某综合楼无粘结预应力砼框架梁施工方案.doc

综合楼无粘结预应力砼框架梁施工方案一、概况本工程无粘结预应力钢筋混凝土框架梁共计有4根，设在三楼（11.57）转换层的第9、11、13和15轴线上。其中第15轴的YKL2，断面尺寸为0.9m（宽）3.1m（高），第9、11、13轴线的框架梁为YKL1,断面尺寸为0.9m（宽）3（高）。YKL1,2跨度为18m，柱间净跨为14.65m。预应力梁砼采用C40,预应力筋采用16束，共计144根钢绞线（J15,d=15.2），单根钢绞线截面积Ap=137mm，强度标准值为fptk=1860N/mm，强度设计值为fpy=1260N/mm，非预应力筋采用新级钢（），强度设计值fy=360N/mm,箍筋采用级钢（），强度设计值fy=210N/mm。预应力筋张拉方式均为单边张拉，张拉应力con0.7fptk，单根钢绞线张拉力F=178.95KN。预应力筋的锚具采用OVM15型。另外本工程使用活荷载取值见下表。层 次活荷载（KN/M）标高(m)层高(m)板厚(mm)梁截面尺寸(mm)负二层人防底板1008.003.3负一层人防顶板1204.504.7300mm400600一层车库40.003.6150mm350700二层会议厅3.53.608.090mm300700夹层59.00 3.4三层2.511.60 4.0200mm9003100二、大梁的模板支撑设计原则本楼层砼板厚为200mm，预应力框架梁断面尺寸为900mm3100mm。楼层的高度为8.00m，预应力框架梁的净跨为14.65m。因梁的自重每米已达1.20.93.12583.7KN/M，再加上模板支撑及施工人员操作等等荷载，本层楼面大梁垂直荷载为102KN/M，如考虑四、五、六、七层楼面在本层大梁砼未达到设计标号前完成，则本层楼面大梁垂直荷载将达到328KN/M（详见计算书）。因此，按常规方法直接将立柱落在楼面上是无法进行的，因为本层楼面结构承受力不够，故必须采用层层传递荷载的方法，用支撑将上部荷载传到底层。三、荷载计算1、三层大梁荷载计算（1）浇捣大梁时的荷载 模板及支撑模架自重：0.757.15.325KN/M 新浇钢筋砼大梁自重：0.93.126.573.935KN/M 振捣荷载： 0.921.8KN/M 施工荷载： 0.92.52.25KN/M 钢管脚手架自重： 0.91.10.99KN/M以上五项的总荷载： q11.2（5.325+73.935+0.99）+1.4（1.8+2.25）102KN/M（2）张拉前大梁要承受3楼及4楼的荷载及弯矩M1 g0.93.1251.2+（0.75+1.1）1.285.92KN/MP10.250.5251.27.2+53.01.27.2156.6KN P241.044（4层楼）101.2+0.40.6251.27.2+52.71.27.22138KN P332.44（4层楼）101.2+0.40.6251.27.2+52.851.27.21730KNP40.250.5251.27.2+53.31.27.2169KN总荷载2P1+P2+P3+P4+g182156.6+2138+1730+169+85.92185897KN化成线荷载：q25897/18328KN/M（3）张拉前，大梁砼强度已达90，按C30砼考虑，梁中非预应力筋能够承担的弯矩M2bh9003000，As2432248040.917366mm配筋率：As/（bh）17366/（9003000）0.64查简明建筑结构设计手册得A1.88M2Abh01.8890029501.4710Nmm14700KNM（4）需要由支撑承担的荷载MM1-M219793-147005093KNM根据公式：M1/8ql则：q28M/l85093/18126KN/Mq1102KN/M故需要由二层支撑承担的荷载为126KN/M，每米设2组四管支柱，则每根钢管的荷载N1126/815.75 KN2、二层梁荷载计算及支撑承担的荷载（1）二层梁上作用的荷载q10.30.7251.2+（0.75+1.1）1.2+0.15251.27.25/828.77KN/M如果加上由上层支撑传来的荷载126KN/M，则该梁上作用的荷载q28.77+126154.77KN/M（2）梁中钢筋能够承担的荷载浇筑三层大梁时，该梁砼达到50的强度，按C20砼考虑断面bh300700As222+4252760+44913484mm配筋率：3484/3007000.01661.66查简明建筑结构设计手册得A3.94MAbh03.94300665522.7KNM则梁中能够承担的荷载q12M/l12522.7/977.45KN/M（3）需要由支撑承担的荷载q - q154.77-77.4577.32KN/M每米设2组双管钢管架，则每根钢管的荷载N277.32/419.33 KN。3、一层梁荷载计算及支撑承担的荷载（1）一层梁上作用的荷载q20.350.7251.2+（0.75+1.1）1.2+0.2257.21.25/836.57KN/M如果加上由上层支撑传来的荷载77.32KN/M则该层梁上作用的荷载q36.57+77.32114KN/M（2）梁中钢筋能够承担的荷载浇灌三层大梁时，该层梁砼已达70的强度，按C25砼考虑断面bh350700,As62564912946mm配筋率2946/3507000.0121.2查简明建筑结构设计手册得A3.46MAbh03.46350665535.5KNM则梁中能够承担的荷载q12M/l12535.5/979.35KN/M（3）需要由支撑承担的荷载q - q114-79.3534.65KN/M每米设2根钢管架支撑，则每根钢管架的荷载N334.65/217.3KN4、人防顶板梁（地下一层）荷载计算及支撑承担的荷载（1）人防顶板梁上作用的荷载 q30.40.6251.2+（0.75+1.1）1.2+0.3253.61.241.82KN/M如果加上由上层支撑传来的荷载34.65KN/M则该梁上作用的荷载q41.82+34.6576.47KN/M（2）梁中钢筋能够承担的荷载浇灌三层大梁时，该层梁砼已达100的强度，按C40砼考虑断面bh400600，As82584913928mm配筋率3928/4006000.01641.64查简明建筑结构设计手册得A4.64MAbh04.64400565592.5KNM则梁中能够承担的荷载q12M/l12592.5/4.5351KN/M（3）需要由支撑承担的荷载q - q76.47-351-274.5KN/M本层梁下不需要设支撑。四、钢管支撑架的计算因预应力梁的支模架荷载较大，且支模架高度有5m。如采用普通多排脚手架形式搭设，则立杆较密同层之间的交通运输被切断，且顶部小横杆及节点扣件承受不了大梁传下来的荷载，底部支撑面积小，楼面局部受压问题因范围较大不好解决。另外如采用型钢，用排架方式解决则成本较高，一次性投入过大。因此我们采取特制柱帽配普通架管扣件搭设四管支撑的方法。1、立杆的稳定验算钢管脚手支架主要验算立杆的稳定性，可按两端铰接的受压构件来简化计算。（1）用对接扣件连接的钢管支架，立杆基本是中心受压，但考虑到立杆的弯曲程度、荷重的不均匀和对接扣件的准确性，所以可按偏心受压来计算。若按偏心1/3的钢管直径，即 eD/34.8/31.6cm，则483mm钢管的偏心率 eeA/W1.64.24/4.491.51长细比 L/rL/1.59式中L计算长度，取横杆的步距。根据e、查钢结构设计规范（TJ 1774），得到不同横杆步距时的稳定系数p，再按公式1算出不同的容许荷载N，列入表1. 立杆容许荷载表 表1横杆步距L（cm）483钢管483.5钢管对接立杆对接立杆(KN) (KN)10031.735.712529.233.115026.830.31802427.2NpA （1）根据表1可知本层楼面大梁按步距为1.5m的钢管架每米须布置26.88214.4126KN，即8根立杆则可。如按常规均匀布置这8根立杆，会严重影响本楼层的施工通道。故在施工中可按4管组合支柱方式布置立杆。详见预应力大梁支模立柱布置图。从上面的计算情况可知，如将三楼大梁荷载采用直接分层传递的方法传到地下室底板上存在着各层楼面砼的局部受压问题和确定各楼层结构的荷载承载力问题。根据这种情况，我们决定在4管组合立柱的上、下端设30030010的钢垫板以解决楼面的局部受压问题。因二楼以下层高分别为3.6m、4.2m和3.3m，故可采用在各层梁底和板底加设钢支撑进行楼层间的荷载传递。在加设立柱支撑时要按二楼大梁立柱支撑的位置布置，且上层支撑立柱对准下层支架立柱。各层支撑荷载传递见附图。五、四管联合支撑柱帽设计与计算 柱帽顶板采用30030012的钢板。板上焊4根长度为150mm的钢管，间距为200mm，呈矩形布置。钢管之间用4块10mm厚150高的加劲片彼此相连。托板厚121、托板跨中的弯距：M0.146P0.20.146630.21.84KNM抵抗矩：W（1/6）bh（1/6）2001257600mm M/W1.8410/5760031.9N/mm215N/mm 满足要求 抗剪和挠度不需计算，可满足要求2、加劲板计算 设置4块10mm厚150高的加劲板将四根管子连成整体 M（1/4）31.50.21.575KVM Q31.5/215.75KN 抵抗矩：W（1/6）101505625000mm 惯性矩：I（1/12）10150421.87510mm M/W1.57510/5.63100.3N/mm215N/mm 满足要求Q/A15.7510/1015010.5N/mmN63KN抗剪计算支承面在板上（靠近梁边），每米板上的剪力Q63KN90厚板的抗剪能力为0.07 bh0.071010009063000N63KNQ63KN刚好能满足抗剪要求拟将二层板厚加厚至120总结：通过对上述各个部位的计算，为了能够实现层层传递大梁及以上四层的荷载，需将地下一层梁板、一层梁板、二层梁板及三层梁板的砼强度等级提至C40，并将二层支承大梁部分的板厚加厚至120。备注：1、大梁支撑平面布置图见附图12、支撑立面布置图见附图23、支撑祥图见附图34、框架立面图见附图45、荷载图见附图5、16、内力图见附图7、8六、大梁支模设计与计算根据上述计算，本层支模立柱采用48的4管组合立柱。每根组合立柱用4根48的架管加纵横连杆组成，纵横连杆间距均为1.5m，连杆和立杆用直角扣件连接。4管立柱的上下端用30030012的钢板做垫板。组合立柱纵向间距为1m，横向间距为0.7m。组合立柱安装好后，再在其顶部安装2根纵梁。纵梁采用I14，两纵梁之间用121500连接成整体。最后在纵梁顶上用10500做横楞，其间用100100木方铺梁底板。梁模板采用18mm厚胶合板，梁的侧模采用18mm厚胶合板配6080木方制作，用M16的对拉螺栓，3型盖配2根483的架管对拉固定。对拉螺栓间距为600mm。详见预应力大梁支模示意图。（附后）1、直接支撑大梁模板横楞计算横楞选用10，间距500q1260.5/0.970KN/M跨中弯矩：M=1/8ql1/8700.97.09KNM最大剪力：Q1/2709031.5KN强度计算：M/W7.0910/39.710178.5N/mm215N/mm 满足要求 Qs/It700.451023.510/198.3105.370.4N/mm125N/mm 满足要求挠度计算：fmax5ql/384EI570900/3842.110198.3101.44mm3mm 满足要求2、支撑大梁的纵楞计算 纵楞选用I14跨中弯距：M1/4pl1/431.51.07.9KNM最大剪力：Q1/231.515.75KN强度计算：M/W7.0910/101.71070N/mm215N/mm 满足要求Qs/It15.751058.410/712105.523.5N/mm125N/mm 满足要求挠度计算：fmaxql/48EI31.5101000/482.110712100.44mm3mm 满足要求3、大梁侧模对拉螺杆计算砼侧压力Pm0.4+（150/T+30）KsKwVKs1.15 Kw1.2 V3m/h T30Pm0.4+（150/30+30）1.151.235.375t/m选用M16600600对拉螺杆。七、预应力大梁钢筋安装转换大梁的含钢量大，主筋长，布置密，在两梁相交的柱节点区上下共有7层计5628和720及418的主筋在此“相聚”，加上腰筋、柱筋等，主筋还须弯起锚固，众筋“抢位”现象十分突出。任何一根主筋的就位错误，均会造成大量的返工。因此，准确的翻样和下料，合理安排好钢筋就位次序是钢筋施工的关键。钢筋翻样与下料钢筋翻样前必须弄清设计意图；审核、熟悉设计文件及有关说明；掌握现行规范的有关规定。翻样时要结合实际并考虑方便施工。考虑到原设计大梁最上排和最下排的主筋在柱节点区均弯起锚固600，施工困难。经设计院同意变更为：大梁的最上一排面筋向下弯锚固600取消改为平直锚固，锚固长度35d（即锚至底筋以上）；底筋的最下一排主筋按设计向上弯600，伸入柱子的锚固长度为35d（柱截面大，锚固长度满足要求）。这样，增大了节点空间，为砼的灌注和振捣以及预应力端头网片筋的安放提供了条件。大梁主筋接头全部采用闪光对焊，根据设计院要求每根钢筋仅允许1个焊接接头，故采用12m长的特制钢筋。梁上部的主筋接头要求设置在跨中1/3跨长内，下部主筋接头要求设在靠近支座1/3跨长内。由于梁内主筋多，主筋下料时，必须考虑并调整好每根钢筋的接头位置，以保证主筋的焊接接头相互错开35d，且焊接接头占钢筋总截面的接头率25。为方便钢筋的安装就位，满足上述规范要求，必须对所有梁主筋按就位顺序进行编号。梁箍筋大，下料时要注意对焊接头的位置，避免接头出现在箍筋的弯折处10d的范围内。钢筋的安装与就位钢筋安装顺序：搭钢管搁架分层铺设下部纵筋 分层挂吊上部纵筋套箍筋放吊筋折搁架下横杆，下纵筋与箍筋绑扎固定上纵筋与箍筋绑扎固定梁底保护层骨架就位绑扎吊筋、柱节点箍筋穿负筋、腰筋等。大梁钢筋的安放在梁底板铺设结束后进行。先在梁底上方搭设间距为1m的临时钢管搁架（搁架立杆支撑在梁两侧的楼板模板上），搁架下横杆高出梁底3035cm，上横杆比梁面高出1015cm。在搁架下横杆上铺设梁的最下一排纵筋，之后，按放一排横杆（横杆与搁架立杆扣接并贴紧下排纵筋）铺设一排纵筋的原则，铺设完梁下部的全部主筋；在搁架的上横杆上铺设梁最上一排面筋，主筋铺设完后，套箍筋、放吊筋；由下而上逐根拆除搁架下横杆，同时将下部纵筋与箍筋绑扎固定；同样由下而上把上部挂起的纵筋与箍筋绑扎固定；放置梁底保护层垫块；松动扣件，放下搁架的上横杆使骨架就位。最后，穿负筋、腰筋、拉筋，绑扎新生柱插筋及洞口加固筋。施工中在梁底模的两端要画线定出每排32根28纵筋的分部位置，同时确定它们各自在柱节点的位置（位于哪两根柱主筋之间），主筋排列必须按次序对号入座。安装梁纵筋要注意梁与梁之间的协调，按先大梁后次梁的顺序，纵筋依次交叉穿插，上下交替搁置，以保证主筋在梁内的设计位置。安装柱节点箍筋时，必须按事先确定的位置和数量，在主筋铺设的同时将柱筋放置在各层主筋之间，待大梁钢筋骨架就位后，预应力大梁的预应力主筋和端部抗压网片筋安放好后，再由上至下的顺序将箍筋同柱主筋绑扎固定。柱节点箍筋不得少放、漏放，但可采用开口箍筋。大梁的上下几排钢筋在绑扎就位时要保证其上下对齐形成垂直的钢筋间隙，以便砼灌注和振捣。梁底保护层；鉴于梁钢筋骨架重、底筋高度不一，用细石砼和钢丝网片特制了两种厚度的高强度夹丝保护层垫块（以防压碎）。保护层垫块成排布置，统一垫在主筋下（排距1.5m），在梁骨架就位前放置好。当大梁的非预应力钢筋绑扎完毕后，即可安装大梁预应力筋坐标控制马凳，再按设计图穿无粘结砼钢绞线，安装端头局部受压钢筋网片和端头承压锚具垫板。在安装大梁控制坐标马凳时，首先要在大梁底模上分出横坐标尺寸，然后用钢筋马凳支托控制纵坐标。坐标点的控制均要按预应力筋的曲线坐标放样图进行。详见YKL1、2预应力筋布置表。（附后）钢绞线的下料尺寸要根据设计布筋曲线在地面上按1：1放样，求出曲线部分和直线部分的长度，再根据锚具的厚度及张拉工艺所需的工作长度确定。下料长度梁中实际长度2锚具厚2750上式中750为张拉所需工作长度。钢绞线成盘运至工地。要用木方、架板、彩条布在其隔地放置覆盖好，以防生锈。下料时不得将钢绞线在地面生拉硬拽，磨伤钢绞线。下料长度误差应控制在100mm，50mm以内。钢绞线编束时采用2扎丝，编束间距2m。绑扎时要将钢绞线理顺，并尺量使各绞线松紧一致。八、预应力大梁的砼浇灌由于预应力梁砼为C40，且设计要求预应力梁砼一次性浇筑，为提高楼面砼早期强度，减轻预应力梁的荷载，楼面框架梁砼建议改为C40。预应力大梁砼的施工存在如下几个问题：1、预应力梁断面尺寸为0.9m（宽）3.1m（高），且跨度为18m，单根梁砼量为51m，属大体积砼的浇灌范畴，必须控制砼内外温差小于25，防止温度裂缝。2、因第15轴线预应力大梁与二层楼面相连（11.60楼面和7.8楼面），必须注意楼层板之间砼的施工缝的留设位置和大梁与楼面板砼的浇筑顺序。因此，我们决定：1、大梁砼采用低水化热的42.5矿渣硅酸盐水泥砼（砼内必须掺15的粉煤灰以减少水泥用量），并且在大梁内部设二排25的连通循环冷却水管，以确保砼内外的温差控制在25以内。为检测梁内砼内部温度变化情况，每根大梁内埋3根测温管，间距1.8m。测温管埋深分别为h=2.5m、1.5m、0.2m，测温管下口用钢板封闭。详见冷却循环水安装示意图。2、砼的凝结时间延长到46小时，放慢预应力大梁分层浇筑的速度。3、因第15 轴预应力大梁与1520轴8.97楼面相连，故在施工8.97夹层楼面时必须留设施工缝。施工缝留在15轴17轴主梁跨度的1/3处（即距15轴1.8m远处）。预应力大梁底到施工缝处的楼面砼与预应力大梁一起浇筑。在三楼楼面梁板施工时，砼的浇筑顺序仍然是由西向东平行浇筑，每次浇筑宽度为23m。砼的输送采用二台输送泵，砼的振捣采用4台插入式振动棒和一台平板式振动器。九、砼的养护 砼浇筑完1012小时后用麻袋覆盖，且浇水养护14天。养护水管为大梁两侧设置的25钻孔喷头锌管。十、预应力的张拉根据规范要求，本工程预应力大梁的预应力筋的张拉方式由设计的单边张拉改为双面张拉，张拉应力con0.7fptKN，单根钢绞线张拉力F178.95KN。预应力的锚具采用LQM15-1型，张拉时梁的砼达到设计强度的90。由于本层梁板承受上部12层结构的荷载，预应力筋用量较大。如一次性按设计张拉到位，会出现张拉阶段预拉区开裂或反拱过大的问题。因此，在施工中采用分阶段张拉技术，即逐渐施加预应力，以平衡各阶段荷载。根据这一原则，本大梁的预应力张拉分二次进行，第一次在B轴端张拉，张拉应力为设计值60；第二次待施工到梁上8层楼时，再在M轴端按设计值张拉到100。即第一次张拉应力值为0.42fptKN，张拉力为107.37KN（已施工到梁上34层楼承受的荷载总荷载的30），第二次张拉应力con0.7fptKN，张拉力为F178.95KN。此时已施工到梁上8层楼。承受的荷载为总荷载的2/3，即66。十一、张拉顺序预应力筋的张拉顺序，应以砼不产生超应力，构件不扭转与侧弯，结构不变位等因素为原则，故对称张拉是一项常用的方法，本工程大梁预应力张拉顺序见图。（附后）张拉程序：主要根据构件类型，张锚体系，松弛损失取值因素确定。因本工程预应力采用二次张拉，故张拉程序为： 0设计值501.03设计值注：设计值 张拉应力con0.7fptk 张拉力F=178.95KN张拉端处理：无粘结预应力钢丝束采用钢绞线夹片式锚具，张拉后端头钢绞线预留长度不小于150mm，多余部分用砂轮切割机切断，并将钢绞线散开打变，按设计埋在后浇的C40砼内即可。十二、质量保证措施 1、本工程大梁支模架是施工成败与否的关键所在。故施工时一定要按本方案的支撑立柱的间距和连杆的步距尺寸去搭设支模架。大梁支模架纵横系杆要和楼面板支模架连成整体并开剪刀撑。各层传递荷载支撑必须严格按设计分层对齐。2、梁的侧模对拉螺栓是大梁牢固与否的基础，必须按本方案设置。3、大梁非预应力主筋必须采用闪光对焊，且接头必须错开1120 mm（35d）。钢筋接头占钢筋截面总面积的百分率必须25。4、大梁钢筋焊接接头必须送检。5、控制大体积砼内部温度的冷却循环管必须与施工用水管连通。一但出现检测砼内外温差过大