王琼高

摘 要：预应力大梁在实践中运用较为广泛，本文结合联合工房工程实例，介绍了预应力大梁张拉的施工技术。

关键词：预应力；梁；张拉

1结构概况

联合工房Ⅱ-B区贮丝房8.950～9.759 m层采用了预应力大梁的结构形式，在该层（17轴）～（23）轴之间的N和P轴框架梁为YKL2（3） 600x1600，2-6φs15.2（200，310，200），2-6φs15.2（400，150，400）；Q轴框架梁为YKL1（3） 600x1600，2-6φs15.2（200，310，200），2-6φs15.2（400，150，400），R轴屋面框架梁为YWKL1（3） 500x1500，2-9φs15.2（200，150，200），其预应力梁采用两端张拉。

联合工房Ⅱ-D区加香混丝间8.950 m层采用了预应力大梁的结构形式，在该层 （V）轴～（X）轴之间的17～22轴框架梁为YKL1（1） 600x1600，2-6φs15.2（200，250，200），2-6φs15.2 （400，100，400），空调机房和异味处理间17.500～17.818 m屋面层采用了预应力大梁的结构形式，在该层 （V）轴～（X）轴之间的14～22轴屋面框架梁为YWKL1（1） 500x1400，2-8φs15.2（200，150，200），其预应力梁采用一端固定，一端张拉。

预应力束采用2-6φs15.2、 2-8φs15.2和2-9φs15.2配置，钢绞线为1×7-15.2-1860低松弛预应力钢绞线（φs），预留孔道内径采用φ100的金属波纹管成孔。张拉控制应力为δcon=0.75fptk，fptk=1860MPa，张拉时可适当超张拉，但最大不应超过3%。预应力梁混凝土强度等级为C40。

YKL1和YKL2内预应力筋为双排双孔，YWKL1内预应力筋为单排双孔，预应力筋基本线形采用C4，其参数为k1=k3=0.1，k2=0.5，基本线形每跨起止点位置为梁净跨处。

2材料及锚具要求

2.1钢绞线

（1）钢绞线为预应力工程的主要材料，对所用的钢绞线应严格检查、妥善存放。其技术条件、质量证明、包装方法及标志内容等，应分别符合《预应力混凝土钢绞线》（GB/T5224—2003）的规定。

（2）预应力钢材应分批验收。验收时，应检验其质量证明书、包装方法及标志内容是否齐全、正确；钢材表面质量及规格是否符合要求，有无锈蚀或影响与砼粘结的油污。

（3）对每批钢绞线按同一品牌、同一规格、同一批号进行分批，每批重量不大于60T。从每批钢绞线中任取3盘进行力学性能试验，其力学性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）中对该类钢绞线的各项性能指标要求。

2.2锚具

锚具是预应力工程中承受预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。本工程锚具按设计要求选用QM15系列夹片式锚具及相应配套件。对每批进场的锚具均应进行抽樣检查：

（1） 外观检查：从每批中各种不同类型的锚具抽取10%，且不少于10套进行外观尺寸的检查。

（2） 硬度检查：从每批中各种不同类型的锚具抽取5%，且不少于5套

做硬度试验。

（3） 静载锚固性能试验：经过上述两项检验合格后，从同批中抽取锚具组成3个预应力筋锚具组装件，进行静载锚固性能试验，试验结果应符合下列要求：锚具性能应符合国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》----JGJ85-2002的规定。

a、锚具效率系数不小于0.95。b、实测极限拉应力时预应力筋总应变不小于2%。c、当预应力筋、锚具组装达到实测极限拉应力时，除锚具设计允许的现象外，全部零件均不应出现肉眼可见的裂缝或破坏。d、应满足分级张拉等张拉工艺的要求，并具有放松预应力筋的性能。e、锚固过程中预应力筋的内缩值应符合要求。

2.3金属波纹管

波纹管是用来预留预应力孔道的，因此波纹管应内、外清洁，无油污，无孔洞和不规则褶皱，咬口无松动，无开裂，无脱扣，在一定的外荷载作用下，有抵抗变形的能力，在浇筑混凝土过程中水泥浆不能渗入管内。波纹管的外观尺寸偏差应满足要求，并注意保管。

3施工工艺

3.1钢绞线下料

（1）钢绞线立放、固定、将线头平拉出盘，采用砂轮切割机切割，并逐一编号以保证预应力筋根数及长度与图纸相符；

（2）钢绞线的下料总长度应为根据设计图纸提供的预应力筋长度加上张拉操作的长度。

（3）钢绞线应顺直无死弯，切口应无松散，表面无油污、无锈蚀。

（4）钢绞线拆盘时应注意安全、防止线头弹出。

3.2安装波纹管、端头垫板及螺旋筋

安装波纹管及端头垫板的梁下及梁端处应搭设安全可靠的操作架，波纹管严格按设计位置固定，用φ10@900架立筋与箍筋固定牢固，每隔约1.0m设置一个支撑。埋设波纹管时，波纹管就位后应正确安置端头垫板和螺旋筋，端头垫板应与波纹管垂直，矢高应符合设计要求。螺旋筋安装时应套在锚垫板上并焊牢。从整体上看，波纹管应平滑、顺直。端头垫板应垂直于波纹管。待以上各项完成后将垫板与波纹管的空隙和灌浆孔封闭，避免漏浆，具体见图1。

3.3灌浆孔的制作

灌浆孔应选在反弯曲点位置，先焊接固定好出浆用的金属管，然后封闭严实波纹管与金属管的缝隙，具体见图2。

3.4穿束

对所有预应力束，待波纹管成型固定后，采用人工送入的方式穿束。

3.5张拉施工准备

3.5.1张拉设备的选定及标定

根据所用预应力筋的种类及其张拉锚固工艺情况，选用张拉设备。本工程采用的张拉设备为YCW250B型千斤顶，油泵为ZB4—500型高压油泵。张拉前对千斤顶、油泵作张拉力与油表读数的校正。张拉设备应配套标定，以确定张拉力与压力表的读数关系。压力表的精度不宜低于1.5级。最大量程不宜小于设备额定张拉力的1.3倍。

3.5.2张拉油表读数确定

根据设计要求和对梁的摩阻损失进行实测计算出的张拉控制应力，以及千斤顶的校正报告将张拉力分级换算成相应的油压表读数，分级方法按 0、10%δcon、30%δcon、50%δcon、90%δcon、100%δcon进行，油表读数最大值不宜大于油表量程的75%。

3.5.3预应力筋张拉伸长值计算

对于曲线预应力筋，应分段计算各曲线段的伸长值，然后进行累加。

3.6预应力筋张拉

3.6.1张拉控制应力及张拉方式

本工程YKL1（3） 600x1600、YKL2（3） 600x1600、YWKL1（3） 500x1500采用两端张拉，YKL1（1） 600x1600、YWKL1（1） 500x1400采用一端张拉，其张拉控制应力δcon=0.75fptk，fptk=1860MPa。张拉方式为0→1.0δcon锚固。

3.6.2预应力筋张拉顺序

预应力筋张拉顺序应遵从设计要求，同时应遵从使构件受力均匀、同步，不产生扭转、侧弯，不使混凝土产生超应力，不使其它构件产生过大的附加内力及变形的原则，具体张拉顺序见图3。

3.6.3安装锚具及张拉设备

安装锚具及张拉设备时应注意以下几点：

（1）工作锚环应对中；（2）夹片应均匀对称打紧并外露一致；（3）千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列一致；（4）张拉力的作用线与孔道中心线重合。限位板与锚具应配套，钢绞线应保持顺直一致。

3.6.4张拉

张拉时应缓慢均匀，供油不可急上急下，具体张拉过程如下：

双排双孔预应力筋应先张拉上排钢绞线束1、2，并对其灌浆。然后张拉下排钢绞线束3、4，并对其灌浆。

单排双孔预应力筋应先张拉钢绞线束1，并对其灌浆。然后张拉钢绞线束2，并对其灌浆。

预应力筋张拉时，先从零应力张拉至初应力（10%δcon）。然后从初应力分五级张拉到100%δcon，量测预应力筋伸长。最后，千斤顶回油，拆卸工具锚。

3.6.5张拉伸长值量测与校核

3.6.5.1伸长值量测

张拉伸长值量测使用测量精度为1mm的标尺测量，采用测量千斤顶油缸行程数值的方法。如果中间锚固，则第二级初始荷载为前一级最终荷载，将多级伸长值叠加即为初应力至终应力之间的实测伸长值ΔL1。

ΔL=ΔLl+ΔL2

ΔL1—初应力至设计张拉力之间的实测伸长值；

ΔL2—初应力以下的推算伸长值；

3.6.5.2伸长值校核

张拉控制采用张拉力与伸长值的双控，如果实测伸长值超出计算伸长值的±5%则应立即停止张拉，查找原因，待问题解决后方可继续张拉。伸长值校核应在张拉过程中同时进行。

3.7割束

当张拉工作结束后，采用手提式砂轮切割机将其锚具后外露剩余预应力筋割除，但锚具后应保留预应力筋长度不小于30mm。

3.8孔道灌浆

根据设计要求，孔道灌浆采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.4～0.45，并掺入0.75%碱水剂和适量微膨胀剂以增加孔道灌浆的密实性，水泥浆强度等级不低于30N/mm2。预应力孔道灌浆应一次完成，缓慢均匀进行，不能中途停顿。喷嘴不能离开灌浆孔，以免空气进入孔道形成气泡。为使灌浆饱满，待排气孔排出浓浆后将排气孔封闭，整个孔道灌满后再封闭灌浆孔。预应力结构中的混凝土中不得掺加含氯离子的外加剂（包括封锚混凝土或砂浆）。灌浆过程中应保持连续一致，以免造成灌浆不密实。在灌浆时采用一端灌浆，一端排气的方法，待各个出浆口均冒出与所灌浆体同稠度的水泥浆时封闭出浆口，继续加压，然后关闭灌浆口处的阀门，取下灌浆管，继续下一束的灌浆。灌浆过程中应取水泥净浆做试块。

4预应力梁施工质量控制措施

（1）预应力混凝土结构设计与施工联系密切，对预应力施工技术要求较高，必须由专业化预应力公司承担施工。预应力施工单位应尽早参与工作，特别是及时提出对梁、柱主筋及箍筋的制作要求，以保证波纹管及锚具的正确放置位置。预应力混凝土结构施工前，预应力施工单位应根据结构设计特点、预应力体系与施工条件，进行施工阶段二次设计，画出具体的预应力筋束形图，并进行施工阶段的结构验算，编制详细的预应力筋布筋位置以及张拉、锚固方式，经审核通过后方可进行施工。

（2）绑扎预应力梁钢筋时，应考虑波纹管的位置，联合工房Ⅱ-B区贮丝房预应力大梁YKL1（3） 600x1600、YKL2（3） 600x1600、YWKL1（3） 500x1500和联合工房Ⅱ-D区空调机房和异味处理间预应力大梁YWKL1（1） 500x1400，采用的金属波纹管最低点距离梁底高度为150mm，钢筋绑扎时梁底钢筋最大高度不能超过150mm。联合工房Ⅱ-D区加香混丝间预应力大梁YKL1（1） 600x1600，采用的金属波纹管，最低点距离梁底高度为100mm，钢筋绑扎时梁底钢筋最大高度不能超过100mm。

波纹管走向位置净间距需保证110mm，方可保证预应力束的埋设位置，具体见图4。

预留孔道从孔壁算起的混凝土保护层厚度，梁底不宜小于50mm，梁侧不宜小于40mm，孔道内径应比预应力钢绞线束外径及需穿过孔道的连接器外径大10～15mm。

构件两端及跨中应设置灌浆孔或排气孔，预应力筋弯折处的内侧应加附加钢筋网片。

进行铺设预应力筋施工时，按设计图纸要求设置固定支架以保证预应力筋的曲线定位。预应力梁端板应设置加密钢筋网片，见图集06SG429第64页。当非预应力筋与预应力筋放置发生矛盾时，应与设计协商调整非预应力筋位置，以确保预应力筋的位置和形状。

（3）混凝土在浇筑时，振捣过程中对张拉端垫板后及固定端锚板后的混凝土必须振捣密实以防张拉时发生局压破坏，但不得用振捣棒直接撞击波纹管及锚垫板，以防破坏结合处而漏浆。

（4）预应力筋张拉，预应力钢绞线必须待混凝土强度达到设计强度的80%后方可进行张拉，张拉前应先拆除梁侧模板，张拉结束前不得拆除梁底支撑。为避免施工阶段结构开裂，框架梁预应力钢筋应分阶段张拉。实测伸长值与计算值的偏差应在-6%～+6%范围之内。

（5）预应力钢绞线张拉后应立即用C40微膨胀混凝土封锚。张拉端应按图集06SG429规定留设张拉洞，板上张拉洞尺寸根据施工要求确定，板筋预留，待施工完成后用膨胀混凝土补齐，施工洞边附加2C14钢筋。锚固区节点构造按照06SG429规定图集设置。

（6）其它工种在已完成的预应力梁、板上打孔前應对照预应力图纸定位，确认打孔位置下无预应力筋时方可施工，否则应避开预应力筋位置调整定位，确保不因打孔破坏或损伤预应力筋。

5施工安全

（1）加强现场安全生产管理，建立、健全安全生产责任制度。施工前，根据本工程的技术特点进行安全技术交底和操作注意事项交底。让施工全体人员明确技术要求及操作注意事项，使全体施工人员树立牢固的安全意识，文明施工。

（2）张拉时，严禁在千斤顶后站人，以防千斤顶弹射伤人。并应在显著位置挂安全警示牌，交叉作业时，应在作业平台上方铺设隔离防护板，严防坠物伤人。

（3）张拉完成后，在采用手提砂轮机切割多余钢绞线时，应逐根切，禁止两根以上同时切，以防砂轮片碎裂。

（4）灌浆作业时，灌浆口作业必须戴防护眼镜。操作人员应随时注意压力表的压力变化及各方情况，防止水泥浆喷射伤人。

（5）必须保证用电安全，所有电箱须有漏电保护装置。加强用电安全管理，严禁私拉乱接，施工用电必须有专业人员操作，严禁非专业人员动电，以防触电伤人。