预应力工程施工方案及其质量保证措施
预应力工程施工方案及其质量保证措施提要:为解决结构抗裂问题,设计采用"放"、"抗"理念,在楼盖设置3条后浇带,造成预应力工艺设计复杂,施工穿插繁多
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[1预应力工程施工方案
1结构特点
1)本工程为超长、大跨、大面积连续预应力梁板结构,预应力设计为部分预应力,部分梁为连续预应力扁梁,预应力的设计施工关系到整个结构无缝设计施工的成功与否和整个工程施工的成功与否。
2)为解决结构抗裂问题,设计采用"放"、"抗"理念,在楼盖设置3条后浇带,造成预应力工艺设计复杂,施工穿插繁多,预应力混凝土结构施工顺序、张拉顺序影响整体结构的施工,在整体结构施工的关键线路上,必须统筹安排。
3)超长楼板为解决混凝土收缩问题,预应力筋的二次设计、施工及张拉必须与平面分段流水相符合。
4)本工程预应力采用"扁锚群拉"施工技术,采用这种技术有利于减少摩阻损失,是一种先进的预应力施工工艺。
2二次设计
1)工艺设计
(1)高效锚固体系的选择:本工程采用符合国家Ⅰ类锚具的夹片式群锚、挤压锚,预应力钢绞线采用国标φj=15.24、1860N/mm2低松弛钢绞线。
(2)张拉端、锚固端的设置
框架结构平面,根据后浇带的设计情况,每层平面被划分为4个区段。预应力筋张拉端、锚固端的设置也根据各区段的不同情况分别设置,设置原则为:
①根据后浇带设计形成的施工区段,预应力筋自然分段,在后浇带处张拉,后浇带所在跨增加搭接段(○J轴线);其它轴线上的预应力筋在后浇带处,预应力短筋跨过后浇带在柱轴线处与长筋搭接。
②预应力长筋在后浇带处张拉,搭接段预应力筋在梁面变角张拉,张拉穴口处混凝土梁适当加固。
③分段的预应力梁,待混凝土强度达到设计强度的80%后,张拉预应力筋,拆除梁底模;后浇带混凝土达到设计强度的80%后,张拉后浇带处预应力筋。
2)预应力筋、锚具等施工数据的设计
由于设计图纸不全,我方根据大量承建的类似工程的施工经验,用我局自己开发的预应力混凝土强度计算程序计算了本工程预应力工程所需要的各项数据,在不改变预应力建立的原则下,提出初步的工艺设计意见。
超长结构预应力筋采用交叉搭接法:框架梁预应力筋的搭接在柱支座处,次梁的搭接在框架梁外侧,搭接长度满足设计要求;在进行预应力分段时,一定要考虑预应力筋的损失。
根据以往工程实践,预应力混凝土梁中预应力筋的线形为正反抛物线,反弯点距梁端位置αl,抛物线方程为:
y=Ax2
式中 跨中区段A=2h/(0.5-α)l2
梁端区段A=2h/αl2
α一般取0.15~0.2
根据抛物线方程计算出预应力筋的中心标高,标高间距定为1000mm,相应得出支架标高,作为施工控制预应力筋矢高的依据。
预应力筋在梁或板内对称布置,预应力筋或波纹管距梁边不小于40mm。
预应力筋张拉端处有不小于300mm的平直段,弧形梁端部锚垫板应垂直于预应力筋的端部切线。
3)预应力筋张拉靴口的设置
预应力筋在交叉搭接时,须在梁或板面预留张拉洞口,洞口处需设加强筋,并在张拉后恢复普通钢筋,用C45微膨胀细石混凝土封闭。
4)张拉灌浆要求
混凝土张拉时强度应至少达到设计强度的80%,并不小于设计要求才能张拉。预应力筋采用群锚群拉,我方将采用新的张拉工艺技术,扁锚预应力筋一起张拉;张拉控制应力σcon=0.75fptk
张拉程序:00.10σcon 0.50σcon 1.03σcon锚固,根据设计要求及预应力损失的大小,部分预应力筋可相应提高超张拉系数。
张拉顺序:每层的每个施工区段内,先对称张拉纵横周边预应力梁,后对称张拉区域内预应力梁;梁内对称张拉预应力筋;张拉采用分级持荷超张拉,保证建立有效预应力,满足设计要求。
预应力筋张拉完后,尽快组织灌浆。
3主要施工要点
1)楼层预应力施工要求
本工程为超长连续结构,设计考虑了留设伸缩缝、后浇带等措施,施工中依此划分为若干施工段。考虑到后浇带所在跨的环向预应力筋从混凝土浇筑到张拉时间跨度较长,为了防止预应力筋生锈,此跨预应力筋采用后穿工艺,浇筑混凝土时用波纹管内衬塑料管留设孔道,混凝土终凝后抽出塑料管并做好两端的封堵保护,张拉前穿入预应力筋张拉;其他环向径向为连续超长曲线配筋,后穿束较为困难,故梁内预应力筋同波纹管一同埋设混凝土中,采用先穿预应力筋束施工工艺。
2)预应力的穿筋、布筋施工要求
为确保混凝土分区条件下预应力施工的顺利进行,使普通钢筋、模板、混凝土的工序不与预应力穿筋工序发生矛盾,使普通工序与预应力工序合理交叉,特制定如下工序原则:每区内先支设径向框架梁的支架模板,先绑扎径向框架梁,待径向框架梁预应力筋线形确定后,再绑扎环向框架梁及次梁;这样可避免梁交错处预应力筋被普通筋抬起或压下的矛盾,减少工序影响,加快施工进度。
3)承压板端部安装预留口的设置要求
待预应力筋穿设完毕,进行端部螺旋筋、承压板的安装,承压板必须按设计进行留设。预应力筋采用凹形穴口时,用泡沫塑料填充穴口,用钢筋焊接固定锚垫板,防止偏位;
4)预应力筋张拉施工要求
张拉顺序:根据施工缝留设、区段划分等因素,按批次、分阶段,由下向上逐层逐步对称张拉。每区内先由中间向两边对称张拉径向预应力筋,再由中间向两边对称张拉环向预应力筋;最后张拉后浇带所在跨预应力筋。
预应力筋张拉前,应以混凝土同条件养护试块达设计强度的80%设计要求强度的试验报告单为依据,并收存作为张拉资料。
预应力筋初应力设定为0.10σcon,预应力筋张拉严格按事先设计的张拉顺序进行。预应力张拉前,现场操作人应持有二次工艺设计张拉顺序图,并带好事先已计算完毕的各级控制应力下千斤顶压力表对应值(对应各操作的设备);带好有每一张拉束的计算伸长值及0.10σcon下理论伸长值的张拉记录单。对端部不易安装千斤顶张拉的,采取变角张拉,张拉前,安装变角模块,使张拉变角不超过20度。
张拉采取分级超张拉,00.10σcon 0.50σcon 1.03σcon锚固,千斤顶采用多次换行程以解决伸长值超过千斤顶行程的问题。
5)灌浆施工要求
有粘结预应力筋张拉完,应及时灌浆,灌浆时间不宜超过48小时。灌浆用水泥采用强度为42.5Mpa的普通硅酸盐水泥,水泥中掺加减水剂和膨胀剂,要求水灰比在0.4左右,以提高水泥浆的早期强度和保证水泥浆的强度达到规范中规定的不小于M30的要求;水泥浆的配比需事先通过试验确定,现场配置时严格计量,以保证水泥浆的泌水率最大不超过3%,拌和三小时后泌水率小于2%。
6)张拉口的封闭
灌浆完成后,按设计要求清理穴口,焊接穴口上的断筋,用比结构高一级的C45微膨胀细石混凝土进行封堵。
[2质量保证措施
1预应力混凝土结构的允许偏差和检验方法见表9.2.1。
表9.2.1预应力混凝土结构允许偏差
项次
项 目
允许偏差(mm)
检验方法
1
侧向弯曲
构件长度的1/1000,且不大于20