单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法

专利名称：单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法
技术领域：
本发明涉及一种大跨度预应力梁的施工方法，特别涉及一种单跨大悬臂双 预应力劲性钢筋砼大梁施工方法。
二背景技术：
单跨大悬臂预应力钢筋砼梁属于钢筋砼结构范畴，预应力钢筋砼结构广泛 应用于各类建筑结构中，如铁路桥梁、公路桥梁，跨度较大的建筑横梁以及轻 轨交通桥跨结构中。为满足小断面大跨度的钢筋混凝土梁的挠度和抗裂要求， 只靠预应力钢筋混凝土结构或只靠劲性钢筋混凝土结构是难以完成，有时必须 在劲性钢筋混凝土结构的基础上再增加预应力钢筋，甚至再增加反力作用措施， 在三者共同作用下才能满足设计要求。
为满足设计造型要求，单独采取钢筋混凝土梁、预应力钢筋混凝土梁、劲 性钢筋混凝土梁难以满足设计造型要求，如要满足梁的断面须做的很大,设计又 不允许。根据国内资料单独采用普通钢筋混凝土梁,有粘结预应力混凝土梁,无粘 结预应力钢筋混凝土梁，劲性钢筋混凝土梁有设计和施工工艺。但如综合的用上 述的材料既没有设计资料也没有施工工艺资料。
对于有粘结预应力钢筋混凝土、无粘结预应力钢筋混凝土、 H型钢劲性钢 筋混凝土均是用一种材料进行结构设计的，还没有用普通钢筋、有粘结预应力 钢筋、无粘结预应力钢筋、H型钢同时使用在一个构件内的双预应力劲性钢筋
混凝土结构，另外在悬臂端施放300KN.m的反弯矩，进一步减少端点挠度更是 少见。
据查湛江幼儿师范体育馆四角为悬臂结构，梁长17.0m，采取有粘结预应力 和无粘结预应力两种形式。深圳会展中心，横向框架梁为鱼暖式单跨悬挑梁， 悬挑15.5m，也是采用有粘结预应力和无粘结预应力两种形式。新上海国际大厦 采用无粘结预应力技术完成了扁梁、悬臂梁、空腹桁架的施工。此外内江市梅 家山体育场、深圳东华大厦、多洛美体育场等也都采用了无粘结预应力悬臂大 梁的施工。以上这些项目跨度小的断面才小，但跨度较大的则断面也较大。例 如深圳会展中心，跨度虽是15.5m，但梁的宽度是1000mm，梁端高度为2826mm， 根部为6350mm,配有粘结预应力钢筋(12-18) 12&15.24mm，无粘结预应力钢 筋(10-30) 0^5.24mm。显然单梁混凝土用量过大，这样大的断面也会影响建 筑效果。
对悬挑梁1000X1600/850要想保证梁的刚度、端部的挠度仅靠采取有粘结 预应力和无粘结预应力的办法是不够的。经设计院各种方案的比较，最终采取 在同一榀梁内同时使用普通钢筋、无粘结预应力钢筋(梁内部)、有粘结预应力 钢筋(靠梁外部)、H型钢共同工作的双预应力劲性钢筋混凝土的结构形式。预 应力钢筋采用低松驰钢绞线4)J15.24， Fptk=1860MPa。预应力控制应力4>j15.24 为203.1KN。普通钢筋为II级钢，梁上下均为11①32。型钢为H1360/610X350 X26X35和H1370/620X350X26X35 二种。混凝土的强度等级为C40。在施工 过程中，在悬臂梁端H型钢处吊挂30KN的集中荷载如附图6所述，形成 30KN m-300KN m的弯矩，当预应力劲性钢筋混凝土达到了强度后将这一集 中荷载卸掉，形成一个30-300KN，M的反弯矩，此梁在预应力和反弯矩的共同 作用下，满足了悬臂梁端挠度在短期荷载作用下不大于25 nim和长期荷载作用下 不大于50mm的标准。
这种结构形式和增加反弯矩是充分的利用了预应力和型钢的特性，大大的 减小了梁的断面和增加梁的刚度，减少了裂缝的发生，满足了建筑设计的要求。
发明内容
本发明是克服现有技术存在的不足，在一个梁内同时使用有粘结预应力钢 筋、无粘结预应力钢筋、普通钢筋、H型钢等材料与混凝土共同工作，并在预 应力钢筋(有粘结预应力钢筋和无粘结预应力钢筋)在梁内增加的反力作用下 的劲性钢筋混凝土梁产生一个向上的挠度值，在使用负载的作用下，它可以减 少梁的向下挠度和裂缝宽度，确保梁的使用功能和建筑设计要求的一种单跨大 悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法。
技术方案
一种单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法，包括钢结构制作、钢 结构安装、支梁底模安装、隐性工程验收、浇筑混凝土、养护拆侧模、预应力 筋张拉、拆底模，钢结构为KZj主H型钢和梁H型钢锚接固定，普通钢筋与 KZ!柱H型钢和梁H型钢部分贯通或穿孔焊接，在支梁底模钢筋安装和隐性工 程验收工序间，KZ,柱H型钢和梁H型钢交接处采用双预应力钢筋并制作和固 定，该双预应力钢筋制作包括有粘结预应力张拉和无粘结预应力张拉，有粘结 预应力钢筋制作方法为A,在支好框架梁底模并绑扎板底普通钢筋就位之后， 根据设计要求的矢高安装预应力定位支架，其间距根据施工图的要求确定，B, 铺设预应力波纹管，并牢牢绑扎在定位支架上，d安装排气孔和灌浆孔；无粘 结预应力钢筋制作方法为A2在支好框架梁底模并绑扎板底普通钢筋就位后， 根据设计图上无粘结预应力钢筋位置，制作定位支架，B2平行顺直穿设无粘结
预应力钢绞线，C2将无粘结钢筋牢牢固定在支架上；再浇筑混凝土并在混凝土
达到张拉强度之后，分别开始有粘结预应力钢筋张拉和无粘结预应力钢筋张拉， 双应力钢筋张拉之后对有粘结预应力钢筋进行孔道灌浆和张拉端锚具封闭保 护。
在隐蔽工程验收和浇注混凝土工序之间的梁端加一个的集中荷载，在反作 用力下使劲性钢筋混凝土梁产生一个向上的辨度值，在梁端锚具封闭之后卸该
荷载，所述集中荷载为30KN。
有粘结应力张拉工艺a预应力张拉设备在使用前，对千斤顶和油表进行配 套标定，并在张拉前要试运行，保证设备处于完好状态；b在混凝土强度达到 100%的张拉强度之后，理顺张拉端预应力筋次序，依次安装工作锚、顶压器、 千斤顶、工具锚，安装时注意保证密实；c开始预应力筋的张拉，首先张拉至初 应力，使预应力钢筋和张拉端零件之间空隙收紧，计算并确定确定张拉长度A Lp然后张拉至控制应力，再次量测伸长值，两次伸长值之差即为从初应力至 最大张拉力之间的实测伸长值AL2，根据AL,、 AL2计算总伸长值，核算伸长 值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕，d张拉作业以控制张拉 力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据，实测伸长值与理论计算伸长值的偏 差应在-6 +6%范围之内，超出时应立即停止张拉，査明原因并采取相应的措施 之后再继续作业。
孔道灌浆的灌浆水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆体标准强度大于 30MPa;水泥浆的水、灰比为0.32—0.37，搅拌后三小时的泌水率控制在2%以 内，流动度大于200mm;在水泥浆中应掺入膨胀剂MNC-EPS，其中水泥水 膨胀剂MNC-EPS4: 0.35: 0.08;水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间在30分 钟内。
孔道灌浆的工艺a灌浆前切割外伸钢绞线，钢绞线露在夹片外的长度控制 在30-50mm，然后用水泥浆密封所有张拉端，以防浆体外溢，并将排气孔部位 的波纹管逐个打通；b灌浆采用UB3型灌浆泵和PJ02型搅拌机，灌浆前，进行 机具准备和试车，对孔道湿润、洁净；c灌浆工作缓慢均匀地进行且不得中断， 同时使排气通顺；d灌桨孔设在张拉端垫板上，水泥浆从一端灌入，灌浆压力控 制为0.4-0.6MPa; e灌浆进行到排气孔冒出浓浆时，堵塞此处的排气孔，再继续 保压3-5分钟;f浇筑混凝土过程中制作1组70X 70X 70的立方体水泥净浆试块， 标准养护28天后，送交实验室检验试块强度，其强度大于或等于30MPa。
灌浆后张拉端锚具用C40微膨胀细石混凝土封堵，外露钢绞线的保护厚度 大于或等于30mm，后浇的混凝土振捣密实。
无粘结应力张拉工艺a剥去张拉端塑料护套，擦净预应力筋上油脂，清理 端部及穴模后安装锚环及夹片；b安装千斤顶，连接好油路系统，张拉到初应力 时，首次记录千斤顶伸长值，然后继续张拉至控制应力，再次量测伸长值,核算 伸长值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；c混凝土强度达到 张拉要求之后，开始预应力筋的张拉，张拉时以控制张拉力为主，同时用张拉 伸长值作为校核依据，实测伸长值与计算伸长值的偏差应在-6 +6%范围之内， 超出正常范围时，应立即停止张拉，查明原因并采取相应的措施之后再继续作 业。
无粘结应力钢筋的锚固区严格密封防护，严防水汽进入，锈蚀预应力筋 用砂轮切除多余预应力筋，无粘结预应力筋切断后露出锚具夹片外的长度应大 于或等于30mm;将外露预应力筋涂专用防腐润滑脂，并罩上封端塑料套；用膨 胀C40混凝土封堵张拉端后浇部分以保护锚具，堵塞时插捣密实。普通钢筋为4)12II级钢；有粘结应力钢筋和无粘结应力钢筋为们15.24; H 型钢为Q235B， H1360/610X350X26X35和H1370/620X350X26X35;砼强度 等级为C40。
双跨预应力劲性钢筋混凝土的节点处即是关键的部位，也是处理难度最大 的部位，在施工中遇到难题也是最多的部位，端部张拉端的处理。在柱子外侧 增加一块1000mmX240mmX750mm的配筋张拉垫块；有粘结和无粘结钢绞线 靠KZj主H型钢与柱边缘的间隙贯通，非预应力钢筋与翼缘相交处采取在翼缘 钻孔的办法，其孔位和孔眼直径预先进行设计，在H型钢加工时预先钻孔，确 保钢筋顺利通过。
本发明的有益效果-
1、 本发明的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法，在一个梁内同 时使用有粘结预应力钢筋、无粘结预应力钢筋、普通钢筋、H型钢等材料与混 凝土共同工作，满足小断面大跨度的钢筋混凝土梁的挠度和抗裂要求。
2、 本发明的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法，在悬臂端吊挂 一个30KN的集中荷载，当卸掉荷载后形成一个反弯矩。如遇到大悬臂的钢筋 混凝土梁，可减少下垂挠度，确实是一种有效的办法。
3、 本发明的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法，设计与施工技 术尚属首创，通过研究本大梁的应变和挠度，对今后遇到同类型的梁提供了宝 贵的经验，非常利于推广实施。
四

图l:单跨大悬臂双应力劲性钢筋砼大梁施工工序流程图； 图2:单跨大悬臂双应力梁平面结构示意图之一；
图3:中国济源篮球城体育馆的异型框架简单结构示意图4:普通钢筋与梁柱H型钢和H型柱KZ^ KZ2相交的节点焊接示意图;
图5-1:有粘结预应力劲性钢筋在梁H型钢侧面张拉状态示意图5-2:图5-1的A-A剖面结构示意图5-3:图5-1的B-B剖面结构示意图6: KZ2柱H型钢和梁H型钢锚接固定外观结构示意图7-l:有粘结预应力劲性钢筋线端头固定结构示意图7-2:图7-1的C-C剖面结构示意图8-l:有粘结预应力钢绞线固定端结构示意图8-2:有粘结预应力钢绞线张拉端结构示意图9:有粘结预应力钢绞线与KZi柱H型钢铰接处断面俯视结构示意图10:多空张拉端封锚示意图11-1:波纹管固定结构示意图11-2:图11-1的侧面结构示意图12-1:无粘结预应力钢绞线张拉端结构示意图12-2:无粘结预应力钢绞线固定端结构示意图13:单跨大悬臂双应力梁平面结构示意图之二；
图14-1:有粘结预应力劲性钢筋在梁H型钢侧面张拉状态示意图14-2:图14-1的D-D剖面结构示意图14-3:图14-1的E-E剖面结构示意图。
图中标号l为无粘结钢绞线，2为有粘结钢绞线，3为梁柱H型钢，4为混 凝土， 5为波纹管，6为螺旋筋，7为锚板，8为挤压锚，9为塑料压板，10为
塑料管，11为铁丝扎，12为海绵垫，13为普通螺纹钢筋，14为与梁一同浇筑 混凝土， 15为后浇堵混凝土， 16为预应力跨度梁YKL,adA)(包括H型梁、双 预应力筋、普通钢筋、混凝土)， 17为KZ2柱通过梁内H型钢钻孔并锚在 YKLla(lA)梁内的主筋，18为KZ2柱在YKLla(lA)梁内锚固的钢筋，19为KZi 柱纵筋通过YKLla(lA)梁的钢筋，20为柱纵筋在YKLla(lA)梁内锚固的钢 筋(与梁内H型钢翼缘焊接)，21为YKLla(lA)梁内在KZ^主内锚固的上层钢 筋，22为YKLla(lA)梁内通过KZi柱的上层纵筋(与柱H型钢翼缘相交处打孔)， 23为YKLla(lA)梁内在KZi柱内锚固的下层钢筋，24为YKLla(lA)梁内通过 KZi柱内并锚固的下层钢筋(与柱H型钢翼缘相交处打孔)，25为KZ2柱(H型 柱)，26为KZi柱(H型柱)，27为承台，28为U钢筋及间距同柱箍筋，29为 钢筋同柱箍筋，30为混凝土堵封块，31为钢筋混凝土柱，32为负载，33为承 压板，34为锚垫板，35为胡子筋，36为穴模，37为钢筋混凝土梁。 五、具体实施方案
实施例一参见图l一图12-2，单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方
法如下(图l为工艺流程图)
1钢结构的安装
(1) 钢结构在工厂制作，由拖车运至现场。 钢筋穿过钢结构的孔洞，预先进行设计，在工厂加工完成。
(2) 由吊车进行吊装，现场焊接、校正。
(3) 扭紧地脚螺栓。
2有粘结预应力施工方法及操作要点
2-1框架梁内穿设金属波纹管5和预应力束2
(1) 支好框架梁的底模，普通钢筋就位之后，根据设计要求的矢高安装预应力
定位支架，其间距根据施工图的要求确定。支架用4>12以上的钢筋制作，为确 保位置的准确，定位支架必须焊在梁的箍筋上。
(2) 铺设预应力波纹管5，并牢牢绑扎在定位支架3上。连接部位用防水胶带 缠绕。
(3) 安装张拉端的喇叭管。
(4) 用棉丝密封灌浆孔、喇叭口等重要部位，连接部位用胶带缠绕密封。
(5) 在跨间的最高点安装盖瓦的排气管，为防止排气管的意外破损导致漏衆， 波纹管不得打孔。
(6) 在浇筑混凝土前，技术人员认真检査各关键部位及预应力孔道的高度，认 真填写"自检记录"和"隐蔽工程验收记录"。
2-2浇筑混凝土
(1) 在浇筑混凝土时，振捣棒不得直接碰撞预应力孔道，防止破坏波纹管而导 致浆体进入预应力孔道。
(2) 混凝土达到一定强度以后，及时拆除预应力梁张拉端的侧模板，清理张拉 端喇叭口，将预应力筋编为集团束并用铅丝绑扎在一起，然后整束穿入波纹管 内。如人工穿设有困难，可以在张拉端采用穿束机进行牵引穿束。安装锚具， 为张拉工序作好准备。
2-3预应力张拉作业
(1) 在混凝土强度达到100%的张拉强度之后，开始预应力筋的张拉。
(2) 预应力张拉设备在使用前，应送权威检验机构对千斤顶和油表进行配套标 定，并且在张拉前要试运行，保证设备处于完好状态。(3) 理顺张拉端预应力筋次序，依次安装工作锚、顶压器、千斤顶、工具锚。 安装时应注意保证密实。
(4) 由于开始张拉时，预应力筋在孔道内自由放置，而且张拉端各个零件之间 有一定的空隙，需要用一定的张拉力，才能使之收紧。因此，应当首先张拉至 初应力，可用计算法或图解法确定ALp然后张拉至控制应力，再次量测伸长 值，两次伸长值之差即为从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值AL2。根据 AL。 AL2和其他损失后计算总伸长值核算伸长值符合要求后，卸载锚固回程 并卸下千斤顶，张拉完毕。
(5) 张拉作业，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据。实测伸 长值与理论计算伸长值的偏差应在(-6 +6) %范围之内，超出时应立即停止张 拉，査明原因并采取相应的措施之后再继续作业。
2-4孔道灌浆
(1) 灌浆材料要求
① 灌浆水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆体标准强度大于30MPa。
② 水泥浆的水灰比为0.35左右，搅拌后三小时的泌水率控制在2%以内，流动度 大于200mm。
③ 为增加孔道灌浆的密实性，在水泥浆中应掺入膨胀剂MNC-EPS。水泥水 膨胀剂MNC-EPS-1: 0.35: 0.08
④ 水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间不宜超过30min。
⑤ 灌浆不得使用压縮空气。
(2) 灌浆工艺要求
①灌桨前切割外伸钢绞线，钢绞线露在夹片外的长度控制在30-50mm，然后用
水泥浆密封所有张拉端，以防浆体外溢。并将排气孔部位的波纹管逐个打通， 为下一操作做好准备。
② 灌浆采用UB3型灌浆泵和PJ02型搅拌机。灌浆前，应迸行机具准备和试车。 对孔道应湿润、洁净。
③ 灌浆工作应缓慢均匀地进行，不得中断，并应排气通顺。
④ 灌浆孔设在张拉端垫板上，水泥浆从一端灌入，灌浆压力控制为0.4-0.6MPa。 孔道较长或灌浆管较长时压力宜大些，反之可小些。
⑤ 灌桨进行到排气孔冒出浓浆时，即可堵塞此处的排气孔，再继续保压3-5分钟。
⑥ 灌浆过程中制作1组70X70X70的立方体水泥净浆试块，标准养护28天后， 送交实验室检验试块强度，其强度不应小于30MPa。
由于灌浆质量的好坏直接关系到预应力钢绞线与混凝土的粘结效果以及结构的 耐久性，因此施工过程必须从每一个环节进行严格控制。
2- 5张拉端的封堵
灌浆后张拉端锚具用C40微膨胀细石混凝土封堵，外露钢绞线的保护厚度 不小于30mm，后浇的混凝土必须振捣密实。 3无粘结预应力施工操作要点
3- 1穿设无粘结预应力筋
(1) 支好梁底模并绑扎普通钢筋(板底普通钢筋)之后，按设计图上预应力筋 位置，用(t)12钢筋制作定位支架，然后穿设无粘结预应力钢绞线。
(2) 穿设无粘结预应力筋时必须平行顺直，要求其水平偏差不得大于40mm， 竖向偏差不得大于5mm，梁不得大于10mm以减少张拉时的摩擦损失并保证张 拉后有效应力达到设计要求；(3) 固定好预应力筋的位置及高度之后，安放聚苯塑料块和螺旋筋等，并固定 好；
(4) 无粘结筋应牢牢地固定在事先放好的固定支架上。固定支架间距按图纸要 求排设；
(5) 为保证张拉的顺利进行，无粘结筋在靠近端模板处要有不小于300mm的 平直段(即无粘结筋与垫板垂直)，并用铁丝绑扎牢靠。
(6) 在浇筑混凝土前，技术人员认真检査验收预应力筋及锚具、垫板、螺旋筋 的安装情况，填写"隐蔽工程验收记录"；
(7) 在浇筑混凝土时，振捣棒不得长时间碰撞无粘结筋，防止钢绞线偏差原位 或塑料皮损伤。
(8) 及时拆侧模，拆模后清理张拉预留洞，并安装张拉端锚具。
(9) 尽量使各种管线为预应力筋让路，在穿设预应力筋之后，尽量减少电焊次 数，以免损伤预应力筋。
3-2无粘结预应力张拉作业
(1) 混凝土强度达到张拉要求之后，开始预应力筋的张拉。
(2) 预应力张拉控制应力及伸长值应满足设计要求。
(3) 预应力筋张拉采用张拉力与伸长值双控进行，如发现伸长值不满足规范的 有关规定，应立即停止张拉，并査明原因。
3-3张拉步骤
(1) 剥去张拉端塑料护套，擦净预应力筋上油脂，清理端部及穴模后安装锚环 及夹片；
(2) 安装千斤顶，连接好油路系统。张拉到初应力(张拉控制应力的10%)时，
首次记录千斤顶伸长值，然后继续张拉至控制应力，再次量测伸长值。核算伸
长值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；
(3)张拉时以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据，实测伸长值 与计算伸长值的偏差应在(-6 +6) %范围之内，如果超出正常范围，应立即停 止张拉，査明原因并采取相应的措施之后再继续作业。
3.4.1端部张拉端的处理。在柱子外侧增加一块1000mmX240mmX750mm 的配筋张拉垫块(如图9、图IO)。
3.4.2有粘结和无粘结钢绞线与KZ1柱H型钢翼缘相交处采取在翼缘钻孔的 办法，其孔位和孔眼直径预先进行设计，在H型钢加工时预先钻孔，确保预应 力钢绞线顺利通过。
3.4.3普通钢筋与梁柱H型钢相交的结点的处理
为保证节点的刚度和强度，又能方便施工，经同设计单位研究采取如图4 措施。
KZ2柱有4根钢筋17与YKI^dA)中H型钢翼缘相交，在相交部位采取在加 工厂加工H型钢时预留孔洞的办法。KZ,有2根钢筋20穿过YKI^dA)梁的H型 钢翼缘，经同设计单位研究，将其截断，采取与H型翼缘板焊接的办法。环梁 的预应力钢筋和普通钢筋与YKI^dA)相交部位，全部采取在H型钢腹板打孔的 办法，普通钢筋与H型钢腹板孔。眼用电焊补实，确保预应力钢筋张拉时不受 影响。对于构造钢筋，抗扭钢筋在该部位截断，并焊在H型钢上。
3-5封端保护
无粘结筋的锚固区，必须有严格的密封防护措施，严防水汽进入，锈蚀预 应力筋。因此，无粘结预应力筋张拉完毕后，应立即对无粘结预应力筋进行封
端保护。
(1) 用砂轮切除多余预应力筋。无粘结预应力筋切断后露出锚具夹片外的长度
应不得小于30mm。严禁采用电弧烧断；
(2) 将外露预应力筋涂专用防腐润滑脂，并罩上封端塑料套；
(3) 用膨胀C40混凝土封堵张拉端后浇部分以保护锚具，混凝土中不得使用含 氯离子的外加剂。封堵时应注意插捣密实。
4普通钢筋、模板及混凝土施工方法及操作要点按照一般建筑工程施工工 艺标准。
在图12中，KZ2柱有4根标号为17的主筋与YKLla(lA)中H型钢翼缘相 交，在相交部位采取在加工厂加工H型钢时预留孔洞的办法。K&有2根标号 为20的钢筋穿过YKLla(lA)梁的H型钢翼缘，经研究，将其截断，采取与H 型钢翼缘板焊接的办法。环梁的预应力钢筋和普通钢筋与YKLla(lA)相交部位， 全部采取在H型钢腹板打孔的办法，普通钢筋与H型钢腹板孔眼用电焊补实， 确保预应力钢筋张拉时不受影响。对于构造钢筋，抗扭钢筋在该部位截断，并 焊在H型钢上。
5双跨预应力劲性钢筋混凝土的节点处即是关键的部位，也是处理难度最 大的部位，在施工中遇到难题也是最多的部位，端部张拉端的处理。有粘结和 无粘结钢绞线靠KZi柱H型钢与柱边缘的间隙贯通，非预应力钢筋与翼缘相交 处采取在翼缘钻孔的办法，其孔位和孔眼直径预先进行设计，在H型钢加工时 预先钻孔，确保钢筋顺利通过。在柱子外侧增加一块1000mmX240mmX750mm 的配筋张拉垫块；有粘结和无粘结钢绞线与KZt柱H型钢翼缘相交处采取在翼 缘钻孔的办法，其孔位和孔眼直径预先进行设计，在H型钢加工时预先钻孔，
确保预应力钢绞线顺利通过。
本项发明特点就是在同一构件内采用有粘结预应力钢筋、无粘结预应力钢
筋、H型钢的双预应力劲性钢筋混凝土结构，并在悬臂端吊挂一个30KN的集中 荷载，当卸掉荷载后形成一个反弯矩。如遇到大悬臂的钢筋混凝土梁，可减少 下垂挠度，确实是一种有效的办法。
实施例二参见图l一图14-3，编号与实施例一相同，意义相同，工艺过 程与实施例一相同，不重述，不同的是在梁H型钢3上沿翼缘方向上同时张 拉有粘结应力筋2和无粘结应力筋1 。
如中国济源篮球城体育馆总建筑面积20200m2，平面投影直径为136.40m, 建筑高度28m，中间比赛馆顶为水平投影100m正四角锥双层螺旋球节点球面网 壳，6.4m高处嵌入一个水平伸展，造型轻薄的圆形平台，形成一个飞蝶的造型。 首层预应力梁结构平面示意图见图2。按建筑设计的要求，周边设异型劲性钢筋 混凝土框架，如图3，在圆形平台上楼板部位设置36榀YKLi单跨大悬臂混凝 土梁，其跨度9.3m，悬臂9.6m，如加外挑平板2m，总计外挑可达到11.6m，根 据建筑设计造型的要求梁宽为1000m，梁端高850m，梁根部高为1600mm。为 满足设计造型，进而保证梁的强度和梁端挠度要求，仅采用普通钢筋混凝土梁断 面过大，影响造型，仅采用H型钢劲性钢筋混凝土梁或采用预应力钢筋混凝土 梁也难以解决断面过大的问题，经设计院多种设计方案的比较，最终采用无粘结 预应力钢筋(放在梁的内部),有粘结预应力钢筋(放在梁内的靠外部)、H型钢共 同作用的双预应力劲性钢筋混凝土结构。在施工过程中，在梁H型钢端头处， 吊挂30KN的集中荷载，形成300KN m的弯矩，当预应力钢筋混凝土达到强 度后将这一集中荷载卸掉，形成反弯矩，此梁在预应力和反弯矩的共同作用下
形成反拱，减少了梁端部受载后的向下挠度，满足了悬臂梁端挠度在短期荷载
作用下不大于25 mm和长期荷载作用下不大于50mm的标准。
权利要求
1、一种单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法，包括钢结构制作、钢结构安装、支梁底模安装、隐性工程验收、浇筑混凝土、养护拆侧模、预应力筋张拉、拆底模，其特征是钢结构为KZ柱H型钢和梁H型钢锚接固定，普通钢筋与KZ柱H型钢和梁H型钢部分贯通或穿孔焊接，在支梁底模钢筋安装和隐性工程验收工序间，沿梁H型钢放置双预应力钢筋并制作和固定，该双预应力钢筋制作包括有粘结预应力张拉和无粘结预应力张拉，有粘结预应力钢筋制作方法为A1在支好框架梁底模并绑扎板底普通钢筋就位之后，根据设计要求的矢高安装预应力定位支架，其间距根据施工图的要求确定，B1铺设预应力波纹管，并牢牢绑扎在定位支架上，C1安装排气孔和灌浆孔；无粘结预应力钢筋制作方法为A2在支好框架梁底模并绑扎板底普通钢筋就位后，根据设计图上无粘结预应力钢筋位置，制作定位支架，B2平行顺直穿设无粘结预应力钢绞线，C2将无粘结钢筋牢牢固定在支架上；再浇筑混凝土并在混凝土达到张拉强度之后，分别开始有粘结预应力钢筋张拉和无粘结预应力钢筋张拉，双应力钢筋张拉之后对有粘结预应力钢筋进行孔道灌浆和张拉端锚具封闭保护。
4、 根据权利要求1所述的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法， 其特征是有粘结预应力筋孔道灌浆的灌浆水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水 泥浆体标准强度大于30MPa;水泥浆的水、灰比为0.32—0.37，搅拌后三小时的 泌水率控制在2%以内，流动度大于200mm;在水泥浆中应掺入膨胀剂MNC-EPS，其中泥水膨胀剂MNC-EPS4: 0.35: 0.08;水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间在30分钟内。
5、 根据权利要求1或4任一权利要求所述的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋 砼大梁施工方法，其特征是通孔灌浆的工艺a灌浆前切割外伸钢绞线，钢绞 线露在夹片外的长度控制在30-50mm，然后用水泥浆密封所有张拉端，以防浆 体外溢，并将排气孔部位的波纹管逐个打通；b灌浆采用UB3型灌浆泵和PJ02 型搅拌机，灌浆前，进行机具准备和试车，对孔道湿润、洁净；c灌浆工作缓慢 均匀地进行且不得中断，同时使排气通顺；d灌浆孔设在张拉端垫板上，水泥浆 从一端灌入，灌浆压力控制为0.4-0.6MPa; e灌浆进行到排气孔冒出浓浆时，堵 塞此处的排气孔，再继续保压3-5分钟。
6、 根据权利要求1所述的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法， 其特征是所述张拉端锚具封闭保护，灌浆后张拉端锚具用C40微膨胀细石混凝土封堵，外露钢绞线的保护厚度大于或等于30mm，后浇的混凝土振捣密实。
7、 根据权利要求1所述的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法， 其特征是无粘结应力张拉工艺a剥去张拉端塑料护套，擦净预应力筋上油脂， 清理端部及穴模后安装锚环及夹片；b安装千斤顶，连接好油路系统，张拉到初 应力时，首次记录千斤顶伸长值，然后继续张拉至控制应力，再次量测伸长值， 核算伸长值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；c混凝土强度 达到张拉要求之后，开始预应力筋的张拉，张拉时以控制张拉力为主，同时用 张拉伸长值作为校核依据。
8、 根据权利要求7所述的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法， 其特征是无粘结应力钢筋的锚固区严格密封防护用砂轮切除多余预应力筋， 无粘结预应力筋切断后露出锚具夹片外的长度应大于或等于30mm;将外露预应 力筋涂专用防腐润滑脂，并罩上封端塑料套；用膨胀C40混凝土封堵张拉端后 浇部分以保护锚具，堵塞时插捣密实。
9、 根据权利要求1所述的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法， 其特征是浇筑混凝土过程中，制作l组70X70X70的立方体水泥净浆试块， 标准养护28天后，送交实验室检验试块强度。
10、 根据权利要求1所述的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法， 其特征是普通钢筋为4)12II级钢；有粘结应力钢筋和无粘结应力钢筋为4) J15.24; H型钢为Q235B， H1360/610X350X26X35和H1370/620X350X26X 35;砼强度等级为C40。
全文摘要
本发明涉及一种单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法，包括钢结构制作、钢结构安装、支梁底模安装、隐性工程验收、浇筑混凝土、养护拆侧模、预应力筋张拉、拆底模，钢结构为KZ柱H型钢和梁H型钢锚接固定，普通钢筋与KZ柱H型钢和梁H型钢部分贯通或穿孔焊接，在支梁底模钢筋安装和隐性工程验收工序间，沿梁H型钢放置双预应力钢筋并制作和固定，该双预应力钢筋制作包括有粘结预应力张拉和无粘结预应力张拉，再浇筑混凝土并在混凝土达到张拉强度之后，分别开始有粘结预应力钢筋张拉和无粘结预应力钢筋张拉，双应力钢筋张拉之后对有粘结预应力钢筋进行孔道灌浆和张拉端锚具封闭保护。本发明的单跨大悬臂双预应力劲性钢筋砼大梁施工方法，满足小断面大跨度的钢筋混凝土梁的挠度和抗裂要求，如遇到大悬臂的钢筋混凝土梁，可减少下垂挠度，非常利于推广实施。
文档编号E04C3/02GK101109227SQ20071005510
公开日2008年1月23日 申请日期2007年9月5日 优先权日2007年9月5日
发明者张银竹, 李海建, 焦安亮, 盛文考, 翟国政, 聂意江, 覃事选, 栓 邢, 黄延铮 申请人:中国建筑第七工程局;中国建筑第七工程局第一建筑公司