HRB400钢筋先张法预应力吊车梁施工技术

胡宏青

(山西建筑工程(集团)总公司，山西太原 030006)

先张法预应力混凝土是在混凝土浇筑前张拉钢筋，预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土。

1 特点

1)预应力混凝土与钢筋混凝土比较，具有截面小、自重轻、刚度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等优点。2)预应力混凝土施工，需要专门的材料与设备，特殊的工艺、单价较高。3)可以减少材料用量，扩大使用功能，综合经济效益好。

2 适用范围

适用于大开间、大跨度与重荷载的预应力混凝土结构。

3 工艺原理

先张法是先将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具临时固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土;待混凝土达到一定强度后，放松预应力筋，靠预应力筋与混凝土之间的粘结力使混凝土构件获得预压应力。

先张法的工艺流程见图1。

4 施工工艺顺序及施工要点

4．1 槽式台座构造

槽式台座由端柱、传力柱、柱垫、横梁和台面等组成，既可承受张拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如吊车梁、屋架等。1)台座长度一般30 m，宽度随构件外形及制作方法而定，一般不小于1 m。2)槽式台座一般与地面相平，以便运送混凝土和蒸汽养护，但需考虑地下水位和排水等问题。3)端柱、传力柱的端面必须平整，对接接头必须紧密;柱与柱垫连接必须牢靠。

4．2 预应力筋的制作

采用HRB400钢筋作预应力筋，先对钢筋进行冷拉，冷拉钢筋是用热轧钢筋经强力拉伸(拉应力超过屈服点)制成，其力学性能应符合表1规定。

预应力钢筋应先对焊后冷拉，以免因焊接而降低冷拉后的强度并可检验对焊接头质量。

图1 先张法工艺流程

表1 冷拉钢筋力学性能

钢筋冷拉速度不宜过快，待拉到规定长度或控制应力后，应稍停，然后再行放松。

冷拉钢筋制成后，应分批验收，每批由不大于20 t的同级别、同直径的冷拉钢筋组成。

冷拉钢筋的表面不得有裂纹和局部缩颈，作预应力筋时应逐根检查。

4．3 预应力筋成品下料长度

其中，L1为承台长度;L2上为钢横梁宽度尺寸;L3为螺栓端杆传出横梁外长度(包括螺母及垫板厚度、螺栓与千斤顶连接所需长度，一般为100 mm)，预应力筋下料长度见图2。

图2 预应力筋下料长度

4．4 钢筋骨架绑扎

梁内预应力筋不得有绑扎及焊接接头，在梁长范围内不得在钢筋上焊有任何附件，箍筋与架立筋采用绑扎。

4．5 预应力筋铺设

长线台座台面(或胎模)在铺放钢筋前应涂刷隔离剂，隔离剂不应沾污钢筋，以免影响钢筋与混凝土的粘结。如果预应力筋遭受污染，应使用适当的溶剂加以清洗干净。为了确保预应力筋位置准确在两端部加设梳筋板。

4．6 预应力筋张拉

1)单根钢筋张拉。直径不小于12 mm的冷拉Ⅲ级～Ⅳ级钢筋，可采用YLT-32G拉杆式千斤顶在双横梁式台座上单根张拉，螺杆夹具或夹片具锚固。

2)钢筋张拉程序:

3)预应力值校核。预应力钢筋的张拉力，张拉力值采用控制应力和伸长值双控制的办法，以控制应力值为主要考核指标。在张拉过程中实际伸长值大于计算伸长值10%或小于伸长值5%时，应停止张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

4)张拉注意事项。张拉时，张拉机具与预应力筋应在一条直线上，同时在台面上每隔一定距离放一根圆钢筋头或相当于保护层厚度的其他垫块，以防预应力筋因自重而下垂，破坏隔离剂沾污预应力筋。

预应力筋张拉完毕后，对设计位置的偏差不得大于5 mm，也不得大于构件截面最短边长的4%。

台座两端应有防护措施，张拉时沿台座长度方向每隔4 m～5 m放一个防护架，两端严禁站人，也不得进入台座。

4．7 模板制作与安装

底模与侧模采用钢模板制作，底模一般采用槽钢，侧模面板、加劲肋、边框等选料根据构件大小、形状及所承受的侧压力计算确定，制成单块大模板便于组合拼装。

立侧模前，首先在底模侧面粘贴10 mm～15 mm厚海绵条，保证底模与侧模之间无缝隙。

将侧模按构件放线位置从中间向两端竖直安装好封头模板，调整模板的设计高度。上部用与构件顶部截面尺寸相同的内外钢卡固定，下部穿对拉螺栓紧固，最后进行模板调直，加设斜撑，保证模板垂直度、平整度、轴线偏差控制在规范之内。

预埋件锚筋与钢板的焊接，应优先采用埋弧焊和锚塞焊。

当吊车起重量不大于32 t，上翼缘预留的直径为25 mm轨道联结螺栓孔，要求位置准确、光滑畅通，如施工困难不能保证质量时，则预埋25 mm的水煤气管。

梁内设置的吊钓，用未经冷拉的Ⅰ级钢筋制作，埋入梁内长度不应小于30d，当梁高为900时其直径为16，当梁高为1 200时直径为18，当梁高为1 500时直径为20。

4．8 混凝土浇筑

混凝土应采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥作胶结料，并不得掺用氯化钙、氯化钠等对钢筋有腐蚀作用的外加剂，混凝土坍落度控制在30 mm～50 mm。混凝土浇筑时宜采用分层浇筑法，浇筑高度一般控制在500 mm为宜，粗细振捣棒要配合使用，保证混凝土振捣密实。采用蒸汽养护时，养护温度不宜超过60℃，养护时间控制在20 h～25 h为宜，作好测温记录，以保证构件的出池强度。

4．9 预应力筋放张

预应力筋放张时，混凝土的强度应符合设计要求;如设计无规定，不应低于强度等级的75%。

1)放张顺序。

先上部预应力筋，后下部预应力筋，下部则先中间后两边，预应力筋的放张速度不应过快，应分阶段、对称、相互交错地进行，以防放张过程中构件产生弯曲、裂纹和预应力筋断裂。预应力筋外露长度为10 mm～15 mm，多余部分切断。

在寒冷地区，为防止预应力筋脆断，施工时应避免预应力筋产生撞击、刻痕等缺陷。

2)放张方法。

采用预热熔割法。采用氧炔焰预热粗钢筋放张时，应在烘烧区轮换加热每根钢筋，使其同步升温，此时钢筋内力徐徐下降，外形慢慢伸长，待钢筋出现缩颈，即可切断。此法应注意防止烧伤构件。

3)放张注意事项。

放张前，应拆除侧模，使放张时构件能自由压缩，否则将损坏模板或使构件开裂。用氧炔焰切割时，应采取隔热措施，防止烧伤构件端部混凝土。

5 质量与安全要求

1)吊车梁的制作偏差不得超过表2允许值。

表2 吊车梁制作偏差允许值 mm

2)安全注意事项。

a．在预应力筋张拉时，作业人员不得站在预应力筋的两端，同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。b．操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程。油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。