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9米多长的大悬挑板,预应力筋为什么不能从一头拉完?
悬挑板的预应力筋从一头顺着拉完,张拉过程中就没有停下来核对的余地。预压应力是一批一批建立的,每一批都会改变板的反拱和支座根部应力,后一批是在已经变形的板上继续加力。BICP银泰建构在北京乐城国际幼儿园工程屋面层净悬挑9.5米的板上,把预应力筋分四级张拉,第一、三级从南往北,第二、四级从北往南,级数和方向由施工阶段仿真算出来。
适用场景
导语
从一端依次拉过去,每束最后都到控制应力就行,这是方案会上常听到的说法。它把张拉当成单纯的加力动作。悬挑板由支座根部弯矩控制,从第一束到最后一束,根部应力和板端反拱都在变,这个过程本身就是要验算、要控制的工况。
适合哪些项目
- 适合:悬挑净长接近9米、由根部弯矩控制设计、挠度和裂缝要求严的预应力悬挑板。乐城这块板厚250~500mm,板内束多、孔道密,属于这一类。
- 不适合:悬挑长度不大、束数少、根部应力水平低的板,按常规顺序张拉、按规范验收就行,不必套一个四级。
- 需要先确认:悬挑净长和板厚的变化、束数与每束根数、孔道形式和间距、张拉端与固定端位置及锚固构造、张拉时的混凝土强度、板上已施加的荷载、端部封边构造。
一次从一头拉完,问题出在哪
预压应力分几批建立,构件变形也跟着分批变。先拉的那批把板端抬起来,后拉的那批是在已经抬起的板上继续加力。从一端连续拉到尾,中间没有停点,各阶段的应力和变形就核不到。分级的作用在这里:每批拉完停一下,量反拱、量根部应力,和施工阶段仿真算出的值对一对。
支座根部上表面受拉,预压应力压的就是这部分拉应力。单向推进时根部应力沿一个方向叠加,中途不回头;分级把预压应力拆成几批建立,换向让每批沿板宽的推进起点南北交替,变形和根部应力不在一侧积住。
代价也要讲清楚。分级张拉把这道工序的工期拉长,每级都要停、要测,张拉端和后浇洞的处理、设备转场、记录都多走一轮。换来的是一旦哪一级的反拱或根部应力不对,能当场停下查;连续拉到尾,等发现反拱超了、根部出现不该有的裂缝,预应力已经全部加上去。
乐城那块9.5米的板怎么张拉
屋面层这块板用有粘结预应力,扁形波纹管配扁形锚具,孔道按250mm间距布置,每孔4根钢绞线。钢绞线1860级低松弛,张拉控制应力取标准强度的70%,即1302N/mm²,施工时超张拉3%;张拉端为夹片式扁形锚具,固定端为挤压式锚具。
级数和方向是算出来的:设计阶段先建有限元模型,把试算后的预应力按等效荷载加上去,按规范做极限承载力和正常使用极限状态验算;再按拟定的张拉方案分施工阶段仿真,得出各阶段的应力和变形,据此定张拉力和张拉顺序。这类结构自重大、预应力束配得多,施工过程模拟盯两件事,张拉力到没到位,张拉时结构自身站不站得住。
现场配了监测。每一级拉完量一次反拱和支座根部应力;灌浆完成、板上二次荷载上去以后再量一次。预应力引起的反拱和应力变化幅度不大,测点要落在变化明显的位置,点位偏了,误差会把真实趋势盖住。
从一端连续拉完、最后统一验收,是省事的做法,当时没有采用。悬挑长度大,中途必须能核、能停。
现场核对专项方案的几条
- 分级写没写清:每一级拉哪几束、拉到多少、起点在哪一端。只写“按规范张拉”“对称张拉”,等于没写。
- 方向有没有交替,每一级的起点和施工阶段仿真里的工况对不对得上。
- 级与级之间停不停、测什么。反拱和支座根部应力最直接,看测点是否落在变化大的部位。
- 张拉时板上实际有多少荷载,二次荷载施了多少、和计算假定差多少。
- 两端锚固构造:扁锚的局部承压、封口边梁或暗梁;板端也可设直径不小于10mm的U型构造钢筋,与板顶、板底钢筋搭接。
- 每一级的张拉力、伸长量、反拱和应力记没记,签认全不全。
参考依据
- 《混凝土结构工程施工规范》GB 50666-2011
- 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2015
- 北京乐城国际幼儿园工程:屋面层预应力悬挑板的张拉顺序与过程监测
相关产品和资料
- 泰库 · 高效空间预应力结构系统:大跨、大悬挑混凝土结构的预应力方案选型与深化设计。
- 预应力结构技术能力:从设计验算、施工阶段仿真到张拉专项方案。
- 申特材料与部品支撑能力:扁形锚具与扁孔道的配套核对。
常见问题
Q1 悬挑板的预应力筋能不能只在悬挑端单端张拉?
单端张拉时张拉端通常放在悬挑端,悬挑段摩擦损失小,施工也方便,少开张拉后浇洞。能不能一律单端,得看束长和锚固条件。用友ERP-NC管理软件开发基地4#研发楼在一层顶板到屋顶层设了多榀有粘结预应力悬挑梁,梁内2束、每束5至12根,按梁长和锚固条件分别采用一端或两端张拉。
Q2 为什么乐城分四级,别的项目分几级?
级数和顺序由施工阶段仿真算,没有通用的张数。另一个双向50米跨交叉梁项目按仿真分了10级;结构形式和张拉方式不同,级数的含义也不同,照搬不过来。
9米级的悬挑板,张拉排得好不好,看的不是最后每束钢绞线到不到控制应力,而是整个过程中板的反拱和根部应力有没有人盯着。手上真有这样的板要张拉,先把悬挑段的剖面和二次荷载的施加时间理出来,交给设计做施工阶段验算,再把分级和换向定进专项方案。
