體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土梁加固中的應(yīng)用

1、體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用摘要：對(duì)國(guó)際機(jī)場(chǎng)車站混凝土大梁應(yīng)用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)進(jìn)行 了加固，介紹了體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土梁加固中的施工工藝以及遇 到的問(wèn)題，可供體外混凝土梁加固設(shè)計(jì)施工參考。關(guān)鍵詞： 體外預(yù)應(yīng)力 加固 混凝土梁一、工程概況：國(guó)際機(jī)場(chǎng)車站， 是國(guó)際機(jī)場(chǎng)的交通中樞， 由我公司建成并投入正 常運(yùn)營(yíng)。當(dāng)時(shí)在設(shè)計(jì)中已包含現(xiàn)在需續(xù)建的五星級(jí)賓館部分。 原建筑 結(jié)構(gòu)層數(shù)為3層，結(jié)構(gòu)屋面標(biāo)高+14.900 車站長(zhǎng)400m寬54m,中 間主跨24m建筑面積為6萬(wàn)多平方米，現(xiàn)由我公司在原車站上層續(xù) 建賓館，續(xù)建后層數(shù)達(dá)到10層，混凝土標(biāo)高+44.5m。由于設(shè)計(jì)規(guī)范 和使用功能的變化， 造

2、成已建結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件承載力不足， 需進(jìn)行加固 處理。根據(jù)計(jì)算，在中間部分屋面框架梁抗彎剛度及強(qiáng)度均不滿足要 求，需進(jìn)行擴(kuò)大截面加固處理。但由于本梁為躍層梁，梁底位于站廳 層內(nèi)，為保證車站的正常運(yùn)營(yíng)，不可能進(jìn)行混凝土施工，因此最終采 用了體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)梁進(jìn)行加固處理。二、設(shè)計(jì)要點(diǎn)在體外預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)中，預(yù)應(yīng)力筋采用4束1-7巾s15.24mm高 強(qiáng)低松弛鋼絞線，每 7根鋼絞線組成一束，體外預(yù)應(yīng)力束外套 巾83 X 5無(wú)縫鋼管，中部連接套管為 巾95X 5焊接鋼管。梁的主跨與附跨混凝土加高430w 強(qiáng):上部全部增加430mm勺混凝土大梁，上部預(yù)應(yīng)力筋埋于所增加的混凝 土大梁中。鋼絞線轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)置轉(zhuǎn)向器

3、，張拉形式為雙向張拉，張拉端錨 具為QM1趺片錨。加固梁見(jiàn)下圖所示。T “1 存 1上辿J 9CG d1 2U 111詢TI1DC3 11Xi.sra1i1體外預(yù)應(yīng)力加固梁立面示意圖1轉(zhuǎn)向器1-1為保證轉(zhuǎn)向器的制作質(zhì)量,由工廠預(yù)先加工完成后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行2-2三、技術(shù)要點(diǎn)與難點(diǎn)1、轉(zhuǎn)向裝置的制作與安裝安裝。其現(xiàn)場(chǎng)安裝主要為化學(xué)錨栓的制作安裝，由于本工程梁僅400mm 寬，且鋼筋密集、排數(shù)多，對(duì)于化學(xué)錨栓鉆孔較困難，因此施工時(shí)作為重點(diǎn)和難點(diǎn)2、預(yù)應(yīng)力筋孔道成形與穿筋預(yù)應(yīng)力孔道為折線形，其彎曲角度及弧度影響轉(zhuǎn)向器的接觸連接與傳力，施工時(shí)應(yīng)控制好。且本工程預(yù)應(yīng)力筋跨度大，為折線，折點(diǎn) 多、角度大，給穿

4、束帶來(lái)困難。3、預(yù)應(yīng)力筋張拉張拉操作是實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋作用的關(guān)鍵工序， 應(yīng)作為施工控制的重 點(diǎn)。4、孔道灌漿由于灌漿質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力鋼絞線與混凝土的粘結(jié)效果以及結(jié)構(gòu)的耐久性，因此灌漿必須密實(shí)，需嚴(yán)格控制。三、 施工工藝1、轉(zhuǎn)向器的制作與安裝轉(zhuǎn)向裝置作為實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋作用的裝置， 施工時(shí)應(yīng)重點(diǎn)保證其可 靠性，本工程體外束轉(zhuǎn)向處采用鋼構(gòu)件轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向器主體為一焊接箱形構(gòu)件，采用 Q345鋼，上為一巾150半圓鋼，其形狀見(jiàn)下圖。為保證其連接可靠，各構(gòu)件間焊接要求全熔透焊。15 0半圓鋼由于轉(zhuǎn)向器與混凝 土接觸面較小，而化學(xué) 錨栓相對(duì)較多，因此轉(zhuǎn) 向器的安裝要在梁面加 固混凝土保護(hù)層剝離后（轉(zhuǎn)向器

5、半圓鋼下不鑿除）進(jìn)行，避免在施工過(guò)程中損傷原梁鋼筋。具體安裝見(jiàn)下工序: 根據(jù)圖紙方向，確定轉(zhuǎn)向器位置，在錨固范圍內(nèi)鑿除保護(hù)層混凝土保護(hù)層。 根據(jù)梁鋼筋布置情況確定轉(zhuǎn)向器底板開(kāi)錨栓孔位置，保證螺栓間 距。 對(duì)轉(zhuǎn)向器底板進(jìn)行開(kāi)孔，同時(shí)對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨，并進(jìn)行開(kāi) 孑L。 在已經(jīng)處理好的混凝土和鋼板表面涂黏結(jié)劑，中間涂抹厚，兩邊薄，粘貼密實(shí)，無(wú)空洞。然后將鋼板貼在預(yù)定位置。在梁上部由 于以后將會(huì)增加混凝土覆加固混凝土梁梁底轉(zhuǎn)向器抱梁圖蓋，故轉(zhuǎn)向器采用直接固定 于梁面指定位置，在梁底采 用Q345B鋼板抱梁固定，抱 梁鋼板用錨固螺栓固定與大 梁上，具體做法見(jiàn)右圖。 鋼板粘貼好后，立即用支撐固定，并迅

6、速擰緊膨脹螺栓與化學(xué)錨栓。適當(dāng)加壓，以膠液剛從鋼板邊溢出為度，靜置、固化。2、預(yù)應(yīng)力筋鋼套管的鋪設(shè)由于本次所加固的梁跨度（24米）及高度（3.4米）均較大，且 為躍層梁，預(yù)應(yīng)力筋鋼套管需穿越上下兩層樓板，先用水鉆進(jìn)行鉆孔， 再穿入鋼管，鉆孔位置在施工前放樣確定。根據(jù)實(shí)際情況，將每束預(yù) 應(yīng)力筋鋼套管進(jìn)行分段搭接鋪放。見(jiàn)下圖。鋼管搭接點(diǎn)1鋼管搭接點(diǎn)5鋼管搭接點(diǎn)2鋼管搭接點(diǎn)4鋼管搭接點(diǎn)3鋼絞線1鋼管分段連接示意圖鋼管搭接點(diǎn)1鋼管搭接點(diǎn)2鋼管搭接點(diǎn)4鋼管搭接點(diǎn)5鋼管搭接點(diǎn)3鋼絞線2鋼管分段連接示意圖由上圖可見(jiàn)鋼套管在每一彎折點(diǎn)處斷開(kāi)搭接， 施工時(shí)將每段鋼管穿設(shè)并暫時(shí)固定好，再將每段鋼管就位搭接。見(jiàn)下圖

7、i83 5無(wú)縫鋼管 95 5焊接鋼管1-1鋼套管搭接點(diǎn)做法3、預(yù)應(yīng)力筋穿設(shè)一個(gè)預(yù)應(yīng)力筋孔道共有四個(gè)彎折點(diǎn)， 因此穿筋相對(duì)較難，為保證 穿筋順利，鋼管熱彎時(shí)應(yīng)圓滑，且應(yīng)保證曲率半徑，鋼管對(duì)接時(shí)不應(yīng) 留空擋。4、預(yù)應(yīng)力張拉在張拉前先處理好張拉端，安裝錨墊板及螺旋筋。同時(shí)澆筑上部 加高混凝土及錨固端混凝土，在澆筑混凝土?xí)r，振搗棒不得直接破壞 預(yù)應(yīng)力孔道，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 100%后，安裝錨具，進(jìn)行張拉。采用超張拉，兩端預(yù)應(yīng)力筋對(duì)稱張拉， 同時(shí)兩側(cè)筋也應(yīng)同時(shí)對(duì)稱張拉。 先張拉內(nèi)側(cè)預(yù)應(yīng)力筋，再?gòu)埨鈧?cè)預(yù)應(yīng)力筋。理順張拉端次序后， 依次安裝工作錨、 千斤頂、工具錨進(jìn)行張拉。5、預(yù)應(yīng)力孔道灌漿預(yù)應(yīng)力束張

8、拉完成后停 12 小時(shí)，以觀察鋼絞線的錨固情況，然 后再進(jìn)行孔道灌漿?？紤]到本工程孔道較長(zhǎng)，雖采用了兩端張拉，兩 端均可排氣，中間仍需留設(shè)排氣孔，為方便施工，排氣孔留設(shè)于預(yù)應(yīng) 力束梁面折點(diǎn)處，共兩處。灌漿采用 32.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥，灌漿 前切割外伸鋼絞線，控制長(zhǎng)度3050mm然后用水泥漿密封所有張拉 端，并將排氣孔逐個(gè)打開(kāi)， 同時(shí)對(duì)孔道進(jìn)行濕潤(rùn)潔凈。水泥漿從一端 灌入，灌漿壓力控制在 0.5-0.6Mpa ，灌漿不得使用壓縮空氣。在灌 漿進(jìn)行到排氣管冒出濃漿后，堵塞排氣孔。灌漿完成后張拉端錨具用C45強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土封堵，為 保證耐久性，外露鋼絞線的保護(hù)層厚度不小于 30mm。四、

9、加固檢測(cè)結(jié)果 加固完成后，對(duì)該混凝土梁進(jìn)行了撓度、應(yīng)力和裂縫檢測(cè)，并對(duì) 梁進(jìn)行了荷載試驗(yàn)。 靜載和動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果表明， 應(yīng)力在彈性范圍以內(nèi)， 體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁加固工程滿足正常使用要求。五、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在上海浦東機(jī)場(chǎng) 車站工程中運(yùn)用，具有以 下特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。1、能夠大幅度提高原有混凝土梁的承載能力。加固后所能達(dá)到的荷載等級(jí)與原梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及安全儲(chǔ)備有關(guān)，一般情況下可將原梁承載力 提高40噓右。2、體外預(yù)應(yīng)力加固中人力投入少，施工工期短，可降低造價(jià)，經(jīng)濟(jì) 效益明顯。3、 對(duì)原梁結(jié)構(gòu)損傷小，可以做到不影響梁下凈空，不影響原車站的 使用功能。4、在加固過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)不中斷 車站內(nèi)工作人員工作，以及不影 響其內(nèi)環(huán)境，很好的做