大跨度现浇有黏结预应力混凝土结构施工技术
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［ 0207 收稿日期 ］2010［作者简介 ］邓 斌， 武警水电第二总队五支队一大队副大队 长， 工程 师， 国 家 一 级 注 册 建 造 师， 江苏省常州市龙虎塘 213031 ， E-mail ： wjsd5 zd@ vip. sina. com 电话：13677089922 ，
2
面不变的情况 下 ， 必须采用现浇有黏结预应力混凝土 从 而 保 证 边 柱 不 开 裂。如 图 结构才能保 证 抗 弯 需 要， 1 所示， 边柱和角柱 的 预 应 力 箍 筋 沿 全 高 范 围 内 加 固 。 因此， 框架边柱 有 黏 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 施 工 质 量 的 好坏将直接 影 响 边 柱 的 正 常 使 用 性 能 。 处 理 得 不 好， 则很容易在柱外侧形成大量裂缝 ， 影响结构的耐久性 。
节点核心区， 如果在该区域布置 3 个预应力张拉端锚 具， 考虑到预应力钢筋张拉前波纹管 内 没 有 注 浆 ， 内部 则此核 心 区 域 内 在 张 拉 阶 段 有 大 部 分 混 凝 土 为空腔， 混凝土局部极易压碎或劈 裂 。 为 解 决 此 问 题， 为空心， 经过计算研究， 将此部位的梁预应力 改 为 一 端 锚 固 ， 一 将核心部位 2 根横向预应力筋设置为 2 端张拉结构， 个内埋式固定 端 ， 这样核心区内仅有竖向柱预应力筋 的波纹管为空 腔 ， 横向预应力梁的混凝土在柱预应力 并已达到混凝土的张拉 筋张拉前已与 结 构 先 期 浇 筑 ， 强度， 有效避免了混凝土局部压碎或劈裂的施工问题 。 4. 3 预应力孔道灌浆方案 1 ） 在预应力筋 穿 束 过 程 中 ， 重点保护好波纹管不 柱钢绞线采用单根穿束方案 ， 穿束前先将钢绞 受破坏， 线端部用黑胶 布 包 紧 ， 然后把单根钢绞线从波纹管一 端穿至另一端 。 穿束时， 注意不能硬 顶， 以防波纹管被 而应将钢绞线往复轻抽 、 推、 转， 同时检查波纹管 顶破， 是否平顺， 否则 及 时 将 其 扶 平 顺。在 固 定 端 波 纹 管 口 处， 用钢丝球和回丝封闭 ， 以免漏浆 。 2 ） 孔道灌浆时， 根据施工现场的气温情况 ， 将水泥 浆自拌 制 到 压 入 孔 道 的 延 续 时 间 一 般 控 制 在 30 ～ 45min 。 并保证水 泥 浆 在 使 用 前 和 压 注 过 程 中 连 续 搅 拌以及压注水泥浆的压力 ， 以确保连 续 工 作， 同时采用 SQ453 型 活 塞 式 压 浆 机 压 注 水 泥 浆 ，最 大 压 力 1. 0MPa ， 从最低 点 的 压 浆 孔 压 入 ， 由最高点的排气孔 排气和泌水， 压浆应缓慢 、 均匀地进行， 不得中断， 并应 （ 下转第 40 页）
Construction Technology of Largespan Castinplace Bonded Prestressed Concrete Structure
Deng Bin ，Wang Chen
（ No. 5 Detachment ，No. 2 Hydropower Force of Armed Police ，Changzhou ，Jiangsu 213031 ， China ）
Abstract ： Based on the large span single-layer factory workshop in Jiangxi ， the cast-in-place bonded prestressed concrete is adopted to side column. Due to the construction difficulties of cast-in-place bonded prestressed concrete structure ，the corresponding solution measures are put forward ，such as lay of prestressed steel bars ，fix measure ，layout of anchorage and grouting of pretressed pore canal. The results show that the section size can be decreased in bonded prestressed concrete structure ，which can decrease the amount of formwork ，concrete and steel bar. Furthermore ，it can ensure construction safety. Key words ： concrete structure ； bonded prestress ； construction technology
图3 Fig. 3 固定端锚具示意 Anchorage 在 钢 绞 Fig. 2 Layout of prestressed 滑脱偏位， 在张拉端柱顶 线穿好后， column steel bar 使之不 位置固定 钢 绞 线， 下滑 。 因此， 预应 力 柱 中 预 应 力 钢 绞 线 竖 向 铺 放 和 固 定是施工难点， 也是质量控制的关键 。 2 ） 在梁柱节点 核 心 区 位 置 ， 梁布置有 2 束预应力 柱布置有 1 束预应力钢筋， 总共有 3 束波纹管穿过 筋， 梁柱节点核心 区 ， 同时需要在该区域布置 3 个预应力 锚具 。 在如此狭 小 的 空 间 布 置 3 个 锚 具， 如果处理不 当， 则很容易造 成 张 拉 阶 段 混 凝 土 局 部 受 压 破 坏 等 施 工问题， 从而影响施工质量 、 进度和安全 。 3 ） 该工程柱预应力孔道最低点与最高点高差 达 到 近 10m ， 孔道灌浆必须从最低点开始向上压灌水泥浆， 灌浆压力比普通梁大近 10 倍 。 因 此， 灌注水泥浆必须 具有足够的工 作 压 力 和 波 纹 管 内 部 通 畅 ， 以免在灌注 施工过程中出现压力达不到而停止工作 或 波 纹 管 堵 塞 的情况， 导致孔 道 中 的 水 泥 浆 快 速 凝 结 ， 堵 塞 管 道， 使 灌浆施工无法继续 ， 孔道中的钢绞线 得 不 到 有 效 保 护 ， 也无法形成有 黏 结 的 预 应 力 体 系 ， 对柱预应力施工质 量产生不良 影 响 。 因 此， 预应力孔道灌浆也是柱预应 力施工的主要技术难点 。 4 4. 1 施工解决措施 柱预应力钢筋铺放和固定措施 柱锚固端采用内埋式 ， 为保证施 工 质 量， 柱混凝土 分为上下 两 部 分 施 工 ， 标 高 7. 7m 以 下 钢 筋 绑 扎 成 型 后， 混凝土浇筑 前， 先 将 柱 预 应 力 波 纹 管 穿 入 柱 中， 并
1 工程概况 江西 某 大 跨 度 单 层 结 构 厂 房 总 建 筑 面 积 10 944m ， 建 筑 总 长 114m ， 宽 96m ， 屋 面 标 高 13. 2 ～ 14. 64m （ 结构 找 坡 ） ， 总 高 17. 2m ， 梁 底 标 高 12. 4m ， 结 构板厚 120mm ， 梁截面尺寸：1 200mm × 400mm ， 梁板均 采用预应力混凝土结构 ， 柱网尺寸 6m × 24m ， 柱截面尺 寸 500mm × 800mm ， 框架梁 、 板及柱 混 凝 土 强 度 等 级 均 为 C40 。 2 预应力结构设计方案 该工程是单 层 厂 房 结 构 ， 屋盖主框架方向总长度 96m ， 由 4 跨 24m 预 应 力 框 架 梁 组 成 。 由 于 工 程 为 单 层结构厂房， 边柱仅支承屋面结构自重 （ 屋面设计 为 无 设备的不上人 屋 面 ） 。 因 此， 边 柱 所 受 的 轴 压 力 很 小， 同时因边柱和主框 架 梁 相 连 接 （ 主 框 架 梁 跨 度 24m ） ， 边柱承受与该 框 架 梁 梁 端 相 同 的 弯 矩 ， 边柱基本呈纯 受弯状态 。 在相 同 的 弯 矩 作 用 下， 框架梁截面尺寸为 1 200mm × 400mm ， 而 边 柱 截 面 尺 寸 仅 为 500mm × 800mm ， 边柱比框 架 梁 要 弱 很 多 ， 因 此， 边柱在保证截
为解决此问题经过计算研究将此部位的梁预应力改为一端锚固一端张拉结构将核心部位2根横向预应力筋设置为2个内埋式固定端这样核心区内仅有竖向柱预应力筋的波纹管为空腔横向预应力梁的混凝土在柱预应力筋张拉前已与结构先期浇筑并已达到混凝土的张拉强度有效避免了混凝土局部压碎或劈裂的施工问题
2010 年 6 月 第 39 卷 第 6 期
图1 Fig. 1
柱截面尺寸示意 Section of columns
34
施工技术
第 39 卷
预应力钢筋采用 高 强 低 松 弛 钢 绞 线 （ 抗 拉 强 度 标 准值 f ptk = 1 860MPa ， 直 径 15. 20mm ， 单根截面面积为 140mm ， 弹 性 模 量 E s = 1. 95 × 10 MPa ） 。 框 架 边 柱 张 拉端锚具采用 7 孔 （ 角 柱 采 用 5 孔 ） 夹 片 群 锚， 固定端 采用挤压锚 。 孔 道 成 型 采 用 预 埋 金 属 波 纹 管 ， 张拉控 制应力 σ con = 0. 75 f ptk 。 3 施工难点 框架边柱有黏结预应力混凝土结构 施 工 中 需 要 竖 向作业， 因此与一般的预应力梁施工 有 较 大 区 别 ， 施工 施工控制的主要难点包括以下方面 。 更加复杂， 1） 预 应 力 柱 中 的 预 应力 钢 绞 线 需 要 沿 着 垂 直方向呈斜直线 设 置 （ 见 图 2）， 才能保证预应力 钢绞 线 的 正 常 使 用 。 而 且仅 固 定 好 波 纹 管 是 不 还要 很 好 地 采 取 有 够的， 效措 施 保 证 预 应 力 钢 绞 线束 不 会 在 自 重 作 用 下
施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
33
大跨度现浇有黏结预应力混凝土结构施工技术
邓 斌， 王 晨
（ 武警水电第二总队五支队 ， 江苏 常州 213031 ）
［ 摘要 ］基于江西某大跨度单层厂房结构， 边柱采用 现 浇 有 黏 结 预 应 力 结 构 。 根 据 有 黏 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 施 工难点， 提出相应的解决措施， 包括预应力钢筋铺放和固定措施 、 梁柱核心区锚具 合 理 布 置 方 案 以 及 预 应 力 孔 道 灌 浆施工方案 。 结果表明， 采用有黏结预 应 力 混 凝 土 结 构 可 有 效 减 小 柱 截 面 尺 寸， 从 而 减 少 模 板、 混凝土和钢筋用 保证施工安全 。 量， ［ 关键词 ］混凝土结构；有黏结预应力；施工技术 ［ 中图分类号 ］TU755 ［ 文献标识码 ］A ［ 8498 （ 2010 ） 06003302 文章编号 ］1002-
图2 预应力柱钢筋曲线布置
2 5
按设计位置采用钢筋支架进行固定 。 金 属 波 纹 管 按 设 计位置在柱中 焊 接 固 定 牢 固 后 ， 可将按设计长度下料 且已完成挤压头制作的预应钢绞线 穿 入 波 纹 管 。 钢 绞 线采用单根穿 束 方 案 ， 即按设计根数将预应力钢绞线 每次一根从下部 固 定 端 铁 板 穿 至 标 高 7. 7m 波 纹 管 出 下部固定端挤压锚必须紧贴铁 板 ， 固定端锚具如 口处， 且铁 板 和 螺 旋 筋 在 穿 束 后 应 与 周 边 钢 筋 焊 图 3 所示， 接固定， 上部外露钢绞线用波纹管保 护 好 ， 放在外排架 并做好 固 定 。 当 标 高 7. 7m 以 下 混 凝 土 浇 筑 完 成 上， 后， 绑扎标高 7. 7m 以 上 钢 筋 时， 先将波纹管和钢绞线 放入柱 钢 筋 中 部 ， 并将波纹管 按 设 计 位 置 采 用 支 架 加 固。 在柱 顶 部 张 拉 端 焊 接 固 定 好 将钢绞线穿过固定好 锚垫板， 的锚垫 板 并 在 上 部 固 定 牢 靠 ， 防止下滑或偏位 。 4. 2 梁柱核心区锚具合理布 置方案 总共有 在 梁 柱 节 点 位 置， 两横一竖 3 束波纹管穿过梁柱
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面不变的情况 下 ， 必须采用现浇有黏结预应力混凝土 从 而 保 证 边 柱 不 开 裂。如 图 结构才能保 证 抗 弯 需 要， 1 所示， 边柱和角柱 的 预 应 力 箍 筋 沿 全 高 范 围 内 加 固 。 因此， 框架边柱 有 黏 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 施 工 质 量 的 好坏将直接 影 响 边 柱 的 正 常 使 用 性 能 。 处 理 得 不 好， 则很容易在柱外侧形成大量裂缝 ， 影响结构的耐久性 。
节点核心区， 如果在该区域布置 3 个预应力张拉端锚 具， 考虑到预应力钢筋张拉前波纹管 内 没 有 注 浆 ， 内部 则此核 心 区 域 内 在 张 拉 阶 段 有 大 部 分 混 凝 土 为空腔， 混凝土局部极易压碎或劈 裂 。 为 解 决 此 问 题， 为空心， 经过计算研究， 将此部位的梁预应力 改 为 一 端 锚 固 ， 一 将核心部位 2 根横向预应力筋设置为 2 端张拉结构， 个内埋式固定 端 ， 这样核心区内仅有竖向柱预应力筋 的波纹管为空 腔 ， 横向预应力梁的混凝土在柱预应力 并已达到混凝土的张拉 筋张拉前已与 结 构 先 期 浇 筑 ， 强度， 有效避免了混凝土局部压碎或劈裂的施工问题 。 4. 3 预应力孔道灌浆方案 1 ） 在预应力筋 穿 束 过 程 中 ， 重点保护好波纹管不 柱钢绞线采用单根穿束方案 ， 穿束前先将钢绞 受破坏， 线端部用黑胶 布 包 紧 ， 然后把单根钢绞线从波纹管一 端穿至另一端 。 穿束时， 注意不能硬 顶， 以防波纹管被 而应将钢绞线往复轻抽 、 推、 转， 同时检查波纹管 顶破， 是否平顺， 否则 及 时 将 其 扶 平 顺。在 固 定 端 波 纹 管 口 处， 用钢丝球和回丝封闭 ， 以免漏浆 。 2 ） 孔道灌浆时， 根据施工现场的气温情况 ， 将水泥 浆自拌 制 到 压 入 孔 道 的 延 续 时 间 一 般 控 制 在 30 ～ 45min 。 并保证水 泥 浆 在 使 用 前 和 压 注 过 程 中 连 续 搅 拌以及压注水泥浆的压力 ， 以确保连 续 工 作， 同时采用 SQ453 型 活 塞 式 压 浆 机 压 注 水 泥 浆 ，最 大 压 力 1. 0MPa ， 从最低 点 的 压 浆 孔 压 入 ， 由最高点的排气孔 排气和泌水， 压浆应缓慢 、 均匀地进行， 不得中断， 并应 （ 下转第 40 页）
Construction Technology of Largespan Castinplace Bonded Prestressed Concrete Structure
Deng Bin ，Wang Chen
（ No. 5 Detachment ，No. 2 Hydropower Force of Armed Police ，Changzhou ，Jiangsu 213031 ， China ）
Abstract ： Based on the large span single-layer factory workshop in Jiangxi ， the cast-in-place bonded prestressed concrete is adopted to side column. Due to the construction difficulties of cast-in-place bonded prestressed concrete structure ，the corresponding solution measures are put forward ，such as lay of prestressed steel bars ，fix measure ，layout of anchorage and grouting of pretressed pore canal. The results show that the section size can be decreased in bonded prestressed concrete structure ，which can decrease the amount of formwork ，concrete and steel bar. Furthermore ，it can ensure construction safety. Key words ： concrete structure ； bonded prestress ； construction technology
图3 Fig. 3 固定端锚具示意 Anchorage 在 钢 绞 Fig. 2 Layout of prestressed 滑脱偏位， 在张拉端柱顶 线穿好后， column steel bar 使之不 位置固定 钢 绞 线， 下滑 。 因此， 预应 力 柱 中 预 应 力 钢 绞 线 竖 向 铺 放 和 固 定是施工难点， 也是质量控制的关键 。 2 ） 在梁柱节点 核 心 区 位 置 ， 梁布置有 2 束预应力 柱布置有 1 束预应力钢筋， 总共有 3 束波纹管穿过 筋， 梁柱节点核心 区 ， 同时需要在该区域布置 3 个预应力 锚具 。 在如此狭 小 的 空 间 布 置 3 个 锚 具， 如果处理不 当， 则很容易造 成 张 拉 阶 段 混 凝 土 局 部 受 压 破 坏 等 施 工问题， 从而影响施工质量 、 进度和安全 。 3 ） 该工程柱预应力孔道最低点与最高点高差 达 到 近 10m ， 孔道灌浆必须从最低点开始向上压灌水泥浆， 灌浆压力比普通梁大近 10 倍 。 因 此， 灌注水泥浆必须 具有足够的工 作 压 力 和 波 纹 管 内 部 通 畅 ， 以免在灌注 施工过程中出现压力达不到而停止工作 或 波 纹 管 堵 塞 的情况， 导致孔 道 中 的 水 泥 浆 快 速 凝 结 ， 堵 塞 管 道， 使 灌浆施工无法继续 ， 孔道中的钢绞线 得 不 到 有 效 保 护 ， 也无法形成有 黏 结 的 预 应 力 体 系 ， 对柱预应力施工质 量产生不良 影 响 。 因 此， 预应力孔道灌浆也是柱预应 力施工的主要技术难点 。 4 4. 1 施工解决措施 柱预应力钢筋铺放和固定措施 柱锚固端采用内埋式 ， 为保证施 工 质 量， 柱混凝土 分为上下 两 部 分 施 工 ， 标 高 7. 7m 以 下 钢 筋 绑 扎 成 型 后， 混凝土浇筑 前， 先 将 柱 预 应 力 波 纹 管 穿 入 柱 中， 并
1 工程概况 江西 某 大 跨 度 单 层 结 构 厂 房 总 建 筑 面 积 10 944m ， 建 筑 总 长 114m ， 宽 96m ， 屋 面 标 高 13. 2 ～ 14. 64m （ 结构 找 坡 ） ， 总 高 17. 2m ， 梁 底 标 高 12. 4m ， 结 构板厚 120mm ， 梁截面尺寸：1 200mm × 400mm ， 梁板均 采用预应力混凝土结构 ， 柱网尺寸 6m × 24m ， 柱截面尺 寸 500mm × 800mm ， 框架梁 、 板及柱 混 凝 土 强 度 等 级 均 为 C40 。 2 预应力结构设计方案 该工程是单 层 厂 房 结 构 ， 屋盖主框架方向总长度 96m ， 由 4 跨 24m 预 应 力 框 架 梁 组 成 。 由 于 工 程 为 单 层结构厂房， 边柱仅支承屋面结构自重 （ 屋面设计 为 无 设备的不上人 屋 面 ） 。 因 此， 边 柱 所 受 的 轴 压 力 很 小， 同时因边柱和主框 架 梁 相 连 接 （ 主 框 架 梁 跨 度 24m ） ， 边柱承受与该 框 架 梁 梁 端 相 同 的 弯 矩 ， 边柱基本呈纯 受弯状态 。 在相 同 的 弯 矩 作 用 下， 框架梁截面尺寸为 1 200mm × 400mm ， 而 边 柱 截 面 尺 寸 仅 为 500mm × 800mm ， 边柱比框 架 梁 要 弱 很 多 ， 因 此， 边柱在保证截
为解决此问题经过计算研究将此部位的梁预应力改为一端锚固一端张拉结构将核心部位2根横向预应力筋设置为2个内埋式固定端这样核心区内仅有竖向柱预应力筋的波纹管为空腔横向预应力梁的混凝土在柱预应力筋张拉前已与结构先期浇筑并已达到混凝土的张拉强度有效避免了混凝土局部压碎或劈裂的施工问题
2010 年 6 月 第 39 卷 第 6 期
图1 Fig. 1
柱截面尺寸示意 Section of columns
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施工技术
第 39 卷
预应力钢筋采用 高 强 低 松 弛 钢 绞 线 （ 抗 拉 强 度 标 准值 f ptk = 1 860MPa ， 直 径 15. 20mm ， 单根截面面积为 140mm ， 弹 性 模 量 E s = 1. 95 × 10 MPa ） 。 框 架 边 柱 张 拉端锚具采用 7 孔 （ 角 柱 采 用 5 孔 ） 夹 片 群 锚， 固定端 采用挤压锚 。 孔 道 成 型 采 用 预 埋 金 属 波 纹 管 ， 张拉控 制应力 σ con = 0. 75 f ptk 。 3 施工难点 框架边柱有黏结预应力混凝土结构 施 工 中 需 要 竖 向作业， 因此与一般的预应力梁施工 有 较 大 区 别 ， 施工 施工控制的主要难点包括以下方面 。 更加复杂， 1） 预 应 力 柱 中 的 预 应力 钢 绞 线 需 要 沿 着 垂 直方向呈斜直线 设 置 （ 见 图 2）， 才能保证预应力 钢绞 线 的 正 常 使 用 。 而 且仅 固 定 好 波 纹 管 是 不 还要 很 好 地 采 取 有 够的， 效措 施 保 证 预 应 力 钢 绞 线束 不 会 在 自 重 作 用 下
施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
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大跨度现浇有黏结预应力混凝土结构施工技术
邓 斌， 王 晨
（ 武警水电第二总队五支队 ， 江苏 常州 213031 ）
［ 摘要 ］基于江西某大跨度单层厂房结构， 边柱采用 现 浇 有 黏 结 预 应 力 结 构 。 根 据 有 黏 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 施 工难点， 提出相应的解决措施， 包括预应力钢筋铺放和固定措施 、 梁柱核心区锚具 合 理 布 置 方 案 以 及 预 应 力 孔 道 灌 浆施工方案 。 结果表明， 采用有黏结预 应 力 混 凝 土 结 构 可 有 效 减 小 柱 截 面 尺 寸， 从 而 减 少 模 板、 混凝土和钢筋用 保证施工安全 。 量， ［ 关键词 ］混凝土结构；有黏结预应力；施工技术 ［ 中图分类号 ］TU755 ［ 文献标识码 ］A ［ 8498 （ 2010 ） 06003302 文章编号 ］1002-
图2 预应力柱钢筋曲线布置
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按设计位置采用钢筋支架进行固定 。 金 属 波 纹 管 按 设 计位置在柱中 焊 接 固 定 牢 固 后 ， 可将按设计长度下料 且已完成挤压头制作的预应钢绞线 穿 入 波 纹 管 。 钢 绞 线采用单根穿 束 方 案 ， 即按设计根数将预应力钢绞线 每次一根从下部 固 定 端 铁 板 穿 至 标 高 7. 7m 波 纹 管 出 下部固定端挤压锚必须紧贴铁 板 ， 固定端锚具如 口处， 且铁 板 和 螺 旋 筋 在 穿 束 后 应 与 周 边 钢 筋 焊 图 3 所示， 接固定， 上部外露钢绞线用波纹管保 护 好 ， 放在外排架 并做好 固 定 。 当 标 高 7. 7m 以 下 混 凝 土 浇 筑 完 成 上， 后， 绑扎标高 7. 7m 以 上 钢 筋 时， 先将波纹管和钢绞线 放入柱 钢 筋 中 部 ， 并将波纹管 按 设 计 位 置 采 用 支 架 加 固。 在柱 顶 部 张 拉 端 焊 接 固 定 好 将钢绞线穿过固定好 锚垫板， 的锚垫 板 并 在 上 部 固 定 牢 靠 ， 防止下滑或偏位 。 4. 2 梁柱核心区锚具合理布 置方案 总共有 在 梁 柱 节 点 位 置， 两横一竖 3 束波纹管穿过梁柱