大跨度预应力梁在酒店结构中的应用

项目建筑造型设计设计充分考虑检察系统的特点、性质同井冈山传统的结合，采用现代建筑的手法组织空间，以简洁的传统民居特征及符号使建筑溶入山体，又突出于山体，建筑与自然环境交相辉映，相得一彰。建筑入口结合了阶梯形建筑空间的大型会议室(360座)，使建筑形象犹如“蛟龙出海”的巨轮，又如“星星之火，可以燎原”的火炬，建筑入口气势宏伟。由于场地只有东侧较为狭小的宽度邻近城市道路，设计考虑建筑后退形成楼前广场并布置旱喷水景、停车场，更使建筑显得端庄、秀丽。

总之，“基地的特征是那些追求建筑艺术的房屋的开始”（现代建筑大师赖特语），具有鲜明特征的山地环境以其较大程度的原生性和独特性展示在设计者面前，当我们以尊重其生态系统的整体稳定性与协调性，虔诚地用对于山地环境的知觉感受和情感交流溶入我们的实体创造中，这样将促使建筑与山地环境建立起新和谐的统一关系，我们的建筑作品必然伴随着时光的脚步，沐着自然的风雨，与环境相存共融。

（在此，向杨水生院长、邓晓阳总工、邱鸿川结构师等为项目付出努力的领导、同仁表示感谢）

大跨度预应力梁在酒店结构中的应用

胡小鹏1，蒋敏2

（1.南昌市建设工程质量监督站，江西南昌330009；

2.中建三局一公司江西分公司，江西南昌330029）

摘要：从用材节省、质量优良的设计施工角度出发阐述了无粘结预应力成套技术的应用，该技术具有整体性强、施工简便、稳定性好等特点。

关键词：后张法；无粘结；预应力穿束；张拉

1工程概括

本工程拟按照五星级酒店标准建设，裙房C区部分为地下两层结构，地上为三层高、大跨度框架结构，二层与三层均采用了预应力大梁，其中主框架梁跨度为25.5m×26.6m，采用了无粘结预应力。

在《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表3.3.2中，规定受弯构件的挠度限值[f]为：

屋盖、楼盖及楼梯构件：

当L0＜7m时，[f]=L0/200

当7m≤L0≤9m时，[f]=L0/250

当L0＞9m时，[f]=L0/300

因此，我们一般认为当梁跨度＞9m时，为大跨度梁。

预应力施加应力的施工是大跨度预应力梁在本工程中应用的一个最重要的环节，本工程采用后张法，无粘结预应力成套技术施工。

2机械材料准备及工艺流程

现场准备2台FYCD-23张拉设备，手提式小型切割机2台，大型切割机1台，其它施工机具有千斤顶、电焊机、电钻、灌浆机。预应力钢绞线及锚具在使用前，应检查出厂检验证明，性能要满足国家标准规定的要求，以满足工程结构的需要。

梁底模板安装→绑扎结构普通钢筋→波纹管，垫板安装→穿束梁预应力筋→安装侧模→浇筑混凝土、养护→预应力筋张拉→孔道灌浆→切筋浇混凝土封锚拆除梁底模。

2.1预应力筋下料组装

→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→（1）纲绞线的盘重大、盘卷小、弹力大，为防止在下料工程中钢绞线紊乱并弹出伤人，事先应制作一个简易的放盘架，下料时将钢绞线盘卷装在放架盘内，从盘卷逐步抽出；

（2）预应力筋下料应严格按照下料单进行，并对切割完的各种规格预应力筋的数量和长度进行复核。受堆料场地或阴雨天影响，下料应本着先用先下原则进行。各种型号的预应力筋的下料先后顺序应以书面通知为准。在用切割机截断预应力筋时应注意安全操作，每截断一根预应力筋后应随手将切割机电源关闭，在切割机正后方严禁站人，操作手应站在切割机左右后方以防砂轮片飞出伤人；

（3）现场每下好一根预应力筋后应立即在距两端部约20cm处贴上标签注明该预应力筋的的型号及编号，之后即可将其卷起并按编号分类堆放。每一型号预应力筋应集中放置并树立木牌标明。

2.2模板及脚手架工程

（1）预应力梁板的支撑体系应有足够的承载力、刚度和稳定性，并应支撑在坚实的受力面上以防混凝土浇筑后由于不均匀沉降引起变形、开裂；

（2）梁纵筋如在原位绑扎，则应待预应力波纹管布好后再封梁侧模；

（3）预应力筋张拉头如需穿出梁、柱或墙的侧模，则应在相应位置待预应力张拉端安装就位后再封侧模；

（4）在梁侧模穿孔安装对拉螺栓时应注意不要挤压预应力筋和波纹管，以免其移位、变形、或破损；

（5）混凝土浇筑完成后24小时内应将预应力筋张拉端处柱、墙侧模拆除以便进行张拉端剔凿工作，预应力梁侧模也应在张拉前拆除以免影响张拉效果；

3预应力钢绞线张拉

3.1波纹管的布设

在梁的钢筋骨架绑扎基本完成后开始预埋金属波纹管。一般波纹管进场后在室外保管时间不宜过长，不得直接堆放在地面上，并应采取有效措施防止雨露和各种腐蚀性气体的影响。

波纹管安装前，应事先按设计图中预应力的曲线坐标以波纹管底为准在梁侧模或箍筋上定出曲线位置，波纹管及固定端应以间隔2.5m的钢筋托架进行支撑，钢筋托架固定于箍筋上或穿在侧模板上，箍筋下用垫块垫实。托架筋采用Ф12钢筋作马凳支托。波纹管安装就位后用扎丝将其与托架筋绑在一起，以防浇筑砼时波纹管移位。波纹管搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地下拖拉。焊好波纹管支架后即可开始穿入波纹管。一般程序是从梁一端穿入波纹管，边穿边用连接套管连接。波纹管安装就位过程中，应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂。同时，还应防止电焊花烧伤管壁。波纹管与支托钢筋用细铁丝绑牢，以防浇筑混凝土时波纹管位置偏移或上浮。波纹管安装就位后，应检查其位置、曲线形状是否符合设计要求，波纹管的固定是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损等，如有破损，应即使用粘胶带修补。从梁上看，波纹管在梁内应平坦顺直，从梁侧看，波纹管曲线应平滑连续。波纹管连接时取大于主管3mm波纹管做连接套管，连接套管长度取200～300mm，与两端波纹管搭接长度均为100～150mm，连接套管与波纹管接口处应用胶带密封以防漏浆。

波纹管在孔道端部张拉端位置与预埋锚垫板相接，在接缝处应用胶带进行密封；在固定端波纹管端部应用棉纱或用水泥和棉纱后密封；P型锚垫板与波纹管端部钢绞线裸露自由段长度对13束孔不小于800mm。

3.2沁水排气孔的设置

混凝土浇筑前须在构件两端及每跨最高点设置灌浆孔或排气孔。灌浆孔或排气孔要设置在波纹管的波峰处，孔距不大于25m（直线孔距不大于30m）。灌浆孔或排气孔也可设置在锚具或铸铁喇叭处，灌浆孔用于进水泥浆，其孔径一般不宜小于16mm，排气孔是为了保证孔道内气流通畅，不形成封闭死角，保证水泥浆充满孔道，对直径要求不严，一般单端张拉预应力筋在其固定端端部设一排气孔即可。施工中可将灌浆孔与排气孔统一都做成灌浆孔，灌浆孔(或排气孔)在跨内高点处应设在孔道上侧方，在跨内低点处应设在下侧方。泌水管设在每跨曲线孔道的最高点处，开口向上，露出梁面的高度一般不小于200mm。泌水管用于排除孔道灌浆后水泥浆的泌水，并可二次补充水泥浆。泌水管一般可与灌浆孔统一留用。

灌浆孔的作法是在波纹管上开口，用带嘴的PVC塑料管并用铁丝扎牢。为保证留孔质量，波纹管上可先不打孔，在外接塑料管内插一根Ф10～Ф14的光面钢筋露出外侧，待孔道灌浆前再用钢筋打穿波纹管，拔出钢筋。3.3预应力筋的布设

无粘结预应力筋安装时，在梁内应3、5成团绑扎，箍筋空挡内的预应力筋应左右对称。成团预应力筋在离张拉端1500～2500mm处慢慢散开。

张拉端处，在承压板后应保持一段预应力筋与承压板垂直的水平段，承压板安装好后须固定牢固，防止砼浇筑时位移。

3.4预应力筋的张拉锚固

（1）准备工作

预应力张拉的设备和仪表应满足预应力筋张拉的要求，且定期维护和标定。张拉千斤顶和压力表应配套标定、配套使用。

34 --根据设计要求和张拉设备的标定值确定预应力筋的张拉控制力及油表读数，计算预应力筋理论伸长值；根据材料试验情况，进行试张拉，确定预应力钢筋伸长值。理论伸长值计算公式：

FP——

—无粘结预应力筋的平均张拉力（KN）扣除摩擦损失后拉力的平均值；

LT——

—线长度；

AP——

—预应力筋截面积；

ES——

—预应力筋弹性模量。

清理预应力筋张拉槽孔，剥除张拉端外露预应力筋的包皮，检查承压板后砼质量情况，如有问题及时处理；

楼层砼试块抗压强度大于设计强度的80%时，才能进行预应力筋的张拉，由总包单位提供混凝土强度报告，强度未达到要求时不得进行张拉；

（2）无粘结预应力张拉

根据设计要求，预应力张拉应分批按顺序进行，先拉字母轴方向梁内预应力筋数量的50%，再张拉数字轴方向梁内全部预应力筋，最后张拉字母轴方向梁内剩余50%预应力筋。二端张拉的先一端顶锚、一端张拉，再另一端补足因顶锚引起的应力损失即可；

张拉以梁中线为对称轴，左右均匀对称施加预应力。为了在张拉时，使结构施加应力平衡与对称的原则，张拉顺序按（图5）进行。

图5张拉顺序图

预应力筋张拉程序为：张拉控制力从零开始→1.03fcon锚固即可。

（3）张拉采用应力控制（高压油泵压力表控制）为主，应变校核预应力伸长值，当实际伸长值与理论伸长值相对偏差超过±6%时，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉；

（4）张拉时发生砼表面破裂或断丝、滑丝时，应停止张拉，查明原因处理后再张拉；

（5）预应力筋张拉时，应逐根逐孔填写张拉原始记录，记录以毫米为单位；

（6）预应力申长值，需详细记录；

（7）预应力张拉安全事项：

预应力筋张拉时，张拉人员必须站在千斤顶两侧位置操作，不得站在张拉设备的正前后面或建筑物边缘与张拉设备之间，以防发生偶然事故来不及躲避而造成伤亡。张拉时千斤顶和油泵必须有安全措施，以免造成设备损坏和不必要的事故。预应力筋张拉施工时张拉端和固定端正面不得站人，张拉位置的下面不应有人通行，以免锚具、工具等掉落，造成不必要的损害。

3.5孔道灌浆

在灌浆前应委托实验室作水泥浆试配（包括强度试验﹑流动度试验及泌水率试验）。灌浆应采用普通硅酸盐水泥，并不得使用有结块的水泥，水泥强度等级不低于42.5MPa；水泥浆水灰比宜为0.4～0.45，配好后不得再加水；水泥浆内不得掺入各种氯盐，但可掺减水剂，其掺量可由试验确定；泌水性要求：在量筒内注入500 ml水泥浆，3小时后泌水量不得超过2％；强度要求：灌浆用水泥浆抗压强度不应小于30MPa。

压浆前应清除管道内杂物，保证管道畅通。压浆次序应自下而上。集中一处的管道应一次压完，以免孔道漏浆堵临近管道。和浆时应先在和浆桶中加入水，然后依次加入减水剂和水泥，要做到边加边搅，不可一次加入所有材料后一起搅拌以保证搅拌均匀。和浆前要根据水泥浆配比单上各种材料的比例以及和浆桶的实际容积计算出每桶水泥浆中各组分的添加重量并换算成体积以加快和浆速度。在灌浆过程中如压力表指针超过0.7Mpa必须停机查明原因后再继续灌浆。压浆宜从一端压入，一次压满，待另—端溢出浓浆后，封闭出浆管，并检查确认无漏浆时封闭进浆管，然后撤除压力。输浆管压力不得小于0.3～0.5MPa。当输浆管长度大于30m时应提高压力0.1～0.2MPa。水泥浆自调制至压入管道的间隔时间不得大于40分钟。压浆前应检查压浆管是否堵塞。灌浆时压浆人员必须站在锚具两侧操作，严禁正对锚具灌浆。对孔道进行灌浆时要保证每个孔道一次连续灌满，中间不得停歇。孔道灌浆完成后半小时左右应用水舀子和漏斗对每个排气孔进行人工补浆，待所补水泥浆初凝后即可切除排气孔。现场灌浆时，每工班应制做7.07cm立方体标准试件4组。其中一组标准养护28天用来评定水泥浆强度，其余3组为施工控制试件，随构件养护。灌浆工作完毕后，应全面彻底清洗设备。

4总结

综合上述可知，在框架结构存在大跨度设计施工中，通过利用后张法，无粘结预应力成套技术，做到了合理控制工程造价，达到了设计要求，实现了预期效果，为工程的正常使用提供了有利的保障

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