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大跨度预应力混凝土结构施工技术的应用浅述

2017-07-04谭智杰

建材发展导向 2017年3期
关键词:施工应用混凝土结构

谭智杰

摘 要:预应力技术可以有效增强构件的承载力,同时使预应力材料得到有效节约,因此在建筑中广泛应用。当前施工工艺日渐成熟,相关建筑规范也逐渐完善,因此这一方法在工程实践中的应用更加广泛,尤其在大跨度预应力梁施工方面,已经取得了显著的效果。文章根据笔者工作实践,对大跨度预应力混凝土结构施工技术的应用进行了分析和探讨。

关键词:大跨度预应力;混凝土结构;施工应用

1 大跨度預应力施工概述

1.1 材料用具选择

热处理钢筋、钢丝、钢绞线在品种、规格、直径方面都必须与国家的相关标准和设计要求相适应,并且要求出厂质量证明书及复试报告完备真实;锚具、连接器、夹具这三者的形式必须与相关的技术要求相适应,同时根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2015)来进行验收以及组装件的静载试验;对于冷拉Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋来说,冷拉后的机械性能试验报告是必不可少的;灌浆所使用的水泥,强度等级必须等于或高于42.5MPa,普通硅酸盐水泥根据设计要求选用。

1.2 主要流程

开始下料以前必须按照设计要求检查预应力筋的规格、品种等。有黏结预应力筋展开后必须是平顺的,不能弯折,而且不允许存在裂纹、小刺、机械损伤、油污等[2]。在进行下料时,要全面考虑曲线长度、施工方法、张拉设备等影响因素。在切割预应力筋的时候必须使用砂轮锯或切断机,保证不使用电弧切割。除此之外,运输、堆放时必须对其按照类别进行有效存放并注意防水防潮。布设过程中,要让波纹管形成预留孔道,要完全按照设计要求来确定其规格、形状、数量等。具体来说需要做好以下5点:(1)孔道平顺的同时端部的预埋锚垫板与孔道中心线互相垂直;(2)每两个灌浆孔之间的距离都不超过30m;(3)成孔的密封性相对较好,而且接头很严密,不会出现漏浆现象;(4)要使用切实可行的防锈蚀措施,在对钢绞线进行编束时候,需要先理顺再将其扎成捆;(5)在曲线孔道的波峰部位需要安装一个排气兼泌水管,如果需要则在最低点设置排水孔。浇筑是施工过程中的一个重要流程,要想使工程获得有效的质量,在着手浇筑工作的时候,首先要检查并核实好有黏结预应力束数量、规格、灌浆管及其端部的预埋处理、控制尺寸等方面,只有当这些方面都符合相关标准的时候才能进行浇筑。在完成浇筑工作时,必须定期进行养护,从而保证其承压力达到一定标准。开始进行张拉时必须把承压板面清理干净,在对锚具进行安装的过程中,要确保锚板位置放正,而且要打紧夹片应并使其均匀放置。在灌浆的过程中,要保证孔道内的水泥浆密实饱满。在着手工作的时候要先将孔道进行清洁,然后再均匀地灌浆,速度要平稳既不能太快,也不能在期间停止,并应排气通顺。拌制水泥浆时必须根据配合比报告进行。水灰比要小于等于0.45,而且要保证搅拌后3h泌水率处于2%~3%范围内。除此之外,灌浆用的水泥浆抗压强度需要大于等于30MPa。最后是封锚,通过机械方法对外露部分进行切割,值得注意的是外露长度需要大于等于预应力筋直径的1.5倍,同时保证在30mm以上。

2 房屋建筑后张法施工实例

2.1 施工情况

某工程属于高端养老社区项目,方案设计由美国波特曼建筑设计完成,结构设计为华东建筑设计研究院有限公司。本项目7#社区中心为该高档社区配套综合服务中心,屋面设计为格构式桁架梁,南北总长114.74m,东西方向宽46.74m,格构梁净高14.1m,跨度22.7m,悬挑端长9.22m,梁截面尺寸为700mm×1800mm,混凝土设计强度为C40,预应力钢丝为准15.2mm,抗拉强度标准值fptk=1860MPa的高强低松弛钢绞线,属于大跨超高结构,设计在该屋面大截面梁内设置有黏结预应力钢筋,用混凝土结构实现空间造型效果。

2.2 大跨度有黏结预应力梁施工

预应力钢绞线的强度等级是1860MPa,使用金属波纹管,锚具是LQM型夹片锚具,使用高效早强减水剂和微膨胀剂,灌浆材料是普通硅酸盐水泥。使用ZB-500高压电动油泵和穿心式千斤顶。施工时对预应力孔道曲线布置图进行了深化,现场按照预应力孔道对波纹管位置进行验收。具体施工过程中,以设计要求为依据进行埋管,每2个埋设的波纹管距离是0.6~1.0m,如果波纹管的接头密封性不好,就要用胶带予以修补;当完成波纹管埋好工作时,需要进行的是钢绞线穿束,在穿束之前需要包扎钢绞线,确保整束穿入;在安装灌浆孔之前需要铺设预应力筋,然后再埋设灌浆管,灌浆孔高度要比混凝土表面高0.3m;浇筑混凝土的时候,需要在专门人员的看护下进行,此外还要加强对其养护,从而使混凝土的承压力得到有效增强。

2.3 劲性混凝土钢结构施工工艺

劲性混凝土钢结构安装工艺首先应采取支撑体系或临时支撑体系以实现对构件的固定,保证钢柱在焊接前后的空间位置准确。在整个安装过程中,时刻关注劲性混凝土柱的空间位置,确保其空间位置准确才能继续下一道工序。使用经纬仪进行钢柱垂直度测量,经纬仪的角度可根据钢柱轴线上的障碍物进行适当调整。

2.4 钢结构吊装施工

钢结构吊装施工首先应准备好相关器械,清除现场所有对桁架拼装造成影响的障碍物。对钢结构吊装图纸和现场环境进行检查,包括标高和中心线。要求操作人员和管理人员持证上岗,做好任务合理分配,提高施工安全系数。在吊装现场安装安全网,进一步确保现场施工安全。随后将桅杆置顶。将吊装平台设置在顶层下一层处,采用焊接的方式加固该层层柱与牛腿,并将吊杆的根部固定于牛腿之上。

2.5 钢桁架地面拼装

钢桁架地面拼装首先要符合国家施工要求。平台铺设要从地面开始,并利用水准仪确保钢桁架上平面的平面度,一般要求平面度低于10mm,以确保其稳定性。施工企业应建立构件规格和使用条件明细表,拼装前根据规格对钢桁架进行复查,从而确保其尺寸的正确性。安装前和安装中要注意钢桁架表面的清洁度,调整垫板厚度以实现对钢桁架地面组装的起拱,确定起拱值。焊接连接处还需注意焊缝的尺寸和焊接工艺的需求。

2.6 高层大跨度钢结构吊装焊接工艺分析

焊接是高层大跨度钢结构吊装的主要方法。焊接人员应具备专业的技术知识,持证上岗。焊接材料、焊接方法、焊接接头形式的选择应符合施工标准。焊接引弧和熄弧必须在焊道以内。对于需采用多层多道焊的材质,应连续施焊以确保焊缝质量。一旦发现气孔、断裂等焊接缺陷,应马上解决。一些焊缝需热处理,应准确把握热处理的时间、温度,保温时间要在2h以上。降低焊接残余应力以减少焊接变形。钢结构焊接具有一定的顺序性,焊接过程要确保其顺序的正确性。如采取先焊接中心框架,再逐渐向周围扩展的焊接方式。高层大跨度钢结构焊接的最重要问题是同一根梁的两端不可同时焊接。

3 现代大跨度空间钢结构施工技术的方法

3.1 高空散装

高空散装施工一般用于钢含量较低的工程当中。这是一项安全系数比较大的施工方法,它能够在一定程度上确保施工的安全,一般情况下不会出现意外。但是这种方法也有缺陷,就是需要在施工时搭建许多的铁架来进行施工,这不仅大大增加施工的成本,也因搭铁架而降低了施工的效率,一般在比较小的工程中会采取这种方法。

3.2 整体提法

整体施工法和高空散装法一样,都是需要较高成本的施工方法,他不适用于建筑大型商场那种用钢量高的建筑物,一般很少有人用这种施工方法,原因是因为成本高,超出预算许多,不是最佳方案。整体施工法属于大跨度空间钢结构施工中一项较为重要的施工手段,是我国发明的一项较为省力的施工方法。

3.3 高空原地安装

高空原地安装需要在施工现场安装高台,施工人员在高台上完成零件的原地安装。这种方法可以保持钢结构的原状,尽可能减少材料的变形,能够最大限度地提高工程质量,是能够提高经济效益的好方法,也是大跨度空间钢结构施工中所常用的方法之一。施工过程中比较容易出现失衡而导致发生建筑事故,这时候可能会造成整个建筑的垮塌,所以施工时需要严格按照施工要求进行严格的要求,不能出现一点纰漏。

3.4 滑移施工

滑移施工是一项考验技术的技术方法,他的要求比较高,在滑移之前要确保空间钢结构的规范整齐,不能在滑移中出现失衡现象。滑移施工成本低,能够低成本高效率完成施工,是许多施工隊的首要选择。它符合我国的市场要求,能够实现规模经济,是非常受欢迎的一项大跨度空间钢结构施工技术的手段。目前,许多大型建筑的基本框架都是用这种技术完成的。

4 结语

大跨度预应力技术不断的实践与发展中逐渐被完善,现如今已经是比较成熟的一项技术。文章通过对预应力技术要点以及在混凝土结构当中的应用进行分析,证明预应力技术在土建行业中存在巨大的发展空间。通过在土建行业当中充分的运用预应力技术,可以促进我国建筑行业的发展,为我国建筑设施的发展开拓道路。

参考文献

[1] 王波兰,王云.超高大跨度大截面后张法有黏结预应力梁施工技术[J].浙江建筑,2014(31):28-32.

[2] 林添忠.大跨度后张法有黏结预应力梁施工探讨[J].建材发展导向(下),2010(08):55-56.

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