專利名稱：超長預應力地梁施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是屬于超長預應力地梁施工方法領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著時代的進步，大型建筑的設(shè)計越來越新奇，設(shè)計中大量采用各種最新的科研成果，創(chuàng)新之舉層出不窮。在大型拱形結(jié)構(gòu)中，為了平衡拱的巨大推力，通常采用預應力地梁，根據(jù)我們在國內(nèi)外查新的結(jié)果顯示，超長預應力地梁施工技術(shù)，目前國內(nèi)外未見有報道，為首次應用。超長預應力地梁具有超長、配筋量多、張拉噸位大等特點，預應力筋的穿束、牽引、張拉是施工中難點中的難點，常規(guī)施工方法根本無法進行。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的難題，本發(fā)明的目的是提供一種超長預應力地梁施工方法，它能保證超長預應力地梁的施工質(zhì)量，確保施工質(zhì)量達到設(shè)計要求。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的超長預應力地梁施工方法包括鋼筋扎制、鋼管安裝、澆筑混凝土、混凝土養(yǎng)護、穿預應力筋、預應力張拉，其特別之處在于將防裂混凝土施工、后澆段施工、穿束、牽引、張拉技術(shù)結(jié)合在一起綜合應用。具體施工方法依以下次序的步驟進行A、預應力地梁采用分區(qū)段施工；
B、扎制鋼筋的同時做好鋼管的安裝，鋼管的預埋標高和位置的埋設(shè)必須一致、準確，鋼管采用50mm×5mm角鋼支架固定，鋼管支架在地梁混凝土墊層施工后進行安裝，對墊層標高和鋼管支架位置必須用測量準確定位和復核無誤。鋼管標高上下誤差控制在±7mm之內(nèi)。水平位置和兩鋼管中心距誤差也不得大于±5mm。鋼管整體監(jiān)測直線順暢；C、在分段之間每50m左右設(shè)8.5m長后澆段，并在后澆段的鋼管上留出4m長觀察孔；D、澆注摻加有JM-III(A)型防裂增強劑的混凝土，JM-III(A)型防裂增強劑摻加量為水泥用量的3.5％，對混凝土進行養(yǎng)護14天；E、預應力筋穿束、牽引，預應力筋穿束采用通過特制的牽引頭和每根鋼絞線芯的墩粗技術(shù)，穿束時，采用整束穿管，先人工穿入一根直徑5mm的高強鋼絲，通過鋼絲牽引穿入一根φs15.24高強預應力鋼絞線，在鋼絞線端部安裝特制擠壓錨牽引頭，用牽引頭固定鋼絞線，利用卷揚機，整束一次性穿管。預應力筋牽引采用以下方法每束預應力鋼絞線編組后采用卷揚機進行牽引。卷揚機鋼絲繩的另一端與牽引單根鋼絞線連接線卡具固定后，通過牽引頭拉動預應力鋼絞線進行牽引，由于預應力筋較長，用卷揚機鋼絲繩不能一次牽引到位，每次牽引25m左右，牽引一次后，重新轉(zhuǎn)換鋼絲繩與連接卡具的牽引點進行牽引，直到全部牽引到位。
每束鋼絞線牽引到位后，將墩粗在錨板上的鋼絞線芯剪斷，待張拉時通過防松夾片錨具固定。
特別需要強調(diào)的是，在鋼絞線牽引過程中，預應力鋼絞線的相對位置要保持不變，并不能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，首先對牽引頭連接的每根絞線編號，并針對鋼絞線分排，在編束時用φ48鋼管調(diào)整好每排鋼絞線位置，然后每隔4米用12號鐵絲捆成整體。在觀察孔中對每排鋼絞線再次進行觀查。每束穿筋完成后在兩端對每根鋼絞線進行編號固定。張拉端端部處理預應力錨具采用OVM15-24FS防松夾片錨具，端部采用專用配套鋼錨墊板和螺旋筋，將其可靠地固定在鋼筋支架上，并凹進基礎(chǔ)側(cè)面600mm。
F、后澆段澆注比原澆注混凝土高一級的防裂增強混凝土，對混凝土進行養(yǎng)護14天；G、后澆段混凝土強度達到設(shè)計要求時，進行預應力張拉。預應力張拉采用以下方法進行(1)、采用雙控進行張拉在張拉過程中，以控制拱腳承臺水平位移為主，同時對張拉應力值進行控制。張拉施工前，在每個拱腳承臺上設(shè)置2個位移觀測點，采用全站儀和4個千分表雙控措施監(jiān)控水平位移；根據(jù)預應力地梁中無粘結(jié)預應力鋼絞線束的配置情況，在每道地梁的兩端埋設(shè)JMZX-3X00型智能弦式數(shù)碼傳感器，分別埋設(shè)在兩根梁的對角張拉端，進行鋼絞線預應力值的監(jiān)控測試。
(2)、采用群錨進行張拉張拉前，先加工直徑φ260×130mm厚鋼板，并在鋼板上預先加工好若干孔(其中孔的數(shù)量為鋼絞線數(shù)量加1，中心位置孔為出氣孔)，使每束鋼絞線穿過鋼板，通過群錨夾片固定在φ260×130mm厚的錨墊板上。采用650型千斤頂進行張拉，張拉時通過錨墊板將張拉應力均勻傳遞到(380×380×100mm)拱腳基礎(chǔ)鋼承墊板上。
(3)、張拉順序①初步張拉，使各預應力筋松緊一致，施工時預緊值為21t；②上部拱結(jié)構(gòu)合攏后、屋面結(jié)構(gòu)胎架落架前張拉地梁預應力鋼絞線，控制張拉應力達到設(shè)計值的100％，來以平衡結(jié)構(gòu)正常使用狀態(tài)下恒載產(chǎn)生的拱腳水平推力；③胎架下落過程中，對鋼拱腳處水平位移進行實時監(jiān)控。落架過程分批分步級進行，使拱腳水平位移控制在限值Δ以內(nèi)；④屋蓋施工完畢后，若承臺水平位移始終穩(wěn)定在限值Δ以內(nèi)，則張拉應力值滿足設(shè)計值，停止張拉。
(4)、由于每束鋼絞線的張拉應力特別大，施工時需進行對稱張拉本發(fā)明的方法，所應用的將防裂混凝土施工、后澆段施工、后張拉預應力筋牽引、張拉技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)，后張拉預應力筋墩粗穿束技術(shù)為首次采用，現(xiàn)有技術(shù)和發(fā)明技術(shù)的綜合應用，使超長預應力地梁的施工質(zhì)量達到了設(shè)計要求。


附圖1是觀察孔鋼套管安裝示意附圖2是預應力芯筋墩粗安裝后牽引示意圖附圖3張拉端部構(gòu)造圖附圖中標記分述如下1----預應力孔道預埤鋼管；2----后澆段長度L；3----鋼套管就位前的位置；4----鋼絞線；5----觀察孔；6---鋼套管就位后的位置；7----內(nèi)側(cè)帶絲扣；8---φs15.24鋼絞線牽引；9----直徑110mm，厚35mm的鋼板外圈，絲扣與牽引頭內(nèi)絲扣連接固定；10---錨夾具固定；11—φ110×35厚與預應力鋼絞線的φ5絲絲芯墩粗固定；12---鋼套管；13---380×380×100鋼板；14-智能弦式數(shù)碼壓力計；15---防松夾片錨具。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與實施例對發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的描述。南京奧體中心主體育場四個拱腳基礎(chǔ)分別位于體育場的南北兩端、東西兩側(cè)。拱腳基礎(chǔ)東西兩側(cè)凈距66.3m，南北兩端拱腳基礎(chǔ)凈距為396m，每個拱腳基礎(chǔ)南北方向長30m。東西方向?qū)?8m，南北拱腳基礎(chǔ)通過396m長預應力地梁連接。兩道396m長預應力地梁的斷面為1450×1050mm(寬×高)，每道地梁內(nèi)埋設(shè)8φ180×6鋼管，在每根鋼管內(nèi)穿過24Uφs15.24高強度低松馳預應力鋼絞線，預應力筋每束長度達410m。采用本發(fā)明的方法對上述工程進行施工，根據(jù)整個施工進度的安排，將396m長預應力地梁分為拱腳基礎(chǔ)、拱腳基礎(chǔ)到主框架區(qū)段、主體框架及看臺基礎(chǔ)、體育場中部球場位置四個區(qū)段施工，扎制鋼筋的同時做好鋼管的安裝，鋼管采用50mm×5mm角鋼支架固定，鋼管支架在地梁混凝土墊層施工后進行安裝，對墊層標高和鋼管支架位置必須用測量準確定位和復核無誤。體育場中部球場位置范圍分5段施工，在分段之間設(shè)8.5m長后澆段，并在后澆段的鋼管上留出4m長觀察孔(見圖)，澆注摻加有JM-III(A)型防裂增強劑的混凝土，JM-III(A)型防裂增強劑摻加量為水泥用量的3.5％，對混凝土進行養(yǎng)護14天，穿束前在直徑110mm，厚35mm的鋼板上穿24個φ6mm孔洞，將φs15.25mm鋼絞線外圍6φ5mm鋼絲剪短50mm～100mm左右，僅留出中間1φ5mm鋼絲穿過鋼板(直徑110mm，厚35mm)上φ6mm小孔內(nèi)。當24根鋼絞線的φ5鋼絲芯全部穿過鋼板后，就將其逐根墩粗錨固在鋼板上。然后與鋼制牽引頭內(nèi)壁帶絲的鋼套筒連接固定(φ110mm×35mm墩粗鋼板外圈帶有公絲絲扣)。鋼絞線墩粗及牽引頭的連接(見圖2)，預應力筋牽引采用以下方法每束預應力鋼絞線編組后采用卷揚機進行牽引。卷揚機鋼絲繩的另一端與牽引單根鋼絞線連接線固定后，通過牽引頭拉結(jié)預應力鋼絞線進行牽引，由于預應力筋較長，用卷揚機鋼絲繩不能一次牽引到位，每次牽引25m左右，牽引一次后，重新轉(zhuǎn)換鋼絲繩與連接的牽引點進行牽引，直到全部牽引到位。張拉端端部處理預應力錨具采用OVM15-24FS防松夾片錨具，端部采用專用配套鑄鐵錨墊板和螺旋筋，將其可靠地固定在鋼筋支架上，并凹進基礎(chǔ)側(cè)面600mm(見圖)。后澆段澆注比原澆注混凝土高一級的防裂增強混凝土，對混凝土進行養(yǎng)護，后澆段混凝土強度達到設(shè)計要求時，進行預應力張拉。預應力張拉采用以下方法進行在張拉過程中，以控制拱腳承臺水平位移為主，同時對張拉應力值進行控制。張拉施工前，在每個拱腳承臺上設(shè)置2個位移觀測點，采用全站儀和4個千分表雙控措施監(jiān)控水平位移，在每道地梁的兩端各埋設(shè)2個JMZX-3X00型智能弦式數(shù)碼傳感器，進行鋼絞線預應力值的監(jiān)控測試。張拉前，先加工直徑φ260×130mm厚鋼板，并在鋼板上預先加工好25個φ19孔，(其中中心位置1φ19孔為出氣孔)，使每束24根鋼絞線穿過鋼板，通過群錨夾片固定在φ260mm×130mm厚的錨墊板上。采用650型千斤頂進行張拉，張拉時通過錨墊板將張拉應力均勻傳遞到(380mm×380mm×100mm)拱腳基礎(chǔ)鋼承墊板上。初步張拉，使各預應力筋松緊一致。預緊值為21t。張拉分四次完成。采用650型千斤頂，其最大拉力可達650t，千斤頂一次最大行程為20cm，施工時每次行程控制在15-18cm之間，在南北拱腳基礎(chǔ)張拉端各分別通過4個張拉行程完成預應力的張拉。張拉時先在一端張拉完第一個行程，然后在另一端完成第一個行程的張拉，通過往復4次完成張拉，并在每一個張拉行程完成后，將預應力值、伸長值和張拉時溫度，以及將千分表上每次反映的水平位移值記錄在案。由于每束鋼絞線的張拉應力特別大，施工時需進行了對稱張拉。396m長預應力地梁張拉完成后，鋼拱架落架結(jié)束，通過對拱腳基礎(chǔ)的觀察和預應力值監(jiān)測結(jié)果分析，證明超長預應力地梁的施工方法獲得成功，為今后建造類似工程提供了經(jīng)驗。
權(quán)利要求
1.超長預應力地梁施工方法包括鋼筋扎制、鋼管安裝、澆筑混凝土、混凝土養(yǎng)護、穿預應力筋、預應力張拉，其特征在于施工依以下步驟的方法進行A、預應力地梁采用分區(qū)段施工；B、扎制鋼筋的同時做好鋼管的安裝；C、在分段之間每50m左右設(shè)8.5m長后澆段，并在后澆段的鋼管上留出4m長觀察孔；D、澆注摻加有JM-III(A)型防裂增強劑的混凝土，JM-III(A)型防裂增強劑摻加量為水泥用量的3.5％，對混凝土進行養(yǎng)護14天；E、預應力筋穿束、牽引；F、后澆段澆注比原澆注混凝土高一級的防裂增強混凝土，對混凝土進行養(yǎng)護14天；G、后澆段混凝土強度達到設(shè)計要求時，進行預應力筋張拉；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于鋼管的預埋標高和位置的埋設(shè)必須一致、準確，鋼管采用50mm×5mm角鋼支架固定，鋼管支架在地梁混凝土墊層施工后進行安裝，對墊層標高和鋼管支架位置必須用測量準確定位和復核無誤。鋼管標高上下誤差控制在±7mm之內(nèi)。水平位置和兩鋼管中心距誤差也不得大于±5mm。鋼管整體監(jiān)測直線順暢，無明顯折點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于預應力筋穿束采用通過特制的牽引頭和每根鋼絞線芯的墩粗技術(shù)，穿束時，采用整束穿管，先人工穿入一根直徑5mm的高強鋼絲，通過鋼絲牽引穿入一根φs15.24高強預應力鋼絞線，在鋼絞線端部安裝特制擠壓錨牽引頭，用牽引頭固定鋼絞線，利用卷揚機，整束一次性穿管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的方法，其特征在于預應力筋牽引采用以下方法每束預應力鋼絞線編組后采用卷揚機進行牽引。卷揚機鋼絲繩的另一端與牽引單根鋼絞線連接線卡具固定后，通過牽引頭拉動預應力鋼絞線進行牽引，由于預應力筋較長，用卷揚機鋼絲繩不能一次牽引到位，每次牽引長度25m左右，牽引一次后，重新轉(zhuǎn)換鋼絲繩與連接卡具的牽引點進行牽引，直到全部牽引到位。每束鋼絞線牽引到位后，將墩粗在錨板上的鋼絞線芯剪斷，待張拉時通過防松夾片錨具固定。特別需要強調(diào)的是，在鋼絞線牽引過程中，預應力鋼絞線的相對位置要保持不變，并不能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，首先對牽引頭連接的每根絞線編號，并針對鋼絞線分排，在編束時用φ48鋼管調(diào)整好每排鋼絞線位置，然后每隔4米用12號鐵絲捆成整體。在觀察孔中對每排鋼絞線再次進行觀查。每束穿筋完成后在兩端對每根鋼絞線進行編號固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的方法，其特征在于預應力張拉采用以下方法進行A、采用雙控進行張拉在張拉過程中，以控制拱腳承臺水平位移為主，同時對張拉應力值進行控制。張拉施工前，在每個拱腳承臺上設(shè)置2個位移觀測點，采用全站儀和4個千分表雙控措施監(jiān)控水平位移；根據(jù)預應力地梁中無粘結(jié)預應力鋼絞線束的配置情況，在每道地梁的兩端埋設(shè)JMZX-3XOO型智能弦式數(shù)碼傳感器，分別埋設(shè)在兩根梁的對角張拉端，進行鋼絞線預應力值的監(jiān)控測試。B、采用群錨進行張拉張拉前，先加工直徑φ260×130mm厚鋼板，并在鋼板上預先加工好若干孔(其中孔的數(shù)量為鋼絞線數(shù)量加1，中心位置孔為出氣孔)，使每束鋼絞線穿過鋼板，通過群錨夾片固定在φ260×130mm厚的錨墊板上。采用650型千斤頂進行張拉，張拉時通過錨墊板將張拉應力均勻傳遞到(380×380×100mm)拱腳基礎(chǔ)鋼承墊板上。C、張拉順序①初步張拉，使各預應力筋松緊一致，施工時預緊值為21t；②上部拱結(jié)構(gòu)合攏后、屋面結(jié)構(gòu)胎架落架前張拉地梁預應力鋼絞線，控制張拉應力達到設(shè)計值的100％，來平衡結(jié)構(gòu)正常使用狀態(tài)下恒載產(chǎn)生的拱腳水平推力。③胎架下落過程中，對鋼拱腳處水平位移進行實時監(jiān)控。落架過程分批分級進行，使拱腳水平位移控制在限值Δ以內(nèi)；④屋蓋施工完畢后，承臺水平位移始終穩(wěn)定在限值Δ以內(nèi)，則張拉應力值滿足設(shè)計值，停止張拉。D、由于每束鋼絞線的張拉應力特別大，施工時需進行對稱張拉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超長預應力地梁施工方法。本發(fā)明屬于建筑施工領(lǐng)域。本方法的特點在于A.采用通過特制的牽引頭和每根鋼絞線芯的墩粗技術(shù)，采用卷揚機進行分次牽引的方法解決了超長預應力地梁穿束困難的問題。B.通過采用分批、分級張拉的方法，解決了超長預應力地梁一次張拉的施工難點。C.預應力張拉過程中，在預應力地梁端部設(shè)置JMZX－3X00型智能弦式數(shù)碼傳感器對張拉和使用階段地梁的應力進行監(jiān)控，同時采用全站儀和千分表雙控措施對拱腳承臺水平位移進行監(jiān)測控制。本發(fā)明的方法使超長預應力地梁施工質(zhì)量達到了的要求。本發(fā)明的方法適用于各種超長預應力地梁的施工和監(jiān)控。
文檔編號E04H3/14GK1978802SQ20051012287
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者楊中源, 全有維 申請人:楊中源, 全有維