體外管內(nèi)預(yù)應(yīng)力吊拉多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種建筑施工工法，特別涉及到多層建筑的預(yù)應(yīng)力施工工方法。本發(fā)明提供一種體外管內(nèi)預(yù)應(yīng)力吊拉多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的一些問題，通過吊拉可實(shí)現(xiàn)大跨度的多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計意圖，使建筑物輕飄、美觀。
【專利說明】體外管內(nèi)預(yù)應(yīng)力吊拉多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑施工工法，特別涉及到多層建筑的預(yù)應(yīng)力施工工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力被廣泛應(yīng)用于橋梁領(lǐng)域，并且得到了成熟的應(yīng)用，但是這是這一技術(shù)卻一直沒有應(yīng)用到建筑上來。體外管內(nèi)預(yù)應(yīng)力吊拉多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)，是一種新的結(jié)構(gòu)形式，不同于通常的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，其施工技術(shù)難度很大，有一些施工技術(shù)參數(shù)尚需研究，一些技術(shù)難題尚需探討，如施工流程、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、張拉值、張拉時機(jī)、施工控制方法等，對于這種結(jié)構(gòu)施工，沒有技術(shù)規(guī)程可循，也沒有可借鑒的技術(shù)資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種體外管內(nèi)預(yù)應(yīng)力吊拉多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的一些問題，通過吊拉可實(shí)現(xiàn)大跨度的多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計意圖，使建筑物輕飄、美觀。
[0004]為完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種體外管內(nèi)預(yù)應(yīng)力吊拉多層懸挑梁的施工方法，它用于大型場館建筑的多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)之上，其特征在于:
(1)按預(yù)先設(shè)計從底層向上搭設(shè)；挑梁下支架要按預(yù)應(yīng)力施工荷載設(shè)計；
(2)預(yù)埋件的設(shè)定，按設(shè)計要求埋設(shè)足夠多的預(yù)埋件；
(3)待本層鋼筋綁扎、預(yù)埋件安裝完，均符合要求后，進(jìn)行混凝土澆筑；
(4)待上一層的混凝土澆筑完，進(jìn)行層間鋼管的安裝；
(5)索、錨具安裝；
(6)重復(fù)上述步驟達(dá)到預(yù)定高度；
(7)索具，張拉；
鋼管采用熱軋無縫鋼管，鋼管與鋼板采用坡口對接焊縫；在張拉端、梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)和柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)的鋼管根部增設(shè)加勁肋；其它節(jié)點(diǎn)處，預(yù)埋件上小鋼管高出預(yù)埋件平面，其根部增設(shè)加勁肋；鋼管安裝過程中需事先穿入兩根通長連續(xù)的8號鋼絲；與拉索相碰的鋼構(gòu)件內(nèi)壁焊接處均打磨圓滑；將梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處鋼管切去1.2m長半管，以方便用預(yù)先放入鋼管內(nèi)的兩根通長8號鋼絲穿入牽引鋼絞線，所切管待現(xiàn)場穿束后拼接；
將柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)喇叭斗先焊于預(yù)埋件小鋼管底部，將梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)、梁端節(jié)點(diǎn)底部的喇叭斗先焊接于鋼管上，并開100X100的洞口 ；柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處預(yù)埋件鋼管拐彎處半徑為R1000，梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處預(yù)埋件鋼管拐彎處半徑為R1591 ;在張拉端梁柱節(jié)點(diǎn)錨墊板處加腋加筋，保證錨墊板表面與鋼管垂直，鋼絞線對中。
[0005]更為詳細(xì)的步驟如下:
模板
按模板方案進(jìn)行施工，挑梁下支架要按預(yù)應(yīng)力施工荷載設(shè)計。[0006]預(yù)埋件制作安裝
1、為保證張拉過程中預(yù)埋件牢固、不偏位，必須有足夠數(shù)量的錨筋(一般為Φ25)，錨筋與預(yù)埋件錨筋孔間采用穿孔塞焊，焊縫質(zhì)量等級為二級。
[0007]2、為振搗方便，保證預(yù)埋件下混凝土密實(shí)，預(yù)埋件上表面設(shè)一個Φ50振搗(出氣)孔。
[0008]3、預(yù)埋件的質(zhì)量是質(zhì)量控制的重點(diǎn):①預(yù)埋件的制作力求傾斜角度準(zhǔn)確；②先放置預(yù)埋件，然后穿梁的鋼筋，以確保預(yù)埋件位置；③控制預(yù)埋件的軸線位置，認(rèn)真復(fù)核，宜用激光束對準(zhǔn)下層預(yù)埋件孔進(jìn)行檢查。
[0009]鋼筋綁扎
嚴(yán)格按設(shè)計圖紙和施工方案施工，對張拉端、錨固端、轉(zhuǎn)向接點(diǎn)、梁端節(jié)點(diǎn)處和挑梁根部進(jìn)行必要的配筋加強(qiáng)。
[0010]混凝土燒筑
待本層鋼筋綁扎、預(yù)埋件安裝完，均符合要求后，進(jìn)行混凝土澆筑，挑梁端部鋼筋密集，又有預(yù)埋件，必須采用小直徑的振搗棒，保證混凝土澆筑密實(shí)。
[0011]鋼管的制作和安裝
待上一層的混凝土澆筑完，進(jìn)行層間鋼管的安裝。
[0012]1、鋼管采用熱軋無縫鋼管，鋼管與鋼板采用坡口對接焊縫，焊縫質(zhì)量等級為一級。
[0013]2、為防止在張拉過程中鋼管出現(xiàn)移位或破壞，在張拉端、梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)和柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)的鋼管根部增設(shè)加勁肋；其它節(jié)點(diǎn)處，預(yù)埋件上小鋼管高出預(yù)埋件平面，其根部增設(shè)加勁肋。
[0014]3、鋼管安裝過程中需事先穿入兩根通長連續(xù)的8號鋼絲；與拉索相碰的鋼構(gòu)件內(nèi)壁焊接處均打磨圓滑。
[0015]4、將梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處鋼管切去1.2m長半管，以方便用預(yù)先放入鋼管內(nèi)的兩根通長8號鋼絲穿入牽引鋼絞線，所切管待現(xiàn)場穿束后拼接，為防止焊接半管時損傷無粘結(jié)鋼束，在鋼束外圈卷包耐熱防火石棉布卷包兩層固定。
[0016]5、其余鋼管下部預(yù)留觀察孔，方便穿索。
[0017]6、考慮到鋼管安裝過程中的實(shí)際困難及穿索方便，將柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)喇叭斗先焊于預(yù)埋件小鋼管底部，將梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)、梁端節(jié)點(diǎn)底部的喇叭斗先焊接于鋼管上，并開100X100 的洞口。
[0018]7、為降低轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處預(yù)應(yīng)力損失，方便穿束，柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處預(yù)埋件鋼管拐彎處半徑為R1000，梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處預(yù)埋件鋼管拐彎處半徑為R1591。
[0019]在張拉端梁柱節(jié)點(diǎn)錨墊板處加腋加筋，保證錨墊板表面與鋼管垂直，鋼絞線對中，降低張拉時的預(yù)應(yīng)力摩擦損失。
[0020]為穿索方便，在鋼管內(nèi)設(shè)定位襯點(diǎn)。
[0021]拆板模
所有鋼管安裝完成形成吊拉結(jié)構(gòu)后，且砼強(qiáng)度達(dá)規(guī)范規(guī)定強(qiáng)度后，拆除板底模板。
[0022]索體構(gòu)造與制作
拉索折線狀布置在鋼管中，鋼索索體采用I860級高強(qiáng)低松弛無粘結(jié)的鋼絞線。索體采用以下形式: 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線由Φ5高強(qiáng)鋼絲扭絞而成，Φ5高強(qiáng)鋼絲抗拉強(qiáng)度為1860MPa，外包單層PE。張拉端和固定端采用夾片錨。
[0023]索、錨具安裝
1、流程
預(yù)應(yīng)力索施工結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)施工方案的要求進(jìn)行。其施工工藝流程為:
搭設(shè)工作平臺一預(yù)應(yīng)力索下料一牽引鋼絲穿入鋼結(jié)構(gòu)一牽引鋼絞線安裝一索體從張拉端端穿入、就位一張拉端和錨固端錨具安裝一錨具質(zhì)量檢查
2、搭設(shè)工作平臺
工作平臺需能承受千斤頂、張拉工作人員、及其他設(shè)備等施工荷載，腳手架立桿的穩(wěn)定性必需進(jìn)行驗算。
[0024]3、現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力索的下料
I)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋下料長度
L =管道內(nèi)無粘結(jié)筋長度+張拉端工作長度(800_)。
[0025]2)放線下料
成盤供應(yīng)的無粘結(jié)筋重量約為1.5t，在放線時盡量減少破損?，F(xiàn)場用砂輪切割機(jī)下料。下料中仔細(xì)檢查無粘結(jié)筋個別破損處，及時用膠粘帶封裹。下料時對不同長度的無粘結(jié)筋分類編號。
[0026]3)拉索的防腐蝕及防老化
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，用建筑1#油脂防腐，成品外包PE管厚度> 1.2mm，表皮無破損。
[0027]4、牽引鋼絲穿入鋼結(jié)構(gòu)
在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，在鋼管內(nèi)穿入兩根通長連續(xù)的8號鋼絲。
[0028]5、牽引鋼絞線安裝
在每層鋼管樓層處開10mmXlOOmm的小方孔，利用鋼絲先將兩根鋼絞線穿入，該鋼絞線作為牽引鋼絞線。
[0029]6、現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力索穿束
將拉索鋼絞線的張拉端與牽引鋼絞線連接。卷揚(yáng)機(jī)設(shè)置在拉索錨固端，用于牽引穿索鋼絞線，拉索從張拉端穿入鋼管。
[0030]安裝過程一方面要保證在固定端節(jié)點(diǎn)、張拉端、彎折節(jié)點(diǎn)處能順利就位，另一方面還要盡量避免安裝中的碰撞，防止損傷預(yù)應(yīng)力鋼絞線?？紤]布索方便，設(shè)喇叭斗、定位襯點(diǎn)，考慮轉(zhuǎn)折點(diǎn)處布索方便，考慮切半管后焊，并考慮鋼絞線的保護(hù)。
[0031]7、安裝錨具
拉索就位后安裝錨具，打磨錨墊板成楔形，安裝錨具并在固定端錨具底部安裝楔形墊塊，使其錨具與鋼絞線截面垂直，減小錨具與鋼絞線磨擦。
[0032]8、錨具質(zhì)量檢查
錨具安裝完成后，及時進(jìn)行質(zhì)量檢查。
[0033]張拉
1、張拉力的確定
在不考慮預(yù)應(yīng)力損失的情況下，分別按外挑梁的最大承載力、外挑梁的抗裂考慮最大張拉力，兩者取小值，在此基礎(chǔ)上，考慮預(yù)應(yīng)力損失，同時考慮到外挑結(jié)構(gòu)底層挑梁根部是否有裂縫超標(biāo)的風(fēng)險，得出張拉力，張拉控制應(yīng)力宜控制在0.45、.6 O _。
[0034]2、預(yù)應(yīng)力損失的計算與分析
體外管內(nèi)預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力只在錨固處和折線的轉(zhuǎn)向塊處有損失，考慮預(yù)應(yīng)力損失組合
σ =ση+CF0 ο其中ση為由于錨具變形和預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值，CTn
為預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失值。
[0035]當(dāng)預(yù)應(yīng)力損失大于σ _的10%，應(yīng)修改節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。
[0036]3、張拉理論伸長值計算
1)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力下料長度
L=管內(nèi)無粘結(jié)筋長度+張拉端工作長度(800 mm)
2)理論伸長值
(5.2.9-1) ￡ = 4+4+4 +......4,4,4,……，為各段預(yù)應(yīng)力直線段的長度。
[0037]減除各部分預(yù)應(yīng)力損失以后，得出各直線段有效預(yù)應(yīng)力，并與有限元分析的數(shù)值進(jìn)行對比，近似相等，即可計算伸長值
按公式計算各段的伸長量將各段的伸長量，匯總得出理論伸長值，其中有效
預(yù)應(yīng)力分別用計算值、有限元分析數(shù)值代入，取平均值。
[0038]4、千斤頂校驗、檢查張拉設(shè)備
索穿好后，張拉固定端錨具和墊塊安裝就位，張拉前對已標(biāo)定的張拉設(shè)備和錨具需做仔細(xì)的檢查，確保無誤后開始張拉。
[0039]5、張拉程序與測控 采用一臺千斤頂順次張拉；張拉采用一端張拉，一次張拉到位；張拉實(shí)行四控(張拉力、伸長值、外挑結(jié)構(gòu)底層挑梁根部裂縫、外挑結(jié)構(gòu)底層挑梁端部變形)。
[0040]6、張拉設(shè)備選用 張拉設(shè)備選用150噸千斤頂。
[0041]7、張拉時機(jī)的選擇
張拉的最佳時機(jī)為:.墻安裝如，板底|吳拆除后。
[0042]8、張拉時的技術(shù)參數(shù)及控制原則
通常預(yù)應(yīng)力張拉有2個主要技術(shù)參數(shù):張拉力和張拉伸長值。
[0043]這種結(jié)構(gòu)增加兩個輔助指標(biāo):外挑結(jié)構(gòu)底層挑梁根部裂縫、端部變形。
[0044]通過以下張拉控制措施保證張拉索力值:
I)張拉操作前，對千斤頂、油壓表和油泵進(jìn)行標(biāo)定。油壓表采用0.4級精密油壓表，與油泵配套標(biāo)定。
[0045]2)拉索張拉過程中，對張拉伸長值進(jìn)行測試。
[0046]3)張拉開始后，統(tǒng)一指揮，確保操作無誤，采用對稱張拉。
[0047]9、預(yù)應(yīng)力筋的張拉管理
采用應(yīng)力控制，伸長校核。并注意觀察外挑結(jié)構(gòu)底層挑梁根部裂縫、端部變形。實(shí)際伸長值與計算伸長值的允許偏差為+6%~-6%。如超過該值，應(yīng)找出原因或采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。另要考慮千斤頂缸體內(nèi)鋼絞線有一定伸長。
[0048]實(shí)際施工可能發(fā)生很多無法預(yù)期的情況，采用張拉力、伸長值、裂縫、變形四個指標(biāo)控制張拉過程，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即暫停施工，待找到問題的原因后再繼續(xù)進(jìn)行，保證施工的可靠性和安全性。
[0049]I)張拉力測控
按張拉控制力進(jìn)行測控；張拉力從O開始逐步遞增。
[0050]2)張拉伸長值測控
對現(xiàn)場實(shí)際伸長值進(jìn)行實(shí)測，并將其與理論伸長值進(jìn)行比較，實(shí)測伸長值在理論伸長值的94%~106%的范圍內(nèi)，正常。
[0051]3)多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)底層挑梁端部變形測控
現(xiàn)場實(shí)際張拉，可采用百分表固定于懸挑梁板結(jié)構(gòu)最下層挑梁端部，對其變形進(jìn)行控制，觀察最下層懸挑梁端部變形是否小于理論計算值(大型有限元軟件ANSYS的模擬計算結(jié)果)；實(shí)測值小于計算值，正常。
[0052]4)多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)底層挑梁根部裂縫測控
在張拉力最后遞增階段，注意觀察懸挑梁板結(jié)構(gòu)底層懸挑梁根部，不發(fā)現(xiàn)裂縫，為正常。
[0053]根據(jù)以上四個方面，可以得出:挑梁實(shí)際剛度大于理論計算剛度，計算偏于安全；預(yù)應(yīng)力吊拉多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與施工是成功的，張拉過程順利，結(jié)構(gòu)安全，達(dá)到了設(shè)計意圖。
[0054]拆外挑梁底模
懸挑梁板結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力張拉成功后拆除外挑梁下模板及其支架。
[0055]錨具的封固
待張拉端張拉調(diào)整完成后，切除多余鋼絞線，外露長度不小于30mm。
[0056]安裝防松夾板，端部錨具用密封罩，罩內(nèi)注入建筑I #油脂防腐。
【具體實(shí)施方式】
[0057]為了更進(jìn)一步的說明本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合舉例說明:
材料
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線:無粘結(jié)筋采用鋼絞線按照《無粘結(jié)鋼絞線預(yù)應(yīng)力筋》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求制作。對無粘結(jié)筋塑料包裹層(高密度聚乙烯)的厚度，涂油的飽滿和均勻程度等作外觀檢查。
[0058]預(yù)應(yīng)力錨具:錨具采用夾片錨，錨具進(jìn)場時應(yīng)有生產(chǎn)廠家出廠合格證明。其性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T 14370的有關(guān)規(guī)定。硬度檢查應(yīng)滿足要求，錨固效率系數(shù):L > 0.95，極限拉力時的總應(yīng)變:ε apu.^ 2.0%，合格后方可應(yīng)用。
[0059]預(yù)應(yīng)力施工主要材料(表6.1.3)
表6.1.3 預(yù)應(yīng)力施工主要材料一覽表
【權(quán)利要求】
1.一種體外管內(nèi)預(yù)應(yīng)力吊拉多層懸挑梁的施工方法，它用于大型場館建筑的多層懸挑梁板結(jié)構(gòu)之上，其特征在于: (1)按預(yù)先設(shè)計從底層向上搭設(shè)；挑梁下支架要按預(yù)應(yīng)力施工荷載設(shè)計； (2)預(yù)埋件的設(shè)定，按設(shè)計要求埋設(shè)足夠多的預(yù)埋件； (3)待本層鋼筋綁扎、預(yù)埋件安裝完，均符合要求后，進(jìn)行混凝土澆筑； (4)待上一層的混凝土澆筑完，進(jìn)行層間鋼管的安裝； (5)索、錨具安裝； (6)重復(fù)上述步驟達(dá)到預(yù)定高度； (7)索具，張拉； 鋼管采用熱軋無縫鋼管，鋼管與鋼板采用坡口對接焊縫；在張拉端、梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)和柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)的鋼管根部增設(shè)加勁肋；其它節(jié)點(diǎn)處，預(yù)埋件上小鋼管高出預(yù)埋件平面，其根部增設(shè)加勁肋；鋼管安裝過程中需事先穿入兩根通長連續(xù)的8號鋼絲；與拉索相碰的鋼構(gòu)件內(nèi)壁焊接處均打磨圓滑；將梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處鋼管切去1.2m長半管，以方便用預(yù)先放入鋼管內(nèi)的兩根通長8號鋼絲穿入牽引鋼絞線，所切管待現(xiàn)場穿束后拼接； 將柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)喇叭斗先焊于預(yù)埋件小鋼管底部，將梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)、梁端節(jié)點(diǎn)底部的喇叭斗先焊接于鋼管上，并開100X100的洞口 ；柱頂轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處預(yù)埋件鋼管拐彎處半徑為R1000，梁端轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處預(yù)埋件鋼管拐彎處半徑為R1591 ;在張拉端梁柱節(jié)點(diǎn)錨墊板處加腋加筋，保證錨墊板表面與鋼管垂直，鋼絞線對中。
【文檔編號】E04B1/34GK104032957SQ201410314181
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】鄒科華, 駱祥平, 冒小玲, 陳佳佳 申請人:江蘇南通六建建設(shè)集團(tuán)有限公司