后张法预应力混凝土折线形屋架施工

罗太忠 付海龙

摘要：随着科技的飞速发展，预应力技术有了较大的提高，从而使得预应力混凝土折线形屋架的技术应用逐渐成熟。特别是随着工业化进程及装配式 建筑体系的不断推进，预应力混凝土折线形屋架在大跨度工业厂房中有了更普遍的应用。本文通过实例工程施工过程中的经验进行分析总结，着重对预应 力混凝土折线形屋架在施工过程中的预制制作、预应力张拉等重要环节进行论述，为后续类似后张法预应力混凝土折线形屋架结构工程施工提供参考。

关键词：预应力;折线形屋架;制作;张拉

1.工程概况

湖北某产业园项目为工业厂房建筑，其中 105#建筑物为排架结构，设 计为后张法预应力混凝土折线形屋架，其中 YWJ21-2Ba 共计 19 榀，下弦 砼断面为 240×220mm，每榀屋架配筋均为 2 束 3фs15.2 钢绞线，每束张 拉力为 580KN。锚具采用 YM15-4 型夹片锚具。构件预留孔采用内径φ55 金属波纹管留设。屋架混凝土强度为 C55，达到 100%设计强度后张拉预应 力束。

2.后张法预应力混凝土折线形屋架施工

2.1 施工原理

后张法预应力混凝土折线形屋架由于跨度较大，不便于在工厂预制后 再运输至施工现场，故屋架在现场加工制作，屋架预制采用平卧叠层浇筑 法施工，先在预制场地制作预制台面，绑扎屋架钢筋，并在混凝土浇筑前 进行预应力孔道的预留预埋，待后期混凝土强度达到设计强度后进行预应 力的穿束、张拉及灌浆工作，完成预制工作后待后期吊装作业。

2.2 施工工艺流程

基地夯实→预制台面制作、清理、刷隔离剂→安装钢筋骨架、预埋铁 件→穿波纹管→支设模板→浇筑混凝土→养护、拆模→清理孔道→穿钢绞 线→安装锚具及张拉设备→张拉钢绞线→孔道灌浆→封锚具→验收。

2.3 屋架制作工艺要点

2.3.1 预制台面准备

为防止屋架在自身荷载的作用下产生变形、折断，屋架预制处地基要 求必须坚实平整，需要对屋架的摆放位置的地基进行夯实处理，夯实地面 宽度范围超出屋架轮廓线 500mm，面层采用 1：2. 5 水泥砂浆抹光压平，平整度误差不大于 10mm，并作好排水设施，以便能及时排出雨水和养护用 水。在预制台面上，按 1∶1 的比例放出屋架大样图。

2.3.2 屋架钢筋绑扎及预应力孔道留设

（1）钢筋绑扎

预制台面准备好后，可进行屋架钢筋的绑扎施工，钢筋绑扎前在台面 上按《预应力砼折线形屋架》标准图集（04G415-1）弹出折点轴线，并涂 刷两遍隔离剂，方便后期脱模。应对节点钢筋进行放样，在底模上划线标 识，对钢筋逐根编号，按序穿插、按号绑扎，保证预留孔道能顺畅通过节 点。屋架翻身用的吊环与骨架同时就位，吊环外露长度一致并绑扎固定。

（2）预应力孔道留设

本工程预应力钢筋孔道采用φ55金属波纹管留设，波纹管在安装前，应逐根进行外观检查，确保波纹管质量。波纹管的铺设要严格按设计给定 孔道坐标位置控制。铺设时保证管道中无异物，管口处可用塑料泡沫封堵。 波纹管连接接头长度一般为20～30cm，其规格可比孔道波纹管的规格大一 级，旋入接严后接头处用塑料胶布缠裹严密。如果遇到用余料时，连接接 头处头用胶布或其他方式缠裹结实，并在接头处用加固筋绑扎牢固。波纹 管按放好后严禁电焊，防止电火花搭铁造成波纹管的破损，发现破损及时 作塑胶带包裹好，波纹管接头封严，不得漏浆。

2.3.3 屋架模板体系

屋架模板体系主要包括底模、内侧模、外侧模。采用预制台面涂刷隔 离剂作为底模;内侧模为屋架内表面模板，一次从预制台面安装到最高一 榀屋架上表面以上，利用立杆钢管、外侧模板楞木固定，可根据实际在水 平杆和立杆上加设钢管斜撑固定，屋架迭层施工中内侧模无需重复安拆。

2.3.4 屋架混凝土浇筑与养护

（1）浇筑前准备

在预应力混凝土屋架浇筑前要对预应力波纹管、屋架钢筋、模板、铁 件等进行隐蔽工程验收，其主要检查孔道的尺寸、位置是否正确，定位是 否固定牢靠，以保证混凝土浇筑时不移位、不变形。如有异常，需及时采 取正确的补救措施进行处理，处理完成后要进行再次检验，验收合格方可 再进行混凝土浇筑。

（2）屋架混凝土浇筑

本工程预应力屋架采用预拌商品混凝土，混凝土强度等级为 C55，坍 落度控制在 100-120mm 左右为宜; 屋架混凝土宜采用对称浇捣方法，即由 下弦中间节点向上弦中间节点会合且一次浇筑完毕，不留施工缝。混凝土 浇筑时，要均匀分布下料，防止集中下料时的冲击力使预埋波纹管发生偏 移。在混凝土振捣过程中为了确保混凝土的密实性，选用插入式振捣棒对 构件混凝土进行振捣，即振即用木抹子以外侧模板上口平拍一遍，然后用铁抹子仔细摸一遍，待混凝土接近初凝前再用铁抹子进行二次抹面收平压 光，控制混凝土面层裂缝的产生。

（3）屋架混凝土养护

混凝土浇筑完成立即覆盖塑料薄膜，同时由专人洒水进行养护，浇水 次数应能保持混凝土处于湿润状态，养护时间不少于 14 天。当下層屋架混 凝土强度达到 30%设计强度以后，再制作上一层屋架，迭层不应超过 5 层，层间均设隔离层。

2.3.5 预应力张拉

（1）预应力钢筋制作

钢绞线的下料不得采用热切割，以免引起钢绞线局部脆性变形，采用 砂轮锯进行切割，保证切口平整，线头不散。然后将钢绞线前端扎紧并裹 上胶布，以便顺利通过孔道。

（2）预应力钢绞线穿束

由于工期紧，施工中采取后穿筋法进行施工。穿筋前，应检查钢绞线 束的规格、总长是否符合要求。钢筋束应将钢筋按顺序编号，并套上穿束 器。先把钢筋或穿束器的引线由一端穿入孔道，在另一端穿出，然后逐渐 将钢筋或钢丝束拉出到另一端。钢筋穿好后将束号的在构件上注明，以便 核对。

（3）预应力钢绞线张拉力的确定

根据标准图集《预应力砼折线形屋架》（04G415-1）查表可知，本工程 屋架后张法预应力钢筋的张拉力：F= 580KN。平卧构件的张拉顺序宜先上 后下逐层张拉，为减少因摩擦引起的预应力损失，可逐层加大张拉力，底 层的张拉力与顶层的比值不宜大于 5%。按规范中的张拉力加大百分比，自 上而下逐层的张拉力为：

第一榀预应力筋的张拉：张拉力从零张拉至 580KN 后锚固;

第二榀预应力筋的张拉：张拉力从零张拉至 585.8KN 锚固;

第三榀预应力筋的张拉：张拉力从零张拉至 591.6KN 后錨固;

第四榀预应力筋的张拉：张拉力从零张拉至 597.4KN 锚固;

第五榀预应力筋的张拉：张拉力从零张拉至 603.2KN 后锚固。

（4）预应力钢绞线张拉

对预应力筋进行张拉，屋架混凝土强度等级需达到 100%设计强度。本 工程屋架为平卧迭层生产，张拉顺序为先张拉上层屋架，然后逐层进行下 层屋架张拉。张拉设备采用 YDC-150Q 千斤顶、高压油泵配精度 1.5 级 60MPa 压力表。张拉设备应配套标定，配套使用，其标定期限不应超过半 年。

分级加载的张拉锚固程序如下：0→初应力（15%σcon） →二倍初应力 （30%σcon） →终应力（1.03～1.05σcon） （持荷 2min） →锚固。

（5）预应力张拉的控制

预应力筋张拉以应力控制为主，采用控制应力和伸长值双控措施，以 钢束实际伸长值进行校核，其与理论伸长值的误差范围为±6%，如超出范 围则应停止张拉施工，分析其原因。

张拉至设计油压值后，按张拉程序持荷 2min 测量伸长值，即可将张拉 油压缓慢降至零，活塞回程夹片自动跟进锚固。

张拉完毕后，卸下千斤顶及工具锚，需要对工具锚处每根钢铰线的刻 痕进行检查，测其是否平齐，若不平齐说明有滑束现象，则需要对滑束进 行补拉，使其达到控制应力，每束钢丝断丝滑丝数不得超过 1 根（每束钢 绞线断丝或滑丝不超过 1 丝）或每隔断面断丝之和不超过盖断面钢丝总数 的 1%。

当张拉中发现异常情况必须卸锚时，可使用卸锚器对进行卸锚，为方 便卸锚，千斤顶应预先伸出 3～5cm。

3.结束语

本文结合实际工程施工，对后张法预应力混凝土屋架施工前的准备及 施工过程中的方法进行了分析。通过总结在湖北某产业园项目预应力混凝 土屋架施工过程中的经验与教训，对工程的难点和控制要点进行细致的研 究探讨，以期给后续类似工程的施工提供借鉴。

参考文献：

[1]肖洪涛，24 米跨预应力混凝土折线形屋架工程事故分析与处理研究，河南：郑州大学，2007

[2]磨立振，预应力钢筋砼折线形屋架的施工，技术与市场，2012，19：149-150