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一、工程概况
贵州轮胎股份有限公司年产110万条全钢载重子午胎项目全钢子午胎车间由中国化学工业桂林工程有限公司设计，在本工程中的-0.08米和7.92米标高楼面布置有后张现浇预应力连续框架梁25根（其中：-0.08米标高楼面的B~R轴共有13根预应力梁，其中M、N、Q、R轴上共有4根预应力梁，跨度为2×24米；B~K轴共有9根预应力梁，其跨度均为（2×24）+（2×12+16）米。7.92米标高楼面的B~Q轴共有12根预应力梁，其跨度均为2×24米）。梁截面均为1800㎜×550㎜.混泥土等级为C40.
二、工程特点与难点
（1）结构跨度大、梁柱截面大，给梁的模板支撑系统设计和支撑系统下的地基处理带来难度。
（2）梁柱节点处钢筋、波纹管纵横交错，给预应力筋的布置、定位及混泥土的浇筑、振捣带来难度。
（3）梁内波纹管壁厚仅0.3㎜，穿预应力钢绞线束时，要防止损伤波纹管，难度较大。
（4）预应力梁构件张拉工艺复杂，如何减少预应力损失也是需要认真解决的一个问题。
三、预应力材料及设备
预应力筋采用低松弛1860级Φs15.2预应力钢绞线。预应力筋锚夹具采用达到国家Ⅰ类锚夹具标准的、由柳州市邱姆预应力机械有限公司生产QMV系列锚夹具。本工程的锚具用量具体为： V. QMM152-13：4套；QMV.M15-14：8套；QMV.M15-15：14套；QMV.M15-16：4套；QMV.M15-17：4套；QMV.M15-18：68套。预留孔道采用采用内径90（配以内徑95的接头管）、100（配以内径105的接头管）的圆形镀锌金属波纹管。本项目所用主要设备、仪器安排见下表：
四、预应力混泥土结构施工。
4.1施工工艺流程如下：
4.2预应力大梁支撑系统的施工
考虑梁跨度24m、自重600 t，预应反拱控制值要严格（L /1000）等特殊情况，确定模板支撑系统如下：首先对地基进行夯实处理，在其上铺一层库存的钢制大模板，平面朝下，板肋朝上，在板肋之间填满碎石，在枕木上搭设支撑系统。支撑系统采用Φ40㎜钢管，间隔设双立管，立杆间距400㎜，横杆间距100㎜，立杆下部垫底托。在梁的预应力筋未完成张拉前，保留梁底的支撑系统。
4.3 预应力梁的制作、安装
(一)、钢绞线下料：
由于本工程中预应力筋的下料长度达53米，因此下料场地范围应不小于6×60米。按图纸对现场预应力梁的模板尺寸进行复核，满足设计要求后，才进行下料。钢绞线采用砂轮锯切断，预应力筋的下料长度：L=L1+L2+L3，式中L1 —张拉端至张拉端的直线距离， L2 — 下挠长 L3 — 预留张拉用长度（两端张拉取1.8m）。在下料过程中，仍要对钢绞线的外观进行自检，发现有裂纹、机械损伤和油漆的钢绞线要更换，确保用上的钢绞线都能达到质量要求。钢绞线下料应在平坦洁净的场地进行。
(二)、波纹管、钢绞线及预埋件的安装：
本工程的波纹管、钢绞线及预埋件的安装采用以下步骤：
1、当预应力砼梁的非预应力筋制作过程中（此时预应力梁的一侧模板应不封，以留出工人操作工作空间），预应力施工人员跟随非预应力钢筋的绑扎之后，安装预应力筋曲线坐标架立筋。即将预应力筋的曲线坐标在梁上逐点（间距≤1000mm）放出来，然后在放出的每点位置上水平放置一根10钢筋与梁箍筋焊接固定，作为波纹管和钢绞线的架立筋。
2、然后将波纹管按架立筋位置逐根穿入梁内，波纹管接头用比之大一号的接头管（长度0.25m）联接，并用防水胶带缠绕三圈，以防止漏浆。然后将波纹管与原先焊接好的架立用铁丝绑扎固定，防止在浇捣砼时发生偏移。
3、当梁内的波纹管布设完毕后，将张拉端锚垫板及螺旋筋固定后，再采用人力将钢绞线逐根穿入波纹管内。
特别要注意的是，在布置张拉端锚垫板及波纹管时，由于梁柱节点的钢筋较密集，因此在节点的梁柱主筋的应留有足够的空间以使波纹管通过、且不阻碍预应力筋的张拉。钢绞线穿束完毕，应对已布设的波纹管逐段检查，查看在穿束过程中是否有被穿破的现象，发现破点及时采取措施修补，确保每根波纹管完好无缺。
4、穿束完毕，由于波纹管长度已大于30米，因此2×24米的梁段的中间波峰处及2×12+16米梁段中16米跨的波峰处设置排气孔。同时，为了避免在张拉前外露钢绞线在潮湿环境中锈蚀，影响张拉。应将外露钢绞线进行封闭以防锈蚀。封闭的方法是用封口胶带将外露的筋头全部粘贴，锚垫板的空隙（包括灌浆孔）用棉纱头堵满，再用封口胶粘牢，确保浇捣混凝土时不漏浆。
预应力筋制作完毕后应及时通知监理单位进行预应力部分隐蔽工程的验收，验收合格后方可封梁侧模，在封梁侧模时，拉结用对穿螺杆必须避开已布置好的波纹管，严禁对波纹管产生破损的情况。
5、预应力梁混凝土浇捣的注意事项：
预应力梁张拉端部由于钢筋较密集，在浇捣混凝土时，一定要振捣密实，防止出现空谷。在振捣砼时，振动棒严禁触碰到波纹管及钢绞线，避免波纹管受振凹陷、管壁振裂而漏浆。预应力梁砼浇捣完毕后，适当的抽动预先穿在波纹管内的钢绞线，以确保波纹管的畅通。预应力构件混凝土试块应多做一组，放置在预应力构件现场同条件养护，以供预应力筋张拉前试压用4.4预应力筋的张拉及孔道灌浆
本工程待预应力梁砼强度等级达到100%设计强度后，方可进行本层预应力梁的张拉工作。
张拉的具体操作步骤为：
(一)、在张拉前，应对张拉设备进行配套校验，所用压力表的精度不宜低于1.6级，并向甲方或监理单位提供校验报告；同时灌浆料配合比试验也应提前完成；在进行预应力筋的张拉前，宜拆除预应力砼梁的侧模以减少模板对预应力砼梁的约束。
(二)、张拉前，将张拉端锚垫板清理干净，将钢绞线穿入波纹管内，并安装好工作锚具、工作夹片。钢绞线在千斤顶穿心孔内应顺直、无交叉；工作锚板应准确放入锚垫板预留的小凹巢内；夹片锚孔要保持清洁，在工具夹片和锚孔壁内涂石蜡等润滑剂，使其润滑便于退下；工作夹片和工具夹片用D25 钢管套在钢绞线上用力敲紧夹片，注意务必使其结合严密。
(三)、待预应力梁的砼强度等级达到100%设计强度等级后，进行预应力筋的张拉。采用整束张拉的张拉方式，且张拉控制应力σcon=1395N/mm2。其中，整束张拉前，应用26t液压穿心千斤顶将波纹管内的钢绞线逐根预紧至0.1～0.2σcon，即19.4～38.8 kN。本工程中，1~8轴预应力梁采用两端、对称、整束的张拉方式，8~15轴预应力梁采用一端、对称、整束的张拉方式。
（一）对于两端张拉的预应力梁的预应力筋张拉顺序为：
1、预应力配筋为2孔时（即YKL1-1、YKL1-3、YKL1-7、YKL1-4~1-6的1~8轴段和YKL2-1、YKL2-3~2-5）的张拉顺序为：
步骤一：在1轴处的张拉端将A孔张拉至50%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤二：在1轴处将B孔张拉至103%的设计张拉力（由于千斤顶的行程仅为200mm，因此需分为两次张拉，先张拉至50%的设计张拉力后，锚固卸荷，再接着张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷）；
步骤三：在1轴处的张拉端将A孔张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤四：最后在8轴处的张拉端将A、B两孔补张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷。
2、预应力配筋为3孔时（即N轴上的YKL1-2和YKL2-2）的张拉顺序为：
步骤一：在1轴处的张拉端将A孔张拉至50%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤二：在1轴处将B孔张拉至50%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤三：在1轴处将C孔张拉至103%的设计张拉力（由于千斤顶的行程仅为200mm，因此需分为两次张拉，先张拉至50%的设计张拉力后，锚固卸荷，再接着张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷）；
步骤四：在1轴处将A孔张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤五：在1轴处将B孔张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤六：最后在8轴处的张拉端将A、B、C三孔补张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷。
（二）对于一端张拉的预应力梁（即-0.08米标高YKL1-4~1-6的8~15轴段的）的预应力筋张拉顺序为：
步骤一：在15轴处的张拉端将A孔张拉至50%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤二：在15轴处的张拉端将B孔张拉至103%的设计张拉力（由于千斤顶的行程仅为200mm，因此需分为两次张拉，先张拉至50%的设计张拉力后，锚固卸荷，再接着张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷）；
步骤三：在15轴处的张拉端将A孔张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷。
由于一端张拉的梁索长达到了42米，摩擦损失较大，因此考虑实际张拉力取为1.03~1.05倍的设计张拉力，具体取值按现场实际情况确定。
预应力筋采用应力控制、校核伸长值的双控方式进行张拉。
预应力梁张拉力和伸长值一览表
预应力筋的理论伸长值与实际伸长值的允许误差在±6%之间；施工中，如实际伸长值超过允许偏差时，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。
张拉过程中应避免预应力筋断裂或滑脱，当发生断裂或滑脱时，必须符合以下要求：斷裂或滑脱得数量严禁超过同一截面预应力筋总根数得3％，且每束钢丝不得超过一根。
由于YKL1-4~1-6共有5跨，总长度达到88米，按设计要求，这几根梁的预应力筋分为1~8轴和8~15轴两段进行张拉。为了保证1~8轴段2×24米跨的预应力筋能两端张拉，设计要求在8~11轴段设置有1.6米宽的施工缝，待1~8轴段的砼达到C45后，先进行1~8轴段的预应力筋张拉及灌浆；之后将8~11轴段的施工缝浇捣砼，待8~15轴段的全部砼达到C45后，即进行8~15轴段的预应力筋张拉及灌浆。
(四)、预应力筋张拉完毕应尽快（宜在48h内）进行孔道灌浆。
灌浆前应全面检查预应力筋孔道、灌浆孔、排气孔、泌水管等是否畅通。同时，将锚具夹片的空隙用水泥浆进行封堵。
按经过检验的配合比进行灌浆料的配比，充分搅拌、过滤后，用压浆机将灌浆料从始端的灌浆孔压入波纹管孔道内，每孔应一次压满不得中断。灌浆过程中不停搅拌储浆筒内浆体，以免析水沉淀。出浆口排出的水和稀浆流入灰桶收集。当排气孔冒出浓浆后，即对它封闭，继续压浆，待尾端排气孔冒出无气泡、连续的浓浆后，停止压浆，将该处排气孔封闭，最后继续加压，稳压2min后封闭灌浆孔，完成一个孔道的灌浆，以保证孔道灌浆密实。最后关闭进浆阀，打开回浆阀，浆液在压浆机内循环，拆除压浆管继续下一个孔灌浆。
五、结论
主体结构中预应力混泥土部分施工历时60天完成，经有关单位联合验收，一致认为工程质量良，达到预期要求。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
贵州轮胎股份有限公司年产110万条全钢载重子午胎项目全钢子午胎车间由中国化学工业桂林工程有限公司设计，在本工程中的-0.08米和7.92米标高楼面布置有后张现浇预应力连续框架梁25根（其中：-0.08米标高楼面的B~R轴共有13根预应力梁，其中M、N、Q、R轴上共有4根预应力梁，跨度为2×24米；B~K轴共有9根预应力梁，其跨度均为（2×24）+（2×12+16）米。7.92米标高楼面的B~Q轴共有12根预应力梁，其跨度均为2×24米）。梁截面均为1800㎜×550㎜.混泥土等级为C40.
二、工程特点与难点
（1）结构跨度大、梁柱截面大，给梁的模板支撑系统设计和支撑系统下的地基处理带来难度。
（2）梁柱节点处钢筋、波纹管纵横交错，给预应力筋的布置、定位及混泥土的浇筑、振捣带来难度。
（3）梁内波纹管壁厚仅0.3㎜，穿预应力钢绞线束时，要防止损伤波纹管，难度较大。
（4）预应力梁构件张拉工艺复杂，如何减少预应力损失也是需要认真解决的一个问题。
三、预应力材料及设备
预应力筋采用低松弛1860级Φs15.2预应力钢绞线。预应力筋锚夹具采用达到国家Ⅰ类锚夹具标准的、由柳州市邱姆预应力机械有限公司生产QMV系列锚夹具。本工程的锚具用量具体为： V. QMM152-13：4套；QMV.M15-14：8套；QMV.M15-15：14套；QMV.M15-16：4套；QMV.M15-17：4套；QMV.M15-18：68套。预留孔道采用采用内径90（配以内徑95的接头管）、100（配以内径105的接头管）的圆形镀锌金属波纹管。本项目所用主要设备、仪器安排见下表：
四、预应力混泥土结构施工。
4.1施工工艺流程如下：
4.2预应力大梁支撑系统的施工
考虑梁跨度24m、自重600 t，预应反拱控制值要严格（L /1000）等特殊情况，确定模板支撑系统如下：首先对地基进行夯实处理，在其上铺一层库存的钢制大模板，平面朝下，板肋朝上，在板肋之间填满碎石，在枕木上搭设支撑系统。支撑系统采用Φ40㎜钢管，间隔设双立管，立杆间距400㎜，横杆间距100㎜，立杆下部垫底托。在梁的预应力筋未完成张拉前，保留梁底的支撑系统。
4.3 预应力梁的制作、安装
(一)、钢绞线下料：
由于本工程中预应力筋的下料长度达53米，因此下料场地范围应不小于6×60米。按图纸对现场预应力梁的模板尺寸进行复核，满足设计要求后，才进行下料。钢绞线采用砂轮锯切断，预应力筋的下料长度：L=L1+L2+L3，式中L1 —张拉端至张拉端的直线距离， L2 — 下挠长 L3 — 预留张拉用长度（两端张拉取1.8m）。在下料过程中，仍要对钢绞线的外观进行自检，发现有裂纹、机械损伤和油漆的钢绞线要更换，确保用上的钢绞线都能达到质量要求。钢绞线下料应在平坦洁净的场地进行。
(二)、波纹管、钢绞线及预埋件的安装：
本工程的波纹管、钢绞线及预埋件的安装采用以下步骤：
1、当预应力砼梁的非预应力筋制作过程中（此时预应力梁的一侧模板应不封，以留出工人操作工作空间），预应力施工人员跟随非预应力钢筋的绑扎之后，安装预应力筋曲线坐标架立筋。即将预应力筋的曲线坐标在梁上逐点（间距≤1000mm）放出来，然后在放出的每点位置上水平放置一根10钢筋与梁箍筋焊接固定，作为波纹管和钢绞线的架立筋。
2、然后将波纹管按架立筋位置逐根穿入梁内，波纹管接头用比之大一号的接头管（长度0.25m）联接，并用防水胶带缠绕三圈，以防止漏浆。然后将波纹管与原先焊接好的架立用铁丝绑扎固定，防止在浇捣砼时发生偏移。
3、当梁内的波纹管布设完毕后，将张拉端锚垫板及螺旋筋固定后，再采用人力将钢绞线逐根穿入波纹管内。
特别要注意的是，在布置张拉端锚垫板及波纹管时，由于梁柱节点的钢筋较密集，因此在节点的梁柱主筋的应留有足够的空间以使波纹管通过、且不阻碍预应力筋的张拉。钢绞线穿束完毕，应对已布设的波纹管逐段检查，查看在穿束过程中是否有被穿破的现象，发现破点及时采取措施修补，确保每根波纹管完好无缺。
4、穿束完毕，由于波纹管长度已大于30米，因此2×24米的梁段的中间波峰处及2×12+16米梁段中16米跨的波峰处设置排气孔。同时，为了避免在张拉前外露钢绞线在潮湿环境中锈蚀，影响张拉。应将外露钢绞线进行封闭以防锈蚀。封闭的方法是用封口胶带将外露的筋头全部粘贴，锚垫板的空隙（包括灌浆孔）用棉纱头堵满，再用封口胶粘牢，确保浇捣混凝土时不漏浆。
预应力筋制作完毕后应及时通知监理单位进行预应力部分隐蔽工程的验收，验收合格后方可封梁侧模，在封梁侧模时，拉结用对穿螺杆必须避开已布置好的波纹管，严禁对波纹管产生破损的情况。
5、预应力梁混凝土浇捣的注意事项：
预应力梁张拉端部由于钢筋较密集，在浇捣混凝土时，一定要振捣密实，防止出现空谷。在振捣砼时，振动棒严禁触碰到波纹管及钢绞线，避免波纹管受振凹陷、管壁振裂而漏浆。预应力梁砼浇捣完毕后，适当的抽动预先穿在波纹管内的钢绞线，以确保波纹管的畅通。预应力构件混凝土试块应多做一组，放置在预应力构件现场同条件养护，以供预应力筋张拉前试压用4.4预应力筋的张拉及孔道灌浆
本工程待预应力梁砼强度等级达到100%设计强度后，方可进行本层预应力梁的张拉工作。
张拉的具体操作步骤为：
(一)、在张拉前，应对张拉设备进行配套校验，所用压力表的精度不宜低于1.6级，并向甲方或监理单位提供校验报告；同时灌浆料配合比试验也应提前完成；在进行预应力筋的张拉前，宜拆除预应力砼梁的侧模以减少模板对预应力砼梁的约束。
(二)、张拉前，将张拉端锚垫板清理干净，将钢绞线穿入波纹管内，并安装好工作锚具、工作夹片。钢绞线在千斤顶穿心孔内应顺直、无交叉；工作锚板应准确放入锚垫板预留的小凹巢内；夹片锚孔要保持清洁，在工具夹片和锚孔壁内涂石蜡等润滑剂，使其润滑便于退下；工作夹片和工具夹片用D25 钢管套在钢绞线上用力敲紧夹片，注意务必使其结合严密。
(三)、待预应力梁的砼强度等级达到100%设计强度等级后，进行预应力筋的张拉。采用整束张拉的张拉方式，且张拉控制应力σcon=1395N/mm2。其中，整束张拉前，应用26t液压穿心千斤顶将波纹管内的钢绞线逐根预紧至0.1～0.2σcon，即19.4～38.8 kN。本工程中，1~8轴预应力梁采用两端、对称、整束的张拉方式，8~15轴预应力梁采用一端、对称、整束的张拉方式。
（一）对于两端张拉的预应力梁的预应力筋张拉顺序为：
1、预应力配筋为2孔时（即YKL1-1、YKL1-3、YKL1-7、YKL1-4~1-6的1~8轴段和YKL2-1、YKL2-3~2-5）的张拉顺序为：
步骤一：在1轴处的张拉端将A孔张拉至50%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤二：在1轴处将B孔张拉至103%的设计张拉力（由于千斤顶的行程仅为200mm，因此需分为两次张拉，先张拉至50%的设计张拉力后，锚固卸荷，再接着张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷）；
步骤三：在1轴处的张拉端将A孔张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤四：最后在8轴处的张拉端将A、B两孔补张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷。
2、预应力配筋为3孔时（即N轴上的YKL1-2和YKL2-2）的张拉顺序为：
步骤一：在1轴处的张拉端将A孔张拉至50%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤二：在1轴处将B孔张拉至50%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤三：在1轴处将C孔张拉至103%的设计张拉力（由于千斤顶的行程仅为200mm，因此需分为两次张拉，先张拉至50%的设计张拉力后，锚固卸荷，再接着张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷）；
步骤四：在1轴处将A孔张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤五：在1轴处将B孔张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤六：最后在8轴处的张拉端将A、B、C三孔补张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷。
（二）对于一端张拉的预应力梁（即-0.08米标高YKL1-4~1-6的8~15轴段的）的预应力筋张拉顺序为：
步骤一：在15轴处的张拉端将A孔张拉至50%的设计张拉力，锚固卸荷；
步骤二：在15轴处的张拉端将B孔张拉至103%的设计张拉力（由于千斤顶的行程仅为200mm，因此需分为两次张拉，先张拉至50%的设计张拉力后，锚固卸荷，再接着张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷）；
步骤三：在15轴处的张拉端将A孔张拉至103%的设计张拉力，锚固卸荷。
由于一端张拉的梁索长达到了42米，摩擦损失较大，因此考虑实际张拉力取为1.03~1.05倍的设计张拉力，具体取值按现场实际情况确定。
预应力筋采用应力控制、校核伸长值的双控方式进行张拉。
预应力梁张拉力和伸长值一览表
预应力筋的理论伸长值与实际伸长值的允许误差在±6%之间；施工中，如实际伸长值超过允许偏差时，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。
张拉过程中应避免预应力筋断裂或滑脱，当发生断裂或滑脱时，必须符合以下要求：斷裂或滑脱得数量严禁超过同一截面预应力筋总根数得3％，且每束钢丝不得超过一根。
由于YKL1-4~1-6共有5跨，总长度达到88米，按设计要求，这几根梁的预应力筋分为1~8轴和8~15轴两段进行张拉。为了保证1~8轴段2×24米跨的预应力筋能两端张拉，设计要求在8~11轴段设置有1.6米宽的施工缝，待1~8轴段的砼达到C45后，先进行1~8轴段的预应力筋张拉及灌浆；之后将8~11轴段的施工缝浇捣砼，待8~15轴段的全部砼达到C45后，即进行8~15轴段的预应力筋张拉及灌浆。
(四)、预应力筋张拉完毕应尽快（宜在48h内）进行孔道灌浆。
灌浆前应全面检查预应力筋孔道、灌浆孔、排气孔、泌水管等是否畅通。同时，将锚具夹片的空隙用水泥浆进行封堵。
按经过检验的配合比进行灌浆料的配比，充分搅拌、过滤后，用压浆机将灌浆料从始端的灌浆孔压入波纹管孔道内，每孔应一次压满不得中断。灌浆过程中不停搅拌储浆筒内浆体，以免析水沉淀。出浆口排出的水和稀浆流入灰桶收集。当排气孔冒出浓浆后，即对它封闭，继续压浆，待尾端排气孔冒出无气泡、连续的浓浆后，停止压浆，将该处排气孔封闭，最后继续加压，稳压2min后封闭灌浆孔，完成一个孔道的灌浆，以保证孔道灌浆密实。最后关闭进浆阀，打开回浆阀，浆液在压浆机内循环，拆除压浆管继续下一个孔灌浆。
五、结论
主体结构中预应力混泥土部分施工历时60天完成，经有关单位联合验收，一致认为工程质量良，达到预期要求。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。