有粘结预应力技术在体育馆工程中的应用

沈华勇

天津城建大学新建综合体育馆项目建筑面积为14800平方米，本项目是天津2017年第十三届全国运动会的场馆之一，为了更好的保证工程质量，在工程训练馆的设计中采用了预应力技术。

1 项目概述

本工程地上一层、局部四层、主体高度23.95米。预应力框架梁共计17条有粘结预应力框架梁，预应力筋配束为2-7Φj15.2，在梁中呈曲线布设。该工程有粘结预应力梁均采用两端张拉的方法，张拉端采用定型铸铁锚垫板，VM15-7型夹片式锚具，并配有螺旋筋，且选用厂家配套产品。混凝土强度等级C40。锚具封锚采用C45微膨胀细石混凝土。

图一 张拉端大样图

2 预应力工程施工

2.1 波纹管铺设。（1）铺设波纹管时，每组5人，沿大梁的两侧排开，从一端开始穿入波纹管，待管全部穿入后，两端插入张拉端锚垫板喇叭口中，并用海绵胶带将张拉端锚垫板喇叭口与波纹管连接处缠绕密封避免漏浆。（2）波纹管与张拉端锚垫板定位要准确，纵向顺直，横向沿中心线或对称于中心线，不得有S弯，高度方向与定位支架绑扎牢固，保证预应力曲线线形正确。（3）根据运输条件，每根波纹管供货长度一般为6m、8m和10m。管与管之间的接头采用大一号的波纹管进行联接，每根接头管长度不小于35cm，两端分别全部拧入波纹管内，然后用胶带将接口密封好。（4）排气管、出浆管安装：每个孔道张拉端锚垫板预留灌浆孔，灌浆孔的间距不宜大于30m，且孔道波峰处应设置泌水管，泌水管可兼作灌浆孔。灌浆管和泌水管用增强塑料留设，且伸出构件顶面不宜小于500mm。

图二 波纹管连接节点大样图

图三 波纹管上设置排气孔兼泌水管大样图

2.2 穿钢绞线。采用人工单根穿入的方法，穿钢绞线时由一端向另一端穿入。在穿入波纹管中过程中，把预应力筋不断调顺，防止预应力筋发生纽绞。为确保一次成功，穿钢绞线前应认真核对编号，防止穿错造成返工。本工程预应力筋均采用两端张拉的方法。

2.3 混凝土的浇筑及振捣。预应力筋铺放完成后，确认合格后，方可浇筑混凝土。土建单位浇筑混凝土，应认真振捣，保证混凝土的密实。尤其是承压板、锚板周围的混凝土必须振捣密实，不得出现蜂窝或孔洞。振捣时应尽量避免踏压碰撞预应力筋、支撑架以及端部预埋部件。待混凝土强度达到设计强度的100%后，方可张拉预应力筋。

2.4 预应力筋张拉。

2.4.1 张拉作业条件。（1）张拉设备已通过检验并有计量检定部门检定书。（2）张拉时，混凝土构件强度达到设计强度的100%后，方可张拉预应力筋，并有实验室出具的混凝土强度检测报告。张拉千斤顶及高压油泵检查油路是否畅通，电路是否安全。（3）张拉电源通过接电箱连接工地现场二级配电箱。（4）张拉前检查液压油箱，应保证液压油箱里的液压油处在正常状态。（5）在全部预应力筋张拉、灌浆结束之前，严禁拆除预应力梁底的模板和受力支撑。

2.4.2 预应力筋张拉前标定张拉机具。对于有粘结框架梁中的预应力筋采用4套YCWB-150千斤顶对预应力筋进行整体张拉。实际使用时，根据标定值作出“张拉力——油压力”曲线，工程师根据该曲线找到控制张拉力值相对应的油压表读值，并将其打在相应的泵顶标牌上。标定书在后期张拉资料中给出，张拉前向项目部提供张拉机具的标定书。

2.4.3 预应力筋张拉。张拉时，混凝土构件强度已经达到设计强度的100%，具体张拉时间按土建施工进度要求进行。张拉时的混凝土强度应有书面试压强度报告单（以同条件养护的试块为准）。并有实验室出具的混凝土强度检测报告。预应力张拉应采用应力应变双重控制的方法进行，以应力控制为主，用应变（伸长值）进行校核。

2.4.4 张拉操作要点。（1）穿筋：千斤顶、锚具和限位板必须同轴并且相互咬合，不得出现受力不同轴的情况。（2）张拉：油泵启动供油正常后，应从零应力加载至初拉力，然后再均匀速度分级加载至终应力，钢绞线束张拉至终拉力时，宜持荷2min。（3）测量记录：应准确到毫米。

2.4.5 张拉过程中异常情况的处理措施。（1）张拉过后实际伸长值与理论计算长度相差超过规范规定的范围。这种异常状况通常由两类原因造成。一类是理论计算本身存在较大的偏差。这类的偏差往往会造成理论计算伸长值整体偏大或偏小。此时应根据实际的张拉状况对计算参数进行适当调整。另外一类是由于张拉力不准确而造成的。此时应主要检查设备的标定证书、设备使用时是否配套以及张拉操作是否规范。（2）张拉过程中出现断丝的情况。对后张法预应力结构构件，断裂或滑脱的数量严禁超过同一截面预应力筋总根数的3%，且每束钢丝不得超过一根。遇到这类情况，首先应该针对钢绞线的断口及现场的其它条件判断出断丝的原因，排察出原因后可以对预应力筋进行二次张拉。

3 灌浆施工工艺

3.1 施工准备。（1）孔道：检查灌浆孔、排气孔是否通畅，若是堵塞，必须疏通。灌浆孔引出端带螺纹。灌浆管设置在预留孔道下部锚垫板上，排气管设置在预留孔道上部。（2）确认材料种类、品质、规格是否已验收，并将外加剂按每包水泥量（50kg）的整数倍计量，准备。（3）检查供水、供电是否齐全，并于灌浆前将所有用电设备接好线。（4）检查灌浆部件是否有损坏，若有松动，必须及时更换或维修。（5）检查灌浆泵输送管和吸浆管是否有干灰，球阀是否堵塞，否则要拆下清洗干净。

3.2 水泥浆的搅拌。（1）搅拌水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水倒净，使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的水泥浆要做到基本卸尽。在全部水泥浆卸出之前不得再投入原材料，更不能采取边出料边进料的方法。（2）根据浆体配比，将水泥、膨胀剂、减水剂、自来水按程序加入搅拌机中搅拌。直到搅拌均匀。（3）水一定要严格按配比加入，否则多余水会全部泌出，使孔道顶端有空隙。

3.3 灌浆。（1）将水泥浆加到灌浆泵中，待打出的浆体浓度达到要求时，将输浆管接到灌浆管上。（2）当排气管出浆稠度符合要求时封闭排气孔，继续灌浆，使孔道内压力保持在0.5Mpa至0.6Mpa之内，关掉灌浆孔处球阀。

3.4 锚具封堵。（1）灌浆后，应将锚具外露的预应力筋预留不少于30mm长度后将多余部分用机械方法切断。（2）锚固端封锚采用C45微膨胀细石混凝土，其保护层厚度不应小于50mm；外露预应力筋的保护层厚度：处于正常环境时，不应小于20mm；处于易受腐蚀的环境时，不应小于50mm。