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大跨度预应力变截面梁施工技术探讨

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《河北工程技术高等专科学校学报》2017年第1期

摘要:结合工程实例,阐述大跨度预应力变截面梁相关施工技术。根据计算得出脚手架立杆间距、支撑高度、配模等参数,确定楔形调差构件的截面尺寸及安装位置。通过调差工具搭设变截面梁底模板,搭设完成后通过荷载试验,检查模板搭设体系的稳定性。对于变截面梁钢筋绑扎、预应力筋布设、混凝土浇筑、预应力钢绞线张拉等相关工艺也进行了初步探讨。

关键词:大跨度;施工;预应力;变截面梁

1项目概况

预应力变截面梁在各类大跨度结构工程中得到了广泛应用,如机场航站楼、火车站、大型体育场等。本文以南宁某机场航站楼为例阐述大跨度预应力变截面梁施工技术。该工程中预应力变截面梁顶标高为8.150m,混凝土强度为 C40,设计最大跨度33m,梁宽1.2m,梁跨中部位高2.2m,梁两端高1.2m。

2项目施工方法

2.1施工难点

(1)构件尺寸较大,跨度大,层高较高,施工中搭设的模板承受的最大线荷载达到63kN/m,模板搭设难度大,施工过程中需要对模板位移等参数进行监控。

(2)梁为变截面梁,梁截面沿支座到跨中不断增大,梁底端为曲线形式,模板搭设安装较为困难。

(3)构件内钢筋数量较多,并且随梁截面产生变化,钢筋安装、固定较为困难,梁内箍筋尺寸随着梁截面尺寸变化而变化,箍筋施工中极易产生混乱,钢筋保护层控制难度较大。

(4)该大跨度梁为有粘结预应力梁,梁内钢筋纵横交错,同时有大量预埋构件,混凝土浇筑时难以振捣密实,施工难度较大。2.2技术方案考虑实际施工状况,该结构支撑采用的是碗扣脚手架,其剪刀撑用钢管扣件相接,施工方便,搭设工期短,同时有利于控制施工中出现的偏差。该大跨度梁模板选取胶合板,主龙骨为双钢管,次龙骨采用木方。考虑到待施工梁截面尺寸相对较大,施工高度也较高,在搭设过程中应注意模板支架稳定性。施工项目部需要对模板的安全性予以重视,杜绝一切危险点,从多个方面(理论计算、搭设工序、搭设工艺、搭设完成后检查)严格控制模板的搭设质量。

3模板支架搭设

3.1支架设计施工中变截面梁模板支架的搭设应当提前进行计算,计算中综合考虑结构自重及施工过程的荷载,同时参考脚手架的搭设模数,可采用一些相关软件进行辅助计算,选出合适的搭设模数。计算完成后,结合待施工的变截面梁底面弧度变化,通过相关软件分段放样,以此给出碗扣式脚手架的受力平台高度及立杆的配模。搭设的脚手架中,立杆以30cm为模数,以此为基数不断递增,直至3m长度;横杆同样以30cm为模数,以此为基数不断递增,直至1.2m长度。立杆上部采用可调上托,其型号选取的是KTZ-600,其可调节的高度为20cm。

3.2楔形调差件制作与安装参照表1给出的脚手架搭设立杆配模参数及脚手架搭设立面、剖面图,从梁端部向跨中以30cm为间距进行放样,确定楔形调差件的尺寸。采用木方加工楔形顶塞配件,加工完成后将木方与配件及木方与模板用钉子钉住,随后再依据受力模板与立杆顶端的空隙,进行调差件的安装、调整。楔形调差件安装如图3所示。楔形调差件制作与安装过程中应注意以下几个问题。(1)用于制作调差构件的木方质量必须严格检验,确保木头方正,木头无开裂、腐烂。调差构件加工时需要结合梁相应的曲线斜率。(2)调差构件的底角应当落到下面的木方上。(3)木方侧面应当用钉子钉牢,防止在使用过程中出现失稳。

3.3支架搭设计算完成后,进行现场定位放样,经核查定位正确后方可开始支架搭设工作,支架搭设的具体步骤如下。(1)依照立杆平面布置图在现场定出位置线,并注意及时校对位置线准确与否,若出现偏差应及时纠正。(2)在定出的立杆位置上放置垫块。(3)安装可调支座。(4)安装第一段立杆及扫地杆。安装过程中注意调直。(5)安装纵横两个方向的连接杆。安装过程中注意调整其标高。(6)安装第二、第三段立杆及纵横向连接杆。安装完成后采用锁销固定,组成塔架。(7)安装抱柱钢管。(8)安装纵向、横向及水平向剪刀撑。(9)安置可调上托。(10)铺设梁底主次楞,调节水平,然后铺设模板。支架搭设过程需注意:(1)安装碗扣式脚手架前应当检查基层界面平整度,防止安装过程中产生较大的偏差,以至于后续纵横向连架杆安装困难。(2)结构中一些降标高的部位应当预先配模,以保证后续横杆顺利安装。(3)若搭设过程中遇到预留洞口等,应当采取铺设槽钢等方法,以保证立杆稳定,对于洞口较大时,尚需进行相关计算验证。(4)抱柱杆需要和圆柱侧面扣牢,并且与立杆扣紧。(5)最上段立杆自由端高度大于70cm 时,应当搭设横杆。

4底模安装

底模安装时应当注意模板尺寸调整及安装高度。安装时应当按照梁模板长度进行分段布置阶梯状的支撑体系。调差构件安装结束后,从梁端部安装模板。安装时先校对板面标高,然后再将模板与调差构件固定。底模安装时应当注意以下问题。(1)模板安装应从中间向两端进行固定。(2)在模板底面确定调差构件安装位置,并将模板与木方固定牢固。(3)在底模搭设完成后应当进行载荷试验,以保证模板承载能力、刚度及稳定性满足要求。(4)在模板拼接位置布设调差构件,这样可以避免模板出现悬挑端,避免混凝土浇筑时胀裂。

5钢筋工程

5.1钢筋绑扎梁模板搭设完成后,开始钢筋的施工,穿插纵向受力钢筋,并对钢筋进行绑扎固定。钢筋施工中应注意如下问题。(1)钢筋绑扎步骤:布设固定钢筋→穿插水平、垂直向梁底筋→变截面梁底筋→水平、垂直向梁面筋→变截面梁面筋→箍筋→检查验收。(2)绑扎梁纵向受力钢筋使用的支架应当临时固定,并在钢筋绑扎前进行检验。(3)箍筋应当按照其安装位置进行编号,避免安装时出现混乱,降低施工效率。(4)钢筋绑扎完成后,应当检验合格,随后才可安装模板。(5)部分加厚板钢筋锚固的长度应当符合设计要求。

5.2预应力筋待钢筋绑扎完毕后,组织检查验收,验收合格后按照相关设计图纸布设波纹管。先将波纹管在变截面梁的跨中以及支座部位进行固定,再封堵接缝、固定波纹管口。安装张拉锚具并且埋设排气管。预应力筋布置过程中的注意事项如下。(1)张拉端的锚具应当进行固定,同时确保锚具的侧面与模板面垂直。(2)应确保预应力筋定位准确,曲线形状应当与设计相符。(3)预应力筋留置长度满足张拉要求。(4)波纹管的接缝及管口应注意封堵,防止混凝土浆液流入波纹管,对预应力筋的张拉产生影响。

6混凝土工程

钢筋工程验收合格后可开始浇筑混凝土,浇筑前应对混凝土浇筑的相关注意事项及应急措施进行交底。浇筑混凝土时注意控制混凝土坍落度、注意振捣密实、注意分层进行浇筑,以确保混凝土施工质量。混凝土施工过程应当注意以下问题。(1)施工时应当分层浇筑,每层浇筑厚度为70cm。(2)混凝土坍落度控制为140~160mm,在浇筑前应当测试混凝土坍落度。(3)混凝土施工过程应当连续进行,不可出现冷缝。(4)混凝土振捣时注意避开波纹管,钢筋密集区域充分振捣。(5)施工时应当同时留设标准试块,做为后续预应力张拉时混凝土强度评定的依据。

7预应力

张拉施工步骤如下:清理钢绞线→穿锚环、安装夹片→布置工具锚→张拉钢绞线至初应力→张拉钢绞线至控制应力→校核张拉伸长值→锚固千斤顶回程→张拉完成→卸除张拉机具。张拉时应注意如下问题。(1)预应力张拉完成后应当保持12h,并对钢绞线的锚固情况进行检查。(2)预应力张拉完成后应当及时灌浆,灌浆应饱满、密实。(3)张拉的设备机具应当定期维护和校核,机具的标定时间不超过6个月。(4)预应力张拉时应当确保混凝土强度符合张拉要求。(5)预应力张拉完成后,注意检查构件是否出现裂缝,并及时记录。(6)预应力张拉时其张拉步骤应当确保预应力张拉受力均匀。

8结论

本文阐述了大跨度预应力变截面梁施工相关工艺及步骤,施工采用阶梯状的水平支撑平台,根据计算得出的立杆间距、支撑高度、配模等参数,确定楔形调差构件的截面尺寸以及其安装位置。施工采用的支撑体系稳定可靠,布置合理,施工方便,适用于大跨度变截面梁工程的施工。

参考文献

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作者:申春梅 单位:河南质量工程职业学院

河北工程技术高等专科学校学报责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次