高层建筑有粘结预应力框架梁结构施工技术

高层建筑有粘结预应力框架梁结构施工技术

1单剑2袁小东

1单剑2袁小东

(1．浙江运业建筑工程有限公司,浙江绍兴312000；2.浙江中联建设集团有限公司，浙江绍兴312000)

摘要：建筑施工技术能够有效促进建筑性能的改进与功能的发挥。本文通过某20层建筑框架梁

的有粘结预应力结构施工技术，对粘结预应力混凝土特点、有粘结预应力框架梁结构施工技术及预应力施工效果进行了详细阐释。

关键词：有粘结预应力；高层建筑；框架梁；

0引言

近几年来，随着建筑新材料、新技术的发展，商业或办公高层建筑中框架梁、地下室的大跨度、大空间、少梁柱需要完全可以实现。现浇后张有粘结预应力混凝土技术，作为预应力混凝土结构的主要结构型式的建造知识与技巧，通过预埋管道、穿筋、张拉、灌浆等工序为混凝土结构建立预应力以满足设计要求。相对于现浇预应力混凝土框架梁，表现出其跨度大，大空间，少梁柱等特点，具有良好的承载力、受力性能和抗震性能，灵活的空间布置，加上缩短工期、降低工程成本投资、减轻建筑物自身的重量等优点，可以满足商业或办公高层建筑中框架梁、地下室的大跨度、大空间、少梁柱需要。

1.粘结预应力混凝土特点

有粘结预应力筋与混凝土的可靠粘结可使预应力筋能很好地发挥其力学性能，为所建立的预应力提供保障。而普通混凝土构件抗裂性能差，它的抗拉极限应变值较少，只相当于每米只能拉长0.1～0.15mm，超过这个数值就会开裂，因而，对于在使用中不允许开裂的构件，设计时不得不把受拉区混凝土的截面增大，从而增加了结构的自重。

普通混凝土受拉区容易出现开裂的缺点，同使用要求之间发生了矛盾，高强钢材不断发展与普通混凝土构件中不能充分发挥其高强性能也发生矛盾。由于矛盾的主要方面是混凝土的极限抗拉应变太小，在混凝土构件受拉区施加压应力，产生拉应力时，首先要抵消混凝土的预压应力，然后，随着荷载的不断增加，混凝土才受拉开裂，从而推迟裂缝的出现时间和限制裂缝的发展，达到提高构件抗裂度和刚度的目的，同时，能有效地采用高强钢材，大大节约钢材。这种预应力工艺是借助两端的锚具传递预应力，无需留孔灌浆，施工简便，摩擦损失小，预应力筋易弯成多跨曲线形状等，但对锚具锚固能力要求较高。

2.混凝土工程概况

某工程主楼20层，地下室2层，建筑面积约36000m２，采用静压桩基础，主体为框剪全现浇混凝土结构体系，主楼部分采用钢筋混凝土柱，部分框架采用有粘结后张预应力混凝土结构，在主塔楼中设置结构转换层。地下室采用预应力楼盖无梁设计，板厚250mm，混凝土C40，楼盖中采用有粘结预应力和无粘结预应力相结合施工。

3.工程施工流程与技术

3.1预应力筋材料的优选

本工程预应力筋选用高强度低松弛钢绞线（强度等级fptk＝1860MPａ）。预应力筋采用砂轮机机械切断现场下料，下料长度误差控制在±50mm范围内。钢铰丝的编束用20号铁线绑扎，间距1mm～1.5mm，编束时先将钢铰线理顺，并尽量使各根钢铰线松紧一致。

3.2波纹管、预应力筋的安装

⑴.预应力筋孔采用扁型（bh＝70×20）波纹管成形，由于工程跨度大，孔道由多段波纹管组成，两段管之间采用大一号的同型波纹管连接，接头管的长度为200mm～300mm，接头两端用密封胶或塑料热缩管封裹。

⑵.按设计图中预应力筋的曲线坐标铺设预应力筋孔道，孔道之间的净距不应小于50mm，孔道至构件边缘的净距不应小于40mm，凡需起拱的构件，预应力筋应随构件同时起拱。

⑶.预应力筋孔道的固定采用钢筋马凳支托，马凳间距为600mm～800mm，钢筋支托烧焊在底筋上，预应力筋孔道与支托钢筋用细丝绑牢，其混凝土净保护层厚度大于30mm。

⑷.铺设波纹管。采用先装管后穿束的方法，波纹管铺设完后，把预应力筋穿入，穿入时做到平坦顺直，曲线流畅。铺放好的预应力筋垂直位置偏差一般不大于±20mm，水平偏差在1000mm范围内控制在±20mm。

⑸.预应力筋如遇到洞口时，可将预应力筋水平移动或按相关图纸处理。预应力筋安装后，应检查其位置，曲线形状是否符合设计要求，自检合格后方可进行下一个工序的施工。

3.3锚垫板的安装

预应力端部锚垫板是张力部件，在施工中把锚垫钢板与梁端钢筋焊接固定。焊接垫付板应根据设计院图纸的要求在模板或钢筋上标出位置，固定后的垫板与预应力筋保持垂直。

3.4灌浆孔（排气孔）、排水孔与泌水管的安装

在预应力两端及跨中位置设置灌浆孔或排气孔，孔距不宜大于12m，灌浆孔用于进水泥浆，其孔径一般不小于16mm。灌浆孔（或排气孔）在跨内高点处应设在孔道上侧方。在跨内低点处应设在下侧方。排水孔一般设在每跨曲线孔道的最低点，开口向下。泌水管设在每跨曲线孔道的高点处，开口向上，高出楼面一般不小于500mm。

灌浆孔用带嘴的塑料弧形压板与海绵垫付片覆盖，并用铁丝扎牢，再接塑料管。为保证留孔质量，在波纹管上先不打孔，在外接塑料管内先插一根Ф12的光面钢筋露出外侧，待孔道灌浆前再用钢打穿波纹管，拔出钢筋。

3.5预应力混凝土浇筑

混凝土入模时，严禁将下料斗出口对准波纹管下灰，并注意振捣混凝土的密实度，特别是预应力濯的端部，避免出现蜂窝现象。在混凝土材料中，杜绝一切带氯离子或其他侵蚀性离子的外加剂。混凝土浇筑完成后，对抽拔管成孔按时组织人员抽拔钢管或胶管，并检查孔道及灌浆孔等是否通畅。

3.6预应力筋的张拉

预应力筋张拉是通过张拉机械将力作用于预应力筋上，然后通过预应力筋最终作用于混凝土上，从而在结构中建立起预应力。

①.张接设备。YDC－26型千斤顶、ZB4－500高压电动抽泵等，张拉设备设专人负责管理、保养，在使用前对其进行标定和校正。

②.混凝土强度检验要求。预应力筋张拉前应提供结构构件（含后浇带）混凝土的强度试压报告。当混凝土立方体强度达到设计要求的80％后，方可进行预应力筋的张拉。

③.预应力筋张拉力。预应力张拉过程中，以应力控制为主，伸长值控制为辅。对于因工程实际情况所限，部份长度超过25ｍ采用一端张拉的预应力筋，张拉时主要以应力控制为主，但在数量上适当调整。

张拉采用计算机进行管理，将所有预应力筋位置、编号输入计算机，绘制在平面图上。根据每块板混凝土的浇注时间和预应力筋张拉条件，确定张拉日期，并将每条预应力筋的长度、张拉控制力、计算伸长值、计划张拉时间等信息输入计算机。

张拉时，同一区预应力筋的张拉顺序为间隔依次纵横向交替张拉，先张拉Ｘ向奇数根，然后张拉Ｙ向奇数根，接下去张拉Ｘ向偶数根，最后张拉Ｙ向偶数根。尽量减少张拉设备的移动次数，把预应力筋张拉顺序按集中布置方向，预应力筋张拉和均匀布置方向预应力筋张拉。每一方向的预应力筋张拉都遵循同步、对称张拉的原则。

④.预应力筋张拉伸长值控制。在预应力筋的张拉过程中，当预应力筋的张拉力达到要求时，预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的误差应控制在－5％～＋10％之间。伸长值超过此范围时，应停止张拉，采取措施后方可再继续。

3.7灌浆注意事项

预应力筋孔道灌浆采用UBT－3型挤压式灰砂浆泵。为达到理想的灌浆效果，在灌浆用水泥浆中掺入10％～12％的JP型外加剂。水灰比控制在0.35～0.4之间，流动度达到240mm，泌水性3h小于2％，体积微膨胀，强度指标好。水泥浆的搅拌混合均匀，灌浆过程中搅拌不停止。

水泥浆从中间支座处的灌浆孔灌入，每个孔道的灌浆连续完成，不得中断，灌浆压力保持在0.6MPa以上，待最后一个出浆孔流出浓浆后，封闭出浆孔，保持0.5MPa～0.8MPa的压力，稳压3min，再封闭进浆孔。

4.预应力施工效果

预应力筋的张拉前，在框架梁预应力筋束上布设8支GMS－1500钢弦式岩土测力计，监测结果表明，预应力筋张拉猫固后初期应力损失较大，以后逐渐减少并趋于稳定，符合应力损失规律，监测获得的预应力损失较小，与理论计算值相差仅3.5％，符合设计技术要求。

预应力筋张拉和灌浆完成后，用百分表测量挠度反拱值，其结果符合设计要求，框架梁顶面末发生开裂现象，孔道浆体强度达到设计要求后拆除梁支撑排架。

5.结语

本工程主楼20层建筑部分框架梁，采用有粘结后张预应力混凝土的施工技术，有效控制了使用条件下的裂缝和挠度，减少大跨度混凝土梁的截面尺寸，增大了使用空间，并且节省了大量建材，取得了十分显著的经济效益。计算机的合理应用也较好的提高管理水平和工作效率。

参考文献

[1]刘阳公路桥梁无粘结预应力混凝土技术应用交通世界(建养.机械)2013-10-08

[2]蔡鸿飞.无粘结预应力混凝土大梁的施工实例.建筑技术开发，2004,9。

[3]廖东旭．无粘结预应力梁板结构体系的设计与施工［j］．中外建筑，2007，（11）