体育场预应力施工方案

体育场预应力施工方案

1、概况

主体育场预应力工程包括两部分：预应力混凝土楼面和钢拱下连系拱脚的预应力地拉梁。

1.1预应力是结构重要的组成部分

混凝土楼面中预应力的作用为：抵消部分楼面荷载，提高刚度；控制超长楼面使用阶段的温度应力。

钢拱下连系拱脚的预应力束的作用为：平衡钢拱向外的推力。

因此，预应力工程施工质量的好坏直接影响到结构的安全性和正常使用。

1.2预应力工程量

预应力束主要布置在钢拱地拉梁和看台梁中。

根据招标书，预应力钢材1000t，锚具2000孔。

预应力分项工程特点：

量大、束长、张拉吨位大、配合工种多（与土建和钢结构施工都要配合）、施工工期长（穿插在整个工程施工过程中）。

因此，预应力工程的施工管理，与其它工种的配合与协调，是保证工作顺利进行，按质、按期完工的前提。

1.3预应力工程技术难点

本工程，预应力不仅量大，而且有较大的技术难点。

(1)预应力混凝土楼面

预应力混凝土楼面A轴长约561m，J轴长约930m，平均约745.5m，属于超长、大面积环形预应力混凝土楼面。根据施工图楼面共设置4条伸缩缝，12条1000mm宽后浇带。

其技术难点为：

a 超长预应力混凝土楼面必须分段布置预应力筋，分段张拉。分段过长，预应力损失较大；分段过短，张拉次数多、效率低，锚具费用大。因此，需优化预应力筋分段。

b 结构设计中，预应力作用之一是控制使用阶段季节温差引起的温度应力。施工中，如何利用预应力来控制施工阶段砼水化热引起的温度应力。

c 大面积预应力混凝土楼面，分块楼面施工周期长，后浇带处预应力波纹管、锚具等如何保护。

(2)预应力地拉梁

预应力地拉梁顺直，长约370m，每束预应力筋根数多，张拉吨位大，两端锚固于钢拱脚承台上，属于超长预应力大梁。

其技术难点为：

a 约370m长预应力管道如何保证顺直，管道采用较软的波纹管，还是较硬的钢管。

b 约370m超长预应力束如何下料、如何保护、如何穿束。

c预应力分批张拉如何与钢结构施工过程相一致。

d预应力地拉梁位于地面下，所处环境恶劣，灌浆如何密实，群锚处（锚具内、外）

如何保护。

预应力分项工程包含在预应力混凝土结构和预应力钢结构中，在整个体育场结构工程施工中占有非常重要的地位，另外由于预应力施工的特殊性，所以必须精心组织，制定优化的施工方案，与其它相关工种密切配合，才能保证此分项工程施工按期、优质完成。

2、超长混凝土楼面预应力施工

(1)预应力施工总体规划

根据结构施工图，楼面共设置4条伸缩缝，12条1000mm宽后浇带，见下图。

a超长、大面积混凝土楼面预应力施工需要分段施工，而混凝土施工也需要分块施工，因此将预应力筋分段点、后浇带和施工缝统一起来，同时尽量满足各自的要求。

b混凝土浇筑方案应与张拉方案一致，先张拉的板区，先浇筑混凝土。中间板区应与四周板区在浇筑时间上存在一时间差，可根据后浇带混凝土浇筑、养护至达到允许张拉强度的

时间来确定。

c后浇加强带应将楼面沿设置方向完全断开，即遇板断板，遇梁断梁，但钢筋可不断开。

d后浇加强带填缝时间，本应越晚越有利于裂缝控制。但在预应力大面积楼面中，在中间板区的预应力筋张拉结束后，应尽快填缝，以尽早张拉楼面外围板区。

e楼面有长预应力梁，也有短预应力梁。长梁采用两端张拉，短梁采用一端张拉。

参见A区三层预应力张拉示意图（附图）。

(2)技术难点解决

1）预应力筋布置

两条伸缩缝之间为一板区。每个板区内设置3条后浇带，将板区分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，共四个板块。

将预应力筋在后浇带完全断开，则后浇带处就没有预应力筋布置，成为结构薄弱带。

板块Ⅰ混凝土施工、养护→板块Ⅱ混凝土施工、养护→板块Ⅰ内预应力筋张拉→后浇带1填筑、养护→板块Ⅲ混凝土施工、养护→板块Ⅱ内预应力筋张拉→后浇带2填筑、养护→板块Ⅳ混凝土施工、养护→板块Ⅲ内预应力筋张拉→后浇带3填筑、养护→板块Ⅳ内预应力筋张拉。

2)利用预应力筋控制施工阶段温度应力，提前填筑后浇带

一般，后浇带需待两侧板块混凝土龄期40d后填筑混凝土，目的是为了让两侧板块在施工阶段温度作用下能独立的变形，减小温度应力，待温度变形基本结束后，再将它们浇筑在一起。

温度裂缝是因为混凝土水化热散失，以及自身体积收缩、失水收缩等引起楼面收缩，受

到周围梁柱的约束，产生拉应力，当拉应力超过当时龄期混凝土抗拉强度，就会出现裂缝。因此温度裂缝控制的基本原则是：控制拉应力不超过当时龄期混凝土抗拉强度，甚至不出现拉应力，即存在压应力。

在预应力混凝土楼面中，预应力张拉在楼面中产生的压应力，足以抵抗温降、收缩产生的拉应力，因此楼面中仅存在压应力，就不会产生温度裂缝。

故预应力混凝土楼面，混凝土强度达到80%设计强度或达到设计要求后，即可立即张拉，在楼面中建立压应力，防止温度裂缝。预应力张拉结束后，即可填筑后浇带，不必等到混凝土龄期40d之后。一般混凝土养护20天之后即可达到要求，这样后浇带填筑可以提前半个月，减少了施工周期，加快施工进度。

3）后浇带处预应力波纹管、锚具等保护。

后浇带需待该处预应力张拉结束后方可填筑，后浇带内预应力材料长期暴露在空气中，容易被油污等赃物污染，被诸如电焊等不正当施工操作破坏。因此采用以下措施进行保护。

A）后浇带处采用镀锌波纹管，防锈。

B）后浇带采用盖板封住，防止油污、垃圾、电焊渣等落入后浇带，并防止预应力材料被人踩踏。

C）与其它施工单位配合，加强管理。

4）预应力施工工艺

预应力施工须结合土建施工工序进行（可参照土建方案）。

有粘接预应力梁的施工顺序如下：

搭设梁支架、底模→绑扎钢筋（包括箍筋）、垫保护层→在箍筋上划出波纹管管底坐标位置、焊接钢筋托架（@800mm）→波纹管质量检查→铺设波纹管和固定端预埋件→预应力筋质量检验→预应力筋下料→预应力筋穿入孔道→安装梁侧模→安装楼板底模和绑扎楼板钢筋→检查和验收→浇筑混凝土（留置混凝土试块）、拉动钢绞线→混凝土养护→拆梁侧模→锚具质量检查→千斤顶校验、检查张拉设备和压混凝土试块→预应力筋张拉→孔道灌浆（留置水泥浆试块）→压水泥浆试块→拆梁底模及支撑→切割端部钢绞线、端部封裹。

A）预应力梁支架和底模安装

a 在预应力筋张拉前框架梁不能承受任何外加荷载，框架梁自重及施工荷载全部由模板支架承担，因此，预应力梁的支架应能承受施工过程中可能出现的最大荷载，并应有足够的承载能力、刚度和稳定性。

b由于预应力框架梁自重较大，暂定按0.5～1‰起拱。

4）钢筋绑扎、垫保护层

A）框架梁应先绑扎钢筋及箍筋。吊筋应尽量置于无波纹管的箍筋空间内，S型拉筋待