大跨度折线型预应力屋架后张法施工工法

大跨度折线型预应力屋架后张法施工工法预应力砼技术在近百年来与钢筋砼结构、钢结构的竞争中，逐步占据了建筑行业的主导地位并已由单个构件很快发展到了预应力结构阶段，该结构在大跨度、大空间、高层建筑工程中具有很高的经济价值和先进性能。

本工法为传统的预应力构件—屋架的后张法施工工艺要点和保证质量的措施。

1. 大跨度折线型预应力屋架的优点：1.1大跨度预应力屋架可减少屋架各构件（特别是下弦杆）的截面尺寸，减少自重，提高屋架的承载力，发挥预应力结构的技术优势，突破以往的跨高比限制。

1.2施工工艺简单、操作方法简便、技术先进、张拉机具轻便、移动方便、不受区域限制。

张拉、预制等均可不占用工期。

1.3屋架预制和张拉均可在重叠情况下进行，施工简单、占地少。

1.4用高强碳素钢丝代替冷拉Ⅱ级钢筋，可节约钢材60%。

2. 大跨度折线型预应力屋架的适用范围：多适用于高层、多层的顶层、大空间、大跨度的工业厂房及公共建（构）筑物及特种柱梁结构工程。

3. 大跨度折线型预应力屋架的施工工艺方法:3.1工艺流程图(见下页图）。

3.2施工准备：针对本工程的具体要求，编制预应力专项施工作业指导书，并分别对钢筋、砼及模板等各项工序进行技术交底并提出要求，保证预应力与非预应力之间密切配合。

3.2.1技术准备：结合设计技术交底，根据设计意图，对预应力施工图进行全面的深化理解，绘制预应力钢筋铺放图，波纹管安放及张拉端节点详图，制作施工技术参数表。

3.2.2材料机具准备：按设计要求及施工能力安排，备好足够数量的锚具、锚垫及张拉设备、工具和灌浆机具设备，并进行检查和检定，对使用的原材料进行验收和复试。

确认符合设计要求的各项技术参数。

3.3施工方法：3.3.1安装底模：屋架底模采用砖砌胎模，首先将表面耕土分层夯实，使其承载力达到设计要求，因上部屋架最多为四层，高度为0.96米，对下部压强最大为24KN/m2左右，考虑不均匀系数 2.4倍，压强最大为62.4KN/m2，所以直接在夯实的地基土上用M2.4水泥砂浆砌成两皮砖，上面以1:2.4水泥砂浆压实赶光。

制作过程中的重点是水平必须预应力孔道的留设采用预埋管法，根据预应力钢丝束直径，选用φ40圆形金属波纹管。

波纹管搬运时轻拿轻放，不得抛用或地上拖拉。

吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊，波纹管外观应清洁，内外表面无油污，无引起锈蚀的附着物无孔洞和不规则的折皱，咬口无开裂，无脱口。

波纹管的合格性检验达到标准。

波纹管的连接，采用大一号同型波纹管。

接头管的长度为200～300mm，其两端用密封胶带封裹。

波纹管安装前按设计图中预应力筋的曲线坐标在侧模或钢筋上定出曲线位置，用φ6井字钢筋支架间距为600mm。

钢筋支架焊在箍筋上，箍筋底部垫实。

波纹管固定合格，必须用铁丝扎牢，以防浇筑混凝土时波纹管上浮而引起严重的质量问题。

波纹管安装就位过程中尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂。

同时防止电焊、火花、烧伤管壁。

安装后检查其位置，是否符合设计要求，波纹管的固定牢靠，接头完好，管壁无破损。

3.3.4浇筑砼：浇筑前无检查灌浆孔，排气孔，预埋件，钢筋的位置、数量及制孔埋管起拱正确，金属波纹管内预埋胶管或硬塑料管，胶管或硬塑料管在支完模板后放入，砼浇筑完毕后进行轻轻拉动，确认波纹管无堵塞，砼强度达到初凝后拉出，在拉出过程中随时检查预埋胶管或塑料管情况，如发现管壁上有漏浆或预埋管有断裂的情况及时进行处理。

砼浇筑在暖棚内进行，采用C40砼，水灰比不大于0.6，混凝土内不得掺入氯化物，腹杆提前预制，然后与屋架整体浇筑，浇筑过程中不留施工缝，从屋架一端开始以沿下弦为主，包括腹杆齐头并进向屋架另一端推进，浇筑的同时制作砼试块。

3.3.5养护、拆模：冬季砼的养护在暖棚内进行，暖棚采用砖砌围墙，砖墙两面用塑料布封裹，顶棚为钢架管搭设，上铺塑料布盖草席保温，棚内四角设四个大火炉来保持棚内温度。

在屋架旁边设四个温度计，设专人24小时进行测温。

当温度下降后及时调整火炉使温度回升，根据测温显示，棚内温度为8-18℃左右为宜。

养护期间应测量棚内湿度，砼不得有失水现象，当有失水现象时，应及时采取增湿措施或在砼表面洒水养护。

雨季屋架表面覆盖两层草袋，加盖一层塑料布，并设专人定时浇水养护，以使砼强度较快增长。

当下一层屋架的砼强度达到设计强度30%以上时方可涂刷隔离剂—滑石粉加油毡一道，进行上一层构件的支模，放钢筋及浇筑砼，砼强度达到设计强度的70%后方可拆模。

3.3.6清理孔道：及时检查孔道情况，并做好孔道清理工作，防止以后穿筋困难。

3.3.7编束穿筋：为保证钢丝束两端钢丝的排列顺序一致，穿束与张拉时不致紊乱，每束钢丝都必须进行编束，用圆盘梳丝板理顺编成实心束，并在距钢丝端头40～100mm处绑扎一道钢丝。

中间每隔两米加设一道绑丝，保证预应力钢丝等长。

采用后穿束法即在浇筑混凝土且强度达到要求之后穿束。

先将预应力钢丝束抬起，对准孔并逐层穿入孔内，束的前端应扎紧并裹胶布，以便顺利通过孔道。

3.3.8张拉预应力筋：✧预应力筋张拉顺序：张拉时要对称张拉。

预应力屋架钢丝束的长度一般不大于30m 时，因此采用一端张拉方式。

下图所示为预应力砼屋架下弦杆钢丝束的张拉顺序。

图（a）预应力筋为两束，用两台千斤顶分别设置在构件两端，对称张拉，一次完成。

图（b）预应力筋为四束，需要分两批张拉，用两台千斤顶分别张拉对角线上的两束，然后张拉另两束。

✧平卧重叠构件张拉：后张法锚具有很多种，主要有螺丝端杆锚具，帮条锚具，镦头锚具，钢质锥形锚具,等。

螺丝端杆锚具适用于锚固直径不大于36mm冷拉Ⅱ与Ⅲ级钢筋；帮条锚具可作为冷拉Ⅱ与Ⅲ级钢筋固定端锚具用；镦头锚具适用于锚固任意根数φs5与φs7钢丝束；钢质锥形锚具适用于锚固6-30φs5和12-24φs7钢丝束；JM型锚具适用于锚固4-6φj12-15钢绞线束。

施工中固定端一般用镦头锚具，张拉端一般用钢质锥形锚具。

张拉时屋架强度必须达到设计强度100%，构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、砼残块等清理干净。

安装锚具与张拉设备时必须严格对中，钢丝在锚环周边分布均匀。

平卧重叠屋架的张拉选用张拉设备放置在预应力筋一端的张拉方式。

后张法预应力砼屋架一般在施工现场平卧重叠制作，重叠层数为3-4层，按自上而下的顺序逐层加大拉力。

为减少上下层之间因摩擦引起的预应力损失，逐层加大张拉力，逐层增加的超张拉力百分数，对24米跨，顶层为0，二层为1.4%，三层为3.0%，四层为4.0%；对27米跨顶层为0，二层为1.4%，三层为3.0%，四层为4.0%，经过反复张拉，逐层增加的超张拉力百分数据实际情况调整为顶层0，二层1.0%，三层3.0%，四层5.0%。

张拉时工作人员站在预应力筋的侧面，千斤顶后面设置防护装置。

张拉力采用0-1.03Pj（锚具）的张拉程序，张拉端与固定端应交错布置在两端。

平卧重叠浇筑构件逐层增加的张拉力百分数：(见下图)注：第一类隔离剂：塑料薄膜、油纸；第二类隔离剂：废机油滑石纸筋灰、石灰水废机油、柴油石蜡；第三类隔离剂：废机油；石灰水、石灰水滑石粉。

3.3.9孔道灌浆：预应力筋张拉后即进行灌浆。

灌浆材料用等级42.5的普通硅酸盐水泥调制水灰比0.4的水泥浆，流动控制在120-170mm，水泥浆3h 泌水率控制在2%，最大不超过3%，掺入0.3‰铝粉。

搅拌好的水泥浆通过过滤器置于贮浆桶内，并不断搅拌，以防泌水沉淀。

灌浆工作缓慢均匀的进行，不得中断，并排气通顺，在孔道两端冒出浓浆并封闭排气孔后，再继续加压至0.4-0.6N/mm2，稍后再封闭灌浆孔，灌浆顺序先灌注下层孔道。

灌浆前孔道周边的温度在4℃以上，灌浆时，水泥浆的温度在10℃-25℃。

3.3.10屋架吊装：根据起重量Q、起重高度H、起重臂长L及工作幅度R计算选用起重机型号。

吊装前严格按图集G415要求对屋架进行扶直，并在屋架上弦自中央向两边分别弹出屋面板的安装位置线，在屋架下弦两端弹出屋架中线，在吊点处做标记。

同时，按仓库的纵横轴线用经纬仪在柱顶上弹出屋架安装中线及边线。

为了保证屋架扶直吊装时避免产生裂缝或变形，扶直吊装用两道杉杆加固，使杉杆和弦杆同时受力。

翻身时，先将起重要机吊钩基本上对准屋架平面的中心，然后起吊杆使屋架脱模，并松开转向刹车，让车身自由转向，接着起钩，同时配合起落吊臂，一次将屋架扶直。

屋架接近立直时，调整吊钩，使对准屋架下弦中点，以防屋架吊起后摆动太大，重点是注意刚起钩时检查是否有粘连。

扶直时，必须在屋架两端及下弦中点处置一方木井字架。

本工程采用单机起吊，综合吊装法吊装。

吊装程序为：钢筋→砼屋架→支撑→屋面板、天沟板。

屋架绑扎采用长度应经过计算的横吊梁，两根吊绳绑扎。

起吊前在离支座的节间附近用麻绳系牢，随吊随放松，起吊时先将屋架吊离地面40cm左右，使屋架中心对准安装位置中心，然后徐徐升钩，将屋架吊至西柱顶以上，再用溜绳旋转屋架使其对准柱顶，落钩就位。

落钩时缓慢进行，并在屋架刚接触顶时即刹车进行对线，对好线后，即做临时固定，并同时进行垂直度校正和最后固定工作。

然后进行屋面板和天沟板的安装。

4. 大跨度折线型预应力屋架的安全注意事项:4.1预应力张拉时安全要求：4.1.1张拉过程中在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端，同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。

4.1.2操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶的侧面操作，严格遵守操作规程，油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。

4.1.3千斤顶张拉顶压时，应观察是否漏油和千斤顶位置是否偏斜，必要时应回油调整，进油升压必须徐缓均匀、平稳，回油张压时应缓慢松开回油阀，并使油缸回油到底。

4.1.4油泵不宜在超负荷下工作，安全阀按设备额定油压或使用油压调整压力，严禁任意调整。

4.1.5接电源时，机壳必须接地线，检查线路绝缘情况后，方可试运转。

4.1.6灌浆泵使用前应检查球阀是否损坏或存有干灰浆等。

灌浆嘴必须按上阀门，以保安全和节省灰浆，橡胶管宜用带4～7层帆布夹层的厚胶管。

灌浆泵起动时应清水试车，检查各管路接头和泵体盘根是否漏水。

4.2屋架吊装安全要求：4.2.1起重机的行走路线必须平整坚实。

4.2.2操作人员必须戴安全帽，正确使用安全带，高挂低用。

4.2.3禁止斜吊，以防钢丝绳出槽或造成绳索拉断。

4.2.4指挥人员使用统一指挥信号，信号要鲜明、准确、起重机驾驶人员应听从指挥。

4.2.5高处作业人员使用的工具、零配件等放在随身佩带的工具袋内，不得随意向下丢掷。

4.2.6各种用电机械必须有良好的接地或接零。

4.2.7各种可燃材料不准堆放在电闸箱、电焊机和电动工具周围，防止材料长时间蓄热而自燃。

5. 大跨度折线型预应力屋架的质量标准:5.1张拉质量标准：5.1.1锚具质量必须符合设计要求和施工规范规定。