大跨度预应力梁在基督教主堂中的应用分析

大跨度预应力梁在基督教主堂中的应用分析

王,榜

国中城投第四工程局有限公司 安徽 阜阳 236000

摘要：近年来，经济速度让城市建设快速发展起来，越来越多体量巨大、形态奇特建筑物矗立起来，成为新的城市标志性建筑。新颖奇特的基督教教堂，必然导致建筑结构的不规则，为满足外观造型和结构安全的需要，结构设计时往往会采取超高、大跨度、悬挑等构件。文章以厦门市基督教东部教堂新建工程为例，阐述大跨度预应力梁在基督教大堂中的应用分析。

关键词：大跨度；预应力梁；基督教堂；应用分析

引言:

厦门市基督教东部教堂新建工程位于厦门市湖边水库片区，吕岭路北侧，金湫路西侧，金盛路南侧。该工程为钢筋混凝土框架结构，地下二层，地上架空单层，附属楼地上六层，总建筑面积18976.95m2，其中地上建筑面积10418.92m2（主堂1#楼主楼4713.1m2，2#楼附属楼5705.82m2）；连体地下室建筑面积8558.03m2，总高度为38.4m，最大跨度为39.3m，最大倾斜度为22°。建设主、副堂容纳座位2500座，及标准教牧办公室和相应的配套设施。

1 工程难点和特点

本工程钢筋混凝土梁跨度大(31.8米)倾斜角度大(22°)截面大(750mmx2000mm)支撑架高度高(27.6米)。这给施工带来了以下难题：支撑架搭设难度高；混凝土浇捣难度大;预应力施工难度大。

2 大跨度预应力梁施工工艺

2.1 施工工艺流程

预应力施工流程：预应力材料进场、复检→底模安装、预应力分项工程备料、下料→摆设普通钢筋底筋、面筋→绑扎箍筋→焊定位钢筋→穿波纹管→穿预应力筋→绑扎腰筋、吊筋等→放预应力梁钢筋笼或者封预应力梁侧模板→预应力筋张拉端预埋件定位→安装灌浆管→检查及隐蔽验收→浇砼→拆侧模、养护、安装锚具→张拉(砼达到强度后张拉)→孔道灌浆→切除端部多余钢绞线→锚具防腐处理→端部封堵。

2.2 现场有粘结筋的制作

预应力筋的下料长度应考虑设计曲线长度、张拉端外伸预留长度、弹性回缩值、张拉设备、钢材品种和施工方法等因素。工程采用一端张拉，其下料长度L按下式计算:

L=L0+L1+L2+L3+L4

式中: LO--构件的孔道长度

L1--张拉端锚垫板厚度

L2--夹片式工作锚具厚度

L3--张拉端外露预留长度

L4--锚固端长度

预应力筋的下料应在平整的场地上直线地定出下料长度，在下料场地的两端设置固定标志，每端应有专人负责，切断前应将预应力束拉直理顺，用砂轮割机切断。钢绞线束将固定端套上挤压套筒，用挤压器挤压成型，使用挤压模时要注意保持模的内表面的干净且经常涂润滑油，在预应力束下料的同时做好分区及类型的编号，必要时在其两端作出同颜色的标志，以便张拉的识别，然后用放线盘分别盘成直径约为1.5m的盘。

2.3 预留管道埋设

绑扎普通钢筋笼后，进行有粘结预应力筋管道埋设，为了保证预应力束的曲线形状，应根据曲线计算高度，沿梁的方向每隔约1.0米~1.5米，预应力束的高点及反弯点位置等设置相应高度的定位钢筋，在跨中的低点可不设。具体定位钢筋水平及竖向位置详见束型大样图。在定位钢筋用铁丝把波纹管与定位钢筋绑紧，使波纹管形成曲线。预应力束的曲线要流畅,水平不偏摆,钢筋笼放入梁模板后,要及时调整预应力束以保证曲线形状,各工种预埋件预埋时要避免移动预应力束的位置。

2.4 有粘结预应力筋的穿管

有粘结预应力的施工特点是需套波纹管及灌浆管。先将下好的钢铰线按长度及波纹管内束数分组编束通过塔吊吊运于板面上，采用人工逐根穿束的方法将每组预应力束从内埋式固定端逐根穿入金属波纹管中，波纹管接头处采用接头管连接，接头管约30cm长,在接头管两端缠上塑料胶带以防漏浆，将穿好管的预应力束在预应力梁中与普通钢筋用时绑扎，在预应力束布束直至浇捣砼前要不时检查金属波纹管是否有破损，如果发现有破损应及时用塑料胶带扎紧，以防漏浆。

2.5 预应力梁板的端部张拉端节点安装

张拉端部采用群锚体系并采用外凸式处理方法，将锚垫板紧靠构件端部固定。有些普通钢筋还应先进行电焊定位，张拉端方箍应焊接在主筋上，固定端螺旋筋可与柱或梁筋绑扎，砼浇捣完毕后，应将承压铸铁垫板外的混凝土及泡沫等清除干净，以便张拉。

2.6 有粘结筋灌浆管的埋设

有粘结预应力筋的灌浆需预先埋设灌浆管，在预应力筋铺设完毕后，可进行灌浆管的埋设。在预应力束形的高点处留设灌浆孔，将灌浆管的压板与金属波纹管牢牢扎在一起再用胶带缠紧，灌浆管长度应高出砼表面200mm~300mm，然后将灌浆管口弯折扎死，以防漏浆。可在灌浆管内插入钢筋，然后再将灌浆管与板或梁的面筋扎紧，以防在浇捣砼过程中因碰撞而引起灌浆管断裂。

2.7 混凝土浇捣

为确保工程质量，混凝土浇捣前，应由建设单位会同监理单位、施工单位及设计单位等对预应力工程进行隐蔽工程验收。

混凝土浇筑时应避免踏压撞碰波纹管、预应力筋、定位钢筋、灌浆管以及端部预埋件，张拉端部及固定端部砼必须振捣密实。混凝土浇捣完毕后，构件侧模宜在预应力张拉前拆除，底模支撑拆除应符合设计要求;当设计无具体要求时张拉前不可拆除底模;侧模拆除后，若发现张拉端或固定端部混凝土有外观质量缺陷，应在张拉前进行处理，待处理后的混凝土达到要求的强度后方可进行张拉。

2.8预应力筋的张拉

2.8.1 张拉前准备工作

本工程预应力梁混凝土强度为C40，根据设计要求混凝土强度≧C35后进行张拉，张拉前应提供结构构件混凝土的强度报告。张拉控制应力为σcon=0.70x1860=1302N/mm，超张拉3%。有粘结预应力束采用液压千斤顶进行张拉并使用配套电动油泵，每次多孔同时张拉，放张和锚固。

2.8.2 张拉顺序

预应力筋张拉用液压千斤顶的张拉行程为15cm~20cm，对较长的预应力筋，

其张拉伸长值会超过千斤顶一次行程，必须分级张拉，分级锚固。张拉施工程序为:0→0.1σcon→1.03σcon锚固,同时可以分级加载，分级测量伸长量。

2.8.3 张拉伸长值的计算方法

预应力束张拉伸长值ΔL可用以下简化式计算: ΔL =

Np--预应力筋平均张拉力

Ap--预应力束截面面积

Es--预应力束弹性模量(取1.95E+5)

L--预应力束实际长度

多曲线段组成的曲线束，应分段计算，然后叠加，这样结果较准确。预应力筋张拉伸长值的量测，是在建立预应力之后进行。其实际伸长值ΔL=ΔL1+ΔL2-ΔLC

式中ΔL1-从初应力至最大张拉力之间实测伸长值;

ΔL2--初应力以下的推算值,可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的

关系推算确定;

ΔLC--施加预应力时，后张法预应力构件的弹性压缩值和固定端锚具楔紧引起的预应力筋内缩值;初应力取0.1σcon。

张拉时预应力筋的理论伸长值与实际伸长值的允许误差为±6%。如超出范围，应查明原因并采取措施予以调整，方可继续张拉。

张拉完毕后，校对张拉记录对有疑问的预应力筋要进行必要的补拉，完成上述工作之后，方可拆除底模及支撑。

2.9 后张法有粘结预应力孔道灌浆

灌浆是有粘结预应力施工的关键内容。压浆应使用活塞式压浆泵，预应力筋张拉后，及时进行孔道灌浆，灌浆前应先打通高点的灌浆孔，以便灌水、灌浆时排水、排浆，先用清水清洗孔道，直到张拉端部出水较大，各处均畅通时，方可安排灌浆。压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时处理和纠正。

2.10 预应力端部封锚

张拉、灌浆后，用砂轮切割机切掉张拉端多余的预应力筋(忌用电焊烧断),预应力筋的外露长度不宜小于其直径的1.5倍，且不宜小于30mm，用环氧树脂涂封锚具及外露预应力筋，封闭前应将锚具周围的混凝土凿毛、冲洗干净后用微膨胀细石混凝土进行封闭。

3.结语

在厦门市基督教东部教堂新建工程施工过程中，出现了以往工程中不常见的预应力+高支模+大跨度+后张拉等一系列问题。在工程实践中，通过努力创造性地解决了这些难题，保证了工程质量和安全，取得了良好的社会效益和经济效益。

参考文献:

[1]大跨度连续梁施工的预应力实例分析:李延文;建筑科学:2013-11-28

[2]浅谈大跨度预应力混凝土梁高大模板支撑架施工技术:林志泉:福建建材2011-11-28

[3] 预应力混凝土梁在大跨度结构工程中的应用:能理:建筑施工:2012-12-25

[4] 大跨度预应力连续梁桥施工监控技术:余振栋:顾海欢;陈礼忠:建筑施工2012-12-25

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