15.2(275,130,250);2-7фs15.2(L1,275,275)

报告厅：2-9фs15.2(250,130,250)（2根梁）

（一）预应力筋进场检验

按照规范要求，预应力筋进场后立即进行检验，并现场取样送检。

（二）预应力锚固体系控制要点

（1）本工程预应力筋锚固体系

本工程预应力锚固体系由锚板、夹片、端头埋件、螺旋筋等组成，夹具采用OVM系列锚夹具。具体构造见下图。

固定端挤压锚侧面

固定端挤压锚上侧面

张拉端

群锚锚具及穿心式千斤顶

（2）锚具进场验收

1）外观检查：进场锚具使用前应取样10%且不少于10套进行外观检查，表面应无污物、锈斑、机械损伤及裂纹。

2）硬度检验：从每批中抽取2%且不少于3套锚具，对锚环、夹片等对硬度有要求的零件进行硬度实验。如有一个不合格，则应取双倍数量的零件重做实验，如仍有一个不合格，则不得使用或逐个检查，合格者方可使用。

3）验收批量划分：在同种材料和同一生产工艺下，验收批量不超过2000套为一批。

(3)波纹管

1）金属波纹管出厂时，应有产品合格证并附有质量检验单。其各项指标应符合行业标准《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG225-2007）的要求。

金属波纹管进场时，应从每批中抽取3根，先检查管的内径d，再将其弯成半径为30d的圆弧，高度不小于1m，检查有无开裂与脱扣现象：同时作灌水试验，检查管壁有无渗漏现象。合格后，方可使用。

2）金属波纹管搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地上拖拉；吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。

波纹管在室外保管的时间不可过长，应架空堆放并用毡布等有效措施防止雨露和各种腐蚀性气体或介质的影响。

3）金属波纹管的接长，可采用大一号同型波纹管。接头管的长度为200－300mm，在接头处波纹管应居中碰口；接头管两端用密封胶带或塑料热塑管封裹。

4）波纹管与张拉端喇叭管连接时，波纹管应顺着孔道线形，插入喇叭口内至少50mm，并用密封胶带封裹。波纹管与埋入式固定端钢绞线连接时，可采用水泥胶泥或棉丝与胶带封堵。

5）灌浆排气管与波纹管的连接。其作法是在波纹管上开洞，用带嘴的塑料弧形压板与海绵垫片覆盖并用铁丝扎牢，再接增强塑料管（外径 20mm，内径16mm），并伸出梁面约 400mm。

为防止排气管与波纹管连接处漏浆，波纹管上可先不开洞，并在外接塑料管内插一根钢筋，待孔道灌浆前再用钢筋打穿波纹管，拔出钢筋。

6）波纹管在安装过程中，应尽量避免反复弯曲；如遇到折线孔道，应采取圆弧线过渡，不得折死角，以防管壁开裂。

7）加强对波纹管的保护：防止电焊火花烧伤管壁；防止普通钢筋戳穿或压伤管壁；防止先穿筋使管壁受损；浇筑混凝土时应有专人值班，保护张拉端埋件、管道、排气孔等。如发现波纹管破损，应及时修复。

五、铺设、安装过程

预应力筋铺设、波纹管铺放、埋件安装、穿束、灌浆（泌水）孔设置（详细施工过程略）

有粘结预应力筋张拉端封堵（张拉前、张拉后）

泌水孔设置

泌水管布置示意图

现场泌水管设置

六、铺设、安装质量检验

波纹管及预应力筋铺设完毕后，经施工方自检合格后，报监理验收，该隐蔽工程验收主要包括以下内容：

（1）预应力孔道位置及预应力筋根数；

（2）波纹管的定位应牢靠，确保浇筑砼时不出现移位和变形；

（3）孔道应平顺，端部的预埋锚垫板应垂直于孔道中心线；

（4）波纹管应密闭良好，接头应严密且不得漏浆；

（5）灌浆孔及泌水管孔径应能保证浆液畅通；

（6）采用钢卷尺检查预应力筋束形控制点的竖向位置偏差。抽样数量：在同一检验批内，抽查各类构件中预应力筋总数的5%，且对各类型构件不少于5束，每束不少于5处；允许偏差：本工程为±10mm。质量要求：合格点率应达到90%及以上，且最大偏差不得超过±15mm；

（7）端部的承压锚垫板应垂直于预应力筋；

（8）内埋式固定垫板不应重叠，锚具与垫板应贴紧。

七、预应力筋张拉

预应力筋张拉是通过机械将力作用于预应力筋上，然后通过预应力筋的锚固将力作用于框架梁或楼板上，从而在结构中建立起预应力。张拉前，须要求施工方提供需张拉区域砼强度报告，其强度应达到设计要求的张拉强度。

（1）张拉程序：

预应力筋张拉控制应力为：δcon=0.75fptk=0.75×1860=1395MPa

张拉步骤：00.2δcon（量初值）δcon锚固

(2)张拉以应力控制为主，以伸长值效验为辅。

理论伸长值可按下式分别计算各曲线段的伸长值后累加。

L=δcon*L*[1-e-(kx+µ)]/[E*(kx+µ)]

其中：L为曲线段的实际长度

x为从张拉段至计算截面孔道长度

E为预应力钢绞线弹性模量（本工程为197GPa）

为曲线角度

K、µ为摩擦系数

预应力曲线分段详见预应力部分设计详图（略）

预应力拉伸

（2）张拉施工措施

施加预应力时，以张拉力为控制量、张拉伸长值为校核量。实际伸长值与计算伸长值偏差应在±6%范围内，超过时应停止张拉查找原因，采取措施后方能继续张拉。张拉时应分级张拉，分级控制。在张拉过程中，预应力钢绞线断裂、滑脱的数量以及无法张拉的数量不得超过结构同一截面预应力钢绞线总数的3%，且每束钢丝不得超过1根，同时还应注意以下几点：（1）钢绞线下料长度应保证预应力张拉和预应力检测的需要，钢绞线编束不得紊乱；（2）在浇注过程中，应防止混凝土进入预留孔道而造成的管道摩擦力增大甚至堵塞；（3）尽量采用泵送混凝土，分层进行浇捣。在钢筋密集处采用小型振捣器振捣。为防止振捣棒碰到钢管，施工前应对每个振捣手进行现场交底，使其熟悉各处钢管的位置，以免造成钢管变形与漏浆、预埋件变位等事故；（4）张拉前，应有构件混凝土的强度试压报告，当混凝土的立方体强度满足设计要求后才可施加预应力。设计文件无具体要求时，混凝土强度不应低于设计强度值的75%。张拉控制应力按设计文件要求，且不应大于钢绞线强度标准值的75%。在正式张拉前应进行试张拉，预应力检测工作也同时进行，以测定相关数据；（5）张拉时锚具一定要坐落在喇叭口的定位槽口之内，做到千斤顶、孔道、锚具三对中，以避免不必要的孔道摩擦损失。承压板上的水泥残渣、钢绞线上的污物等均须清理干净，以减少预应力损失。

八、孔道灌浆

（1）灌浆准备。构件张拉完毕，应及时检查张拉记录和钢绞线锚固状况。锚具可能漏浆处用水泥砂浆封堵（封头），待其达到一定强度后开始灌浆。有粘结预应力筋张拉完毕，须在48h内完成灌浆。

（2）灌浆。严格按水泥浆配合比加料，搅拌时间不小于2min。灌浆前先打通灌浆孔，用压力水清洗孔道，直到张拉端部出水较大，各处均畅通时，方可安排灌浆。灌浆用水泥浆的水泥宜用不低于42.5等级的普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比不应大于0.45，拌制后3h泌水率不宜大于2%，且不应大于3%。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。水泥浆宜掺入外加剂，外加剂应不含氯盐且对预应力筋无腐蚀作用。水泥浆要严格按配合比配料，搅拌时间应保证水泥浆混合均匀，一般需2～3min。灌浆过程中，水泥浆搅拌应不间断，水泥浆用筛网过滤，以免灌浆时堵管。灌浆时将灌浆机出浆口与灌浆管相接，并确认连接处紧密后，开动灌浆泵加压灌入水泥浆，从近至远逐个检查出浆孔，各出浆孔出浓浆后逐一封闭，待最后一个出浆孔出浓浆后，封闭该出浆孔，继续加压至0.5～0.7MPa，保持1～2min，封闭进浆阀门，待水泥浆凝固后，再拆卸连接接头，并及时清理现场浮浆及杂物，如发现管内有空隙应仔细补浆。

（3）构件的底模支撑在无具体设计要求时，应在预应力筋张拉及灌浆浆体强度达到20MPa后拆除。

九、切割、封锚

预应力端部封锚。张拉、灌浆后，用砂轮切割机切掉张拉端多余的预应力筋，预应力筋的外露长度不宜小于其直径的1.5倍，且不宜小于30mm，用环氧树脂涂封锚具及外露预应力筋，封闭前应将锚具周围的混凝土凿毛、冲洗干净，凸出式的锚头宜配置钢筋网片，用微膨胀细石混凝土进行封闭。