連續跨環形預應力梁施工工法

《連續跨環形預應力梁施工工法》是雲南省第二建築工程公司、雲南建工第五建設有限公司完成的建築類施工工法，完成人是甘永輝、洪潔、舒永華、楊紹坤、鐘劍，適用於圓形預應力混凝土儲倉、體育館，圓形市政工程等的施工；水工壓力隧洞、壓力井的預應力混凝土結構。

《連續跨環形預應力梁施工工法》主要的工法特點是：簡化了施工設備，提高了施工效率；施工場地小，能滿足高環保要求。

2011年9月，《連續跨環形預應力梁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：連續跨環形預應力梁施工工法
• 工法編號：GJEJGF057-2010
• 完成單位：雲南省第二建築工程公司、雲南建工第五建設有限公司
• 主要完成人：甘永輝、洪潔、舒永華、楊紹坤、鐘劍
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

隨著21世紀大跨度建築、高層建築等的飛速發展，針對大跨度和超重荷載、高腐蝕環境和抗震的實際，產生了一系列的預應力混凝土結構，用以處理結構設計，施工中用常規技術難以解決的各種疑難問題，提高構建的抗裂度和剛度。雲南師範大學呈貢校區體育館採用環形預應力有粘結，後張法混凝土梁。上部為向內斜柱，使上部看台荷載對下層梁、柱產生向外壓力，環形預應力混凝土梁環繞體育館一圈，對體育館起到箍緊的作用，有效防止建築物發生變形破壞具有相當大的作用，並形成了《連續跨環形預應力梁施工工法》。

工法特點

《連續跨環形預應力梁施工工法》的工法特點是：

1、藉助變角張拉（張拉腋），將錨索引出槽外張拉，簡化了施工設備，提高了施工效率。

2、利用現澆預應力梁強度較高，質量易保證，保證整體性，抗震性能良好。由於混凝土強度等級提高時，體積可縮小，用鋼量減少，減小梁的自重、增加結構剛度，造價降低。

3、施工場地小，使施工對地面、路面的占用和交通影響極小，能滿足高環保要求。

操作原理

適用範圍

《連續跨環形預應力梁施工工法》適用於圓形預應力混凝土儲倉、體育館，圓形市政工程等的施工；水工壓力隧洞、壓力井的預應力混凝土結構。

工藝原理

《連續跨環形預應力梁施工工法》的工藝原理敘述如下：

1、在同一塊開有相同但錐孔方向相反的錨板上，通過變角張拉裝置，利用夾片將鋼絞線的首尾錨固在該錨板上。通過鋼絞線張拉變形擠壓管道壁，使結構環受到徑向分布的擠壓力和切向拖曳力，從而使結構截面形成環行的預應力。

2、採用預應力環形梁結構，通過預應力梁的順序張拉，對建築物起到加箍的作用，使建築物形成一個整體，承受上部斜柱、看台傳遞的荷載，使主體結構安全順利地建成。

施工工藝

• 工藝流程

《連續跨環形預應力梁施工工法》的施工工藝流程：

施工準備→鋼絞線下料→波紋管矢高放線→焊波紋管支撐筋→穿波紋管並連線鋼絞線先穿束→安泌水管、壓板→焊長拉端、固定端錨墊板→澆灌混凝土→預應力筋張拉→孔道灌漿→切割端頭鋼絞線→細石混凝土封端頭。

• 操作要點

《連續跨環形預應力梁施工工法》的操作要點如下：

一、鋼絞線下料

下料長度根據設計圖紙和現場實際測量尺寸下料，下料切割採用砂輪切割機進行。

二、安裝

先在預應力梁中與箍筋焊接架力筋（支撐波紋管）用綁紮絲固定到位。使波紋管曲線平滑無疊痕。在振搗時應避開與波紋管接觸。焊接製作張拉端，固定端埋件，穿束（鋼絞線），設備就位於固定端進行擠壓，使擠壓錨具牢固的與鋼絞線通過擠壓成一體，從而達到設計要求固定端錨固，安裝泌水管對管端封堵好。

三、預應力張拉

1.張拉前準備工作：在施工預應力梁端頭搭設2米×2米操作平台，護欄高度1.2米左右。要求預應力混凝土梁試驗報告，其強度必須符合設計要求，方可張拉。

2.根據設計張拉控制應力超張拉5%，分五級張拉。

3.第一級：10千牛（初值）；第二級：20%的張拉控制應力；第三級：40%張拉控制應力；第四級：80%的張拉控制應力；第五級：100%的張拉控制應力；超張拉至105%的張拉控制應力保持2分鐘後進行錨固。

4.預應力梁為2孔每孔8根鋼絞線，張拉為單端張拉。張拉時每段按順序依次張拉，每段張拉次序見下圖。預應力梁張拉端部張拉時應隨時對比實際伸長值與理論計算值之間的誤差，按張拉為主實際伸長值與理論計算值雙控的原則進行。

張拉順序圖

5.預應力張拉時應嚴格做好張拉記錄。

6.張拉結束，核對數據無誤，確保達到設計要求後，可將張拉錨固端頭多餘力筋切除，切除時用砂輪切割機（不可用氧焊、電焊切割端頭），留頭不少於3厘米，然後按要求用細石混凝土封閉錨頭。

7.孔道灌漿：灌漿前先將清水灌入孔道內，將攪拌好的水泥濃漿用灌漿機壓入孔道內，使端部出濃漿分三次加壓即可，灌漿時隨機取試件樣。

勞動力組織

《連續跨環形預應力梁施工工法》的勞動力組織情況見下表。

材料設備

1、《連續跨環形預應力梁施工工法》所用的材料見下表。

2、《連續跨環形預應力梁施工工法》所用的機具設備見下表。

質量控制

《連續跨環形預應力梁施工工法》的質量控制要求如下：

1、工程質量控制標準

預應力施工質量執行《預應力施工及驗收規範》。

2、質量保證措施

（1）鋼絞線進場時應附有質量保證書（或質量證明書），並按規定進行機械性能試驗，符合有關標準方可使用。

（2）錨夾具進場應附質量保證書（或質量證明書），並經驗收合格方可使用。

（3）鋼絞線下料尺寸必須計算準確，保留端頭，外露端鋼絞線長度不得小於300毫米。

（4）波紋管支撐筋焊點位置應準確，焊接必須牢固，焊接支撐筋前，樑柱內非預應力筋保護層必須墊起到設計要求高度，以保證波紋管矢高，綁紮鋼筋時梁內拉結筋暫不綁紮，待波紋管穿管完成後再安放綁紮，以保證穿管時暢通。

（5）非預應力筋與波紋管，錨墊板及鋼板埋件一旦有衝突時前者應讓出位置。

（6）波紋管搬運、布置應小心操作；振搗混凝土時，不得傷及波紋管泌水管，並設專人跟班監督。

（7）每個道波應設定灌漿水管，管口露出梁頂面200~300毫米。

（8）焊接其他鋼筋或埋件時，電焊花不得傷及波紋管及鋼絞線。

（9）張拉設備進場前，應送計量檢測單位進行檢定，並附有關檢定合格證明書。

（10）混凝土澆灌完後不能拆除模板支撐當混凝土強度達到設計強度值後，方準張拉。

（11）操作張拉設備應有專人負責及保管並設專人記錄張拉值。

（12）孔道灌漿：預應力筋張拉結束應即時進行灌漿，灌漿材料採用42.5號普通水泥，水灰比宜在1~0.45左右，流動度在160~180毫米。

（13）孔道灌漿前套用清水濕潤，並落實供電、水情況，以免出現不必要的質量事故。

（14）孔道灌漿應連續進行，不得中斷，直至泌水管出濃漿後用閥門控制泌水管再加壓即可。

安全措施

採用《連續跨環形預應力梁施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1、認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，根據國家有關規定、條例，結合施工單位實際情況和工程的具體特點，組成專職安全員和班組長兼職安全員以及工地安全用電負責人參加的安全生產管理網路，在急性安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。

2、施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規範規定執行。

3、搭設腳手架時，立桿和水平桿應讓開張拉端頭（或者梁斷端頭）以免影響張拉設備和安全操作。

4、搭設操作平台各連線點必須牢固，不允許有鬆動現象，操作平台四周必須搭設1.2米高維護架及維護網。

5、腳手架板面要滿鋪，鋪放平整，不允許有懸空或者探頭板現象產生，用鋼絲綁紮牢固。

6、高處作業所使用的物料、工具等應堆放平穩，且不得妨礙人員通行。

7、高處作業嚴禁向下亂拋物料。

8、應力張拉時，兩端頭嚴禁站人，操作人員應站在側面操作。

9、嚴格遵守安全操作規程和施工現場的各項規章制度，服從安全管理，做到工完料盡。

環保措施

《連續跨環形預應力梁施工工法》的環保措施如下：

1、成立現場施工環境衛生管理機構，在施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工設備工程材料、廢水、生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守防火及廢氣物處理的規章制度，做好交通環境疏導，隨時接受相關單位的監督檢查。

2、將施工現場地和作業限制在工程允許範圍內，合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工材料堆碼整齊，施工場地整潔文明。

3、優先選用先進的環保機械，採取設立隔聲牆等消聲措施降低施工噪音到允許值以下，同時儘量避免夜間施工。

4、工程實行封閉施工，施工現場與周邊村莊及居住區完全隔離，現場實行嚴格的保全制度，確保非施工人員不得進入施工現場。所有施工人員不得擅自在施工現場以外的地方亂闖，影響周邊村民的工作生活。

5、所有運輸建築材料側車輛設專人負責指揮疏導，嚴禁鳴笛，嚴禁亂停亂放。每天派專人負責清掃主要道路、場地並灑水，避免灰塵飛揚，造成空氣污染。

6、廢棄物（包括液體、固體和氣體）的處理必須符合環境管理制度的要求：不在施工現場熔瀝青或者焚燒油漆、油氈以及其他會產生有毒有害煙塵和惡臭氣體的物質；對於高空廢棄物必須使用塑膠袋或密封式的容器裝好用塔吊或井架吊下；現場需設定垃圾池及廢料池，以便及時處理現場廢物。

效益分析

1、《連續跨環形預應力梁施工工法》避免了施工產生的大量場地占用，消除了對場地的嚴重影響，施工產生的振動、噪聲、粉塵等公害降低到最低。推廣使用的範圍和數量，已成為衡量建築企業技術水平的重要標誌。該工法技術將促進建築施工技術進步，社會效益和環境效益明顯。

2、《連續跨環形預應力梁施工工法》工程進度快、干擾因素少、施工人員少、有利於文明施工、各種能源能較好地利用，即增強混凝土結構的抗裂性、抗震，又產生了較好的經濟效益。

套用實例

《連續跨環形預應力梁施工工法》的套用實例如下：

1、雲南師範大學呈貢校區體育館

雲南師範大學呈貢校區體育館，工程結構為圓形鋼筋混凝土+鋼結構屋蓋，建設用地26266平方米，建築面積9816平方米，建築基底面積5670平方米，地上1層，局部3層，建築高度28.40米，座席總計3832席。在二層框架中設了一根C40的KL2-8（24）400×900（標高4.450米）環形預應力梁。梁內設兩個波紋管，每個波紋管內放4根鋼絞線，整根環形梁共分為8個張拉段，每3個跨為一個張拉段。錨固端、張拉腋平面如下圖1所示，預應力筋平面位置如下圖2，鋼絞線位置如下圖3。

2、蘭坪金鼎鋅業有限公司渣庫三期涵洞項目工程

蘭坪金鼎鋅業有限公司渣庫三期涵洞項目工程，位於雲南省怒江州蘭坪縣，造價1015萬元，2007年4月開工，2008年4月竣工。該項目套用了《連續跨環形預應力梁施工工法》，套用效果好。

3、雲南文山斗南錳業股份有限公司技改二期項目工程

雲南文山斗南錳業股份有限公司技改二期項目工程，位於文山斗南，建築面積10000平方米，2007年3月開工，2007年8月竣工，該項目套用了《連續跨環形預應力梁施工工法》，套用效果好。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《連續跨環形預應力梁施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。