后张预应力框架梁

后张预应力

一、前言

自1989年以来我公司先后在成都、深圳、上海、重庆等地进行了后张预应力框架梁施工，积累了一定的施工经验，通过对高强混凝土、高强低松驰钢绞线及符合FTP标准的群锚体系等—系列新工艺、新技术的不断总结完善，而形成本工法。

二、特点

1、增加混凝土结构的经济跨度，特别是在大跨度结构中，可节约大量投资资金。为发展大柱网、大开间创造了条件。

2、降低楼层中主次梁高度，提高层高净空利用率。

3、减少建筑钢材用量，降低造价。

4、提高了建筑结构的整体性，增强了抗震性能。

5、对超长束的穿束，孔道灌浆工艺有所改进，从而提高了工作效率，确保了工程质量。

三、后张预应力框架梁适用范围

后张预应力框架梁主要用于大型公共建筑、多层大跨度厂房、写字楼及大型综合商场等。

四、工艺原理

在设计确定的预应力筋位置上预留孔洞，预留孔洞的方式及材料有几种：钢管预留孔，波纹管预留孔，塑料管预留孔等。其工艺原理是首先将预留管道铺放和绑扎在模板内的普通钢筋骨架内，将下料制作后的预应力筋穿入预留孔内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计要求张拉强度后，进行预应力筋张拉、锚固，最后对孔道进行灌浆，借助两端锚具对混凝土产生预压应力。

五、工艺流程及操作要点

1. 工艺流程

框架梁底模板安装

波纹管生产、检验↓

│框架梁钢筋骨架绑扎

│↓

└─────→ 框架梁波纹管、垫板安装←----┐

预应力筋采购、检验││

下料、挤压↓│

└─────────→ 预应力筋穿束-----------┘

↓

梁侧模安装

↓

布板筋

↓

浇筑混凝土─→试块制作

锚具检验↓│

│混凝土养护│

↓↓↓

千斤顶、油表校正───→ 预应力筋张拉←强度达到张拉要求

↓

孔道灌浆─→试块制作

↓

切去外伸多余钢绞线

↓

封头

2. 操作要点

（1）预留管道铺放

①根据设计图纸中的预应力筋位置上，用油漆在模板上作定位标志。

②安置控制预应力筋曲线矢高的控制支撑筋见下图：

③铺放预留管道并与支撑筋或其它非预应力钢筋用铅丝绑扎、焊接，要求预应力管道曲线与图纸曲线吻合并流畅，不得有弯折和突变。

④铺放预应力管道时，应注意管道接头的连接质量，保证浇灌混凝土时接头不渗浆，以免造成管道堵塞。

⑤铺设各种线管及绑扎非预应力筋时，应不改变预留管道的平面位置和矢高。

（2）预应力下料、制束、穿筋

①预应力筋采用电动切割机断料，不得用氧气及电焊切割。

②固定端最好用挤压锚，也可以用压花锚作固定端。

③预应力筋穿入预留管道有以下几种方式；

a整束穿入：可采用人工送入或机械牵引方式。

b单根穿入：可采用人工送入或穿束机单根送入方式。

不管单根或整束穿筋，都要求穿入端戴上导向头，保护孔道不被钢绞线划破。

（3）张拉端和固定端的安装

①张拉端和固定端均必须按设计要求配置螺旋筋或网片筋，螺旋筋应紧靠承压板，网片筋应保证间隔，并固定可靠，见下图：

②固定端按设计要求的位置绑扎牢固，严禁承压板相互重叠。挤压锚固定端安装时，挤压锚必须紧贴承压板并与承压板相垂直。

③张拉端预应力筋的外露长度应满足千斤顶的操作要求，预应力筋末端与承压板相垂直，曲线筋的曲线段起始点至张拉端承压板应有不小于300毫米的直线段。

④安装带有穴模或其它预先埋入混凝土中的张拉端时，各部件之间不应有缝隙。

（4）浇筑混凝土

①预留管道铺放、管线安装、非预应力筋绑扎、封端模等工序完后,应进行隐蔽工程验收，当确认合格后方能浇筑混凝土。

②浇筑混凝土时,严禁振动棒撞碰预留管道、支撑筋以及端部预埋件。

③张拉端和固定端混凝土必须振捣密实，不得有孔洞和蜂窝。

（5）预应力筋张拉

①张拉预应力筋的千斤顶和压力表应送法定检验机构配套校验，校验期限不得超过半年，若出现反常现象,应重新校验。

②张拉时，混凝土强度应符合设计要求，当设计无要求时，不得低于设计强度等级的75％。

③预应力筋的张拉控制应力符合设计要求。

④千斤顶施加的张拉力，根据千斤顶、压力表配套校验曲线查出力的对应压力表读数，由压力表控制。

⑤张拉时，由专人操作张拉设备，专人测量伸长值，作好原始记录。

⑥张拉顺序应符合设计要求，如设计无要求时，可采用对称或依次张拉。

⑦两端张拉时，可先在一端张拉并锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固。

⑧张拉时以张拉力控制为主，以预应力筋伸长值进行校核，如实际伸长值超出计算伸长值的±6％时应暂停张拉，查明原因予以调整后，方可继续张拉。

⑨预应力筋的伸长值，宜在初应力为张拉控制应力的10％开始量测，实测伸长值加上初应力以下的推算伸长值，即为张拉实际伸长值。

⑩伸长值计算公式：

精确计算式：

式中：P j ——预应力筋张拉力；

A p——预应力筋截面积；

E s——预应力筋弹性模量；

L T——从张拉端至计算截面的孔道长度；

K——每未孔道局部偏差对摩阻的影响系数；

μ——预应力筋与孔道移之间的摩擦系数；

θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角（rad）；

简化计算式：

式中：P——预应力筋的平均张力，取张拉端的拉力与计算截面处扣除孔道摩擦系

数损失后的拉力平均值。

张拉力到位后锚固时，采用限位板或液压顶压器，控制锚固阶段预应力筋的内缩量。

（6）封锚头

①张拉结束进行隐蔽验收后,方可切割锚具外的超长预应力筋。

②超长部分预应力筋宜用砂轮锯或其它机械方法切断，切断后露出锚具外的预应力筋长度不得小于30mm，当采用氧气切割时，其火焰应向外倾斜，并采取浇水散热措施，严禁火焰直射锚具、不得用电焊切割。

③张拉锚固后应及时压浆，水泥浆配制及压浆工艺按设计要求或现行规范执行，压浆孔应按下图预留。

预应力钢绞线张拉完毕后停置12小时，以观察钢绞线的锚固情况，然后再进行孔道灌浆，孔道灌浆宜在预应力筋张拉完成后72小时内进行。孔道灌浆之前需用压力水将孔道冲洗干净，待出清水为止。孔道灌浆为纯水泥浆，水泥标号为32.5级以上，水灰比控制在0.4～0.45之间，并掺入适量膨胀剂，以增加孔道灌浆的密实性。灌浆压力不小于0.5MPa，每个孔道灌浆应一次完成，不能中途停顿，喷嘴不能离开灌浆孔，以免空气进入孔道形成汽泡。

水泥浆从孔道一端灌入，直至另一端冒出水泥浆为止。为保证孔道灌浆饱满，待排气孔出浓浆后将排气孔堵塞，并在灌浆口补压。

④最后用同强度等级的混凝土密封锚头。

六、材料

1. 预应力筋

预应力筋用钢绞线、钢丝，其性能应符合国家标准《预应力混凝土用钢绞线和碳素钢丝》的规定，目前常用钢绞线的公称直经为15.24mm，公称面积139mm2，强度级别为1860Mpa，钢丝公称直经为5mm，公称面积19.6mm2，强度级别一般为1570Mpa。

2. 锚具系统

① 有粘结后张预应力锚具张拉端用群锚或单孔夹片锚，固定端用挤压锚，预应力筋与锚具组装件静载试验测得锚具效率系数大于0.95，总应变大于2％。

② 张拉端的做法根据设计要求，可做成锚具凸出或凹进混凝土表面，其构造由锚环、夹片、承压板、螺旋筋组成，张拉完成后的锚具亦应浇筑混凝土密封保护。

③ 固定端必须埋设在板或梁、墙的混凝土中,其构造由挤压锚、承压板、螺旋筋组成,挤压锚在预应力筋下料后，经专用设备挤压而成，挤压时严格控制弹簧性能和挤压力。

3. 预留管道采用钢管成孔时，接头做成螺纹。采用波纹管成孔，接头长不小于300mm，并用密封胶带封闭。

七、机具设备

本工法所需的主要机具设备如下。

主要机具设备

八、劳动组织及安全

后张预应力框架梁结构施工劳动组织形式与数量主要取决于工程量与结构复杂程度。主要工种有：预应力张拉工、焊工、电工。根据工程的面积确定施工专业队人员，一般在10～50人范围内。在各工序中主要以预应力安装的劳动组织最为集中。

安全管理除遵守土建总包安全制度外，应特别注意；① 张拉现场必须设立警示标志，张拉时严禁千斤顶张拉方向站人，张拉过程中严禁人员在千斤顶前方穿行。② 张拉人员严格按操作规程进行张拉，张拉力应严格按照设计应力控制。

九、质量要求

本工法必须遵照执行如下技术标准和文件：

·《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002；

·《预应力混凝土用钢丝》GB5223-2002；

·《预应力混凝土用钢绞线》GB5224-2003；

·《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000

·设计图纸和有关设计文件。

十、效益分析

大跨度预应力混凝土框架结构由于使用高效预应力钢绞线和高强混凝土，使结构构件的截面尺寸减小，自重减轻，节约了材料。同时减少或取消内柱及其相应基础，也使材料消耗大为降低，其综合效益是显而易见的。根据我公司十多年的预应力设计和施工经验，在合理设计情况下，柱网10米以上跨度选择预应力砼结构较普通钢筋砼结构经济。同时，由于预应力梁截面高度可以做到跨度的1/12～1/18（普通结构梁截面高度一般为跨度的1/10～1/12），有效地减小了梁断面，使层高净空加大，从而节约间接费用。

十一、我司近年来在深圳地区承担施工的工程实例

工程应用实例表