大跨度后张预应力无梁板施工技术
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大跨度后张预应力无梁板施工技术 心如赤金
摘 要：目前商业建筑多采用大跨度大空间布局， 后张预应力无梁板技术有效减少了大跨度结构梁板的截面尺寸增加，为建筑物多变灵活平面布局提供了技术支撑。
关键词：后张；预应力；大跨度；无梁板；
1 工程概况 马来西亚 NCT
项目停车场，采用后张预应力 无梁板，其建筑长为 108.54m,宽 42.9 米,柱距为 8.3 ×8.3～9m。楼板混凝土强度为 G35，楼板厚度为180mm，柱帽区域局部厚度为 325mm，建筑四周设 200mm×600mm 边梁，板底配筋为 A7 钢筋网片， 预应力筋为 1×7φ12.7mm 的低松弛钢绞线，抗拉强度标准值为 f ptk =1860Mpa,截面面积为 98.7mm 2 ， 弹性模量：Ep=1.95×105Mpa，锚具采用夹片式扁 锚锚具 SFN05（等同于国内型号为 BJM13-N）,夹片采用三片式夹片，锚垫板采用铸造锚垫板，预应力管道采用 0.3mm 厚扁形金属波纹管。最长预应力筋长约为 42.4m。
2 工艺流程 预应力施工工艺流程：施工准备→锚垫板安装 →孔道安装→预应力筋下料→穿束→混凝土浇筑 →张拉前准备工作→张拉→灌浆封锚。
2.1 施工准备 预应力筋采用同一生产工艺制作的钢绞线，每60 吨为一验收批。对钢绞线的力学性能进行复试， 确定实测最大拉断应力σ ptk
和实测弹性模量 E s
等数值，复试合格后方可使用。
预应力筋按照图纸预应力平面布置图位置（见 图 1），标记出张拉端的安装位置。
2.2 锚垫板安装 图 1 预应力平面布置图
平直段直线长度不宜小于 300mm。
用胶带把锚垫板与张拉操作孔模板缠粘牢固。锚垫板安装高度为锚垫板中心至板底的高度，将张拉孔操作孔模板和梁侧模贴紧，找正位置后用铁丝绑扎或短钢筋焊接在边梁钢筋上固定牢固。
2.3 孔道安装 波纹管端部插入锚垫板孔内，然后用胶带缠粘牢固。扁形波纹管铺设时，为保证波纹管垂直锚具, 2.4 预应力筋下料 计算出两张拉端之间孔道的实际长度（直线段长度+曲线段弧长），因为楼板厚度较薄，曲线段的实际长度与直线段相差较小（最大约为 1.5mm），采取CAD 绘制的线段长度计算。例 SF-505 的预应力管道线形的细部尺寸（见图 2），计算钢绞线单根下料长度为 43.40m。
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图 2 预应力孔道曲线布置图
两 端 张 拉 下 料 长度 ：
L=l+2 × (l 1 +l 2 +300) =43400mm 式中：L—预应力筋的下料长度（mm）。
l—构件的孔道长度，取孔道的实际长度（mm），计算 l =42500mm； l 1 —夹片式工作锚厚度(工作锚厚度为 50mm)； l 2
— 张拉用千斤顶长度（ 含工具锚）， 计算l 2 =100mm。
2.5 穿束 将预应力筋进行编束，在端部采用胶带包扎圆 滑，减少穿束过程中的摩擦力，防止刺穿波纹管， 穿束时应缓慢匀速进行。穿束完成后，通过定位卡调整孔道位置，定位卡间距宜为 800mm-1000mm。管道铺装完毕后，在扁形波纹管下面粘贴预应力筋走向标识，走向标识每跨不少于 2 个。
2.6 张拉前准备工作 （1）
对张拉设备进行检测合格后配套标记。
（2）
要求混凝土强度达到张拉设计强度 75% 后方可张拉。
（3）
张拉顺序按图纸设计要求（见图 3），采 取“隔一拉一”的方式张拉锁定。
2.7 张拉应力与理论伸长量计算 2.7.1 张拉应力控制 图 3 预应力张拉顺序示意图
P = σ con × A p =1395 × 98.7=137.686 （ KN ）
σ pt
=σ con ×（ 1- δ 1 ）
=1395×（1-5%）=1325.25 （1）
一次张拉工艺，张拉控制应力为 0.75f ptk ， 锚口摩阻损失率取δ 1 =6% ，张拉顺序为 0 → 0.15 σ con
→0.25σ con →0.5σ con →1.0σ con →持荷 2min 锚固。
预应力张拉采用双控方法，以控制张拉应力为主 （见表 1），测量张拉伸长值作为校核，张拉伸长值 误差允许值为-6%～+6%。其中：
σ con =0.75f ptk =0.75×1860=1395（Mpa）
（Mpa）
式中：σ con —设计张拉控制应力（Mpa）； P—设计控制张拉力（KN）； Ap —预应力筋截面面积（98.7mm 2 ）； δ 1 —锚口摩擦损失。取 5% ； σ pt —张拉控制应力扣除锚口摩擦损失后的应力值。
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表 1 油表读数一览表
孔道编号 控制应力 （KN）
加荷比例 （X）
油表读数 （Mpa）
SF505
137 . 686
15%
1 . 54732
25%
1 . 98213
50%
3 . 06916
100%
5 . 24322
（2）
依据设计控制张拉力和张拉设备的回油 方程，计算出油表读数,张拉设备的回油方程为：
y=0.4158×P×X+29.5951 式中：
y—油表读数（Mpa）； x—张拉力加荷比例 ( KN )。
2.7.1 理论伸长量的计算 由于预应力筋为多跨曲线形布置，理论伸长量计算为各直线段和曲线段的理论伸长量，最后汇总成整个预应力筋的理论伸长量。因预应力筋的计算长度为总长度的一半，故理论伸长量值应为 2 倍， 其计算结果见表 2。
表 2 理论伸长量一览表
序号 计算长度(m) θ（rad）
kx+μθ 初端应力 σ i1 (Mpa) 终端拉力 σ i2 (Mpa) Es (KN/mm2 ) 理论伸长量△ L(mm) 1
0 . 3
0
0 . 00099
1325 . 250
1323 . 938
197 2 . 0
2
1 . 85
0 . 02431
0 . 012183109
1323 . 938
1307 . 808
197 12 . 4
3
0 . 8
0 . 08674
0 . 024325716
1307 . 808
1275 . 995
197 5 . 2
4
1
0 . 01246
0 . 006415413
1275 . 995
1267 . 809
197 6 . 5
5
1 . 2
0 . 04995
0 . 016447831
1267 . 809
1246 . 956
197 7 . 7
6
1
0 . 04995
0 . 015787831
1246 . 956
1227 . 269
197 6 . 3
7
0 . 8
0 . 01246
0 . 005755413
1227 . 269
1220 . 206
197 5 . 0
8
3
0 . 06241
0 . 025503244
1220 . 206
1189 . 087
197 18 . 3
9
1
0 . 02000
0 . 008300368
1189 . 087
1179 . 217
197 6 . 0
10 1
0 . 03993
0 . 013283283
1179 . 217
1163 . 553
197 5 . 9
11 1
0 . 03993
0 . 013283283
1163 . 553
1148 . 097
197 5 . 9
12 1
0 . 04000
0 . 013300737
1148 . 097
1132 . 827
197 5 . 8
13 1
0 . 03993
0 . 013283283
1132 . 827
1117 . 779
197 5 . 7
14 1
0 . 03993
0 . 013283283
1117 . 779
1102 . 931
197 5 . 6
15 3
0 . 02000
0 . 014900368
1102 . 931
1086 . 497
197 16 . 7
16 1
0 . 04995
0 . 015787831
1086 . 497
1069 . 344
197 5 . 5
17 1
0
0 . 0033
1069 . 344
1065 . 815
197 5 . 4
18 0 . 3
0 . 04995
0 . 013477831
1065 . 815
1051 . 450
197 1 . 6
合计 21 . 25
一半预应力筋伸长量 127 . 5
总计 42 . 5
预应力筋伸长量 255 . 0
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2.8 张拉 （1）
采用两端张拉工艺，两端张拉设备宜采用相同型号。张拉时，千斤顶就位后，先预拉紧预应力筋，然后同步开始张拉，先张拉到初始应力(0.15δ con )，用卡尺量取千斤顶行程长度，然后再以均匀速度分级加载至设计控制张拉力，应持荷 2min 后锚定。
张拉过程中采用“双控”，即以张拉控制应力为主，伸长量为辅进行控制，通过测量伸长值对预应力筋张拉进行复核，其实际伸长量与设计计算理论的相对允许偏差为不超出±6%。
（2）
实际伸长值的计算和测量 千斤顶初始行程长度（L 1 ），该长度值仅作为实际伸长量的计算基础，预应力筋持续加荷至 0.25 δ con ，用卡尺第二次量取千斤顶的行程长度，通过与第一次的差值（L 2 ），依据预应力筋的应力与应变的线性比例关系，推算出各张拉力加荷下，预应力筋的实际伸长量值，作为张拉控制应力双控的校核依据，推算过程如下：
由∆L s =L 2 σ con /（0.25σ con -0.15σ con ）,推断出：
∆L s =L 2 /（0.25-0.15）=133mm， 则：（∆L s -∆l）/∆l=(133-127.5)÷127.5≈4.3%≤ ±6% 实际伸长量满足规范要求。
2.9 灌浆和封锚 （1）
张拉完成经验收合格后，应尽早进行灌 浆工作，宜在锚固后48小时内灌浆完成。
（2）
张拉完24小时后经检查无误，即可用砂轮切割机切除多余预应力筋，切割后的预应力筋外露以凸出夹片外不宜小于1.5倍直径，不小于30mm 为准，不得用电焊和氧气乙炔焊烧割。
（3）
锚具封闭前，应对张拉孔内混凝土凿毛和冲刷干净，然后采用构件同强度微膨细石混凝土分两次封填密实，及时覆盖养护。
3 结语 通过本工程后张预应力无梁板在大跨度工程中的应用，表明后张预应力施工技术在大跨度建筑工程中的具有较好的经济和社会效益。
参考文献 [1]CECS180:2005.《建筑工程预应力施工规程》 〔S〕 [2]06SG429.《后张预应力混凝土结构施工图表示方法即构造详图》〔S〕 [3]
杨启华.《建筑施工手册》〔M〕.（第五版）. 哈尔滨地图出版社.2018 [4]
马来西亚NCT项目施工图纸