大跨度结构中后张有粘接预应力梁施工要点及质量控制

张子健

摘    要：预应力混凝土结构在我国是一种新型建筑结构，在大空间、大跨度的建筑中应用广泛。随着建筑功能需求越发多样，建筑高度不断提升，大柱距、大空间框架结构需求不断增长，预应力混凝土技术为解决这个难题提供了有力的支撑。有粘结预应力混凝土技术，依靠高强钢筋（或钢绞线）与混凝土粘结、摩擦，强度较无粘提高 20% 以上，从而提高混凝土构件的极限承载力达 20%以上。本文结合工程实例对大跨度后张有粘结预应力框架梁施工工艺流程及施工要点进行了分析。

关键词：预应力，后张法有粘结，施工流程，质量控制

1  工程概况

武汉某央企华中区域总部B栋为层数为十四层的酒店，其中三层为酒店大型宴会厅，层高10.8m，主梁最大跨度28.8m，采用后张有粘结预应力混凝土施工工艺。

本工程预应力筋采用 1860 级 Фs18 高强低松弛（II级松弛）钢绞线，fptk=1860MPa，张拉控制应力 σ con =0.75fptk。有粘结预应力梁孔道按照设计要求使用内径为Ф75壁厚为0.3mm的双波镀锌波纹管。张拉设备采用QMV15、1860MPa级夹片式锚具或规格和性能相同的类似锚具。

2  施工流程及控制要点

有粘结预应力施工流程：铺梁底模—绑扎梁非预应力筋—划预应力筋曲线坐标—焊预应力筋曲线支架—排放波纹管预应力筋—安装埋件—隐蔽工程验收—支梁侧模—浇筑混凝土—混凝土养护—拆梁侧模—预应力筋张拉—外露切割—灌浆—端部封裹—落架及拆除模板。在预应力施工过程中，笔者选取其中的有粘结预应力筋下料、钢筋马凳的固定及波纹管的铺设、灌浆管埋设及梁端做法、预应力筋张拉、孔道灌浆五个关键环节进行阐述。

2.1  有粘结预应力筋下料

有粘结预应力筋下料主要为钢绞线的长度控制：（1）下料场地应平整、硬化，场地应满足钢绞线最长段及操作空间的要求。（2）下料长度的控制：钢绞线下料长度为构件长度加上孔道曲率影响长度，再加上张拉端工作长度，L=L1+L2+L3。

式中：

L1——构件长度;

L2——孔道曲率影响长度;

L3——考虑余量后的张拉端工作长度。

（3）钢绞线切断应平齐，宜使用砂轮切割机切断，严禁熔断。（4）钢绞线下料长度应通过计算确定，过长引起浪费且操作不便，过短则无法张拉。（5）下料完成的钢绞线应分别堆放并编号、标识，可用不同颜色区分，同根钢绞线两侧颜色一致。

2.2  钢筋马凳的固定及波纹管的铺设

钢筋马凳现场使用圆钢制成，按线型大样图进行设置，马凳固定时应牢固。波纹管应采用专用接头连接，且于接口处用大于原波纹管 5mm 的波纹管套接，套接长度以 300mm 為宜。套接旋入连接完成后对接口进行封裹，避免混凝土浇筑时漏浆废管;波纹管按照设计曲线安装完成后使用扎丝等进行固定，避免混凝土浇筑时波纹管移位造成预应力失效。

2.3  灌浆管埋设及梁端做法

灌浆管（兼做泌水孔）埋设在波纹管铺设及预应力筋穿设完后进行，一般设置在曲线高点处，管距可自行设定但须确保张拉完成后灌浆顺畅。灌浆管与波纹管连接牢固，并进行封裹以防进浆、漏浆。混凝土浇筑前，需对灌浆管及连接处完好性进行再次检查，检查无误后进行混凝土浇筑作业，在浇筑过程中需安排专人随时检查有无移位及漏浆情况。框架梁端部应设置锚垫板，与模板结合平整并安装牢固，锚垫板中心孔与波纹管端部孔道中心同心、端面垂直。

2.4  预应力筋张拉

（1）混凝土浇筑时按规定留置同条件及标养试块，到达养护龄期后，对同条件试块进行试验，试块强度达到设计强度的 100% 及以上后进行张拉。（2）预应力张拉时采用群锚单拉的方式进行，单根预钢绞线张拉应力0.75fptk。预应力张拉程序：0—0.1бcon（量伸长值初读数 L1）—1.0бcon（量伸长值读数L2）—1.03бcon—锚固预应力实测伸长值为：

[Δ]L=（L2-L1）/0.9

（3）张拉设备需经养护及校验，应提供校验报告。在使用过程中出现设备异常应进行再次校验。（4）张拉时以应力、应变双重控制，确保张拉有效。在操作时，以设计应力为依据，以应力控制为主，以应变校核，其中应变以钢绞线伸长值测量控制。（5）张拉前清理梁端，按锚板、夹片的顺序安装锚具及张拉设备。安装时确保安装位置准确。（6）张拉时，控制千斤顶进油速度，确保张拉过程缓慢、平稳。在张拉过程中实测钢绞线伸长值并做好记录。（7）张拉完成无异常后切除外露多余的钢绞线。

2.5  孔道灌浆

（1）预应力张拉后未出现异常及其他情况即可进行孔道灌浆。（2）灌浆使用灌浆泵将预配的水泥浆压灌到预应力筋孔道中去。水泥浆制备按照设计要求，严格控制水灰比，在施工过程中对水灰比进行抽查。灌浆后灌浆孔均应切平，并用高标号砂浆填实补平。

3  后张有粘结预应力施工技术问题

3.1  预应力超张拉大回缩问题

预应力损失是预应力混凝土结构在使用过程中需要重视的问题，为解决此问题，可以参考相关规范的要求，目前规范主要采取超张拉的方式，如本项目施工时采取张拉 1.03 倍张拉控制应力并维荷三分钟再后退至设计张拉控制应力的方法解决该问题。联系施工实际情况，处理问题时需考虑混凝土提前张拉、曲线孔道布筋、张拉设备误差、人员操作误差等因素影响。传统方式不能满足要求，为更好地控制预应力损失，可采取规范规定的超张拉方法，也可以在充分利用张拉过程中，对曲线孔道中钢绞线与波纹管的反向摩擦损失采取大回缩技术，如回缩值由 5mm提高到10mm。在实际操作过程中，可以对张拉用千斤顶内限位板的限位置进行调整，加大回缩值，从而实现减少预应力损失的目的。

3.2  应变伸长值量测起始点问题

一般预应力筋实际伸长值宜在初应力为10%σcon，笔者认为，这对于直线孔道或者短跨曲线孔道水平构件适用性更强，随着大跨度结构构件越来越多、连续多跨构件的频繁出现，此条规定已不能完全满足施工要求。对于单跨跨度较大的预应力水平构件或连续多跨曲线孔道水平构件，按照现行规范操作时有无效的可能性。在实际施工过程中，钢绞线张拉到 10%σcon 时张拉设备还未出现位移，钢绞线在曲线孔道内仍处于松弛装填，此时记录数据存在极大误差。在预应力张拉过程中，以应力为主、应变校核的方式进行张拉控制，钢绞线伸长值量测起始点误差或无效会直接影响实际伸长值的准确性。在本项目中，笔者与施工单位协商后尝试采用30%σcon 作为伸长值量测起始点，效果很好。在预应力施工过程中，参建单位可根据预应力水平构件的长度、多跨、曲线孔道以及控制范围的形式调整预应力筋伸长值量测起始点，从而获取更有校核意义的应变数值。

4 结束语

预应力技术作为建筑业十项新技术之一，随着建筑形式和类型的不断发展而发展。为了得到更好的发展，预应力技术需要不断改进，施工技术也将更加严谨、科学和规范。

参考文献：

[1] 宋大伟.桥梁预应力工程的施工技术[J].黑龙江科学，2016（6）.

[2] 王谭斌.桥梁预应力混凝土施工质量控制要点分析[J].居舍，2019（5）.

[3] 冯大斌，栾贵臣.后张法预应力混凝土施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.