先张法预应力叠合梁的施工方法

先张法预应力叠合梁的施工方法
王轶
【摘要】将预应力叠合梁由分体式改进为整体式,提高功效,降低成本,完善了生产
工艺.
【期刊名称】《建材世界》
【年(卷),期】2012(033)003
【总页数】3页(P72-74)
【关键词】张拉;分体式;整体式;施工方法
【作者】王轶
【作者单位】北京东方华太建设监理武汉有限公司,武汉430050
【正文语种】中文
预应力叠合梁是国家推广项目之一，有着较高科技含量。

它充分利用了高强度钢丝和高标号混凝土这两种材料的优点，主要用于高层建筑，跨度可达6～9m，特别
对位于市中心的施工现场，既可保证大跨度结构施工，又可减少现场周转材料的投入，有较好的市场前景。

我单位曾与武汉工业大学“预应力叠合结构”课题组合作，成功试制了该类构件。

现针对我单位承接的九运大厦预应力叠合梁，就叠合梁在试制期间存在的问题，对其生产工艺改进、完善，形成我公司施工方法。

首先介绍一下试制期叠合梁的设计及生产工艺。

1)梁体最初设计为分体拼装式，断面如图1。

梁体通过14不锈钢螺栓的连接和钢板与梁体上下预埋钢板焊接形成整体。

2)构件混凝土设计标号为C40，预应力筋采用高强刻痕钢丝k5。

3)构件预应力筋的放张:待构件混凝土强度达到设计强度80%时，方可进行预应力
主筋放张。

其顺序是:对称放张，先放张预拉区预应力筋，然后放张预压区预应力筋。

我单位使用的是墩式80m长线台座，根据设计的截面形式，结合生产场地的实际情况将分体式叠合梁按图2所示进行生产。

钢丝张拉时采用YC-18型千斤顶张拉，齿板式锥形工具锚对单根钢丝进行锚固。

这样先生产一半叠合梁，待这一半叠合梁浇筑完24h后，再生产另一半叠合梁，
放张起吊时，用螺栓连接。

清理台座→张拉预应力筋→绑扎钢筋→安装一半外模→浇筑第一层混凝土
80mm→安装内模→浇筑第二层混凝土→养护24h→安装另一半外模→浇筑第一
层混凝土80mm→安装内模→浇筑第二层混凝土→养护→放张、钻眼、拼装、堆
放
由于采用单根钢丝进行张拉，为了保证张拉工序的质量，我们从确定钢丝下料长度、应力-应变双控等手段对张拉工序进行控制。

在计算钢丝下料长度时，考虑了钢材
品种、锚固形式、冷拉伸长率、弹性回缩率、张拉伸长值、台座长度等影响因素，确定了合理的下料长度为78m。

其中，l为长线台座长度;l1为每个对焊接头的预留量;l3为墩头或帮条锚具长度;l4
为锥形夹具长度;l5为穿心式千斤顶长度(千斤顶脚至顶上上夹具末端之间的距离);γ为钢丝冷拉伸长率，通过试验γ取4.5%;δ为钢丝冷拉后的弹性回缩率，通过试验δ取0.7%。

同时在钢丝张拉时，先张拉至10%σcon，再进行超张拉。

张拉过程中，以应力控制为主，通过油表读数及伸长值的测量，对预应力筋实行双控管理，其实际伸长值应不大于理论伸长值的6%。

在张拉完毕后，用应力测定仪对张拉好的钢丝进行抽
查，以保证应力的准确性。

放张时从台座的一端向另一端对称放松钢丝，为减少钢丝放松时对构件端部混凝土的破坏，设置了40 cm长缓冲砂箱。

在这次的生产中我们采用了3种锚固方式进行比较:两端采用齿板式锥形锚具;一端用墩头锚固，一端采用齿板式锥形锚具;两端采用夹片式楔形锚具。

第1种锚固方式:钢丝滑脱量为20根(锚具转次为3～5次)，操作时间8h。

第2种锚固方式:钢丝滑脱量为13根(锚具转次为3～5次)，操作时间6h。

第3种锚固方式:钢丝滑脱量为0根(锚具转次为3～5次)，操作时间3h。

通过张拉结果比较第3种锚固方式最好，可以很好地解决钢丝滑脱问题，锥形夹片式锚具与齿板式锥形锚具最大的不同点在于:锥形夹片式锚具的锚芯由3片锥形夹片组成，夹片表面上的齿槽与钢丝表面整个接触产生摩擦力，达到锚固钢丝的目的。

这种锚具使用时需配合前置式千斤顶，当张拉钢丝至要求应力时前置式千斤顶可自动将锚芯顶紧，达到锚固的作用。

不但安全可靠，而且提高了工作效率。

通过对锚具及张拉机具的改进，解决了钢丝滑脱问题，还将张拉工序调整为:
在对钢丝张拉工艺进行改进的同时，还对构件双向起拱和工序复杂的原因进行分析: 1)由于设计的分体式叠合梁断面尺寸较小，所以构件放张后，在钢丝集中面、构件与台座接触面都会因为钢丝的放松而产生起拱，对构件的拼装造成困难。

2)分体式叠合梁是分两次浇筑成型的，放张后构件滑移距离不一致，给拼装造成了困难。

3)从已有的工艺流程里可以看出，构件的模板需要安装两次，砼要两次浇筑后才能生产一片叠合梁，工序复杂。

为解决以上矛盾，更有效地满足设计要求，我们将分体式叠合梁改为整体式叠合梁的想法与设计单位沟通，得到设计赞同。

实施过程中，采用了胶囊充气成孔技术生产叠合梁，断面如图3。

构件放张时从台座中间对称剪断钢丝，缓冲砂箱的长度延
长到60cm。

通过静载试验的检测，改进后的叠合梁结构性能均达到设计要求，省却了预制拼装及现场焊接的麻烦，得到了设计和甲方的好评。

叠合梁新的工艺流程:
清理底模→张拉钢丝→绑扎钢筋→安装侧模→浇筑第一层砼105mm→胶囊成孔→浇筑砼至设计高度→养护→抽胶囊→放张→起吊堆放。

经过改进的叠合梁预应力主筋由原来的50根减少到49根。

通过比较，显示新工艺较老工艺功效提高了40%。

单根梁含钢量减少了3%，橡胶芯模比木内模每平方米节约5元，省去了预埋铁和不锈钢螺栓的使用，每立方砼造价降低了40～50元。

在施工现场省却了拼装的麻烦，施工进度由每月的两层半增长为每月4层，每平方米造价降低为60～80元。

通过对叠合梁工艺的改进，我们生产的叠合梁产品质量合格率100%，优良品率均在85%以上，构件放张后起拱度一致，安装简便，价格较低，有更强的市场竞争力。

通过这次工艺的改进，形成了一套我公司完整的预应力叠合梁施工方法，为今后开拓建筑产品市场打下了坚实的基础。

【相关文献】
［1］GB/T5223—2002.预应力混凝土钢丝［S］.
［2］日本建筑协会.预应力钢筋混凝土(部分预应力混凝土)结构设计施工规范与解释［M］.北京:中国建筑科学院，1986.
［3］GB/T50204—2002.混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.
［4］胡荻.预应力混凝土结构设计基本原理［M］.北京:中国铁道出版社，2009.。