浅析预应力房屋结构施工技术

　　摘要：预应力混凝土框架结构是属于混凝土结构体系中一种，它是在框架梁的施工过程中增加部分预应力的一种施工技术。预应力混凝土框架结构具有结构性能良好、内柱少、跨度大、施工工艺布置灵活等特点，因此在仓库、多层工业厂房、公共建筑等都得到了较为广泛的应用。本文结合实际的施工经验，浅析预应力房屋结构施工技术。
　　关键词：预应力；框架结构；施工技术
　　
　　一、部分预应力现浇框架结构施工技术
　　1、预应力筋孔道布置
　　与钢绞线束又或者是钢丝束比较，预应力筋孔道德直径要大5到10mm，而且与预应力筋的净面积比较，预应力筋孔道德面积应是预应力筋的净面积的2倍。孔道的最小净距与粗骨料的最大直径相比，应是粗骨料最大直径的三分之四，而如果是曲线筋孔道德话，其孔径d不应大于其竖直方向的净距，进行孔道振捣这项工序的时候，插入式振动器的水平方向净距也不能＜1.5d。
　　从孔壁开始算，预应力筋保护层的最小厚度要符合以下规范：对梁侧取40毫米，对梁底取50毫米。如果是曲线孔道，其曲率半径不应小于钢丝束4米，如果是折线孔道的话，在其弯折处，一般都应运用圆弧线进行过渡，这样它的曲率半径就可以相应减小。
　　灌浆孔的设置如下图，如果是双跨梁，在中支座地顶面处也就是b图中的2（3）处，设置灌浆管，这样灌浆管同时还可以兼做泌水管使用，一举两得。另外，在锚具处也可以设置灌江口，这样就可以从管的一头进行灌浆。
　　
　　
　　2、钢筋构造措施
　　在施工中经常会有钢筋与预应力筋孔道相碰的情况发生，为了解决这个问题，依据框架结构施加预应力的特点，我们可以对钢筋构造采取以下措施：
　　①为了加强预应力筋在弯折区段的混凝土，可以在框架梁的预应力筋的弯折处设置钢筋网片，又或者是将箍筋加密。
　　②当框架梁的宽度小于350毫米的时候，应不设置四肢箍，从而避免钢筋与预应力筋孔道相碰的情况。
　　③当集中荷载作用在框架梁的截面高度范围出现的时候，不能采取吊筋，应是设置箍筋在此处，从而避免挤弯预应力孔道。
　　3、多层框架混凝土浇筑与预应力张拉的施工顺序
　　根据实际的施工经验，多层框架混凝土浇筑与预应力张拉的施工顺序可以总结为以下三种：
　　①按照顺序逐层浇筑、张拉。在多层框架混凝土施工的时候，采取由下到上的施工顺序，进行一层的框架梁混凝土浇筑，就进行一层的预应力张拉，这样的施工顺序就是按照顺序逐层浇筑、张拉。选择这种顺序的进行施工时候，要注意的是要先完成下层的框架梁预应力筋的张拉之后，才能进行上层的框架梁混凝土的施工，而且在进行框架梁预应力筋的张拉施工之前，还要确保每一层的框架梁浇筑已经达到设计所规定的强度方能施工。
　　因为框架梁只能承受起一层的施工荷载，所以在框架梁预应力筋的张拉之后就可以拆除，所以采用这种施工技术的优点是：模板的占用以及支撑的数量与时间都比较少。但是这个优点从另外一个角度看也是它的缺点所在：每一层的施工都要预应力张拉的专业队伍重新进一次场，这样势必需要占用较多的施工时间。
　　②数层浇筑，从下往上张拉。这种顺序是在完成2层或是3层的框架梁混凝土浇筑之后，从下往上逐层进行框架梁预应力筋的张拉施工。使用这个施工顺序的时候，优点就在于可以逐层不间断施工，框架梁预应力的张拉施工可以错开一层，然后再按照楼层的顺序逐层进行。但是这种施工顺序的缺点在于需要较多的模板支撑，而且一方面因为底层的框架梁需要支撑上两层的施工荷载，是属于立体交叉的施工，另一方面因为当进行下层的框架梁预应力筋张拉的施工的时候会出现一定反拱，反拱通过支撑会影响到上层的框架梁，所以安全措施与上层框架梁的混凝土强度都有较高的要求，混凝土的强度需要达到C15。
　　③数层浇筑，由上而下张拉。这种施工顺序是在进行完2~3层的框架梁混凝土施工以后，由上而下进行张拉施工。使用这种施工顺序的时候的时候，可以与普通钢筋混凝土结构一样，浇筑数层的框架混凝土之后再一起进行养护，只要等到最上层梁的混凝土强度养护到设计要求之后，再逆向进行张拉施工。这种施工顺序能减少混凝土的养护时间，加快施工的顺序，并且减少预应力张拉队伍进场所占用工期的时间和次数。然而这种施工顺序的缺点也较为明显，也正是因为使用数层连续浇筑的施工技术，使得底层的框架梁支撑要承担上面几层的荷载，所以底模配置和支撑占用多，支撑所承担的力较大，所以只有在层数2~3层预应力框架混凝土结构，结构占用尺寸较小的情况下才适用。
　　4、预应力混凝土框架的施工技术
　　多层现浇预应力混凝土框架结构的特点有高空张拉、柱距大、跨度大等，所以和一般的钢筋混凝土框架比较起来，预应力框架梁的施工技术要求更高，难度也较大。
　　①模板的安装及拆除。预应力混凝土框架梁的特点是自重、层高、跨度都较大，而且由于在进行张拉的施工之前，次梁和楼板有可能会将荷载传给框架梁，所以在进行模板安装的时候，为了保证施工的安全，就要反复验算支架的承载力。同时还要做好地基的处理工作，确保支撑底层框架梁的力，避免地基的沉陷。
　　预应力框架梁底模板的起拱值只是全跨长度的0.5%-1.0%。在进行预应力筋张拉施工之前，预应力框架梁的楼板模板和侧模板需要全部都将其拆除。而框架的支撑和底模板则需要等到张拉施工结构之后，且孔道灌浆的强度到达15Mpa之后才能拆除。
　　②混凝土浇筑。在进行浇筑施工的过程中，为了防止波纹管的损坏，从而一起漏浆，将孔道堵塞的情况出现，波纹管不能触及到振动器。在梁端锚固区，由于这里的钢筋较密集，为了防止在张拉施工的时候出现预埋钢板凹陷的情况，这区域的混凝土浇筑要采用小直径的震动棒进行施工。而为了避免波纹管的漏浆，导致孔道堵塞，可以采用高压水冲孔疏通，又或者是使用通孔器进行孔道的疏通。例如在进行混凝土的浇筑施工之前，可以提前将预应力束穿好，也可以在浇筑的过程中可以不时拉动预应力束，确保不会产生漏浆，孔道堵塞的情况出现。
　　为了避免留下施工缝，一般情况下，预应力框架梁都是采用连续浇筑的施工方法。但是在梁端处柱则根据预应力筋锚固区局部承压的要求，可是在梁端处柱的地方适当留取施工缝，其位置则应该高于梁面的200毫米-300毫米。
　　二、整体预应力板柱结构施工
　　1、整体预应力板柱结构的简介
　　所谓的整体预应力板柱结构的基本构件是预制楼板，在板和柱的接触面间立缝中灌入细石混凝土又或者是砂浆，从而让立缝变成平接接头，设置折线形或直线型预应力筋在楼板之间的明槽中，之后再施加双向预应力在整个楼层上，让其构成整体的空间结构，如下图：
　　
　　楼板、边梁、悬臂板、四根预制钢筋混凝土柱等构件就是整体预应力板柱结构的基本构件。
　　①楼板，可以使用多块又或者是一块楼板进行拼装柱网单元，一般情况下，楼板都是使用矩形平面双向带肋的型式，如下图，大开孔楼板则是使用在楼梯间，柱与楼板连接的板角都会留有直角缺口。
　　
　　②边梁，需要设置边梁的地方是在没有阳台板的建筑物四周，在两柱之间起着支承的作用，边梁是作为外墙的支托，与楼板一起承担预应力的作用。
　　③悬臂板，如下图，悬臂板是通过预应力筋和结构拼接起来的，其位于边柱的轴线之外，在柱与板角的接触的地方会留有直角缺口。在穿过悬臂板预留沟槽又或者是在楼板和悬臂板之间的明槽中设置有预应力筋。
　　
　　④柱，一般情况下，柱的长度都是做成一节是三层，形状是采用矩形截面的无牛腿柱，而且还会预留有双向预应力筋的孔道，在柱与柱之间可以采用浆锚接头。
　　2、整体预应力板柱结构的施工原理及安装顺序
　　①施工原理，整体预应力板柱结构的施工原理是在将预应力筋穿入柱网横轴线的地方，然后使用预先施加应力的方法，让板柱结合牢固，构成主体的施工手段。
　　②安装顺序，第一步为了更好地掌握安装的标高，可以通过杯形基础杯体超平粉底的方法；第二步进行柱的施工（安装，校正，固定），第三步则是将临时托架安装在柱上，从而让其将楼板支撑住；与第四步就是安装边梁与楼板；第五步是养护阶段。
　　3、锚具的选用与配置预应力筋
　　①锚具的选用，XM型锚具或是钢制锥形锚具都可以选用为整体预应力板柱结构施工的锚具，同时在进行高空张拉的时候，还可以配备YC-20、YC-18两种型号的穿心式千斤顶。
　　②配置预应力筋，一般情况下可以选用钢绞线束或者是碳素钢丝线束配置成曲线或者直线，从而作为整体预应力板柱结构施工的预应力筋。
　　4、确定预应力筋的张拉方案
　　①当柱子、轴线的长度比较短的时候，可以选择固定柱子的底部，然后按照顺序由下往上进行张拉的方案。
　　②如果柱子的长度比较长，轴线的长度比较短的时候，为了尽可能减小柱子顶部的位移，可以先将上层楼板吊装好，而且灌浆好板柱之间的接缝之后，在进行下一层的张拉施工。
　　③而如果是轴线的长度比较长的情况，则在施工的过程中要注意将柱子的附加弯矩减少到最小甚至是消除，必要的时候还要采取相关的措施。
　　三、无黏结预应力楼面结构施工
　　无黏结预应力楼面结构的施工在高层建筑的混凝土楼面结构、预应力混凝土框架梁和大开间多层结构中得到广泛的使用。无黏结预应力楼面结构具有施工方便、柱网大、使用灵活等优势，这种结构的缺点在于不能充分发挥预应力筋的强度，所以往往会出现较集中的裂缝。
　　1、布置预应力筋
　　依据楼面结构的形式，布置预应力筋的方法有以下几种：
　　①多跨双向平板，这种布置预应力筋的方法是不论是纵方向还是横地方向都是采取多波连续曲线配筋的方法，使得楼面结构能在均匀的荷载作用下进行施工。多跨双向平板可以按照下图（a）中所示，一向带状集中布筋，另外一向则采取均匀布筋的方法，也可以按照下图（b）中所示，在跨中板带和柱上板带中的方法布筋。
　　
　　②多跨单向平板，也就是采取在纵向上用多波连续曲线的方法配置无黏结预应力筋。恒荷载的比值与板承受的荷载形式及曲线筋的形式等因素相关。
　　③多跨度双向密肋板，在多跨双向密肋板中，将无黏结预应力筋布置在每一根肋中，并在柱与柱之间采取双向无黏结预应力扁梁。
　　2、混凝土保护层构造，根据结构约束条件与耐火等级来确定无黏结预应力筋保护层的最小厚度，如下表：
　　
　　而当梁宽的大小在200毫米至300毫米之间的时候，保护层的厚度则要根据下表取插算值：
　　
　　如果保护层的厚度不能达到规定范围，则要另外采取涂防火涂料增加厚度。
　　四、结束语
　　综上所述，预应力房屋结构的施工是房屋施工中的关键部分，其施工质量的好坏将对整个施工的质量以及房屋使用者的生命财产安全产生重大影响，所以施工方要结合实际，采用最佳的施工技术方案进行施工。
　　
　　参考文献：
　　[1]焦红，姜卫杰编，建筑施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.01.
　　[2]肖金媛等主编，建筑施工技术[M].北京：北京理工大学出版社，2010.02.

《浅析预应力房屋结构施工技术》

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