顧培學(xué)
(南京大地建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司, 江蘇 南京 210029)
某項(xiàng)目建筑面積30 萬㎡,其中裙樓四層,功能為大型會(huì)議和餐廳。裙樓屋面為現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu),大跨度預(yù)應(yīng)力梁設(shè)置在○1-○6/○B(yǎng)-○E 范圍;見圖1。東西向預(yù)應(yīng)力梁從○B(yǎng) 軸~○E 軸共十五道,截面為800×1800,跨度32m,南北向○B(yǎng)/○3-○6 軸預(yù)應(yīng)力梁截面1050×3000,跨度25.2m。而且○B(yǎng) 軸~○E 軸之間一側(cè)有9 道梁板以及另一側(cè)的○3-○6/○A-○B(yǎng) 梁板的一端就擱置在○3-○6 軸的25.2m 跨預(yù)應(yīng)力梁上,梁板的自重和施工荷載達(dá)952t 要由25.2m 大梁承擔(dān)。見圖1。
如此大跨度、大截面的預(yù)應(yīng)力梁在公共建筑工程中是不多見的,施工困難風(fēng)險(xiǎn)大,是施工中要突出解決的重大問題。
圖1 24.6m 標(biāo)高預(yù)應(yīng)力梁平面布置圖
(1)與設(shè)計(jì)院多次溝通,并進(jìn)行了深化設(shè)計(jì),優(yōu)化了預(yù)應(yīng)力布置方案,使施工程序更趨于合理和簡(jiǎn)化。
(2)施工前,公司的技術(shù)人員對(duì)方案共同研究,編制專項(xiàng)施工方案,并邀請(qǐng)專家進(jìn)行方案論證,形成了切實(shí)可行、安全可靠的施工方案。
(3)施工過程中,每道工序施工前必須召集相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底,并堅(jiān)持施工方案的落實(shí)、檢查和問題的整改。
2.2.1 梁、板模板及支撐要求
本工程梁板為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),屋面砼板厚為120mm。屋面板下支撐采用鋼管腳手架,支撐立桿縱橫間距為900×900mm。梁底支撐立桿間距根據(jù)梁截面大小分別為450×450、400×500、300×300 不等, 步距為1.5m(25.2m 跨大梁步距按實(shí)際做調(diào)整,見圖2 所示)。預(yù)應(yīng)力大梁(1.05×3m 及0.8×1.8m)下支撐見圖2、圖3 所示。
圖2 1050×3000 大梁支撐詳圖
圖3 800×1800 大梁支撐詳圖
2.2.2 支撐架的穩(wěn)定性措施
(1)在大梁縱向每隔3m 設(shè)置剪刀撐,不僅增強(qiáng)了支撐體系的穩(wěn)定,并在縱橫向梁下支架交匯處自然形成滿堂支架中剛度大的核心支撐區(qū)。
(2)沿架體豎向每隔6m 左右設(shè)水平加強(qiáng)帶,利用一層架高區(qū)每6m 設(shè)置斜桿搭設(shè)成縱橫向的桁架結(jié)構(gòu)。
(3)為了加強(qiáng)支架的整體穩(wěn)定性和整體的剛度,支撐架與外側(cè)砼結(jié)構(gòu)進(jìn)行拉結(jié)。
(4)扣件螺栓擰緊扭力矩值控制40N·m~65N·m 之間,實(shí)施過程中逐個(gè)抽檢,并在梁底設(shè)置雙扣件。
2.3.1 32m 跨預(yù)應(yīng)力梁的配筋要求
在○1-○6 軸和○B(yǎng)-○E 軸的大空間范圍內(nèi)(43.2m×32m)布置有15 道32m 跨預(yù)應(yīng)力梁,截面800×1800,預(yù)應(yīng)力配筋3-12Φs15.2。預(yù)應(yīng)力筋采用1860 級(jí)鋼絞線,張拉控制應(yīng)力0.75fptk。
預(yù)應(yīng)力張拉采取一端張拉,三束預(yù)應(yīng)力的張拉端分別設(shè)在梁的兩端,一端一束,另一端兩束,先張拉兩側(cè)兩束,后張拉中間一束。張拉時(shí)采用應(yīng)力應(yīng)變雙控。錨具采用I 類錨具,其中張拉端錨具采用夾片錨具,固定端采用擠壓錨具,有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力孔道采用金屬雙波波紋管。預(yù)應(yīng)力布置及張拉端和固定端見圖4 所示。
圖4 32m 跨預(yù)應(yīng)力梁截面尺寸及鋼絞線設(shè)置示意圖
2.3.2 25.2m 跨預(yù)應(yīng)力梁的配筋要求和超大荷載分析及張拉程序
(1)配筋要求
(2)超大荷載分析及臨時(shí)砼支撐方案的確定
在該梁跨度內(nèi)承擔(dān)著橫向9 道預(yù)應(yīng)力梁板1/2 自重和○A-○B(yǎng) 跨之間梁板1/2 自重,共952t。
25.2 m 跨度大梁除自重外,還要承擔(dān)周邊梁板荷載,梁的模板支撐體系非常關(guān)鍵。根據(jù)分析,一旦產(chǎn)生瞬間集中彎矩應(yīng)力,大梁難以承受,且大梁兩端的構(gòu)件也將受到影響。因此,經(jīng)慎重考慮,反復(fù)研究后決定在○4 軸和○5 軸位置增設(shè)兩根臨時(shí)砼支撐柱,增設(shè)的砼支撐柱均坐落在地下室1.2m×1.2m 砼柱的相應(yīng)軸線上。此柱從-0.05 開始,每層設(shè)置。施工時(shí),將立柱鋼筋錨入上、下層的樓板和框架梁中,施工到四層以上時(shí),在24.60m 標(biāo)高的大梁下700mm 范圍內(nèi)用型鋼卸載鋼構(gòu)件作支撐,以便安裝千斤頂進(jìn)行緩慢應(yīng)力釋放。臨時(shí)柱在大梁砼澆搗前施工完畢,使臨時(shí)柱完全受力。臨時(shí)砼支撐柱的做法見5:“支撐加固措施”
臨時(shí)支撐柱的方案選擇時(shí),上下兩個(gè)大廳的滿堂腳手架已全部搭設(shè)完畢,第一層大廳砼已澆搗完畢,但支撐不能拆除,采用鋼支撐桿件無法運(yùn)到施工位置,焊接量大,制作安裝無法進(jìn)行,所以,決定采用砼柱支撐方案。
(3)預(yù)應(yīng)力張拉程序
預(yù)應(yīng)力張拉采取一端張拉,固定端全部設(shè)在○3 軸向○2 軸線延伸1000mm 范圍內(nèi),詳見圖5 節(jié)點(diǎn)。在張拉32m 跨預(yù)應(yīng)力之前,先張拉25.2m 跨四束中的兩側(cè)兩束,以控制32m 跨張拉對(duì)該梁產(chǎn)生側(cè)向拉應(yīng)力,當(dāng)32m 跨張拉完后,再張拉25.2m 跨預(yù)應(yīng)力梁的中間兩束。預(yù)應(yīng)力布置見圖5 及節(jié)點(diǎn)。
圖5 25.2m 跨預(yù)應(yīng)力梁荷載及鋼絞線設(shè)置示意圖
軸處預(yù)應(yīng)力張拉端大樣○3 軸處預(yù)應(yīng)力固定端大樣
2.3.3 預(yù)應(yīng)力砼梁施工要點(diǎn)
(1)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)
預(yù)應(yīng)力鋼絞線及錨具進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須提供合格證,同時(shí)必須按規(guī)定進(jìn)行復(fù)試合格后方能使用。
預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬螺旋管在使用前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查,不應(yīng)有油污、孔洞和不規(guī)則的褶皺,咬口不應(yīng)有開裂或脫扣。
(2)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的下料
預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料時(shí),用砂輪切割機(jī)逐根切割。預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料長(zhǎng)度=預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道內(nèi)長(zhǎng)度+預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉工作長(zhǎng)度。
(3)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的編號(hào)、堆放和運(yùn)輸
預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料完畢后逐根對(duì)鋼絞線進(jìn)行編號(hào),按照預(yù)應(yīng)力鋼絞線的長(zhǎng)度及使用部位分類堆放在干燥的地方,下面要有墊木,上面要用雨布覆蓋防雨、防曬,錨具、配件存放在倉庫內(nèi),按照施工進(jìn)度要求有計(jì)劃的運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),并采取措施防止在現(xiàn)場(chǎng)損傷。
(4)預(yù)應(yīng)力鋼絞線固定端的擠壓制作
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求對(duì)固定端為擠壓錨的鋼絞線進(jìn)行擠壓制作。擠壓時(shí),首先將鋼絞線的端部清理干凈,安裝擠壓彈簧放入擠壓機(jī)內(nèi),然后安裝擠壓套,開動(dòng)油泵進(jìn)行擠壓操作;給油要均勻緩慢,一次頂夠,中間不得停頓,直到擠壓制作完成。
(5)金屬波紋管的連接
預(yù)應(yīng)力波紋管的接頭,要用大一號(hào)直徑的波紋管連接,接頭的長(zhǎng)度為300mm,每邊旋入150mm,用膠帶密封。
(6)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的鋪放
在預(yù)應(yīng)力鋼絞線鋪設(shè)之前進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線束型矢高的放線和鋼絞線托架的焊接固定后,進(jìn)行鋼絞線波紋管的穿設(shè)固定。然后再穿入鋼絞線,調(diào)整波紋管的線形,最后用鐵絲將波紋管和托架鋼筋綁扎牢。鋪設(shè)后以形成自然雙曲拋物線的弧度為準(zhǔn)。
(7)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉端、固定端安裝
將張拉端和固定端的螺旋筋和承壓板用不小于Φ10 的二級(jí)鋼筋與板鋼筋或梁鋼筋焊接固定。在固定時(shí)如空間不足可將非預(yù)應(yīng)力鋼筋適當(dāng)?shù)呐矂?dòng)位置。
如果柱箍筋較密,無法放入螺旋筋,應(yīng)采取相應(yīng)措施,滿足局部承壓。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉端和固定端分別見圖4、圖5 及節(jié)點(diǎn)圖所示。
(8)波紋管排氣孔、灌漿孔的設(shè)置和灌漿要求
在預(yù)應(yīng)力鋼絞線位置固定、張拉端、固定端安裝完成后,進(jìn)行灌漿孔和排氣孔的設(shè)置。排氣孔設(shè)在距端部30cm 處,灌漿孔設(shè)在另一端,距端部30cm。
灌漿孔與排氣孔留設(shè)方法:在波紋管上開洞,預(yù)留灌漿孔和排氣孔,洞上覆蓋海綿墊片與帶嘴的塑料弧型壓板并用鐵絲扎牢,再用塑料管插在嘴上,將其引出梁頂面。為防止塑料管受擠扁變形,不利于灌漿和排氣,可用細(xì)鋼筋插在塑料管中,端部用膠帶封嚴(yán),保證孔道暢通,以利孔道灌漿和排氣。為了確??椎拦酀{密實(shí)度,在灌漿時(shí)采取持壓措施,并在初凝前進(jìn)行二次灌漿。
(9)混凝土的澆筑
澆注混凝土過程中嚴(yán)禁振動(dòng)棒碰撞預(yù)應(yīng)力鋼絞線和波紋管及承壓板、螺旋筋;混凝土澆注時(shí),應(yīng)增加兩組混凝土試塊,與混凝土同條件養(yǎng)護(hù),為預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)提供混凝土強(qiáng)度依據(jù),控制預(yù)應(yīng)力筋開始張拉時(shí)間;在梁柱節(jié)點(diǎn)處,由于鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絞線密集,混凝土振搗應(yīng)認(rèn)真,不得出現(xiàn)漏振、蜂窩和孔洞;張拉端和固定端混凝土必須振搗密實(shí)。澆筑混凝土?xí)r,嚴(yán)禁踩踏預(yù)應(yīng)力鋼絞線、波紋管及固定支架筋和錨具,確保預(yù)應(yīng)力鋼絞線曲線形狀、矢高及錨具位置準(zhǔn)確。
為保證高支模架體的安全和受力穩(wěn)定,在澆筑混凝土?xí)r,我們采取了分層澆筑的方法,先澆筑3m 高大粱的砼,澆完1.2m 高時(shí)與1.8m 高大粱的砼同時(shí)澆筑,當(dāng)澆筑到離板面只有1m 時(shí),將剩余的梁板混凝土一次澆筑完成,使兩次澆搗間隔時(shí)間均不超過混凝土終凝時(shí)間。
本工程拆除后大梁撓度變形在允許范圍內(nèi),外觀質(zhì)量符合要求,甲方、設(shè)計(jì)院、監(jiān)理等單位均非常滿意。經(jīng)過施工前的精心策劃和施工過程的精心操作,最終達(dá)到了預(yù)期的目的,創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。