浅谈预应力砼梁的施工工艺控制要点

【摘要】以工程项目为例，从后张法预应力砼施工工艺特点出发，分析预应力砼框架梁施工中的原材料、设施检验方法，以及控制张拉力、钢筋伸长值等参数的计算方法和监测控制。工程实践表明，后张法预应力适用于大跨度工程项目。

【关键词】有粘结预应力砼；无粘结预应力砼；张拉力；钢筋伸长值； 控制要点.

1、工程简介

某工业厂房总长84 m，宽26 m，建筑面积约2000m2，为钢筋砼框架结构，其中截面尺寸为600×1500的横向梁为有粘结预应力结构；截面尺寸为300×500的横向梁，为无粘结预应力结构，混凝土强度等级均为C40，其中钢铰线均选用UPS15.20，其fptk=1860N/mm2，采用后张法预应力砼施工工艺。

2、后张法预应力砼施工的工艺特点

后张法预应力砼施工工艺分为无粘结预应力砼和有粘结预应力砼。无粘结预应力砼施工时需在张拉筋表面涂刷防锈润滑层，并在表面采用高密度聚氯乙烯护套进行包裹，施工完毕后钢筋不与砼粘结，其锚具始终处于工作状态；而有粘结预应力砼不需涂层，钢筋与砼紧密结合，适用于大跨度有抗震等级要求的地区 [1]。在工艺方面它们存在以下不同点：

（1）预应力筋的传力方式不同

有粘结预应力砼受力筋的张拉力由锚具及灌浆体共同传递给砼构件。而无粘结预应力砼仅由锚具承受并传递预应力，因而对材质要求较高。

（2）施工工艺有所不同

有粘结预应力砼构件浇捣时预留孔道或外套波纹管，然后穿预应力筋进行张拉，最后灌浆填孔。而无粘结预应力砼张拉后无需灌浆，锚具始终处于工作状态。

3、原材料的试验、检验

后张法预应力砼框架梁的施工，其原材料的质量控制关系到工程项目的质量，在进行预应力张拉前首先应对油泵油压表等配套设备进行检测，检测项目主要包括以下两方面：

（1）材料检验的内容

1） 检验钢绞线材质、强度是否符合设计要求；

2） 检验锚具的锚固性能；夹片锚具的回缩量；

3） 检验锚具的摩擦损失是否在规定范围内；

（2）控制张拉力及伸长值，满足精度要求

控制张拉力是预应力砼施工的关键。为确保预应力张拉力达标，在工程中我们一是采用控制张拉应力与预应力筋伸长值的双控方法，以控制张拉应力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据；二是在张拉前进行标定，给出张拉与油表标定关系曲线，以确定压力表的计数。

鉴于本工程特点，预应力梁的张拉采用两端张拉，张拉程序为[2]：

最大张拉控制应力控制在 的范围内

预应力筋伸长值校核：

式中：

P：预应力筋的张拉力；

l：预应力筋长度；

AP：预应力筋的截面面积；

ES：预应力筋的弹性模量；ES=1.95×105MPa

k：孔道每米长度局部偏差的摩擦系数；

u ：预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数；

θ：起点至计算截面曲线孔道部分切线的总夹角；

在预应力张拉之前，首先对钢铰线束进行试张拉，如果计算伸长值与实测伸长值有较大偏差，则分析原因并对计算参数进行调整，然后再进行张拉。通过张拉伸长值的校核，综合反映张拉力是否足够，孔道摩擦损失是否偏大，预应力筋是否异常。张拉时控制的实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在-5～+5%范围之内。

、有粘结预应力筋施工工艺要点

对预应力工程项目，钢绞线进场时是否发生缠绞现象是质量控制的关键，因而钢铰线进场后，为防止扭曲打结，应将钢绞线置于旋转的转盘上放料，下料时应用砂轮锯断，严禁用电弧切割。编束时应严格检查钢绞线外包聚氯乙烯护套是否完好，如发现破损应用防水胶带缠绕修补，符合工程质量要求。

孔道位置的准确与否直接影响结构受力状态，如果曲线孔道的弧度不圆顺，则预应力孔道摩阻损失会增大，直接影响预应力的实际效果，因而要严控孔道位置。在工程施工至非预应力钢筋绑扎完后，应仔细复核钢绞线在梁内的尺寸；本工程孔道采用预埋波纹管，波纹管铺放时，依次安放在专用支架的“U”形卡內，然后将绞线束由一端牵引、另一端传送，缓慢输送到位。施工过程中随时检查梁端绞线束与梁轴线是否平行，承压板与绞线束之间误差是否小于等于3/200。

在砼浇捣前，须对各项技术指标进行隐蔽工程验收，并检查机具设备能否正常运行，合格后方可浇捣砼。梁若要起拱 ， 则孔道随梁起拱 ， 梁起拱要小于非预应力梁的起拱高度 ， 一般为0. 05 %。[2]待砼达到设计要求的强度后，开始进行张拉作业。张拉顺序按方案要求进行，有粘结预应力筋采取两端张拉；预应力张拉遵循对称张拉，避免混凝土产生的超应力，使构件不出现扭转侧弯，结构不发生变形[3]。

张拉时油压表读数、伸长量长度读数、张拉纪录均为操作和复核两道工序。对长出部分的预应力筋用砂轮锯断或在冷却的条件下用氧炔焰切除，严禁电弧切割。

预应力梁张拉结束需待应力传递均匀后方可进行孔道灌浆，水泥浆的配置采用强度等级不低于32.5（本工程42.5）的普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.45以内，其抗压强度不小于30N/mm2，水泥浆应用机械搅拌，以确保拌合均匀。

灌浆前应对设备及现场进行检查，合格后方可灌浆。灌浆应缓慢均匀地进行，中间不得中断，并排气通畅，在孔道两端冒出浓浆并封闭排气孔后，宜再继续加压至0.5-0.7 N/mm2，稳压2min，再封闭灌浆孔。灌浆后的孔道泌水孔、灌浆孔排气孔等均应切平，并用砂浆填实补平[3]。

无粘结预应力筋的预埋、张拉及工艺要点与有粘结预应力筋的预埋、张拉及工艺要点相同，其应满足无粘结预应力砼结构技术规程要求的各项参数。

另外本工程设计要求预应力钢绞线束在多跨连续梁中呈多段抛物线形布置，为满足精度要求，特别自制了矢高曲线深度标尺，其构造类似游标尺（见图1），每800mm设一个固定点，各点的计算矢高先用标尺定位固定支架（见图2），然后将固定架与钢箍焊牢，移去标尺，就可直接在梁上部读出高度尺寸。

图1 深度标尺固定架 图2 固定支架

结束语

实践证明 ，预应力混凝土施工技术具有解决大跨度 ， 大空间方面的结构优势 ，且节省了钢材的使用量；虽然后张法施工技术增加了管道铺设、孔道灌浆、孔口封堵等工序，对工程质量控制带来了不利影响，但只要在具体施工过程中加强工艺要点的控制，其结构强度、抗裂性能的优势为今后的大空间发展提供了更好的前景。

参考文献

[1]何萍.大跨度现浇有黏结预应力混凝土施工技术.建筑科学.2014（18）：217

[2]刘宗仁.土木工程施工.高等教育出版社.2009：192

[3]建筑施工手册.缩印版. 北京：中国建筑工业出版社.2003.672

个人简介：

廖荣，女，1964.11，

职称：副教授