着重浅析有粘结预应力框架梁施工技术要点

朱景荣

摘要:在本文中，笔者结合工程实例,给予分析了有粘结预应力框架梁施工技术要点,并对施工过程中预应力摩擦损失监测分析及与其它施工配合管理问题进行了深入探讨和总结,并提出了具体建议。

关键词:有粘结预应力;框架梁;张拉;应力损失

Abstract: in this paper, the author combined with engineering example, analyzed the unbonded prestressed concrete have to frame beams of construction techniques, and construction process of friction losses of prestressed monitoring analysis and construction management problems with other with discussed and summarized, and advances some concrete Suggestions.

Keywords: have the unbonded prestressed concrete; Frame beams; Tension; Stress losses

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

0引言

在跨度比较大的建筑结构施工中,预应力混凝土技术中应用最为广泛,它的施工工艺较为成熟,具有明显的节约钢材、增大结构跨度、减少结构自重、提高使用功能、综合经济效益好等优点.因此,加强大跨度预应力混凝土框架梁结构施工技术与施工过程中的应力变化监测对于保证施工质量具有很强的理论与现实意义。

1工程概况

某办公综合楼工程,地下1层,地上13层,其中在4、5层布置大型会议厅,为抵抗上部柱传下的集中荷载的作用,设计有5榀预应力框架梁,为后张有粘结预应力体系,预应力情况具体见表1,曲线图见图1。

表1框架梁设计参数表

图1预应力框架梁曲线图

2预应力框架梁施工技术

2.1预应力框架梁施工流程

本工程预应力施工工艺流程为:铺梁底模→绑扎梁非预应力筋→划预应力筋曲线坐标→焊预应力筋曲线支架→排放波纹管→穿预应力筋→安装端部铁件→隐蔽工程验收→支梁侧模→梁侧模→预应力筋张拉→外露切割→灌浆→端部封裹。

2.2波纹管的铺设

本工程预应力筋采用高强度低松驰钢绞线(Φ315.24),强度级别fptk=1860MPa,锚具采用OVM15-7型群锚。预应力孔道采用Φ65型波纹管成孔。穿束在波纹管预埋后、混凝土浇筑前进行,采用人工穿束,穿束时预应力筋前端套上塑料“子弹头”,以免扎破波纹管。

2.3混凝土浇筑

浇筑混凝土时,避免振捣棒直接撞击波纹管,以免振坏波纹管,造成漏浆。混凝土必须振捣密实,特别是钢筋密集区、张拉端尤应注意。在梁混凝土浇筑过程中及完毕后2h内,应间隔一段时间将预应力梁的钢绞线来回抽动,以免万一波纹管内漏浆造成以后对预应力筋张拉及灌浆不利的影响。

2.4预应力的张拉

每个预应力工程的张拉都应根据设计图纸及工程特点制定具体的张拉方案,包括张拉控制应力、张拉力、张拉机具配置、张拉程序、顺序、次序等。以本工程为例,若预应力一次张拉到位,在上部集中荷载未完全加上的情况下会使预应力产生的反拱过大,对结构不利;若上部集中荷载全部加上后一次张拉,由于粱中尚未建立有效的预应力,就会导致梁受载过大而开裂。因此根据设计建议,实际张拉中分两批张拉;浇完上层楼面混凝土后张拉每榀粱的上排折线束,浇完层面混凝土后再张拉其余各束。张拉时混凝土强度要大于80%的设计强度,且上层混凝土强度达到C15。

本工程粱两张拉端外还有框架粱,且不允许在板面开设张拉洞口,预应力钢绞线的张拉只能在梁底进行,且操作空间狭小,因此无法采用YCW150型穿心式千斤顶整束张拉,考虑到梁跨度不大,,张拉过程中进油回油平稳缓慢,密切注意每根钢绞线的张拉伸长值(特别是开始几根和最后几根),若发现异常应及时调整张拉工艺,保证有效预应力的建立质量。

张拉程序为:0→0.2σcon(初读数)→1.0σcon(最后读数持荷三分钟)v锚固。张拉控制应力

σcon=0.7fptk=1860×0.7=1302MPa,则每根钢绞线的张拉力为:F=1302×140=182.3kN,张拉顺序严格按设计要求进行张拉,均采用两端张拉。预应力张拉采用应力应变双控法,即应力控制(油压表读数),同时校核预应力筋实际伸长值。本工程预应力张拉实测伸长值与计算值相比均在规范规定的+10～-5%范围内。

2.5孔道灌浆与封锚

预应力孔道灌浆是一个隐蔽工程,无法验收。有的施工队伍缺乏对灌浆作用的了解,不留置泌水管,灌浆配台比随意性大,凭经验配制,二次灌浆不做。本工程在波纹管铺设时就在跨中及两端支座附近设置灌浆管、泌水管(伸出板面30cm)。在确认预应力张拉无误后,即对孔道进行压力灌浆。水泥浆用32.5R级普通硅酸盐水泥配制,外加剂选用JM-Ⅲ型高效减水剂,此种外加剂有减水早强效果,配制的浆液流动性、和易性好,灌浆方便密实性好。配合比为水泥∶水∶JM-Ⅲ高效减水剂(重量比)=1∶0.5∶0.07。灌浆采用灰浆泵进行,灌浆压力为0.5MPa～0.6MPa,从跨中灌浆管灌入,直至支座处、锚垫板处冒浓浆为止,间隔一段时间后进行人工二次补浆,以上措施的实行大大保证了灌浆质量。

3预应力张拉应力损失监测分析

为了解实际预应力张拉施工是否与设计意图及施工规范要求相符,本工程选择两根预应力梁进行预应力张拉阶段的监测试验。监测内容包括预应力摩擦损失、锚具内缩及梁的综合反拱值。

3.1应力摩擦损失检测分析

理论应力摩擦损失参照《现代预应力混凝土施工》推导的公式计算,计算结果见表2。

σcon=0.7fptk=1860×0.7=1302MPa

孔道偏离影响系K=0.0015,预应力筋与孔道之间摩擦系数

μ=0.25σ被=σcone-(KLT+μ9)

摩擦损失σ12=σcon-σ被

测试方法采用压力表法,在两端设置千斤顶,锚具不上夹片,一端为张拉端,另一端为被动端。当张拉端达到控制应力后,读出被动端油压表读数,对照千斤顶被动校验曲线,查出被动千斤顶的拉力实验值,从而确定孔道摩擦损失,试验结果见表3。

表2理论摩擦损失计算表

表3实测摩擦损失计算表

由表3与表2比较,实测摩擦损失略小于理论摩擦损失,表明设计选用的参数合理可靠,预应力施工与设计意图相符,铺束质量较好,浇筑混凝土过程中孔道基本未漏浆,且来回抽动钢绞线的措施较为有效。

3.2锚具内缩值检测

实测锚具内缩值4mm～5mm,与规范要求的5mm较为接近。

3.3框架梁的综合反拱值

在KL2b、KL3b梁跨中布置百分表,测试在预应力恒载作用下的综合反拱值见表4,可见预应力的效果十分明显。

表4框架梁的综合反拱值(单位:mm)