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【摘要】采用有粘结预应力技术解决大跨度混凝土梁的挠度和抗裂问题，介绍后张有粘结预应力混凝土梁的施工工艺要点和质量控制措施。
【关键词】后张有粘结预应力；锚固；预应力张拉；施工工艺
1.工程概况
平原博物院（档案史志馆）工程由北京市建筑设计研究院设计，本工程中预应力梁采用C40砼浇筑。预应力框架梁为主要受力梁，结构部位重要，承受荷载大。预应力筋线型采取曲线配筋形式。本工程在二、三层部分梁采用预应力有粘结体系，三层部分梁采用预应力无粘结体系，基本断面为500×1600 mm、550×1600mm，基本跨度为20m、24m，孔道成型采用预埋波纹管，呈曲线型布置，每榀梁内置1束波纹管，每束有6根钢绞线。
2.有粘结预应力梁施工方法
2.1施工工艺流程
有粘结预应力梁施工工艺流程（图中黑框内为预应力专项施工工序）：
2.2材料准备
本工程采用的预应力筋、锚具、波纹管及所需预应力配件均严格按照图纸具体要求进行施工。
2.2.1原材准备
预应力钢绞线：
（1）本工程预應力钢绞线采用高强低松弛无、有粘结钢绞线?s15.24，钢绞线抗拉强度标准值fptk＝1860N/mm2。
（2）钢绞线进场时附有钢绞线产品生产厂家的出厂合格证，复检合格证，然后进行钢绞线见证取样检查，产品质量必须符合GB/T5224—2003有关规定。
预应力锚具：因为本工程预应力中采用高强低松弛钢绞线，对锚具的要求高。
按照规范要求，锚具必须采用I类锚具：锚具效率系数ηA≥0.95，试件破断时的总应变εμ≥2%，产品质量必须符合GB/T14370—2000有关规定。
（3）张拉端：有粘结采用群锚，由群锚锚具、喇叭管、Φ12螺旋筋组成。
无粘结采用单锚，由单锚锚具、垫板、Φ6.5螺旋筋组成。
预应力波纹管：每束孔道内有6钢绞线，采用内径为Φ65mm，接头管内径Φ70mm,此产品应有质量证明书，其尺寸和性能应符合国家现行标准《预应力混凝土用金属螺旋管》JG／T3013－94的规定。
2.2.2预应力钢绞线的下料与组装
预应力钢绞线按照施工图纸规定进行下料。按施工图上结构尺寸和数量，考虑预应力筋的曲线长度、张拉设备及不同形式的组装要求，定长下料。预应力筋下料应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。然后将各种类型的预应力筋按照图纸的不同规格进行编号堆放。
2.3预应力标准施工工艺
2.3.1有粘结预应力筋铺放
铺放前的准备工作：
A、准备端模
预应力梁张拉端的模板采用木模，若施工工艺有特殊要求也可以采用其它模板。根据本工程的实际情况和设计要求，在合端模前在预应力筋穿出位置处打孔，孔径同波纹管直径。所以需事先准备好端模，尺寸要准确。
B、架立筋制作
根据施工图纸预应力筋曲线矢高的要求施工，定位架立筋采用?10钢筋点焊于梁箍筋上，间距为1000mm，其高度为波纹管中心线距梁底的高度减去波纹管的半径进行设计制作，宽度为梁宽减30mm，波纹管绑扎固定在架立筋上。
C、做好波纹管的连接接头与密封处理
连接接头的管径应比波纹管管道直径大一号尺寸，接头管长不低于20cm，两端分别全部拧入接头内，用胶带将接口密封好。
2.3.2预应力筋铺放
在梁钢筋龙骨绑扎完毕后，进行预应力筋的铺放工作。（梁筋的拉钩待预应力筋铺放完之后再进行绑扎）。
（1）铺放按以下步骤进行：
1）在梁端部根据设计要求确定预应力体系选配，并按施工图纸要求定位预埋，如带有灌浆孔的喇叭管、垫板及附件等。
2）绑扎架立筋，其位置及高度见施工详图。将波纹管安装就位，要严格按照设计图纸要求铺放，波纹管、喇叭管定位要准确。
3）将预应力筋穿入波纹管中。
4）密封所有连接部位如喇叭管与波纹管处、张拉端预留安装群锚的部位及灌浆孔端头。
（2）铺设波纹管时要注意：
1）铺设波纹管用4－5人沿大梁的两侧排开，从一端开始穿入波纹管，待管全部穿入后，张拉端要插入已定位的喇叭管中，并用胶带将波纹管与喇叭管的连接处缠绕密封，固定端用胶带将波纹管与喇叭管的连接处缠绕密封，避免漏浆。
2）铺放时应严格按设计图纸和施工技术交底要求定位，保证尺寸和直线形状；喇叭管定位要准确；横向位置一定要沿中心线或对称于中心线，不准打S弯。
3）在各种接头处要用胶带密封，不得漏浆。
4）在铺放中和铺放后及浇筑混凝土过程中，严禁碰扁和损坏波纹管，严禁在波纹管上用气焊。
（3）混凝土的浇筑及振捣：
由于该部位结构的重要性，在预应力筋铺放完成后，应由建设工程质量监督站、建设单位、监理单位和施工单位共同进行隐检验收，确认合格后，方可合梁侧模及浇筑混凝土。浇筑混凝土之前，应再次检查管道位置是否正确，管道数量是否正确，各种接头密封情况及有无破损，引出管是否牢固，喇叭管是否端正，位置是否准确，如发现问题应及时改正。
浇筑混凝土时应认真振捣，保证混凝土的密实。尤其是喇叭口承压板周围的混凝土严禁漏振，不得出现蜂窝或孔洞。振捣时，应严禁振捣棒直接碰撞波纹管、架立筋以及端部预埋部件。
预应力梁混凝土浇筑时，应增加制做两组混凝土试块，两组试块和预应力梁混凝土同条件养护，以供张拉使用。
浇筑混凝土时及预应力施工时必须有专人负责看管。
（4）预应力筋张拉。
1）预应力筋的张拉作业应在砼强度达到设计强度的80%后进行，张拉时的强度要求以现场同条件养护条件下的混凝土试压报告为准。严禁梁中预应力筋张拉前拆除预应力梁的底模，但需拆除梁侧模及板底模。
2）张拉设备应配套标定，并配套使用。张拉设备的标定期限不应超过6个月，由预应力专业施工分包单位负责标定。 在下列情况下应重新标定：
a.新千斤顶初次使用前。
b.油压表指针不能退回零点，更换新表后。
c.千斤顶、油压表和油管进行过更换或维护后。
d.张拉时出现断筋而又找不到原因时。
e.停放三个月不用后、重新使用之前。
f.油表受到摔碰等大的冲击时。
3）预应力筋张拉控制应力：根据设计要求及施工规范的要求，张拉控制应力σcon=0.75fptk,各种钢绞线张拉控制应力及控制张拉力如下表：
预应力筋张拉控制应力及控制张拉力表
4）预应力筋的张拉顺序：依次进行张拉。
5）预应力施加方法：根据施工阶段验算和施工经验，当预应力梁采用两端张拉，张拉程序为： 0→10%σcon→100%σcon→103%σcon→锚固
6）张拉后预应力筋理论伸长计算值：
P—扣除磨擦损失的平均张拉力；LT—预应力筋的曲线长度；
Ap—预应力筋的截面面积； Es—预应力筋的弹性模量；
其中有粘结：k＝0.0015，μ＝0.25，无粘结：k＝0.004，μ＝0.12。
7）張拉注意事项：
①预应力筋的张拉采用双控，以控制张拉力为主，伸长值作为校核。
②张拉中，要检查张拉结果，理论伸长值与实测值的误差不得超过施工验收规范允许范围（－6%～＋6%）。
③长梁两端应同步施加预应力，当张拉至103%σcon时保压1分钟后锚固。
④预应力梁采用一次到位张拉法。
⑤预应力梁要严格按照施工方案要求张拉。
⑥张拉过程中，预应力筋两端及千斤顶后不得站人，听从负责人安排。
⑦张拉过程中，为安全起见，工作位置上下垂直点上不得有其它工种施工。
（5）张拉流程图：
（6）有粘结梁张拉完毕后的孔道灌浆：
1）预应力梁张拉完成后应静停一段时间，待应力传递均匀后，方可进行孔道灌浆。
2）在某个波纹管内灌浆必须连续，中途不得停顿，一次灌满为止。
3）孔道灌浆用42.5普通硅酸盐水泥，材料进场后抽样复检，合格后才能用于本工程，水泥浆的水灰比为0.40-0.45，水泥浆中加入水泥量0.25%的木质素磺酸钙，灌浆用水应是清洁水，水泥浆强度不小于30N/mm2。每工作班留置一组边长为70.7的立方体试件。
4）灌浆在梁端的灌浆口进行，用灌浆机一次性将水泥浆压入孔道，待另一端排气孔流出浓水泥浆后，封闭排气孔；后继续补压，然后再封闭灌浆口。
（7）张拉工作完成后张拉端处理：
张拉后，应将锚具外露的预应力筋预留不少于30mm长度后将多余部分切断，后用C40微膨胀混凝土封锚。
（8）预应力专项施工技术措施：
1）预应力专项施工是本工程结构施工的关键工序，应保证精心施工，确保质量。
2）用于本工程的锚具在制作、储存、运输和使用过程中应妥善保管，避免锈蚀。
3）用于本工程的钢绞线应在平坦干燥的场地上用砂轮锯逐根切割，严禁用电弧焊切割；同一束预应力筋的每根钢绞线长度应基本相同。
4）在梁的任何截面应保持群束中心与施工图中预应力筋的坐标一致，为此在梁底位置应将波纹管位置向下偏移0.5～1.0cm，在反弯点及以上部分的波纹管位置应向上偏移0.5～1.0cm。
5）为了保证张拉的顺利进行，预应力筋在靠近边模板处必须有不小于300mm长的水平段（即保证预应力筋与锚垫板垂直）并绑扎固定。
6）在整个预应力筋的铺设过程中，如周围有电焊施工，预应力筋应用多层板进行保护，防止焊渣飞溅损伤波纹管，也必须保证电焊不接触预应力筋。
7）为了防止预应力束内各根钢绞线之间的长度不等造成张拉后应力不一致，张拉前先对各钢绞线进行预张拉，用QYC-270型千斤顶逐根张拉，就可保证束内各钢绞线长度基本相等，防止产生各钢绞线之间应力不均匀的现象。
8）当张拉的钢绞线较长，千斤顶张拉活塞行程不足时，需多次分级张拉。中间各级临时锚固后，应重新安装千斤顶，并以上次张拉终值为起始点重新读表并累计测量伸长值，避免伸长值量测误差。
9）锚具安放前应除去孔道口多余波纹管，清理预埋垫板上的灰浆，把锚环对准孔道中心套入预应力筋束，锚环各孔中预应力筋应平行不得交叉，塞放夹片时，夹片间隙及留出长度应均匀，并用钢管及小锤轻轻敲紧，不致脱落。
10）张拉中应避免预应力钢丝的滑丝、断丝和断裂，发生滑丝、断丝和断裂，如发生应暂停张拉，查明原因采取纠正措施后恢复张拉。
11）张拉完成后应静停一段时间，待预应力传递均匀后，方可进行孔道灌浆、切割钢绞线及封锚。
12）灌浆结束后，方可拆除预应力梁的底模。
3.结束语
本工程采用后张法有粘结预应力技术，解决了大跨度混凝土梁在受荷较大时的挠度和抗裂问题，本工程预应力梁工程已施工完毕，从各方面观察的情况来看，效果是良好的。 [科]
【参考文献】
［１］混凝土结构设计规范（GB50010－2002）．
［２］建筑抗震设计规范（GB50011－2001）．
［３］高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002，J186-2002）．
［４］预应力混凝土用钢绞线（GB／T 5224－2003）．
［５］混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204－2002）．
［６］预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T 14370-2000）．
［７］预应力混凝土用金属螺旋管（JG／T 3013－94）．
［８］预应力混凝土结构抗震设计规范（JGJ140—2004 J301—2004）．
［９］建筑工程预应力施工规程（CECS 180：2005）．
【关键词】后张有粘结预应力；锚固；预应力张拉；施工工艺
1.工程概况
平原博物院（档案史志馆）工程由北京市建筑设计研究院设计，本工程中预应力梁采用C40砼浇筑。预应力框架梁为主要受力梁，结构部位重要，承受荷载大。预应力筋线型采取曲线配筋形式。本工程在二、三层部分梁采用预应力有粘结体系，三层部分梁采用预应力无粘结体系，基本断面为500×1600 mm、550×1600mm，基本跨度为20m、24m，孔道成型采用预埋波纹管，呈曲线型布置，每榀梁内置1束波纹管，每束有6根钢绞线。
2.有粘结预应力梁施工方法
2.1施工工艺流程
有粘结预应力梁施工工艺流程（图中黑框内为预应力专项施工工序）：
2.2材料准备
本工程采用的预应力筋、锚具、波纹管及所需预应力配件均严格按照图纸具体要求进行施工。
2.2.1原材准备
预应力钢绞线：
（1）本工程预應力钢绞线采用高强低松弛无、有粘结钢绞线?s15.24，钢绞线抗拉强度标准值fptk＝1860N/mm2。
（2）钢绞线进场时附有钢绞线产品生产厂家的出厂合格证，复检合格证，然后进行钢绞线见证取样检查，产品质量必须符合GB/T5224—2003有关规定。
预应力锚具：因为本工程预应力中采用高强低松弛钢绞线，对锚具的要求高。
按照规范要求，锚具必须采用I类锚具：锚具效率系数ηA≥0.95，试件破断时的总应变εμ≥2%，产品质量必须符合GB/T14370—2000有关规定。
（3）张拉端：有粘结采用群锚，由群锚锚具、喇叭管、Φ12螺旋筋组成。
无粘结采用单锚，由单锚锚具、垫板、Φ6.5螺旋筋组成。
预应力波纹管：每束孔道内有6钢绞线，采用内径为Φ65mm，接头管内径Φ70mm,此产品应有质量证明书，其尺寸和性能应符合国家现行标准《预应力混凝土用金属螺旋管》JG／T3013－94的规定。
2.2.2预应力钢绞线的下料与组装
预应力钢绞线按照施工图纸规定进行下料。按施工图上结构尺寸和数量，考虑预应力筋的曲线长度、张拉设备及不同形式的组装要求，定长下料。预应力筋下料应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。然后将各种类型的预应力筋按照图纸的不同规格进行编号堆放。
2.3预应力标准施工工艺
2.3.1有粘结预应力筋铺放
铺放前的准备工作：
A、准备端模
预应力梁张拉端的模板采用木模，若施工工艺有特殊要求也可以采用其它模板。根据本工程的实际情况和设计要求，在合端模前在预应力筋穿出位置处打孔，孔径同波纹管直径。所以需事先准备好端模，尺寸要准确。
B、架立筋制作
根据施工图纸预应力筋曲线矢高的要求施工，定位架立筋采用?10钢筋点焊于梁箍筋上，间距为1000mm，其高度为波纹管中心线距梁底的高度减去波纹管的半径进行设计制作，宽度为梁宽减30mm，波纹管绑扎固定在架立筋上。
C、做好波纹管的连接接头与密封处理
连接接头的管径应比波纹管管道直径大一号尺寸，接头管长不低于20cm，两端分别全部拧入接头内，用胶带将接口密封好。
2.3.2预应力筋铺放
在梁钢筋龙骨绑扎完毕后，进行预应力筋的铺放工作。（梁筋的拉钩待预应力筋铺放完之后再进行绑扎）。
（1）铺放按以下步骤进行：
1）在梁端部根据设计要求确定预应力体系选配，并按施工图纸要求定位预埋，如带有灌浆孔的喇叭管、垫板及附件等。
2）绑扎架立筋，其位置及高度见施工详图。将波纹管安装就位，要严格按照设计图纸要求铺放，波纹管、喇叭管定位要准确。
3）将预应力筋穿入波纹管中。
4）密封所有连接部位如喇叭管与波纹管处、张拉端预留安装群锚的部位及灌浆孔端头。
（2）铺设波纹管时要注意：
1）铺设波纹管用4－5人沿大梁的两侧排开，从一端开始穿入波纹管，待管全部穿入后，张拉端要插入已定位的喇叭管中，并用胶带将波纹管与喇叭管的连接处缠绕密封，固定端用胶带将波纹管与喇叭管的连接处缠绕密封，避免漏浆。
2）铺放时应严格按设计图纸和施工技术交底要求定位，保证尺寸和直线形状；喇叭管定位要准确；横向位置一定要沿中心线或对称于中心线，不准打S弯。
3）在各种接头处要用胶带密封，不得漏浆。
4）在铺放中和铺放后及浇筑混凝土过程中，严禁碰扁和损坏波纹管，严禁在波纹管上用气焊。
（3）混凝土的浇筑及振捣：
由于该部位结构的重要性，在预应力筋铺放完成后，应由建设工程质量监督站、建设单位、监理单位和施工单位共同进行隐检验收，确认合格后，方可合梁侧模及浇筑混凝土。浇筑混凝土之前，应再次检查管道位置是否正确，管道数量是否正确，各种接头密封情况及有无破损，引出管是否牢固，喇叭管是否端正，位置是否准确，如发现问题应及时改正。
浇筑混凝土时应认真振捣，保证混凝土的密实。尤其是喇叭口承压板周围的混凝土严禁漏振，不得出现蜂窝或孔洞。振捣时，应严禁振捣棒直接碰撞波纹管、架立筋以及端部预埋部件。
预应力梁混凝土浇筑时，应增加制做两组混凝土试块，两组试块和预应力梁混凝土同条件养护，以供张拉使用。
浇筑混凝土时及预应力施工时必须有专人负责看管。
（4）预应力筋张拉。
1）预应力筋的张拉作业应在砼强度达到设计强度的80%后进行，张拉时的强度要求以现场同条件养护条件下的混凝土试压报告为准。严禁梁中预应力筋张拉前拆除预应力梁的底模，但需拆除梁侧模及板底模。
2）张拉设备应配套标定，并配套使用。张拉设备的标定期限不应超过6个月，由预应力专业施工分包单位负责标定。 在下列情况下应重新标定：
a.新千斤顶初次使用前。
b.油压表指针不能退回零点，更换新表后。
c.千斤顶、油压表和油管进行过更换或维护后。
d.张拉时出现断筋而又找不到原因时。
e.停放三个月不用后、重新使用之前。
f.油表受到摔碰等大的冲击时。
3）预应力筋张拉控制应力：根据设计要求及施工规范的要求，张拉控制应力σcon=0.75fptk,各种钢绞线张拉控制应力及控制张拉力如下表：
预应力筋张拉控制应力及控制张拉力表
4）预应力筋的张拉顺序：依次进行张拉。
5）预应力施加方法：根据施工阶段验算和施工经验，当预应力梁采用两端张拉，张拉程序为： 0→10%σcon→100%σcon→103%σcon→锚固
6）张拉后预应力筋理论伸长计算值：
P—扣除磨擦损失的平均张拉力；LT—预应力筋的曲线长度；
Ap—预应力筋的截面面积； Es—预应力筋的弹性模量；
其中有粘结：k＝0.0015，μ＝0.25，无粘结：k＝0.004，μ＝0.12。
7）張拉注意事项：
①预应力筋的张拉采用双控，以控制张拉力为主，伸长值作为校核。
②张拉中，要检查张拉结果，理论伸长值与实测值的误差不得超过施工验收规范允许范围（－6%～＋6%）。
③长梁两端应同步施加预应力，当张拉至103%σcon时保压1分钟后锚固。
④预应力梁采用一次到位张拉法。
⑤预应力梁要严格按照施工方案要求张拉。
⑥张拉过程中，预应力筋两端及千斤顶后不得站人，听从负责人安排。
⑦张拉过程中，为安全起见，工作位置上下垂直点上不得有其它工种施工。
（5）张拉流程图：
（6）有粘结梁张拉完毕后的孔道灌浆：
1）预应力梁张拉完成后应静停一段时间，待应力传递均匀后，方可进行孔道灌浆。
2）在某个波纹管内灌浆必须连续，中途不得停顿，一次灌满为止。
3）孔道灌浆用42.5普通硅酸盐水泥，材料进场后抽样复检，合格后才能用于本工程，水泥浆的水灰比为0.40-0.45，水泥浆中加入水泥量0.25%的木质素磺酸钙，灌浆用水应是清洁水，水泥浆强度不小于30N/mm2。每工作班留置一组边长为70.7的立方体试件。
4）灌浆在梁端的灌浆口进行，用灌浆机一次性将水泥浆压入孔道，待另一端排气孔流出浓水泥浆后，封闭排气孔；后继续补压，然后再封闭灌浆口。
（7）张拉工作完成后张拉端处理：
张拉后，应将锚具外露的预应力筋预留不少于30mm长度后将多余部分切断，后用C40微膨胀混凝土封锚。
（8）预应力专项施工技术措施：
1）预应力专项施工是本工程结构施工的关键工序，应保证精心施工，确保质量。
2）用于本工程的锚具在制作、储存、运输和使用过程中应妥善保管，避免锈蚀。
3）用于本工程的钢绞线应在平坦干燥的场地上用砂轮锯逐根切割，严禁用电弧焊切割；同一束预应力筋的每根钢绞线长度应基本相同。
4）在梁的任何截面应保持群束中心与施工图中预应力筋的坐标一致，为此在梁底位置应将波纹管位置向下偏移0.5～1.0cm，在反弯点及以上部分的波纹管位置应向上偏移0.5～1.0cm。
5）为了保证张拉的顺利进行，预应力筋在靠近边模板处必须有不小于300mm长的水平段（即保证预应力筋与锚垫板垂直）并绑扎固定。
6）在整个预应力筋的铺设过程中，如周围有电焊施工，预应力筋应用多层板进行保护，防止焊渣飞溅损伤波纹管，也必须保证电焊不接触预应力筋。
7）为了防止预应力束内各根钢绞线之间的长度不等造成张拉后应力不一致，张拉前先对各钢绞线进行预张拉，用QYC-270型千斤顶逐根张拉，就可保证束内各钢绞线长度基本相等，防止产生各钢绞线之间应力不均匀的现象。
8）当张拉的钢绞线较长，千斤顶张拉活塞行程不足时，需多次分级张拉。中间各级临时锚固后，应重新安装千斤顶，并以上次张拉终值为起始点重新读表并累计测量伸长值，避免伸长值量测误差。
9）锚具安放前应除去孔道口多余波纹管，清理预埋垫板上的灰浆，把锚环对准孔道中心套入预应力筋束，锚环各孔中预应力筋应平行不得交叉，塞放夹片时，夹片间隙及留出长度应均匀，并用钢管及小锤轻轻敲紧，不致脱落。
10）张拉中应避免预应力钢丝的滑丝、断丝和断裂，发生滑丝、断丝和断裂，如发生应暂停张拉，查明原因采取纠正措施后恢复张拉。
11）张拉完成后应静停一段时间，待预应力传递均匀后，方可进行孔道灌浆、切割钢绞线及封锚。
12）灌浆结束后，方可拆除预应力梁的底模。
3.结束语
本工程采用后张法有粘结预应力技术，解决了大跨度混凝土梁在受荷较大时的挠度和抗裂问题，本工程预应力梁工程已施工完毕，从各方面观察的情况来看，效果是良好的。 [科]
【参考文献】
［１］混凝土结构设计规范（GB50010－2002）．
［２］建筑抗震设计规范（GB50011－2001）．
［３］高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002，J186-2002）．
［４］预应力混凝土用钢绞线（GB／T 5224－2003）．
［５］混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204－2002）．
［６］预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T 14370-2000）．
［７］预应力混凝土用金属螺旋管（JG／T 3013－94）．
［８］预应力混凝土结构抗震设计规范（JGJ140—2004 J301—2004）．
［９］建筑工程预应力施工规程（CECS 180：2005）．