某工房后张法有粘结预应力张拉方案及优化

曾学敏 占炳南

0 引言

后张法有粘结预应力混凝土是先在构件中预留孔道，浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，再在孔道中穿预应力筋，并安装张拉设备，利用构件本身为台座，张拉预应力筋的同时混凝土受压缩，利用锚具传递预压应力。因其具有提高结构承载力、加强裂缝控制、降低工程成本等优点［1］，近年来在大跨度工业与民用建筑工程中得到了广泛的应用。

1 项目概况

由于项目规模、功能及大空间结构的使用要求，设计方根据此建筑结构的特点，各个主要生产车间、立体库屋面采用大跨度空间框架结构。各个生产车间楼面需布置生产机器，活荷载达到18 kN/m2，为满足使用要求，将各生产车间楼、屋面梁以及立体库屋面梁设计为后张法有粘结预应力梁。各车间楼、屋面梁为24 m跨预应力梁，楼面梁尺寸为700 mm×1 900 mm，共112根，屋面梁尺寸为700 mm×1 800 mm，共28根，立体库屋面预应力梁为28 m跨，梁尺寸为700 mm×1 800 mm，共9根，预应力梁混凝土强度等级为C40。预应力梁配3束9φs15.24曲线预应力筋，预应力筋采用1860级低松弛优质钢绞线，设计张拉控制力σcon=0.70fptk即1 302 MPa。混凝土强度达到100%后方可张拉预应力筋，预应力梁都采用一端张拉。

锚具选用Ⅰ类锚具，张拉端采用YJM15-9型锚具，固定端采用JYM15-P型系列挤压锚具。

2 预应力梁张拉施工技术

由于本工程的主框架梁梁高比较深，非预应力钢筋较多，锚固端需进入非预应力梁中，特别是梁柱接头非常复杂。为达到设计及规范要求，采用了特殊的施工工艺，大跨梁后张法有粘结预应力施工是此项目的特殊工艺。

2.1 张拉施工要点［3］

1)预应力张拉前，提供与结构构件同龄期、同养护条件的混凝土试块强度检验报告，当梁混凝土强度达到设计标准强度的100%后方可进行预应力张拉。

2)在张拉端安装锚环、夹片，装上千斤顶，开动油泵，对预应力筋进行张拉。当张拉应力达到0.1σcon时，停止加荷，读初始读数。张拉应力继续增大至设计张拉应力时，记录伸长值，锚固并退出千斤顶。

3)张拉采用以控制张拉力为标准，以实际伸长值作为校核的双控方式。即预应力筋在张拉到控制张拉力时，实际伸长值与理论伸长值的差值控制在±6%的范围内。

2.2 固定端与张拉端制作

固定端的锚具用专用挤压机及配套挤压模挤压制作。张拉端、固定端安设锚垫板、螺旋筋承担预应力局部压力，张拉端锚垫板应垂直预应力筋受拉方向，并稳固地焊在梁端普通钢筋上。印钞工房预应力梁固定端分为两种形式:

1)预应力梁与相邻非预应力梁在一个标高，固定端需深入非预应力梁内，为避开非预应力梁受压核心区，此处预应力梁固定端做法见图1。

图1 同一标高锚固端做法

2)预应力梁与相邻普通梁标高相差600 mm，固定端需设置加强包，固定端做法见图2。

图2 同一标高锚固端做法

3 屋面预应力张拉施工方案及优化

南北车间24 m跨屋面梁与立体库28 m跨屋面梁形成三跨连续预应力梁，南北车间预应力梁张拉端使用外挑檐口的高差设置，固定端深入立体库预应力梁4 000 mm，为同一标高锚固做法。而立体库预应力梁为两端分开张拉，在施工方案中有如下两种做法，对此两种方案进行分析、优化。

3.1 立体库预应力梁施工方案一

立体库28 m预应力梁需两端分开张拉，方案一在南北车间两端预应力梁上离柱端4 200 mm处留置1 000 mm宽后浇带，为立体库预应力张拉提供施工，北面后浇带处每根预应力梁张拉2束钢绞线，南面张拉1束钢绞线，固定端伸至后浇带处，如图3所示。

图3 方案一

当整个屋面混凝土浇筑完毕28 d后达到张拉强度，首先对立体库屋面梁预应力进行张拉，待其张拉完毕浇筑南北车间屋面梁、板后浇带，当后浇带混凝土达到张拉强度，再对南北车间预应力进行张拉。

3.2 立体库预应力梁施工方案二

方案二取消设置后浇带，而是在南北车间两端预应力梁屋面上离柱端4 200 mm处增设加强受压墩，立体库预应力筋拉长至屋面加强墩斜面，为立体库预应力张拉提供施工，北屋面加强墩每根预应力梁张拉2束钢绞线，南面张拉1束钢绞线，固定端伸至南北预应力梁中4 000 mm，见图4。

图4 方案二

本方案由立体库预应力筋翻到屋面上4 200 mm处张拉，在屋面上设置一个加强承压墩。当屋面混凝土浇筑完毕28 d后到达张拉强度，整个屋面预应力工程都可以进行施工。

3.3 方案分析

1)方案一在南北车间屋面预应力梁设置后浇带，由于南北车间屋面预应力梁高1 800 mm，后浇带制作比较复杂，一旦模板不密实、牢靠，则屋面预应力梁混凝土浇筑时容易漏浆，导致后浇带处预应力梁蜂窝、孔洞，影响混凝土质量，这将直接影响立体库预应力梁张拉端施工质量。且车间预应力梁非预应力受力筋比较密集，箍筋间距较密，施工人员在进行张拉时安全较难保证。方案二没有设置后浇带，屋面梁、板一次性浇筑完毕，施工简单、方便。由于方案二在屋面上张拉，施工人员在进行张拉时轻松、安全。

2)方案一在屋面混凝土浇筑完毕28 d后达到张拉强度时，先对立体库屋面梁两端进行张拉，张拉完毕后浇筑后浇带的梁、板。南北车间预应力梁张拉必须等后浇带浇筑28 d后才能张拉。而方案二在屋面混凝土浇筑完毕28 d后达到张拉强度时，预应力工程可以全部张拉，相比较而言，在屋面预应力工程中方案二比方案一节省工期28 d。

3)通过质量、安全、进度、资金综合考虑，方案二更优于方案一，因此确定方案二。

4 结语

本工程应用后张法有粘结预应力施工，减少了裂缝宽度，保证了工房主要车间的大跨度，且工程施工技术独特，具有工艺新、标准高、技术复杂等特点，施工难度大。通过对后张法有粘结预应力技术要点严格把握，保证了工房预应力工程质量与安全。并通过对预应力方案的优化，缩短工程，减少投资，为项目提前完工提供了保证。并通过工房后张法有粘结预应力的施工，为推广此项技术奠定基础。

［1］ GB 50010-2002，混凝土结构设计规范［S］.

［2］ 南昌印钞有限公司扩建项目可行性研究报告［R］.北京:中国中轻国际工程有限公司，2008.

［3］ 张玉平，向 阳，郑伟革.建筑工程施工质量控制与质量验收使用手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2004.