大跨度梁施工方法的改进

□文/曾天祥

大跨度梁施工方法的改进

□文/曾天祥

结合工程中使用后张法预应力梁替换钢骨梁的施工实践，总结后张法预应力梁的施工工艺以及工艺替换的好处。

大跨度梁；钢骨梁；后张法；预应力梁

随着建筑技术的不断发展，建筑物对空间的要求越来越高，大跨度梁板的应用对建筑结构提出了更高要求，钢骨梁与预应力梁的使用，既减少了结构构件的尺寸，提高了结构构件的刚度及承载力，也大大提高了建筑物的使用空间。由于钢骨混凝土结构的钢骨架构件尺寸相对较大，结构重量也较大，在施工过程中，钢骨架构件的吊装与焊接都存在一定的难度，对施工安全要求较高且不利于施工的进度，相比较而言，预应力梁的施工则存在较大优势。

1　工程概况

红星国际广场5#地块工程位于天津市河东区最为繁华的商业中心区。由1栋20层写字楼、3层配套商业楼和6层商业中心及地下室组成。其中，大跨度梁主要分布在商业中心地上部分的2～6层。商业中心首层层高为6.0m，2～6层层高均为5.4m。

2　大跨度梁施工概况

每层有34条大跨度梁。其中最短的梁跨度为17 m，最大的梁跨度为25.5 m，所有大跨度梁的设计尺寸均为500mm×1500mm或500mm×1200mm，见图1。

图1　商业楼2～6层结构中大跨度梁的分布（红色部分）

根据原图纸设计，这些大跨度梁均为钢骨梁，梁内钢骨材料采用Q345级H型钢进行焊接，见图2。

图2　钢骨梁截面钢骨及配筋

3　大跨度钢骨梁施工难点

1）钢骨梁为焊接H型钢，规格分别为1200mm×300mm和900mm×300mm。市场没有现成的规格，需用钢板原材进行组拼而成。

2）钢骨构件尺寸较大且为刚性构件，若在施工现场进行堆放则需占用很大空间，而工程处于天津市河东区繁华地段，场内空间有限，无法进行大量的钢骨材料堆放，对材料的进场控制要求较高。

3）根据首层施工图纸，劲性钢梁每延米最轻质量0.21 t，最小长度为17 m（跨）+4 m（两端延展长度），即最轻的单根钢梁质量为4.4t。

现有的垂直运输设备（塔吊）主要是TC5610、TC5510、TC6010，这三种类型的塔吊在塔尖吊重均为1 t，而塔吊能起吊钢梁构件的位置均在塔尖10 m以内，所以垂直运输设备无法满足整根吊装钢梁的需要，必须对每根钢骨梁进行分段吊装。若考虑分段吊装现场焊接，最短的单根钢梁需分成5段吊装，由于每一段钢骨构件的安装都需要塔吊对其进行较长时间的起吊，占用大部分塔吊运输时间，影响其他材料的运输，不利于整体施工进度。

4）钢骨梁施工对安全要求较高。一方面，由于构件尺寸、质量较大，在吊装过程中，需考虑支模架体对其承重，加大整体支架的承重性能且大部分大跨度梁均位于大空洞附近，这对支模架的临边承重和临边防护则要求更高；另一方面，钢骨构件吊装过程中，需要进行大量的焊接工作，根据施工计划，钢骨梁施工正处于冬季施工阶段，天气寒冷干燥，不仅加大了焊接施工的难度，还会带来很大的安全隐患。

总而言之，钢骨梁的施工，不仅对工程的质量与安全要求较高，还不利于工程的总体施工进度。综合考虑将所有钢骨梁替换为后张法预应力梁。

4　预应力施工技术

4.1工艺流程

预应力施工工艺流程见图3。

图3　预应力梁施工工艺流程

4.2预应力筋的布设

有粘结预应力筋采用后张法施工。梁内预应力筋曲线按自然二次抛物线布置，见图4。主要控制最高点、最低点和反弯点，反弯点的位置为0.15L(L为梁长)。

图4　预应力筋分布曲线

4.3预应力筋的锚固端、张拉端设置

有粘结预应力梁张拉端采用多孔锚具，节点构造见图5。

图5　有粘结梁张拉端构造

4.4预应力筋的安装

4.4.1波纹管的留设

波纹管安装中特别注意预应力筋曲线的最高点、最低点及反弯点等位置标高的准确性。先安放框架梁钢筋保护层后，方能开始固定波纹管。波纹管之间可用大一号的波纹管连接，连接管长为300mm，两端应对称均匀旋入并应用胶带纸封裹接缝。安装过程中必须采取有效的封裹措施，切实保证锚垫板处不致漏浆。较长的预应力梁在波纹管每波波峰处安装泌水(灌浆)孔，见图6。

图6　泌水(灌浆)孔的留置做法

4.4.2预应力筋穿束

预应力筋待波纹管基本固定后逐根穿入，若穿入有困难时可以安装牵引器。穿束后应核对预应力框架梁的预应力配筋，不得穿错。张拉端钢绞线应平齐并满足张拉所需的工作长度。

4.5预应力筋的张拉

张拉之前，编制预应力筋的张拉顺序并计算张拉长度。待周边梁板混凝土强度均达到100%强度时，开始进行张拉。张拉后应尽早灌浆，一般待一施工区段预应力筋全部张拉完毕后一次进行灌浆。灌浆后端部用细石混凝土封裹。外露钢绞线保留30～50mm，用砂轮切割机切断；也可用气割，但外露钢绞线应保留40～50mm，采用湿纱布包裹锚具降温等措施。

5　预应力梁施工的优势

1）预应力施工的钢绞线、锚具、波纹管等材料、设备体积小质量轻，便于场内外运输且均能使用现有塔吊来满足垂直水平运输。预应力筋原材料可在现场加工，可及时针对图纸进行下料，有利于对材料的管控。

2）预应力梁能满足使用功能和结构安全的需要。预应力梁的高跨比控制在1/15～1/18之间能满足设计规范的要求，也能满足现有设计梁的截面尺寸的要求，完全能满足结构安全的要求；同时对层高无任何影响，完全能满足使用功能的要求。

3）从施工工序安排上看，采用预应力施工与结构施工是穿插进行，对结构施工每层的影响不到1 d时间且后期的预应力张拉及灌浆不占用关键路线的工期。

4）预应力施工工艺简洁，无需大量焊接，施工过程中，既方便质量的管控，也不会带来其他安全隐患。

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.01.012

□TU378.2

□C

□1008-3197（2015）01-35-02

□2014-07-23

□曾天祥/男，1990年出生，助理工程师，中建五局第三建设有限公司，从事工程技术管理工作。