一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法

文档序号:1917926 发布日期:2021-12-03 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法 (Large-span prestressed concrete beam roof tooth block tensioning construction method with bonding ) 是由 商圣月 刘晓英 贾世祥 陈冠男 王舰 于 2021-09-07 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,具体包括以下步骤:步骤1:铺设模板、绑扎梁钢筋;步骤2:预应力筋定位;步骤3:铺放波纹管;步骤4:梁顶齿块尺寸计算及梁顶齿块钢筋绑扎;步骤5:预应力筋穿束;步骤6:波纹管张拉端锚垫板的安装;步骤7:梁顶齿块模板安装;步骤8:隐蔽验收;步骤9:混凝土浇筑、养护、拆模;步骤10:预应力筋张拉;步骤11:孔道灌浆;步骤12:张拉端封锚。本发明不损害预应力梁结构纵向受力钢筋,无安全隐患,也不改变预应力梁的截面尺寸,保证了原设计外观效果,工艺简单,施工方便,质量有保障。(The invention discloses a large-span prestressed concrete beam roof tooth block tensioning construction method, which specifically comprises the following steps: step 1: laying a template and binding beam steel bars; step 2: positioning the prestressed tendons; and step 3: laying a corrugated pipe; and 4, step 4: calculating the size of the beam top tooth block and binding the reinforcing steel bars of the beam top tooth block; and 5: penetrating prestressed tendons; step 6: mounting an anchor backing plate at the stretching end of the corrugated pipe; and 7: mounting a beam top tooth block template; and 8: concealed acceptance inspection; and step 9: pouring concrete, maintaining and removing a formwork; step 10: tensioning the prestressed tendons; step 11: grouting a pore passage; step 12: and (5) tensioning the end seal anchor. The invention does not damage the longitudinal stress steel bar of the prestressed beam structure, has no potential safety hazard, does not change the section size of the prestressed beam, ensures the original design appearance effect, has simple process, convenient construction and ensures the quality.)

一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法

技术领域

本发明涉及预应力混凝土结构施工技术领域,尤其是一种大跨度有粘结 预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法。

背景技术

预应力技术具有减少截面尺寸、控制裂缝和挠度、减轻自重、使结构设 计更为经济美观等诸多优点,随着经济社会的发展,预应力技术在我国的现 代化建筑施工中得到了广泛运用和发展,尤其是有粘结预应力技术在大跨度 结构中应用普遍。预应力张拉作为施工中的关键工序,施工方法的选择合理 与否,将直接影响到工程的施工进度、施工成本、结构美观等各项指标。

现有预应力梁的张拉通常采用两种方式,一种是采用梁顶预留凹槽方式, 在混凝土的梁顶预留凹槽,一般是在梁的钢筋绑扎过程中穿插进行预应力筋 的铺放、固定,包括锚板、垫板的安装,普通钢筋绑扎完毕后再进行张拉端 凹槽的预留,即将绑扎好的梁顶纵向受力钢筋、局部构造筋、箍筋等切断一 定的长度、深度,至少能将张拉端垫板完全安放,同时考虑张拉机械、人工 操作的必要空间,待混凝土浇筑完成且达到设计规定的强度后进行张拉施工, 预应力筋张拉完毕、封锚后再将切断的纵筋、局部构造筋、箍筋等搭接焊连接完整,最后浇筑混凝土将该预留凹槽填满,养护直至达到设计要求。这一 方法的缺点主要会损伤混凝土梁的主要纵向受力钢筋,而且,如果在纵向受 力钢筋的搭接焊接过程中接头质量不容易控制,一旦出现问题,将对整个结 构造成安全隐患。

另一种是预应力梁加腋张拉,一般是在梁的两侧增加一段同梁高的配筋 混凝土构件,加大梁的宽度截面尺寸,满足了预应力筋张拉的工艺要求,但 改变了梁的外露面尺寸,会影响顶棚观感尤其是无吊顶的功能建筑外观,降 低建筑物原设计方案效果。

传统的预应力梁顶张拉施工方法由于关系到预应力混凝土结构的承载 力、安全性以及外观效果等关键要求,已逐渐跟不上现代化建筑的发展速度 与功能要求。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题,本发明提出一种大跨度有粘结预 应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种大跨度有粘结预应力 混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,具体包括以下步骤:步骤1:铺设模板、绑 扎梁钢筋;步骤2:预应力筋定位;步骤3:铺放波纹管;步骤4:梁顶齿块 尺寸计算及梁顶齿块钢筋绑扎;步骤5:预应力筋穿束;步骤6:波纹管张拉 端锚垫板的安装;步骤7:梁顶齿块模板安装;步骤8:隐蔽验收;步骤9: 混凝土浇筑、养护、拆模;步骤10:预应力筋张拉;步骤11:孔道灌浆;步 骤12:张拉端封锚。

步骤4具体包括如下步骤:

步骤4.1:将步骤3铺放好的波纹管张拉端按照预应力筋的曲率半径从梁 顶撅起一定角度,使得波纹管张拉端与梁顶呈一定夹角;

步骤4.2:梁顶齿块形状为倒楔形,梁顶齿块张拉结构的宽度等于梁的宽 度,梁顶齿块张拉结构最高点高度等于结构梁梁顶到终饰面的厚度减去 50mm,梁顶齿块张拉结构长度等于梁顶齿块张拉结构最高点高度与波纹管张 拉端与梁夹角正切值的商;

步骤4.3:根据梁顶齿块的尺寸进行纵向受力钢筋与横向分布钢筋绑扎, 纵向受力钢筋与横向分布钢筋均与梁钢筋锚固成一个整体,纵向受力钢筋与 横向分布钢筋之间通过箍筋进一步固定。

上述的一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,所述 步骤4.1中波纹管张拉端与梁顶的夹角为15-20°。

上述的一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,所述 步骤2具体包括如下步骤:

步骤2.1:确定预应力筋孔道的高度采用电焊焊接支架钢筋的方法,支架 钢筋采用Φ12mm钢筋,长度与梁箍筋宽度相同,水平间距一般不大于 1000mm;

步骤2.2:首先在绑扎完成的箍筋上根据设计确认的预应力深化设计图纸 确定孔道跨中高度和反弯点高度,设计图中的预应力钢筋曲线是以孔道中心 为标注,在确定支架钢筋的高度时应以波纹管底部外径为基线;

步骤2.3:支架钢筋制作完成后,现场质量员应及时进行复核及工序验收。

上述的一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,所述 步骤3具体包括如下步骤:

步骤3.1:安装波纹管钱检查波纹管外观质量,确保铺设的波纹管没有破 损,两根波纹管接头处通过接头管连接,并在接头管与波纹管接头处缠绕封 箱带,以确保波纹管接头牢固严密;

步骤3.2:设置排气管,两端张拉的预应力筋以每跨大梁每一束预应力曲 线高处设置排气管,一端张拉的预应力筋在固定端处设置排气管;

步骤3.3:考虑波纹管及预应力筋穿设,对梁顶波纹管撅起处部分箍筋局 部进行割断,待波纹管安装固定完毕后再恢复补强。

上述的一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,所述 步骤5预应力筋穿束时采用穿束机和人工穿束相结合的方式,穿束机穿束时 由电机带动双主动轮转动,预应力筋从一端进线口插入,主动轮与双从动轮 压住预应力筋向前移动沿导管穿入波纹管,直到从孔道另一端穿出达到张拉 用尺寸,穿束机穿束的具体操作步骤为:插入预应力筋→加导向帽→穿入波 纹管→关闭电源→切割。

上述的一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,所述 步骤6安装锚垫板时,应保证锚垫板与波纹管张拉端垂直,锚垫板安装到位 后,对步骤3.3中破坏的局部箍筋进行恢复和补强,具体方法为:将已割断箍 筋采用同一规格钢筋单面焊接,焊接长度为10d,同时在原箍筋间距100mm 的中间位置加设一根U型开口箍筋。

上述的一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,在锚 垫板安装完成后,需要对锚垫板外工作长度内的外露预应力筋进行保护,具 体方法采用在外露预应力筋处采用防水胶布材料进行包扎。

上述的一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,所述 步骤7中,根据梁顶齿块形状、尺寸配置模板,模板采用12mm厚木胶合板, 将梁顶一侧的4~6梁顶齿块连为一个整体进行支模,再在中间设置短向模板 分成单个齿块长度,以将模板固定牢固。

上述的一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方法,所述 步骤4.2中结构梁梁顶到终饰面的厚度不小于250mm。

本发明的有益效果是:(1)通过设置梁顶齿块,不需要像梁顶预留凹槽 的方式张拉那样破坏梁结构的纵向受力钢筋,无安全隐患;(2)不改变预应 力梁的截面尺寸,保证了原设计外观效果;(3)梁顶齿块张拉结构工艺简单, 工人操作方便,施工速度快,质量有保障。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明张拉工艺流程图;

图2为本发明排水管安装示意图;

图3为本发明梁顶齿块张拉结构侧视图;

图4为本发明混凝土浇筑前钢筋骨架侧视图;

图5为本发明图4中B部分放大图。

图中1.波纹管,2.钢丝,3.排气管,4.带嘴塑料弧形压板,5.预应力筋, 6.锚垫板,7.横向分布钢筋,8.螺旋筋,9.纵向受力钢筋。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和具 体实施方式对本发明作详细说明。

本发明公开了一种大跨度有粘结预应力混凝土梁梁顶齿块张拉施工方 法,具体包括以下步骤:步骤1:铺设模板、绑扎梁钢筋;步骤2:预应力筋 定位;步骤3:铺放波纹管;步骤4:梁顶齿块尺寸计算及梁顶齿块钢筋绑扎; 步骤5:预应力筋穿束;步骤6:波纹管张拉端锚垫板的安装;步骤7:梁顶 齿块模板安装;步骤8:隐蔽验收;步骤9:混凝土浇筑、养护、拆模;步骤 10:预应力筋张拉;步骤11:孔道灌浆;步骤12:张拉端封锚。

具体的,步骤1具体包括如下步骤:

步骤1.1:先安装梁底模板,再绑扎普通钢筋;

步骤1.2:现场板底模进行铺设,在梁的两侧需要搭设预应力筋铺放脚手 架,梁侧模、张拉端及固定端处模板须预留,待有粘结穿筋和端部节点完成 后,再进行梁侧面模板的封模;

步骤1.3:为了满足预应力筋的设计矢高要求,对于主次交叉梁普通钢筋 的高度在铺放图制作时应进行复核,确定交叉梁普通钢筋的绑扎顺序,若普 通钢筋与预应力钢筋发生矛盾,应以普通钢筋避让预应力钢筋为主。

具体的,步骤2具体包括如下步骤:

步骤2.1:确定预应力筋孔道的高度采用电焊焊接支架钢筋的方法,支架 钢筋采用Φ12mm钢筋,长度与梁箍筋宽度相同,水平间距一般不大于 1000mm;

步骤2.2:首先在绑扎完成的箍筋上根据设计确认的预应力深化设计图纸 确定孔道跨中高度和反弯点高度,设计图中的预应力钢筋曲线是以孔道中心 为标注,在确定支架钢筋的高度时应以波纹管底部外径为基线;

步骤2.3:支架钢筋制作完成后,现场质量员应及时进行复核及工序验收。

具体的,步骤3具体包括如下步骤:

步骤3.1:安装波纹管1钱检查波纹管外观质量,确保铺设的波纹管没有 破损,两根波纹管接头处通过接头管连接,并在接头管与波纹管接头处缠绕 封箱带,以确保波纹管接头牢固严密;

步骤3.2:设置排气管,两端张拉的预应力筋以每跨大梁每一束预应力曲 线高处设置排气管,一端张拉的预应力筋在固定端处设置排气管3,如图2所 示,在需要设置排气管3的位置,通过钢丝2绑扎带嘴塑料弧形压板4,将排 气管3安装在带嘴塑料弧形压板4上。

步骤3.3:考虑波纹管及预应力筋穿设,对梁顶波纹管撅起处部分箍筋局 部进行割断,待波纹管安装固定完毕后再恢复补强。

具体的,步骤4具体包括如下步骤:

步骤4.1:将步骤3铺放好的波纹管张拉端按照预应力筋的曲率半径从梁 顶撅起一定角度,使得波纹管张拉端与梁顶呈一定夹角,夹角为15-20°;

步骤4.2:梁顶齿块形状如图3所示,为倒楔形,梁顶齿块张拉结构的宽 度等于梁的宽度,梁顶齿块张拉结构最高点高度等于结构梁梁顶到终饰面的 厚度减去50mm,梁顶齿块张拉结构长度等于梁顶齿块张拉结构最高点高度与 波纹管张拉端与梁夹角正切值的商,其中结构梁梁顶到终饰面的厚度不小于 250mm;

步骤4.3:根据梁顶齿块的尺寸进行纵向受力钢筋9与横向分布钢筋7绑 扎,纵向受力钢筋9与横向分布钢筋7均与梁钢筋锚固成一个整体,纵向受 力钢筋9与横向分布钢筋7之间通过箍筋进一步固定。

进一步的,步骤5预应力筋穿束时采用穿束机和人工穿束相结合的方式, 穿束机穿束时由电机带动双主动轮转动,预应力筋从一端进线口插入,主动 轮与双从动轮压住预应力筋向前移动沿导管穿入波纹管,直到从孔道另一端 穿出达到张拉用尺寸,穿束机穿束的具体操作步骤为:插入预应力筋→加导 向帽→穿入波纹管→关闭电源→切割。

进一步的,步骤6安装锚垫板时,应保证锚垫板与波纹管张拉端垂直, 锚垫板安装到位后,对步骤3.3中破坏的局部箍筋进行恢复和补强,具体方法 为:将已割断箍筋采用同一规格钢筋单面焊接,焊接长度为10d,同时在原箍 筋间距100mm的中间位置加设一根U型开口箍筋。

具体的,在锚垫板安装完成后,需要对锚垫板外工作长度内的外露预应 力筋进行保护,具体方法采用在外露预应力筋处采用防水胶布材料进行包扎。

完成锚垫板的安装后,得到如图4、5所示的结构,波纹管1张拉端与梁 4的夹角为15-20°,预应力筋5穿束于波纹管1内部,锚垫板6安装于波纹 管1张拉端,预应力筋5穿过锚垫板6并延伸至锚垫板6外,为保证张拉时 锚垫板6受力能均匀分配到混凝土上,防止混凝土因局部压力过大而开裂, 波纹管1端部外侧配套安装有螺旋筋8。

具体的,步骤7中,根据梁顶齿块形状、尺寸配置模板,模板采用12mm 厚木胶合板,将梁顶一侧的4~6梁顶齿块连为一个整体进行支模,再在中间 设置短向模板分成单个齿块长度,以将模板固定牢固。

步骤8中,隐蔽验收项目主要包括对普通钢筋、预应力筋以及固定端、 张拉端进行隐蔽前验收;对孔道预应力筋的穿筋数量、矢高进行核对,自检 合格后报监理进行预应力专项隐蔽工程验收。

需要注意的是,步骤9中混凝土浇注采用分段、分层、连续浇注。先浇 注柱子,再浇注主梁,在主梁浇注高度至次梁底时开始主次梁循环浇注,主 次梁砼浇注至板底时再开始进行楼板砼的浇注;张拉端及固定端混凝土必须 振捣密实,严禁漏振,避免振动器直接碰撞波纹管及预应力筋,保证混凝土 浇筑质量;混凝土施工完成后8-12h以内进行保温保湿养护,养护不少于7 天,浇水次数以保持混凝土表面足够湿润状态为准;预应力筋张拉前不得拆 除预应力梁梁底支撑,侧模可先行拆除,对框架梁的底模和底部支撑可增加 备用数量,以减少在预应力梁养护工期内对模板、支撑等材料的影响;梁顶 齿块在混凝土浇筑完毕后不得拆除模板,至少带模养护7天,以保证张拉端 混凝土的成型与强度。

具体的,步骤10预应力筋张拉前需要进行如下准备工作:(1)根据设 计要求预应力梁混凝土强度达到设计强度的85%后才能张拉,以控制张拉力 为主,同时用张拉伸长值作为校核依据,有粘结预应力筋张拉控制应力取为 0.75倍预应力筋的强度标准值,即1860×0.75=1395Mpa。(2)预应力筋张拉 前应拆除端部模板、梁顶齿块模板,并将张拉端、梁顶齿块及四周的浮浆、 灰尘等清理干净;(3)设备标定:千斤顶张拉设备由具有资质的检测单位负 责进行标定,并出具相应的标定报告,使用期限为6个月,千斤顶、油泵配 套设备标定,采用误差1%的液压式压力试验机进行标定。

预应力筋具体张拉流程为:(1)一端张拉流程:0→初应力(10%控制 力、读数量测伸长值)→20%控制力(读数量测伸长值)→103%控制力(读 数量测伸长值,持荷两分钟)→锚固→卸荷;(2)两端张拉流程:0→初应 力(10%控制力、读数量测伸长值)→20%控制力(读数量测伸长值)→103% 控制力(读数量测伸长值,持荷两分钟)→一端锚固→另一端补足张拉力后 锚固→两端同时卸荷。两端张拉时用对讲机保持两边联系,步调一致匀速进行,油表读数随喊叫报,及时测量千斤顶的伸长值,如果预应力筋的伸长值 大于千斤顶的行程,可采用分级张拉,即第一级张拉到行程后锚固,千斤顶 回程,再进行第二次张拉,直至达到张拉控制值。

具体的,张拉采用的以张拉应力控制为主,伸长值校验为辅的方法。张 拉应力控制采用经标定后和千斤顶相配套的压力表上读数进行控制,压力表 读数根据千斤顶标定书和张拉控制应力采用数值插入法计算得出,精确到小 数点后一位,张拉时达到相应表读数即达到相应控制应力;张拉过程中实际 伸长值△L应等于:

△L=△L1+△L2-△Lc

式中△L1——从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值;

△L2——初应力以下的推算伸长值,可以根据初应力和二倍初应力 的伸长值量测值之差求得;

△Lc——混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值

张拉时要求实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在(-6~+6)%范围之 内,超出时应立即停止张拉,查明原因并采取相应的措施之后再继续作业。

预应力筋张拉具体操作步骤如下:

将每端预应力筋各股按顺序穿入锚具各孔→将工作锚装入定位圈内,并 紧贴锚垫板,插入夹片,用锤打紧→安装限位板→预应力筋从限位板穿过进 入千斤顶→安装工具锚→开始张拉。

具体的,步骤11孔道灌浆工艺要求如下:(1)灌浆前切割外伸预应力 筋,预应力筋露在锚具外的长度控制在30~50mm,然后用水泥浆密封所有张 拉端,以防浆体外溢,并将排气管部位的波纹管逐个打通,为下一步操作做 准备;(2)孔道灌浆顺序应先灌下层孔道再灌上层孔道,并集中一处的孔道 一次灌浆完成,以免孔道漏将堵塞临近孔道;(3)灌浆前应进行机具准备和 试车;(4)灌浆工作应缓慢均匀的进行,不得中断,并应排气通顺;(5)灌浆孔设在张拉端锚垫板上,水泥浆从一端灌入,灌浆压力控制在0.5-0.6MPa, 孔道较长或灌浆管较长时压力宜大些,反之可小些;(6)灌浆进行到排气管 冒出浓浆后,方可堵塞此处的排气孔;(7)灌浆过程中制作2组70.7×70.7×70.7 的立方体水泥净浆试块,标准养护28天后送交实验室检验试块强度,其强度 不应小于40MPa;(8)预应力管道压浆中,余浆采用管道外接或利用桶接住, 不能乱流在楼面上,造成对梁柱等的污染;应及时清理压浆溢流液,防止其 结块影响预应力梁外观;灰浆搅拌机及压浆机处必须采取措施,防止水泥浆污染。

具体的,步骤12中张拉端封锚具体步骤如下:(1)预应力筋切除前应 先对张拉端周围的浮浆、木屑、模板等杂物进行清理,尤其是夹杂在预应力 筋里面的垃圾必须彻底清理干净,多余预应力筋切除宜采用砂轮,预应力筋 切断后露出锚具夹片外的长度应不得小于30mm,严禁采用电弧切割预应力 筋;(2)用同标号混凝土封堵张拉端后浇部分以保护锚具,混凝土中不得使 用含氯离子的外加剂,封堵时应注意插捣密实,并抹压平整,收面后采用地 膜进行覆盖,保湿养护不少于7天;(3)对于梁顶齿块张拉端,单独支模用 同等强度的细石混凝土或微膨胀混凝土浇筑密实,并保湿养护不少于7天。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的 保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范 围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落 在本发明的保护范围内。

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