中华世纪坛预应力施工

1中华世纪坛预应力施工[摘要]介绍预应力技术在中华世纪坛施工中的应用。A区楼板采用无粘结预应力，B区及过街桥大梁采用有粘结预应力。锚具采用QM锚具体系，钢绞线为1860MPa级钢绞线。部分预应力筋张拉利用变角张拉技术，张拉采用应力和伸长值双控原则。[关键词]无粘结预应力有粘结预应力锚具钢绞线变角张拉张拉伸长值灌浆TheConstructionOfChinaCenturyMonumentSongyusuoFengdabinSunmenlanWangliyun[Abstract]ThispaperintroducestheapplicationOftheprestresstechnologyintheconstructionOftheChinaCenturyMonument．ItincludescestresswithoutbondinthefloorOfpartAandprestressinthebeamofpartBandthewalkedbridge．叫anchorsystemand1860MPastrandareapplied．SomestrandsarestretchedbYanglevaryingtensiontechnology．thedouble-controlmeasurementOfcontrolllngandextensioncheckingisapplied.[keywords]prestresswithoutbond;prestress;Anchor;Strand;Anglevaryingtension；Pretension；Extension；Grouting一、工程概况中华世纪坛是为迎接二十一世纪所建的标志性建筑。位于中央电视台和军事博物馆之间，北临玉渊潭公园，南至西长安大街，与西客站遥遥相望，地理位置十分优越。中华世纪坛A区呈直径85m的圆形结构，15度放射形柱网，地下一层至地上二三层楼板采用无粘结预应力技术。B区南北长75.5m，宽35.2m，地上为广场，B区大梁与连结B区和世纪坛主体结构的过街桥大梁采用有粘结预应力技术。锚具采用曾荣获国家科技进步三等奖的QM锚具体系，预应力筋采用秦皇岛钢绞线厂生产的1860MPa级优质钢绞线。本工程建设单位是北京歌华集团，总包为北京城建五公司第七项目经理部，预应力施工由建研科技股份有限公司（原：中国建筑科学研究院结构所）承担。2二、施工前准备施工前对进场的钢绞线、波纹管、锚具做了必要的试验，张拉设备进行标定，灌浆用水泥的复试及净浆试块强度的试验，制定详细的施工组织设计方案，进行现场施工技术交底。与总包多次协商相互交叉工作步骤，针对预应力施工的特殊性进行分析、研究、制定施工措施。对施工各环节提出严肃的注意事项，使各级负责人在施工前对预应力专业施工技术有足够的重视。本工程预应力项目部的所有参加人员在每层施工前进行模拟施工，将问题发现在发生之前。三、A区无粘结预应力施工1．预应力技术特点无粘结预应力筋分布在内环直径10.2m、外环直径39m的圆环结构的楼板上。楼板厚度由内环梁处的350mm均匀变为外环梁处的300mm。板内有8条暗梁均匀布置。由于圆形结构受力复杂，无粘结预应力筋分径向、环向、切向三向相叠布置，施工难度在无粘结预应力领域为之最。456根径向预应力筋沿圆周均匀布置、32根环向预应力筋在楼板内半圆形布置、48根切向预应力筋与内环梁相切布置。切向预应力筋在设计计算时并没有考虑，为构造配筋，其布置使结构在受力整体性上有改进。后浇带有外环梁外的环向后浇带和沿圆周均匀布置的四条径向后浇带。径向筋为一端张拉、环向及切向筋为两端张拉，径向和切向筋均在外环梁之外的后浇带处张拉，环向筋在楼板内采用变角张拉技术。径向后浇带打砼后，砼达到设计张拉强度时，环向和切向筋才可张拉。2．施工工艺流程中华世纪坛是为迎接21世纪的到来而决定兴建的纪念性、标志性建筑。工程指挥部在施工前就提出一定要创长城杯、夺鲁班奖的目标。结构的特殊性决定了对施工精确度的要求非常高，特别是作用在三层楼板上的旋转圆坛对平稳性的要求；旋转圆坛钢结构底平面和轨道之间的间距在整周范围内不能超过5毫米，相应的对预应力施工精度的要求也非常高．在监理的严格监督下，预应力筋的矢高误差在±3mm之内,小于规范要求的±5mm。所有预应力筋均先放线后铺设，径向预应力筋沿圆周等距放射状铺放，切向筋40余米在一条直线上,使预应力施工不仅满足设计要求,而且十分美观。见工程图图一、图二、图三。施工工艺流程为：绑扎板筋下铁及暗梁——铺外三圈环向预应力筋——铺径向预应力筋——铺内五圈环向预应力筋——铺切向预应力筋——绑扎板筋上铁——安装张拉端垫3板及弹簧筋——安装穴模——封模——打砼。3．张拉砼强度达到设计强度的80％以上时张拉，采用YCQ20型千斤顶及配套的高压油泵张拉无粘结预应力筋单孔锚具，张拉控制应力为0.7fptk,张拉由专业队伍完成。张拉步骤；剥掉外露塑料涂包层，清理预埋垫板端部，安装锚具；张拉时采用应力控制为主、伸长值控制为辅的原则，具体步骤为：穿入前卡千斤顶，初应力(0.1σcon)时记录伸长值，一次张拉至1.03σcon。，记录伸长值，卸荷锚固取下千斤顶，一束张拉完毕。当无粘结束较长，张拉伸长值大于千斤顶行程时，可采用分级张拉，即锚固一次后千斤顶回程进行第二次循环，直至达到控制值。对两端张拉的无粘结束，每端均应拉到控制值，伸长值合并计算。实际伸长值与计算伸长值偏差应在-5％～+10％范围内，超出时，应停止张拉，检查原因，采取措施后才能继续张拉。环向预应力筋采用变角张拉技术，千斤顶和锚具之间垫三块变角块，张拉时千斤顶与楼面成30度夹角，计算理论伸长值时要考虑变角块引起的摩擦损失。四、B区、过街桥有粘结预应力大梁施工1．预应力技术特点B区为中跨22m梁和两侧各6.4m跨梁组成的预应力连续粱，中跨梁几何尺寸600×1300mm，共20条预应力大梁。每梁中有三束波纹管，波纹管尺寸中66，接头用φ70、长30cm波纹管。共21根预应力筋，采用两端张拉工艺。由于有粘结预应力筋是成束张拉，在端部作用力集中，每束张拉力为126吨，对砼密实性要求高。为此，端部制做了专门的封端模板以保证不发生漏浆现象，端部砼强度达至U设计要求，见图四。过街桥大梁跨度32.7m，粱几何尺寸500×l800mm，共18条梁。每梁中有6束波纹管，共42根预应力筋。梁南端为橡胶支座，北端为铰接构造。考虑到梁跨较大，有一定的温度变形，两边分别设置了3cm、5cm的伸缩缝。由于施工顺序的特殊原因，若按原设计两端张拉方案，势必给总包增加工作难度且延误工期，通过详细计算，采用超张拉工艺满足了设计要求。梁北端为固定端，南端为张拉端。将预先挤压好的筋穿在固定端七孔垫板上，由于梁北端没有工作空间，梁头两米内箍筋先不绑扎做为穿束空间，用长2m、φ72的波纹管套在φ66的波纹管外，从北向南穿完束，固定好矢高后，φ72的波纹管与固定端垫板联接，大小波纹管接口处用胶带封好，这样就解决了这一难题。42．施工工艺流程有粘结预应力施工主要有两个难点：其一是波纹管接口质量及对波纹管的成品保护：若发生漏浆现象，张拉会发生严重问题。结构的受力形态也会发生变化，设计思想得不到体现。其二是张拉端部的处理。由于张拉端垫板为200×200mm，梁上、下铁有锚具长度的要求，在梁端头经常发生普通钢筋过密，波纹管及张拉垫板没有足够的空间。本工程中，经过仔细分析、研究，在施工前与设计协商对过街桥张拉端部做了必要的改动，将一半梁筋上铁提前150mm锚固，各别梁为安装喇叭管先割断一根锚固筋，固定好喇叭管后，再按设计要求补焊。在施工管理上，实行责任到人的原则，每道梁有专人负责。打砼前严格检查，打砼时从头到尾查看。由于以上两难点完成的好，在B区及过街桥大梁施工中没有发生一起漏浆现象。施工工艺流程为：支梁底模板——绑扎梁主筋及箍筋——放线矢高位置——点焊定位筋——铺波纹管——固定波纹管与定位筋——安装喇叭管——固定网片筋——穿成束预应力筋——绑扎梁水平拉筋——安装侧模——打砼。3．张拉及灌浆砼强度达到80％以上时进行张拉，B区张拉控制应力为0.7fptk，过街桥张拉控制应力为0.75fptk,采用YCQl50型大吨位千斤顶及配套高压油泵张拉成束有粘结预应力筋锚具。B区预应力大梁由于是两端成束张拉，就有钢绞线受力是否均匀的问题，油表控制的张拉值是七根钢绞线的张拉值，如果有些钢绞线没受力，另一些钢绞线必定承担了超过设计值的拉力，这样可能会发生拉断现象。为避免这一现象的发生，初张拉时，采用两项措施：一是看张拉伸长值与计算值的比值是否在规范允许的范围内；二是专人在非张拉端查看是否七个夹片都夹紧。两项都满足的话，可以确认钢绞线受力均匀。净浆配和比为(水泥十JPⅡ外加剂)：水＝１：0.4。JPⅡ为减水缓凝作用。利用专业灌浆设备灌注。由于改为一端张拉，束波纹管透气孔增加到6个，使灌浆通畅，没有发生气体阻塞现象，保证了工程质量。五、工程质量评价及社会效益无论无粘结预应力还是有粘结预应力，实际张拉伸长值与计算伸长值的接近程度是评价施工质量的重要的标准之一。施工规范要求实际张拉伸长值应是理论伸长值的0.95—1.1倍。在中华世纪坛预应力工程中，实际张拉伸长值合格率为100％；优良率为96.7％，达到优质工程的标准。在整个施工过程中，从甲方、总包到监理，对预应力施工工程质量5给予一致好评，并获得一面锦旗。中华世纪坛结构工程在北京市长城杯的三次检查中平均分为87.6分，在99年长城杯的评比中名列前矛，现正申报国家鲁班奖。最后谨对在施工过程中给与热情而有效帮助的中国建筑科学研究院设计所的韩平高级工程师表示由衷的谢意。