专利名称：超长预应力地梁施工方法
技术领域：
本发明属于建筑施工技术领域，尤其是属于超长预应力地梁施工方法领域。
背景技术：
随着时代的进步，大型建筑的设计越来越新奇，设计中大量采用各种最新的科研成果，创新之举层出不穷。在大型拱形结构中，为了平衡拱的巨大推力，通常采用预应力地梁，根据我们在国内外查新的结果显示，超长预应力地梁施工技术，目前国内外未见有报道，为首次应用。超长预应力地梁具有超长、配筋量多、张拉吨位大等特点，预应力筋的穿束、牵引、张拉是施工中难点中的难点，常规施工方法根本无法进行。
发明内容
针对现有技术中的难题，本发明的目的是提供一种超长预应力地梁施工方法，它能保证超长预应力地梁的施工质量，确保施工质量达到设计要求。
本发明的目的是这样实现的超长预应力地梁施工方法包括钢筋扎制、钢管安装、浇筑混凝土、混凝土养护、穿预应力筋、预应力张拉，其特别之处在于将防裂混凝土施工、后浇段施工、穿束、牵引、张拉技术结合在一起综合应用。具体施工方法依以下次序的步骤进行A、预应力地梁采用分区段施工；
B、扎制钢筋的同时做好钢管的安装，钢管的预埋标高和位置的埋设必须一致、准确，钢管采用50mm×5mm角钢支架固定，钢管支架在地梁混凝土垫层施工后进行安装，对垫层标高和钢管支架位置必须用测量准确定位和复核无误。钢管标高上下误差控制在±7mm之内。水平位置和两钢管中心距误差也不得大于±5mm。钢管整体监测直线顺畅；C、在分段之间每50m左右设8.5m长后浇段，并在后浇段的钢管上留出4m长观察孔；D、浇注掺加有JM-III(A)型防裂增强剂的混凝土，JM-III(A)型防裂增强剂掺加量为水泥用量的3.5％，对混凝土进行养护14天；E、预应力筋穿束、牵引，预应力筋穿束采用通过特制的牵引头和每根钢绞线芯的墩粗技术，穿束时，采用整束穿管，先人工穿入一根直径5mm的高强钢丝，通过钢丝牵引穿入一根φs15.24高强预应力钢绞线，在钢绞线端部安装特制挤压锚牵引头，用牵引头固定钢绞线，利用卷扬机，整束一次性穿管。预应力筋牵引采用以下方法每束预应力钢绞线编组后采用卷扬机进行牵引。卷扬机钢丝绳的另一端与牵引单根钢绞线连接线卡具固定后，通过牵引头拉动预应力钢绞线进行牵引，由于预应力筋较长，用卷扬机钢丝绳不能一次牵引到位，每次牵引25m左右，牵引一次后，重新转换钢丝绳与连接卡具的牵引点进行牵引，直到全部牵引到位。
每束钢绞线牵引到位后，将墩粗在锚板上的钢绞线芯剪断，待张拉时通过防松夹片锚具固定。
特别需要强调的是，在钢绞线牵引过程中，预应力钢绞线的相对位置要保持不变，并不能出现扭转，首先对牵引头连接的每根绞线编号，并针对钢绞线分排，在编束时用φ48钢管调整好每排钢绞线位置，然后每隔4米用12号铁丝捆成整体。在观察孔中对每排钢绞线再次进行观查。每束穿筋完成后在两端对每根钢绞线进行编号固定。张拉端端部处理预应力锚具采用OVM15-24FS防松夹片锚具，端部采用专用配套钢锚垫板和螺旋筋，将其可靠地固定在钢筋支架上，并凹进基础侧面600mm。
F、后浇段浇注比原浇注混凝土高一级的防裂增强混凝土，对混凝土进行养护14天；G、后浇段混凝土强度达到设计要求时，进行预应力张拉。预应力张拉采用以下方法进行(1)、采用双控进行张拉在张拉过程中，以控制拱脚承台水平位移为主，同时对张拉应力值进行控制。张拉施工前，在每个拱脚承台上设置2个位移观测点，采用全站仪和4个千分表双控措施监控水平位移；根据预应力地梁中无粘结预应力钢绞线束的配置情况，在每道地梁的两端埋设JMZX-3X00型智能弦式数码传感器，分别埋设在两根梁的对角张拉端，进行钢绞线预应力值的监控测试。
(2)、采用群锚进行张拉张拉前，先加工直径φ260×130mm厚钢板，并在钢板上预先加工好若干孔(其中孔的数量为钢绞线数量加1，中心位置孔为出气孔)，使每束钢绞线穿过钢板，通过群锚夹片固定在φ260×130mm厚的锚垫板上。采用650型千斤顶进行张拉，张拉时通过锚垫板将张拉应力均匀传递到(380×380×100mm)拱脚基础钢承垫板上。
(3)、张拉顺序①初步张拉，使各预应力筋松紧一致，施工时预紧值为21t；②上部拱结构合拢后、屋面结构胎架落架前张拉地梁预应力钢绞线，控制张拉应力达到设计值的100％，来以平衡结构正常使用状态下恒载产生的拱脚水平推力；③胎架下落过程中，对钢拱脚处水平位移进行实时监控。落架过程分批分步级进行，使拱脚水平位移控制在限值Δ以内；④屋盖施工完毕后，若承台水平位移始终稳定在限值Δ以内，则张拉应力值满足设计值，停止张拉。
(4)、由于每束钢绞线的张拉应力特别大，施工时需进行对称张拉本发明的方法，所应用的将防裂混凝土施工、后浇段施工、后张拉预应力筋牵引、张拉技术均为现有技术，后张拉预应力筋墩粗穿束技术为首次采用，现有技术和发明技术的综合应用，使超长预应力地梁的施工质量达到了设计要求。
附图1是观察孔钢套管安装示意附图2是预应力芯筋墩粗安装后牵引示意图附图3张拉端部构造图附图中标记分述如下1----预应力孔道预埤钢管；2----后浇段长度L；3----钢套管就位前的位置；4----钢绞线；5----观察孔；6---钢套管就位后的位置；7----内侧带丝扣；8---φs15.24钢绞线牵引；9----直径110mm，厚35mm的钢板外圈，丝扣与牵引头内丝扣连接固定；10---锚夹具固定；11—φ110×35厚与预应力钢绞线的φ5丝丝芯墩粗固定；12---钢套管；13---380×380×100钢板；14-智能弦式数码压力计；15---防松夹片锚具。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对发明的具体实施方式
作进一步详细的描述。南京奥体中心主体育场四个拱脚基础分别位于体育场的南北两端、东西两侧。拱脚基础东西两侧净距66.3m，南北两端拱脚基础净距为396m，每个拱脚基础南北方向长30m。东西方向宽18m，南北拱脚基础通过396m长预应力地梁连接。两道396m长预应力地梁的断面为1450×1050mm(宽×高)，每道地梁内埋设8φ180×6钢管，在每根钢管内穿过24Uφs15.24高强度低松驰预应力钢绞线，预应力筋每束长度达410m。采用本发明的方法对上述工程进行施工，根据整个施工进度的安排，将396m长预应力地梁分为拱脚基础、拱脚基础到主框架区段、主体框架及看台基础、体育场中部球场位置四个区段施工，扎制钢筋的同时做好钢管的安装，钢管采用50mm×5mm角钢支架固定，钢管支架在地梁混凝土垫层施工后进行安装，对垫层标高和钢管支架位置必须用测量准确定位和复核无误。体育场中部球场位置范围分5段施工，在分段之间设8.5m长后浇段，并在后浇段的钢管上留出4m长观察孔(见图)，浇注掺加有JM-III(A)型防裂增强剂的混凝土，JM-III(A)型防裂增强剂掺加量为水泥用量的3.5％，对混凝土进行养护14天，穿束前在直径110mm，厚35mm的钢板上穿24个φ6mm孔洞，将φs15.25mm钢绞线外围6φ5mm钢丝剪短50mm～100mm左右，仅留出中间1φ5mm钢丝穿过钢板(直径110mm，厚35mm)上φ6mm小孔内。当24根钢绞线的φ5钢丝芯全部穿过钢板后，就将其逐根墩粗锚固在钢板上。然后与钢制牵引头内壁带丝的钢套筒连接固定(φ110mm×35mm墩粗钢板外圈带有公丝丝扣)。钢绞线墩粗及牵引头的连接(见图2)，预应力筋牵引采用以下方法每束预应力钢绞线编组后采用卷扬机进行牵引。卷扬机钢丝绳的另一端与牵引单根钢绞线连接线固定后，通过牵引头拉结预应力钢绞线进行牵引，由于预应力筋较长，用卷扬机钢丝绳不能一次牵引到位，每次牵引25m左右，牵引一次后，重新转换钢丝绳与连接的牵引点进行牵引，直到全部牵引到位。张拉端端部处理预应力锚具采用OVM15-24FS防松夹片锚具，端部采用专用配套铸铁锚垫板和螺旋筋，将其可靠地固定在钢筋支架上，并凹进基础侧面600mm(见图)。后浇段浇注比原浇注混凝土高一级的防裂增强混凝土，对混凝土进行养护，后浇段混凝土强度达到设计要求时，进行预应力张拉。预应力张拉采用以下方法进行在张拉过程中，以控制拱脚承台水平位移为主，同时对张拉应力值进行控制。张拉施工前，在每个拱脚承台上设置2个位移观测点，采用全站仪和4个千分表双控措施监控水平位移，在每道地梁的两端各埋设2个JMZX-3X00型智能弦式数码传感器，进行钢绞线预应力值的监控测试。张拉前，先加工直径φ260×130mm厚钢板，并在钢板上预先加工好25个φ19孔，(其中中心位置1φ19孔为出气孔)，使每束24根钢绞线穿过钢板，通过群锚夹片固定在φ260mm×130mm厚的锚垫板上。采用650型千斤顶进行张拉，张拉时通过锚垫板将张拉应力均匀传递到(380mm×380mm×100mm)拱脚基础钢承垫板上。初步张拉，使各预应力筋松紧一致。预紧值为21t。张拉分四次完成。采用650型千斤顶，其最大拉力可达650t，千斤顶一次最大行程为20cm，施工时每次行程控制在15-18cm之间，在南北拱脚基础张拉端各分别通过4个张拉行程完成预应力的张拉。张拉时先在一端张拉完第一个行程，然后在另一端完成第一个行程的张拉，通过往复4次完成张拉，并在每一个张拉行程完成后，将预应力值、伸长值和张拉时温度，以及将千分表上每次反映的水平位移值记录在案。由于每束钢绞线的张拉应力特别大，施工时需进行了对称张拉。396m长预应力地梁张拉完成后，钢拱架落架结束，通过对拱脚基础的观察和预应力值监测结果分析，证明超长预应力地梁的施工方法获得成功，为今后建造类似工程提供了经验。
权利要求
1.超长预应力地梁施工方法包括钢筋扎制、钢管安装、浇筑混凝土、混凝土养护、穿预应力筋、预应力张拉，其特征在于施工依以下步骤的方法进行A、预应力地梁采用分区段施工；B、扎制钢筋的同时做好钢管的安装；C、在分段之间每50m左右设8.5m长后浇段，并在后浇段的钢管上留出4m长观察孔；D、浇注掺加有JM-III(A)型防裂增强剂的混凝土，JM-III(A)型防裂增强剂掺加量为水泥用量的3.5％，对混凝土进行养护14天；E、预应力筋穿束、牵引；F、后浇段浇注比原浇注混凝土高一级的防裂增强混凝土，对混凝土进行养护14天；G、后浇段混凝土强度达到设计要求时，进行预应力筋张拉；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于钢管的预埋标高和位置的埋设必须一致、准确，钢管采用50mm×5mm角钢支架固定，钢管支架在地梁混凝土垫层施工后进行安装，对垫层标高和钢管支架位置必须用测量准确定位和复核无误。钢管标高上下误差控制在±7mm之内。水平位置和两钢管中心距误差也不得大于±5mm。钢管整体监测直线顺畅，无明显折点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于预应力筋穿束采用通过特制的牵引头和每根钢绞线芯的墩粗技术，穿束时，采用整束穿管，先人工穿入一根直径5mm的高强钢丝，通过钢丝牵引穿入一根φs15.24高强预应力钢绞线，在钢绞线端部安装特制挤压锚牵引头，用牵引头固定钢绞线，利用卷扬机，整束一次性穿管。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于预应力筋牵引采用以下方法每束预应力钢绞线编组后采用卷扬机进行牵引。卷扬机钢丝绳的另一端与牵引单根钢绞线连接线卡具固定后，通过牵引头拉动预应力钢绞线进行牵引，由于预应力筋较长，用卷扬机钢丝绳不能一次牵引到位，每次牵引长度25m左右，牵引一次后，重新转换钢丝绳与连接卡具的牵引点进行牵引，直到全部牵引到位。每束钢绞线牵引到位后，将墩粗在锚板上的钢绞线芯剪断，待张拉时通过防松夹片锚具固定。特别需要强调的是，在钢绞线牵引过程中，预应力钢绞线的相对位置要保持不变，并不能出现扭转，首先对牵引头连接的每根绞线编号，并针对钢绞线分排，在编束时用φ48钢管调整好每排钢绞线位置，然后每隔4米用12号铁丝捆成整体。在观察孔中对每排钢绞线再次进行观查。每束穿筋完成后在两端对每根钢绞线进行编号固定。
5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于预应力张拉采用以下方法进行A、采用双控进行张拉在张拉过程中，以控制拱脚承台水平位移为主，同时对张拉应力值进行控制。张拉施工前，在每个拱脚承台上设置2个位移观测点，采用全站仪和4个千分表双控措施监控水平位移；根据预应力地梁中无粘结预应力钢绞线束的配置情况，在每道地梁的两端埋设JMZX-3XOO型智能弦式数码传感器，分别埋设在两根梁的对角张拉端，进行钢绞线预应力值的监控测试。B、采用群锚进行张拉张拉前，先加工直径φ260×130mm厚钢板，并在钢板上预先加工好若干孔(其中孔的数量为钢绞线数量加1，中心位置孔为出气孔)，使每束钢绞线穿过钢板，通过群锚夹片固定在φ260×130mm厚的锚垫板上。采用650型千斤顶进行张拉，张拉时通过锚垫板将张拉应力均匀传递到(380×380×100mm)拱脚基础钢承垫板上。C、张拉顺序①初步张拉，使各预应力筋松紧一致，施工时预紧值为21t；②上部拱结构合拢后、屋面结构胎架落架前张拉地梁预应力钢绞线，控制张拉应力达到设计值的100％，来平衡结构正常使用状态下恒载产生的拱脚水平推力。③胎架下落过程中，对钢拱脚处水平位移进行实时监控。落架过程分批分级进行，使拱脚水平位移控制在限值Δ以内；④屋盖施工完毕后，承台水平位移始终稳定在限值Δ以内，则张拉应力值满足设计值，停止张拉。D、由于每束钢绞线的张拉应力特别大，施工时需进行对称张拉。
全文摘要
本发明公开了一种超长预应力地梁施工方法。本发明属于建筑施工领域。本方法的特点在于A.采用通过特制的牵引头和每根钢绞线芯的墩粗技术，采用卷扬机进行分次牵引的方法解决了超长预应力地梁穿束困难的问题。B.通过采用分批、分级张拉的方法，解决了超长预应力地梁一次张拉的施工难点。C.预应力张拉过程中，在预应力地梁端部设置JMZX－3X00型智能弦式数码传感器对张拉和使用阶段地梁的应力进行监控，同时采用全站仪和千分表双控措施对拱脚承台水平位移进行监测控制。本发明的方法使超长预应力地梁施工质量达到了的要求。本发明的方法适用于各种超长预应力地梁的施工和监控。
文档编号E04H3/14GK1978802SQ20051012287
公开日2007年6月13日 申请日期2005年12月6日 优先权日2005年12月6日
发明者杨中源, 全有维 申请人:杨中源, 全有维