浅析大跨度预应力工程施工技术的应用

1.工程概况

武广铁路客运专线韶关站建设项目位于韶关市，新韶关站站房主体采用预应力砼框架结构。本工程预应力分布区域主要集中在4.1m、8.3m、13.8m、15.8m、18.6m、20.35m结构层的框架梁、次梁和8.3m板，为多跨布置形式。采用后张有粘结及无粘结预应力技术，张拉端置于混凝土梁柱内，后浇带处预应力筋及预应力梁与非预应力梁交接处的张拉端采用变角张拉工艺。预应力梁布置形式为：钢绞线数量分别为2×7根、3×7根、2×9根、3×9根和2×12根。

2.预应力工程特点

2.1结构大柱网、大跨度，最大跨度达30m 2.2本工程大跨度的梁、沿结构区段纵向布置 2.3预应力梁的布置特点

（1）大跨度次梁及框架梁均采用有粘结预应力体系，最大跨度30m。张拉端置于混凝土梁柱内。（2）后浇带处预应力筋及预应力梁与非预应力梁交接处的张拉端采用变角张拉工艺。在梁高方向为一排布置，预应力筋曲线按二次抛物线布置。（3）一般梁内有粘结预应力筋在支座处最高点最高为250mm，跨中处最低点最低为150mm，最高点和最低点连接采用四段二次抛物线光滑连接。

3预应力施工主要技术要点 3.1预应力结构体系

本工程大跨度框架梁中采用了后张有粘结预应力技术。预应力筋采用直径

15.2mm、极限强度标准值1860MPa的低松弛预应力钢绞线，锚具采用QM15或OVM15系列夹片锚具，固定端应采用QMJ15-1或OVM15-1型挤压锚，张拉端采用1、7、9、11、12孔群锚体系。由于预应力构件荷载较大，预应力筋为主要受力筋，其施工质量的好坏直接影响到整体结构的安全，在预应力施工中必须严格按照设计要求完成各工序工作，确保质量。 3.2梁预应力筋铺放施工

每一施工段预应力梁的普通钢筋绑扎按流水作业，要求在梁钢筋绑扎时应依次进行，即应集中人工依次完成单根或数根梁的普通钢筋绑扎；每完成一批预应力梁普通钢筋绑扎即可进行预应力筋铺放作业，而同时可进行下一批梁的钢筋绑扎。故要求在梁普通钢筋绑扎时不可在整个施工段全面铺开进行，而应集中分块进行。按每段、区横向从中间向两端展开较为合理。同时一根梁的绑扎应沿跨度依次连续进行。

3.3预应力束铺放矢高点控制

预应力筋的矢高即预应力筋在梁中的位置，直接关系到预应力的承载力和抗裂的效率。预应力筋的矢高、上下位置及水平位置必须准确控制。本工程预应力束为单向布置，必须按照图纸要求及现场施工实际情况正确处理矢高的上下关系。

本工程预应力梁，预应力筋定位难度较大。预应力钢绞线在定矢高前，先进行预应力梁箍筋绑扎，然后根据设计图纸进行矢高钢筋定位及固定，值得注意的是图纸的矢高尺寸为预应力梁上表面至预应力钢绞线中心的距离近似为上表面至波纹管中心的距离，因此钢筋的固定应考虑到波纹管及支架钢筋本身的尺寸，所有支架钢筋的规格为Φ12，梁矢高控制钢筋的间距为1000mm。

由于梁柱节点处钢筋较密，为保证预应力筋的矢高，普通钢筋绑扎时位置必须准确到位，预应力施工时应先穿设预应力波纹管及钢绞线，然后再绑扎箍筋。预应力筋矢高与普通钢筋相冲突时，应以服从预应力筋为原则。 3.4预应力节点构造

本工程中预应力筋端部节点构造复杂，必要时需现场放样，普通钢筋特别是柱筋的布置深化详图。主要有以下几种典型节点形式。

梁柱节点：预应力筋与柱内非预应力筋位置关系图示意图如图所示。图梁柱节点示意图。

张拉端节点：本工程张拉端设置采用外置式、嵌入式、预留张拉槽，可根据所处位置、相关构造以及设置形式，可以分为3种形式。

（1） 结构外侧有粘结预应力张拉端（嵌入式）。

位于结构外侧有粘结预应力张拉端，利用外侧挑檐构造，直接将张拉端设置在挑檐内部，梁端部外侧，挑檐混凝土后浇。在预应力施工完成后，在挑檐混凝土浇捣的同时将张拉端封闭。考虑到钢筋等其他因素的影响，锚垫板位置设置在挑檐中下部处。优点：对外立面影响较小；不影响普通钢筋的铺设；混凝土外观质量有保证。

（2） 结构内部有粘结预应力张拉端（半嵌入式）。

对于结构内部有粘结预应力张拉端，利用外侧悬挑梁以及走道板构造，直接将张拉端设置在悬挑梁二侧，走道板下部，由于封锚混凝土高度比走道板厚度要大，在外立面上可见封锚混凝土的凸出部分，所以称为半嵌入式外置张拉端。

悬挑梁、走道板以及张拉端封锚的混凝土施工可以选择两种方式

（1） 一种是外侧悬挑梁以及走道板后浇，预应力施工完成后，在外侧悬挑

梁以及走道板混凝土浇捣的同时将张拉端封闭。

优点：前者对外立面影响较小；不影响总包普通钢筋的铺设；混凝土外观质量有保证。对于张拉施工操作方便。

（2） 另一种是外侧悬挑梁以及走道板混凝土先行浇捣，同时在张拉端位置 预留张拉后浇孔，在预应力施工完成后，将后浇孔和张拉端采用混凝土封闭。

优点：原有混凝土结合缝小，减少了后期施工的混凝土工作量。 （3） 结构外侧有粘结预应力张拉端（全外置式）。

主要对位于结构外侧无外部构造区域的有粘结预应力张拉端，直接将张拉端 设置在结构外侧预应力梁端部。在预应力施工完成后，采用混凝土将张拉端封闭。 3.5预应力张拉顺序及方法

确定合理的预应力施加过程及施加顺序，是本工程预应力施工的关键所在。本工程采取如下张拉方案。

预应力梁的张拉。张拉宜同步对称进行，张拉顺序为：从中间梁向两边梁依次同步进行，以保证整个区域变形一致。

预应力张拉完成以后方可拆除梁底模板及支撑。 3.6灌浆、封锚

有粘结预应力筋张拉后应立即进行孔道灌浆、灌浆工作应缓慢均匀的进行，不得中断，并应排气顺通。灌浆压力控制在0.5MPa~0.6MPa。孔道较长或灌浆管较长时压力宜大些，反之可小些。

灌浆后张拉端锚具用与结构同强度等级的微膨胀混凝土封堵，为保证耐久性，外露钢绞线的保护层厚度不小于30mm。后浇的混凝土必须振捣密实。