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【摘 要】 人类建筑史上传统的结构形式主要有：木结构、砖石（砌体）结构、钢筋混凝土结构和钢结构等四类。在钢筋混凝土结构中预应力是工程结构施工的重点和难点，梁内有粘结预应力的作用为平衡部分恒载，控制裂缝及挠度，故预应力专项施工质量会直接影响整个结构的使用效果及质量。
【关键词】 大跨度;预应力;施工
1 工程概况
某工程，预应力是本工程结构施工的重点和难点，梁内有粘结预应力的作用为平衡部分恒载，控制裂缝及挠度，故预应力专项施工质量会直接影响整个结构的使用效果及质量，屋面层部分梁采用有粘结预应力工艺，有粘结预应力梁跨度为22～26.5m，梁截面分别为500*1600、300*1000，梁内配预应力筋有1*6、1*8、3*9，所有预应力筋均采用1860级直径为15.24的钢绞线，过锚具采用有粘结工艺。锚固体系的Ⅰ类锚具，全部预应力筋都是采用一端张拉。
2 施工准备
2.1材料准备
2.2预应力钢筋
预应力钢筋选用天津某厂生产的φj15.24，强度为1860级低松弛（松弛率低于2.5%），其性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-1995的有关规定。
预应力钢筋重点把住材料、锚具质量关，选购符合国际要求的上等材料，做好材料的送检工作，所用材料必须具有出厂验收合格证明。
2.3锚具系统
（1）张拉端采用QM15-6、QM15-8、QM15-9系列锚具，其性能质量符合GB/T14370-2001标准要求。
（2）承压板采用90mm*90mm*10mm厚A3钢板
2.4钢筋网片（螺旋筋）
采用锚具生产厂配套的螺旋筋，实际施工中可根据现场条件用钢筋网片代替或另多加4层以上钢筋网片。
2.5波纹管
采用镀锌钢板带波纹管，由锚具生产厂提供，长度按标准长6M下料（也可根据整根梁的波纹管总长等分成6～8m，以减少接头），实际施工时可用接头管接长，波纹管的直径采用D80、D70两种规格。
2.6机械设备准备
（1）YCD-25张拉机械1台及配套设备;
（2）YCQ250C千斤顶1台及配套设备;
（3）手持式小型切割机1台（用于切割张拉后多余钢筋）;
（4）下料用切割机及挤压机油泵等;
（5）电动灌浆机及砂浆搅拌机1台
（6）其它施工机具（如电焊机1台、电动木钻及电锯等一套）。
3 预应力筋制安方案（有粘结预应力施工方案）
3.1波纹管安装
（1）在梁的钢筋骨架帮扎基本完成后开始预埋波纹管。波纹管接头长度250～300mm，管接口处用胶带缠裹密封，以防接缝处漏浆。两根波纹管相接处应抵紧，以防穿筋时出现翻皮。
（2）波纹管在孔道端部与预埋铸铁承压垫板喇叭管相接，并对接缝进行处理以防漏浆。安装波纹管时，事先按设计图纸中预应力筋的曲线坐标，以波纹管底为准在箍筋上标出波纹管曲线位置，以间隔2.5m的钢筋托架进行支撑，钢筋托架焊接于箍筋上，箍筋下用垫块垫实。托架筋用φ12钢筋。波纹管安装就位后用孔丝将其与托架筋绑在一起，以防止浇筑砼时波纹管移位;同时考虑砼浇灌时波纹管的浮力，可在波纹管上加以压筋防止波纹管浮动。
（3）波纹管的安装应避免反复弯曲和电焊火花烧伤管壁。波纹管安装后，应对波纹管的位置、曲线形状、固定的牢固程度、接头及管壁破损情况进行检查，如有破损可用粘胶带修补，破损严重的应更换;同时与模板工交底，注意梁侧模穿孔安装拉结螺旋时不用钻穿管。
3.2预应力筋穿束
（1）本工程采用先安装波纹管后整束穿钢筋，然后浇砼（先穿束法施工），波纹管安装完成后，认真检查其严密性，如有破损应采取措施修补或更换，有粘结预应力松盘后按图纸要求成束打平端头，然后用胶布包扎几层后套上塑料瓶子再包胶布，然后整束穿入，注意用力應均匀，各根同时用力推，且应保持顺直。
（2）整束穿过后，可对每根固定端调整，注意要保持有足够的张拉操作长度，固定端承压板要分开，不得重叠。
3.3设置排气管、灌浆管
（1）混凝土浇筑前须在波纹管上设置灌浆孔（兼做泌水排气管），灌浆管除可利用张拉端预设的灌浆口之外，在各跨波谷处可设一灌浆管;排气孔应设置在波纹管的波峰处。做法为：在波纹管上开洞，其上覆盖海绵垫板，再用专用压板压在海绵上，与波纹管紧密相接，并将其用大一号软管或钢管引出梁面帮扎定位。管道长度露出混凝土构件表面不少于500mm管道，内径不小于20mm。
（2）灌浆管及排气管均要注意成品保护，浇筑砼前应复查，浇砼时跟踪，浇砼后加强保护，防止被模板工破坏。
3.4有粘结预应力张拉
3.4.1准备
（1）锚具：张拉前应对所用的单孔夹片式锚具进行见证取样送检，试验项目有锚板和夹片的硬度和锚具组装件静载试验，按规范要求，其硬度应达到该厂的质保书所列的企业标准，其静载锚固效率系数应大于或等于95%，材料合格后方可使用以及进行张拉。
（2）千斤顶标定：张拉用的千斤顶及油压表是配套使用的工具，在使用前应标定，期限超过半年或经过大修后应标定，一般每台千斤顶配两块表，其中一块工作表，一块备用及校对检验，油表应妥善保管，张拉前应进行试运行及试张拉，确定油表读书准确。
（3）伸长值计算：伸长值可按料单上的各种规格的预应力筋参数（每跨长度，每跨矢高等），摩擦系数及孔道偏差系数按规范取值（有粘结预应力钢绞线的摩擦系数μ=0.25，无粘结μ=0.12，有粘结孔道偏差系数为k=0.0015）伸长值计算公式： △L=△L1
△L1=Fp*Lt/（Ap*ES）
Fp=Fj[1-（k*Lt+μ*θ）/2]
式中：Fj——张拉控制力，75%*1860*140*100*n=195.3*n（n为每束含根数）
Lt——包括曲線总长度（两端锚具之间的孔道总长）
Ap——预应力筋截面积，140mm2
Es——预应力筋弹性模量，取2*105N/mm2
本工程张拉控制是采用应力控制（油压）为主，伸长值（应变）控制为参考。
（4）张拉工具——张拉前应准备好张拉机（油泵、千斤顶、油表、油管）、量尺、电源电线、变角块、伸长值数据表、活动扳手（两把）、图纸、笔等。
（5）张拉条件——有砼强度报告，并且强度达到设计张拉强度（90%设计强度），张拉平台搭设。
3.4.2结构楼层张拉顺序
由下往上实行逐层张拉预应力筋。即梁板砼达设计张拉值后先张拉预应力梁筋→预应力梁筋→张拉上层梁筋→张拉上层板筋。最后张拉屋面层粱板预应力筋。
（1）张拉工艺：
①有粘结预应力采用整束张拉方案，张拉工艺为：清理锚垫板→安装工作锚板及夹片→大吨位千斤顶就位→安装工具锚板及工具夹片→建立10%张拉控制力→量伸长值→建立100%应力→量伸长值→伸长值校核合格→回程锚固。
②张拉时注意安装工作锚时，预应力筋不要打扭，工具夹片要打紧后方可张拉，张拉时顶后不得站人以防万一。
③张拉过程如发现断丝或锚固时滑丝要立即停止张拉，并查清原因改进后方可张拉。
④其他预应力筋伸长值计算及量测方法同无粘结预应力。
（2）孔道灌浆
①张拉完成验收合格后，在距夹片30mm处用电动手提砂割切去多余的钢绞线
②灌浆前应先用人工吹气，或用空气泵检查孔道通气情况。
③灌浆前也应做好水泥和外加剂的试配工作，按规范要求水泥浆强度不应低于M35级，水灰比为0.4～0.5
④每一孔道灌浆前应一次完成，应作好将踢得搅拌工作，及时往水泥浆槽重补充浆体，防止中间停顿。
⑤当孔道另一端流出浓浆时，才可封闭刻出浆孔，然后压浆至压力表读书为0.5MPa。保持压力5min，关闭灌浆阀，拆除灌浆管，开始下一孔道灌浆。
⑥按班做试块，认真做好记录。
⑦每次灌浆王城后，都应认真清洗灌浆机具。
⑧所有的灌浆工作完成后，拆除灌浆管进行锚具封堵工作。
4 有粘结预应力工程质量与安全的预防与处理
4.1预应力钢筋在张拉时出断线或整根钢绞线断或固定端锚具失效：
（1）原因：由于预应力筋的力学性能包括抗拉强度及反复弯曲性能不合格，或由于在施工过程中造成反复弯曲或遇电焊电火花的伤害，再者由于所用的锚具不配套，挤压锚或夹片锚在挤压或张拉过程中对预应力钢筋截面破坏较大，均会造成预应力筋在张拉时出现拉断情况。
（2）预防：在选用材料上要使用名厂质量有保证的材料，材料使用前要进行组批随机抽样试验，试验合格后方可使用，锚具要用质量有保证的产品;张拉时加力要缓慢，当发现有断丝情况要适当降低张拉力进行张拉;选用自锚式锚具，回缩值小的锚具，张拉完不进行顶压。
（3）处理：如果断丝量在规范允许范围内可不处理，如不是整根断而又超出允许范围时，可通过设计验算，加大其余的预应力钢筋的张拉力或不处理，或以后张拉看能否降低张拉力;如果的确要处理时，就要接长钢筋，如是在工作锚外断的可用前卡式单项进行单根张拉;如果断在工作锚后，看断的位置有多深决定是否可将锚垫板打出，退后锚固以满足张拉要求。出现最坏情况时，可把锚固端凿出后，单根或整束钢筋更换后再拉（后穿筋），如果不能更换，可进行体外无粘结预应力加固。
4.2灌浆孔道不通畅，灌浆孔堵塞，或灌浆中途机械故障而造成堵塞
（1）原因：由于安装波纹管时不进行认真检查，或因后继工序对波纹管的破坏（例如模板工进行梁侧模位拉结时穿孔，电焊烧伤，沉梁拉裂等），没有备用灌浆机等。
（2）预防：选用质量好的波纹管，在每跨设置较多的排气管，在每跨跨中设置排水管兼灌浆管，以便浇筑砼时能通过在波峰处的排气管加水疏通，加强浇筑前的质量检查;在浇筑砼过程中可通水检查或疏通，浇完砼后对两端张拉的钢筋进行来回拉动，以破坏管内的砼块。
（3）处理：万一出现管道不通的情况时，要认真检查是否是排气管或灌浆口堵塞，当判断是管中出现堵塞时，可在张拉前用钢丝进行试探，以探出堵的具体位置，或先用单项试拉，看是否能将砼块拉碎，如不能拉碎，要用冲钻在堵塞部位开孔，以将砼块冲碎，或取出，然后将开孔封回砼后再张拉灌浆，如果堵塞对张拉身长值影响不大，也可不碎砼块，在其两侧进行钻孔排气，再灌浆。
参考文献：
[1]《建筑施工手册》第三版，中国建筑工业出版社
[2]《混凝土与砌体结构》华南理工大学，陈眼云
[3]《建筑施工》华南理工大学，谢尊渊
[4]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
【关键词】 大跨度;预应力;施工
1 工程概况
某工程，预应力是本工程结构施工的重点和难点，梁内有粘结预应力的作用为平衡部分恒载，控制裂缝及挠度，故预应力专项施工质量会直接影响整个结构的使用效果及质量，屋面层部分梁采用有粘结预应力工艺，有粘结预应力梁跨度为22～26.5m，梁截面分别为500*1600、300*1000，梁内配预应力筋有1*6、1*8、3*9，所有预应力筋均采用1860级直径为15.24的钢绞线，过锚具采用有粘结工艺。锚固体系的Ⅰ类锚具，全部预应力筋都是采用一端张拉。
2 施工准备
2.1材料准备
2.2预应力钢筋
预应力钢筋选用天津某厂生产的φj15.24，强度为1860级低松弛（松弛率低于2.5%），其性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-1995的有关规定。
预应力钢筋重点把住材料、锚具质量关，选购符合国际要求的上等材料，做好材料的送检工作，所用材料必须具有出厂验收合格证明。
2.3锚具系统
（1）张拉端采用QM15-6、QM15-8、QM15-9系列锚具，其性能质量符合GB/T14370-2001标准要求。
（2）承压板采用90mm*90mm*10mm厚A3钢板
2.4钢筋网片（螺旋筋）
采用锚具生产厂配套的螺旋筋，实际施工中可根据现场条件用钢筋网片代替或另多加4层以上钢筋网片。
2.5波纹管
采用镀锌钢板带波纹管，由锚具生产厂提供，长度按标准长6M下料（也可根据整根梁的波纹管总长等分成6～8m，以减少接头），实际施工时可用接头管接长，波纹管的直径采用D80、D70两种规格。
2.6机械设备准备
（1）YCD-25张拉机械1台及配套设备;
（2）YCQ250C千斤顶1台及配套设备;
（3）手持式小型切割机1台（用于切割张拉后多余钢筋）;
（4）下料用切割机及挤压机油泵等;
（5）电动灌浆机及砂浆搅拌机1台
（6）其它施工机具（如电焊机1台、电动木钻及电锯等一套）。
3 预应力筋制安方案（有粘结预应力施工方案）
3.1波纹管安装
（1）在梁的钢筋骨架帮扎基本完成后开始预埋波纹管。波纹管接头长度250～300mm，管接口处用胶带缠裹密封，以防接缝处漏浆。两根波纹管相接处应抵紧，以防穿筋时出现翻皮。
（2）波纹管在孔道端部与预埋铸铁承压垫板喇叭管相接，并对接缝进行处理以防漏浆。安装波纹管时，事先按设计图纸中预应力筋的曲线坐标，以波纹管底为准在箍筋上标出波纹管曲线位置，以间隔2.5m的钢筋托架进行支撑，钢筋托架焊接于箍筋上，箍筋下用垫块垫实。托架筋用φ12钢筋。波纹管安装就位后用孔丝将其与托架筋绑在一起，以防止浇筑砼时波纹管移位;同时考虑砼浇灌时波纹管的浮力，可在波纹管上加以压筋防止波纹管浮动。
（3）波纹管的安装应避免反复弯曲和电焊火花烧伤管壁。波纹管安装后，应对波纹管的位置、曲线形状、固定的牢固程度、接头及管壁破损情况进行检查，如有破损可用粘胶带修补，破损严重的应更换;同时与模板工交底，注意梁侧模穿孔安装拉结螺旋时不用钻穿管。
3.2预应力筋穿束
（1）本工程采用先安装波纹管后整束穿钢筋，然后浇砼（先穿束法施工），波纹管安装完成后，认真检查其严密性，如有破损应采取措施修补或更换，有粘结预应力松盘后按图纸要求成束打平端头，然后用胶布包扎几层后套上塑料瓶子再包胶布，然后整束穿入，注意用力應均匀，各根同时用力推，且应保持顺直。
（2）整束穿过后，可对每根固定端调整，注意要保持有足够的张拉操作长度，固定端承压板要分开，不得重叠。
3.3设置排气管、灌浆管
（1）混凝土浇筑前须在波纹管上设置灌浆孔（兼做泌水排气管），灌浆管除可利用张拉端预设的灌浆口之外，在各跨波谷处可设一灌浆管;排气孔应设置在波纹管的波峰处。做法为：在波纹管上开洞，其上覆盖海绵垫板，再用专用压板压在海绵上，与波纹管紧密相接，并将其用大一号软管或钢管引出梁面帮扎定位。管道长度露出混凝土构件表面不少于500mm管道，内径不小于20mm。
（2）灌浆管及排气管均要注意成品保护，浇筑砼前应复查，浇砼时跟踪，浇砼后加强保护，防止被模板工破坏。
3.4有粘结预应力张拉
3.4.1准备
（1）锚具：张拉前应对所用的单孔夹片式锚具进行见证取样送检，试验项目有锚板和夹片的硬度和锚具组装件静载试验，按规范要求，其硬度应达到该厂的质保书所列的企业标准，其静载锚固效率系数应大于或等于95%，材料合格后方可使用以及进行张拉。
（2）千斤顶标定：张拉用的千斤顶及油压表是配套使用的工具，在使用前应标定，期限超过半年或经过大修后应标定，一般每台千斤顶配两块表，其中一块工作表，一块备用及校对检验，油表应妥善保管，张拉前应进行试运行及试张拉，确定油表读书准确。
（3）伸长值计算：伸长值可按料单上的各种规格的预应力筋参数（每跨长度，每跨矢高等），摩擦系数及孔道偏差系数按规范取值（有粘结预应力钢绞线的摩擦系数μ=0.25，无粘结μ=0.12，有粘结孔道偏差系数为k=0.0015）伸长值计算公式： △L=△L1
△L1=Fp*Lt/（Ap*ES）
Fp=Fj[1-（k*Lt+μ*θ）/2]
式中：Fj——张拉控制力，75%*1860*140*100*n=195.3*n（n为每束含根数）
Lt——包括曲線总长度（两端锚具之间的孔道总长）
Ap——预应力筋截面积，140mm2
Es——预应力筋弹性模量，取2*105N/mm2
本工程张拉控制是采用应力控制（油压）为主，伸长值（应变）控制为参考。
（4）张拉工具——张拉前应准备好张拉机（油泵、千斤顶、油表、油管）、量尺、电源电线、变角块、伸长值数据表、活动扳手（两把）、图纸、笔等。
（5）张拉条件——有砼强度报告，并且强度达到设计张拉强度（90%设计强度），张拉平台搭设。
3.4.2结构楼层张拉顺序
由下往上实行逐层张拉预应力筋。即梁板砼达设计张拉值后先张拉预应力梁筋→预应力梁筋→张拉上层梁筋→张拉上层板筋。最后张拉屋面层粱板预应力筋。
（1）张拉工艺：
①有粘结预应力采用整束张拉方案，张拉工艺为：清理锚垫板→安装工作锚板及夹片→大吨位千斤顶就位→安装工具锚板及工具夹片→建立10%张拉控制力→量伸长值→建立100%应力→量伸长值→伸长值校核合格→回程锚固。
②张拉时注意安装工作锚时，预应力筋不要打扭，工具夹片要打紧后方可张拉，张拉时顶后不得站人以防万一。
③张拉过程如发现断丝或锚固时滑丝要立即停止张拉，并查清原因改进后方可张拉。
④其他预应力筋伸长值计算及量测方法同无粘结预应力。
（2）孔道灌浆
①张拉完成验收合格后，在距夹片30mm处用电动手提砂割切去多余的钢绞线
②灌浆前应先用人工吹气，或用空气泵检查孔道通气情况。
③灌浆前也应做好水泥和外加剂的试配工作，按规范要求水泥浆强度不应低于M35级，水灰比为0.4～0.5
④每一孔道灌浆前应一次完成，应作好将踢得搅拌工作，及时往水泥浆槽重补充浆体，防止中间停顿。
⑤当孔道另一端流出浓浆时，才可封闭刻出浆孔，然后压浆至压力表读书为0.5MPa。保持压力5min，关闭灌浆阀，拆除灌浆管，开始下一孔道灌浆。
⑥按班做试块，认真做好记录。
⑦每次灌浆王城后，都应认真清洗灌浆机具。
⑧所有的灌浆工作完成后，拆除灌浆管进行锚具封堵工作。
4 有粘结预应力工程质量与安全的预防与处理
4.1预应力钢筋在张拉时出断线或整根钢绞线断或固定端锚具失效：
（1）原因：由于预应力筋的力学性能包括抗拉强度及反复弯曲性能不合格，或由于在施工过程中造成反复弯曲或遇电焊电火花的伤害，再者由于所用的锚具不配套，挤压锚或夹片锚在挤压或张拉过程中对预应力钢筋截面破坏较大，均会造成预应力筋在张拉时出现拉断情况。
（2）预防：在选用材料上要使用名厂质量有保证的材料，材料使用前要进行组批随机抽样试验，试验合格后方可使用，锚具要用质量有保证的产品;张拉时加力要缓慢，当发现有断丝情况要适当降低张拉力进行张拉;选用自锚式锚具，回缩值小的锚具，张拉完不进行顶压。
（3）处理：如果断丝量在规范允许范围内可不处理，如不是整根断而又超出允许范围时，可通过设计验算，加大其余的预应力钢筋的张拉力或不处理，或以后张拉看能否降低张拉力;如果的确要处理时，就要接长钢筋，如是在工作锚外断的可用前卡式单项进行单根张拉;如果断在工作锚后，看断的位置有多深决定是否可将锚垫板打出，退后锚固以满足张拉要求。出现最坏情况时，可把锚固端凿出后，单根或整束钢筋更换后再拉（后穿筋），如果不能更换，可进行体外无粘结预应力加固。
4.2灌浆孔道不通畅，灌浆孔堵塞，或灌浆中途机械故障而造成堵塞
（1）原因：由于安装波纹管时不进行认真检查，或因后继工序对波纹管的破坏（例如模板工进行梁侧模位拉结时穿孔，电焊烧伤，沉梁拉裂等），没有备用灌浆机等。
（2）预防：选用质量好的波纹管，在每跨设置较多的排气管，在每跨跨中设置排水管兼灌浆管，以便浇筑砼时能通过在波峰处的排气管加水疏通，加强浇筑前的质量检查;在浇筑砼过程中可通水检查或疏通，浇完砼后对两端张拉的钢筋进行来回拉动，以破坏管内的砼块。
（3）处理：万一出现管道不通的情况时，要认真检查是否是排气管或灌浆口堵塞，当判断是管中出现堵塞时，可在张拉前用钢丝进行试探，以探出堵的具体位置，或先用单项试拉，看是否能将砼块拉碎，如不能拉碎，要用冲钻在堵塞部位开孔，以将砼块冲碎，或取出，然后将开孔封回砼后再张拉灌浆，如果堵塞对张拉身长值影响不大，也可不碎砼块，在其两侧进行钻孔排气，再灌浆。
参考文献：
[1]《建筑施工手册》第三版，中国建筑工业出版社
[2]《混凝土与砌体结构》华南理工大学，陈眼云
[3]《建筑施工》华南理工大学，谢尊渊
[4]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002