预应力装配式塔吊基础施工工法

预应力装配式塔吊基础施工工法适用范围

《预应力装配式塔吊基础施工工法》可广泛用做非软弱地基区域的各型号塔吊基础。

预应力装配式塔吊基础施工工法技术理论

《预应力装配式塔吊基础施工工法》的工艺原理是：

一、塔机基础抗倾覆力计算及使用塔机型号

项目开工时，通过调查发现QTZ50塔吊，足够满足工程实际施工需要，但是采用哪种预制混凝土构件能够满足塔机基础的抗倾覆力要求是我们考虑的重点。为此我们在确定塔机型号后，对预制装配式塔吊基础进行了抗倾覆验算。主要通过下列公式计算：

M_stb=0.9l₀xF^vk_b

M_dst=1.4M_k^tx1.0F_hk^th

l₀=

式中：M^stb——预制塔机基础抵抗倾覆的力矩值（千牛·米）；

M_dst——塔式起重机作用在基础上的倾覆力矩值（千牛·米）；

l₀——预制塔机基础最小的抗倾覆力臂（毫米）；

b₀——基础端件的宽度（毫米）；

l——预制塔机基础底面的长度（毫米）。

经过上式计算后，采用QTZ50塔吊在吊起10KN的重物时的抗倾覆力矩值为1026.9千牛·米；非工作状态下倾覆力矩值为1193.9千牛·米，满足该工程的使用,为此我们选择了由13件预制混凝土构件组成的塔吊基础，示意图见图1及图2。

二、钢绞线选材

预应力混凝土构件张拉需要对钢绞线进行张拉，钢绞线张力时需要采用多大的力，采用何种规格、多少数量的钢绞线是需要去解决的问题，针对以上这些问题，我们分别进行了分析及计算并且得到了相应的结果。

（一）钢绞线张拉时，预应力值的计算

根据《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》（JGJT197-2010）第4.2.8条设计要求，结合施工现场实际情况，对拼装连接索施加的有效预应力，依据下式进行计算：

σ_pe=σ_con-σ_l

式中：σ_pe——预应力钢绞线的有效预应力（牛/平方毫米）；

σ_con——预应力钢绞线张拉控制应力（牛/平方毫米）,可取σ_con=0.55

σ_l——预应力钢绞线的预应力损失值，σ_l取200牛/平方毫米；

通过运用上式，计算出在施工现场时，钢绞线的张拉力为100-120KN，相当于

0.45-0.55

（二）钢绞线截面尺寸、数量的计算

根据《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》（JGJT197-2010）第4.2.8条设计要求，预应力钢绞线的截面面积和根据可按照下列公式计算：

A_P≥

n=

式中：A_P——预应力钢绞线截面面积（牛/平方毫米）；

M_max——预制塔机基础梁截面内的最大弯矩设计值（千牛·米）；

σ'_pe——考虑拼接缝影响，经折减后的有效预应力（牛/平方毫米），σ'_pe=0.85σ_pe；

h₀——预制塔机基础梁的有效高度，取基础截面顶部到下部钢绞线合力点的距离（毫米）；

n——基础底部预应力钢绞线数量（根），取整数；

A_pl——单根预应力钢绞线的截面面积（牛/平方毫米）。

经过上式计算，该工程采用1860级钢绞线，钢绞线为直径15.2毫米，面积为107.7牛/平方毫米；用预应力钢绞线将中心件、过渡件、端件串联相扣在一起，构件上部预应力钢绞线双向4根，下部双向10根。

三、预制混凝土构件张拉技术

（一）张拉设备

为了提高预制混凝土构件钢绞线的张拉质量，项目部经过调查、讨论，决定采用的张拉设备由前卡式穿心千斤顶和电动油泵配合使用，通过工作把锚固中的钢绞线力量增加来赋予预应力数值。在张拉过程中，首先是把千斤顶和压力表进行配对，因为不同的压力表所体现的压力值是不同的，张拉时千万按标定的用；其次是校正的作用，因为影响这两个运作的因素很多，特别是千斤顶和油泵。

（二）张拉施工工艺

该工程预应力装配式塔吊基础采用了无粘结预应力工艺，将块状的混凝土构件连接组合成受力整体，无粘结预应力钢筋采用高强度、低松弛钢绞线，强度可达到1860兆帕，但每束15.2毫米，其固定端和张拉端采用OVM系列夹片锚。钢束张拉时，必须对称进行，以构件中线对称左、右钢束之差不得超过一束，并按先中间后两边的顺序进行。根据张拉顺序，按以下步骤及方法进行张拉作业。

1.检查确认孔道内的钢绞线根数无误后，安装与之配套的工作锚及夹片，并用短钢管套在钢绞线上，沿着钢绞线将夹片敲击整齐，然后安装限位板。

2.用手拉葫芦配合简易支架吊装千斤顶，使之与孔道中心对位。再安装工具锚及夹片，夹紧钢绞线，使夹片端部平齐，无高低错台情况。

3.两端张拉时，两端的油泵操作人员应保持联系，油泵度数每上升一个刻度，双方应互通度数，使两端张拉尽量同步。

4.进行三个阶段的张拉和测量钢绞线伸长值并做好张拉记录。

5.计算实际伸长值，并与理论伸长值比较，确认其差值在±6%范围内。否则应推锚，待查明原因确定对策后，重新张拉。

6.持荷2分钟内，若油压稍有下降，须补油至控制应力的的油压值。确认伸长值符合要求，持荷结束后，千斤顶回油，夹片自动锚固。对于两端同时张拉的预应力钢绞线锚固时采用取一端先锚固，另一端补足到控制应力后再锚固的方法，以减少锚固时预应力的损失。

7.检查有无滑丝、断丝现象，确认符合要求后，退除张拉设备。则该钢束张拉结束。

8.当钢束全部张拉完，并按规范要求检查滑丝、断丝，均符合要求后，方可进行端头钢绞线切割。切割出距锚具30~40毫米。采用手提砂轮机切割，严禁使用气焊或电焊烧割。切割完成后如不能及时封锚，应对锚具头进行防锈处理。

四、预制混凝土构件合拢拼装技术

（一）混凝土构件编号

该工程采用的预应力装配式塔吊基础是由13件预制混凝土构件组成，为了方便施工，将13件预制混凝土构件分别编号，并将构件编号图下发给安装人员进行现场交底，避免安装人员安装出错，造成重复返工。

13件预制混凝土构件分别是由1件十字型中心件（置于预制塔机基础中心部位十字型混凝土预制件），4件过渡件（扩展预制塔吊基础长度的混凝土预制件），4件端件（预制塔机基础端部的混凝土预制件），4件配重件（搁置于过渡件、端件之间的用于抗倾覆的混凝土预制件）。十字型中心件编号为1号构件，过渡件编号分别为2号、3号、4号、5号构件，端件编号分别为6号、7号、8号、9号构件，配重件标号分别为10号、11号、12号、13号构件。编号示意图见图3~图6。

（二）提高混凝土构件的安装定位精准度

塔吊基础对于地基承载力的要求是极高的，所以对于预应力混凝土构件的安装精度也是必须要严格控制的。针对这一问题，利用BIM技术对塔吊安装定位过程进行精准的安装定位虚拟模拟，同时配备多名专业技能强的专职测量人员，运用GPS技术进行快速定位，运用全站仪将各个混凝土构件的位置进行多次复核，保证混凝土构件的位置准确无误。

（三）合拢拼装

采用25吨汽车吊吊装1号构件，将其安装在事先测放好的放样点上，对准垫层中心线十字线；然后依次吊装2号构件、3号构件、4号构件、5号构件，将其与1号构件对准拼装；其次吊装6号构件、7号构件、8号构件、9号构件，将其与对应的过渡件对准拼装；最后吊装10号构件、11号构件、12号构件、13号构件，将其安装在对应的过渡件和端件上。在吊装过程中需要注意的是在吊装过程中，起吊时的绳索与构件水平夹角不宜小于45°，并利用砂滑动层，定位预制构件的凹件和凸件紧密吻合，保证预制件的中心件的中心位置与轴线重合，拼装连接索张拉首先应进行合拢张拉，待拼装构建完全合拢后在正式进行逐根对称张拉，在张拉过程中应严格控制油泵压力值，读数偏差不得大于0.5兆帕，张拉后，各预制件的拼装应严密。在拼装连接索的锚具及保留的钢绞线外漏部分涂覆油脂和其他可清洗的防腐材料，并设置全密封保护套。

预应力装配式塔吊基础施工工法施工工艺

《预应力装配式塔吊基础施工工法》的工艺流程及操作要点如下：

• 工艺流程

该工法的工艺流程如下：

确定地基承载力→确定塔机位置→测量、放线→开挖夯实基坑→浇筑混凝土垫层→砼养护→垫层放线→吊装各预制件及合拢→穿钢绞线及张拉→吊装配重件。

• 操作要点

一、装配式塔吊基础安装准备工作

1.确定地基承载力。地基承载力要求应于，根据施工蓝图及地质勘察报告，

①层为粉土，天然地基承载力特征值为120千牛/平方米，满足塔机基础承载力要求。

2.确定塔机位置。根据施工平面布置图采用GPS确定塔机安装位置。

3.测量、放线。开挖前用全站仪放出基坑周围四点，用石灰撒出开挖线，开挖深度20厘米，开挖深度较低不宜采用机械开挖，采用人工开挖，基坑四边打出标高控制桩，用钢卷尺检查标高及平面尺寸，防止超挖少挖。基坑平面尺寸8.6×8.6米，每边工作面30厘米，如图7所示。

4.夯实基坑：打夯应一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，纵横交叉，表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土夯实，如图8所示。

5.浇筑混凝土垫层：装配式塔吊基础垫层平面尺寸为8×8米，混凝土强度等级C15，厚200毫米,混凝土浇筑从一端向另一端连续进行；混凝土的振捣采用插入式振动棒。混凝土振捣后，先依据垫层顶面标高用平锹拍压平，再用2米铝合金长刮尺刮平，再在初凝前用滚筒碾压一遍，滚压平整，最后在终凝前用木抹子压实抹平，铁抹子抹压至无明显纹道，垫层平整度不得大于5毫米，浇筑混凝土垫层示意图见图9。

6.混凝土垫层养护：暑季施工，温度高，水分蒸发快，采用薄膜覆盖，保持水分。冬季施工时，混凝土浇筑后应先盖一层薄膜，再盖草帘保温层，必要时采用暖棚法养护；雨天时采用薄膜覆盖，防止水泥浆流失，特别雨季施工应备好薄膜或彩条布，待垫层养护强度达到80%，方可安装塔吊基础。

二、装配式塔吊基础安装工作

1.垫层放线：在垫层上放上各个构件的平面位置线，如下图10。

2.吊装各预制件及合拢：先用汽车吊吊装十字形中心件，使十字形中心件中心对准垫层中心线，再按照装配式塔吊基础安装说明依次吊装过渡件、端件，吊装过程中起吊时的绳索与构件水平面夹角不宜小于45°，并利用砂滑动层，定位预制构件的凹件和凸件紧密吻合，保证预制件的中心位置与轴线重合，塔吊基础吊装图见图11。

3.穿钢绞线及张拉：拼装连接索张拉首先应进行合拢张拉，待拼装构建完全合拢后在正式进行逐根对称张拉，在张拉过程中应严格控制油泵压力值，读数偏差不得大于0.5兆帕，张拉后，各预制件的拼装应严密。在拼装连接索的锚具及保留的钢绞线外漏部分涂覆油脂和其他可清洗的防腐材料，并设置全密封保护套，如图12所示。

4.吊装配重件：用汽车吊吊装配重件，配重件搁置在基础边缘，配重件中部应悬空，并与基础可靠连接，配重件必须到达设计要求的总重量，吊装配重件示意图见图13。

《预应力装配式塔吊基础施工工法》的材料设备要求如下：

1.该工法的材料要求见表1。

2.该工法对设备要求见表2。

《预应力装配式塔吊基础施工工法》的特点有：

1.安装方便，施工工期短

装配式塔吊基础打破传统钢筋混凝土塔吊基础现浇的固定制作方式，采用预制混凝土块拼装而成，无需钢筋、模板安装，混凝土浇筑、养护等漫长的施工工序，简单快捷。装配式塔吊基础的安装工艺：吊装各预制件及合拢→穿钢绞线及张拉→吊装配重件，整个安装过程用时不到1天，大大缩短了工期。

2.周转使用，均摊费用低

传统塔吊基础不能周转，难以拆除，埋在地下，会成为城市地下管线建设的障碍物，即使爆破清运出去，也将成为对环境造成污染的建筑垃圾，而装配式塔吊基础能周转重复使用，有限的减少了建筑垃圾的产生，从源头上解决了建筑垃圾侵占土地、影响市容市貌、污染环境等问题。

3.塔基安全稳定

河南省黄河滩区居民迁建2017年度范县张庄乡住宅楼工程装配式塔吊基础采用无粘结预应力工艺，将块状的混凝土构件连接组合成受力整体，安全稳固。

建筑业一直都是高耗能、高污染的产业，土建施工时，塔吊基础常用的有板式、桩式基础、组合式基础，传统塔吊施工工作周期长，无法周转使用。河南省黄河滩区居民迁建2017年度范县张庄乡住宅楼工程的特点是单体楼栋多，塔吊需求量大，该工程策划每两栋楼一台塔吊，考虑塔吊在3个地块之间周转，策划共投入塔吊33台，租赁装配式塔吊基础33组，每组装配式塔吊基础考虑2~3次周转。装配式塔吊基础具有安拆方便，施工工期短，周转使用，均摊费用低，有利于环保等优势，中铁城建集团有限公司据此总结出《预应力装配式塔吊基础施工工法》。

施工企业采用《预应力装配式塔吊基础施工工法》施工时，应采取的质量控制要求如下：

一、质量控制标准

（一）现行国家或行业标准、规范

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）

《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）

《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）

《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》（JGJ/T197-2010）

（二）质量验收项目

土方开挖执行《建筑地基基础工程施工质量验收规范》，垫层模板安装、混凝土浇筑执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》，基础预制构件吊装、预应力张拉执行《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》，允许偏差如表3、表4、表5、表6。

二、质量保证措施

（一）质量保证技术措施

1.基坑的尺寸及深度应达到设计要求，开挖后应对基坑底部进行夯实。

2.严格按施工要求操作，浇筑混凝土后，根据水平控制标高或弹线用抹子找平、压光，应控制垫层表面平整度，避免对后续预制砼构件的安装造成影响。

3.装配式塔吊基础拼装质量控制措施：

a.装配式塔吊基础底部与垫层之间的缝隙应采用黄砂塞紧；

b.张拉力应符合设计要求；

c.装配式塔吊基础预制构件的表面不得有结构裂缝；

d.预制件应按设计要求吊装，起吊时绳索与构件水平面夹角不宜小于45°；

e.预制件凹凸件之间应紧密结合，间隙中不得有杂物，安装过程中应严格控制预制件间的高度差；

f.锚具、夹片应清洁，张拉后锚具及外露钢绞线应满涂防腐油脂，并用专用护套套牢。

（二）质量控制管理措施

1.拼装单位应具有预应力施工资质，拼装应由专门人员施工；

2.吊装预制件时候应由专人负责指挥；

3.拼装前应制定合理的拼装方案；

4.树立全面质量意识，贯彻谁施工，谁负责质量；谁操作，谁保证质量”的原则，实行工程质量岗位责任制；

5.严格遵守施工程序，认真执行施工操作规程及验收规范；

6.加强技术交底工作；

7.完善三检制度；

8.严格资料管理工作；

9.建立质量奖惩制度；

10.加强操作人员培训，提高操作水平，施工人员特别是栓钉焊接工应相对固定。

中铁城建集团有限公司采用《预应力装配式塔吊基础施工工法》施工的效益有：

1.经济效益

装配式塔吊基础无钢筋、模板安装，混凝土浇筑等工序，减少了安装过程中人力、物力的投入，且能周转使用，与传统钢筋混凝土塔吊基础相比降低了成本。

两种基础的对比费用表如下：

从两种塔吊基础对比费用表中可以看出，装配式塔吊基础相较于传统钢筋混凝土塔吊基础费用低，考虑周转均摊后费用更低，由此可见装配式塔吊基础具有很好的经济效益。

2.工期效益

装配式塔吊基础的施工工艺：确定地基承载力→确定塔机位置→测量、放线→开挖夯实基坑→浇筑混凝土垫层→砼养护→垫层放线→吊装各预制件及合拢→穿钢绞线及张拉→吊装配重件。

整个施工过程中，测量放线、开挖夯实地基、浇筑砼垫层需1天，砼垫层养护、放线需1天，基础拼装过程需1天，合计3天。

传统塔吊基础的施工工艺：确定塔机位置→测量、放线→开挖夯实基坑→浇筑混凝土垫层→垫层砼养护→塔吊基础模板安装→塔吊基础钢筋绑扎→预埋地脚螺栓→基础砼浇筑→基础砼养护。

整个施工过程中，测量放线，开挖夯实地基，浇筑砼垫层共需1天，砼垫层养护需1天，塔吊基础模板安装、钢筋绑扎及地脚螺栓预埋需2天，基础砼浇筑及养护需7天，合计11天。

从施工过程及工期来看，装配式塔吊基础相较于传统钢筋混凝土塔吊基础，安装方便，能缩短工期，具有很好的工期效益。10.3生态环保效益

装配式塔吊基础代替传统钢筋混凝土塔吊基础的使用，减少了混凝土垃圾的产生，据估计，每堆积10000吨建筑垃圾约需占用44.667平方米的土地，一组装配式塔吊基础每周转一次就能减少2.6×76.8=199.68吨混凝土垃圾的产生，就能减少侵占0.892平方米土地，且能减少混凝土块中大量水合硅酸钙和氢氧化钙、废金属料中大量重金属离子溶出后对环境的污染和破坏。装配式塔吊基础从源头上解决了建筑垃圾侵占土地、影响市容市貌、污染环境等问题，具有很好的生态环保效益。

注：施工费用以2017—2019年施工材料价格计算

施工企业采用《预应力装配式塔吊基础施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合工程现场实际情况制定严格的安全管理措施和技术措施。

2.施工现场按集团公司安全文明标准化工地进行布置，并完善各种安全标识。

3.施工用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定执行。

4.预制件吊装过程中，汽车吊吊臂下方严禁站人。

5.参加张拉人员穿戴好劳动防护用品，正确佩戴安全帽、安全带；特别要戴好防护眼镜，以防高压油泵破裂喷油伤眼。

6.进入现场的施工人员必须戴安全帽，施工时，施工人员应带手套，穿胶底鞋，不得穿拖鞋、背心。

7.加压时，高压油泵操作人员注意与千斤顶操作人员保持联系，避免过快或不协调导致失误。

8.张拉时，构件两端不准站人，操作人员站在侧面，两端设置防护栏（罩）高压油泵放在离构件端部左右侧。

9.千斤顶操作人员要注意保持千斤顶水平状态，待受力后方可松开，以防止受力时千斤顶偏侧滑丝。

中铁城建集团有限公司采用《预应力装配式塔吊基础施工工法》的应用实例如下：

河南省黄河滩区居民迁建2017年度范县张庄乡项目住宅楼施工

该工程位于河南省濮阳市范县张庄乡白杨社区附近，占地606.75亩，共建设多层住宅楼房101栋，砖混结构，其中4层复式38栋，4 1多层34栋，5 1多层电梯房37栋，共2258户，约306000平方米，该工程分3个地块，其中A地块10栋，B地块26栋，C地块73栋。建筑高度4 1F为16.75米；5 1F为19.25米；4层复式为13.7米。该工程策划每两栋楼一台塔吊，考虑塔吊在3个地块之间周转，策划共投入塔吊33台，租赁装配式塔吊基础33组，每组装配式塔吊基础考虑2~3次周转。

该工程单体面积小、栋数多、塔吊需求量大，工期时间短，然而传统塔吊基础施工时间长，前期工人进场迅速，恐造成基础施工时材料吊运的不方便，项目部在进场后第一时间组织工程策划，在考虑到传统塔吊基础诸多不利下，确定采用装配式塔吊基础。第一组装配式塔吊基础安装完毕（包含塔吊基础垫层施工）仅用3天时间，塔吊安装完毕调试、验收用时3天，共计6天，而此时1地块9栋楼均在准备筏板钢筋绑扎，塔吊第一时间投入使用，解决了筏板钢筋的吊运问题。塔吊基础的迅速进场及安装，塔吊的第一时间投入使用，大大方便了施工，减少工期，超前完成业主下达的工期节点目标，使本项目在河南省26个迁建点当中名列前茅，并在2017年年末收到业主贺信一封。

项目策划每两栋楼一台塔吊，考虑3个地块之间周转，装配式塔吊基础能随着塔吊一起周转，该项目3个地块共计33个装配式塔吊基础已全部进场，每个装配式塔吊基础费用为1.8008万元，共付租金及汽车吊台班费：1.8008×33=59.4264万元，若采用不能周转使用的传统钢筋混凝土塔吊基础，则需51个塔吊基础，每个传统钢筋混凝土塔吊基础造价为6.1617万元，共需：51×6.1617=314.2467万元。产生经济效益：

314.2467-59.4264=254.8203万元。

装配式塔吊基础相比传统钢筋混凝土塔吊基础具有安装方便，施工工期短，周转使用，均摊费用低，有利于环保等优势，具有很好的社会效益及经济效益。运用于河南省黄河滩区居民迁建2017年度范县张庄乡项目，已确认取得一定成效。

注：施工费用以2017—2019年施工材料价格计算

施工企业采用《预应力装配式塔吊基础施工工法》施工时，应采取的环保措施是：

防止施工噪音污染：

1.现场振捣混凝土时，不得振钢筋和模板，并做到快插慢拔；

2.每天晚22点到次日早6点，严格控制强噪音作业，对混凝土输送泵、圆盘锯等强噪音设备，以隔音棚封闭，遮挡，实现降噪；

3.模板，支设，拆除，搬运时，必须要轻拿轻放，上下、左右有人传递；

4.加强环保意识的宣传，采用有力措施控制人为的施工噪音，严格管理，最大限度的减少噪音扰民；

5.现场所有交通路面及物料堆放场地全部硬化，做到无扬尘；

6.报废的预应力钢绞线及预制件不得乱丢乱放，废弃物的运输确保不散撒、不混放，送到政府批准的单位或场所进行处理、消纳；

7.场内道路二侧，大门入口及场内空闲场地适当绿化、美化；预制件应覆盖后再运输。

2020年9月2日，湖南省住房和城乡建设厅以湘建科〔2020〕136号文件发布《关于公布2019年度省级工程建设工法的通知》，《预应力装配式塔吊基础施工工法》被评定为湖南省2019年度工程建设省级工法。

环形预应力梁施工工法适用范围

《环形预应力梁施工工法》适用于连续环形梁预应力和连续曲线梁预应力施工。

环形预应力梁施工工法工艺原理

《环形预应力梁施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.预应力筋采用分离式交叉搭接法。既便于预应力张拉，又便于施工时的拆模。预应力建立比较均匀；避免张拉端部过于集中，造成端部预压应力过大，同时可以使原跨中的预应力损失得到补充。见图2。

2.环形框架梁同跨预应力筋均分批张拉。

3.张拉伸长值控制，采用的以张拉力为主，伸长值校验的方法。调整采用预先张拉法。

环形预应力梁施工工法施工工艺

• 工艺流程

《环形预应力梁施工工法》的施工工艺流程见图3。

• 操作要点

《环形预应力梁施工工法》的操作要点如下：

一、预应力筋安装

1.波纹管安装∶按照设计图纸中预应力筋的曲线坐标，以梁底模板为基准，定出波纹管的位置，固定波纹管。

2.节点处理

接头∶必须采用大一号同类型波纹管作接头套管，接头管长度不小于300毫米，波纹管接口面应平整，密封，不得漏浆。

排水孔和灌浆孔∶波纹管按设计规定预留排气排水孔和灌浆孔，孔口的引出管与波纹管连接处应密实，避免漏浆。

梁端锚垫板；梁端锚垫板处模板采用定型模板，与锚垫板一起加工，安装位置要求正确、平整，不得扭曲，波纹管穿过锚垫板处应弧顺，不得出现拐点。

3.穿束∶可分别采用人工穿束、穿束机穿束和卷扬机穿束等三种方法进行穿束。

4.梁张拉端设置∶可分为以下几种∶梁上面或梁底面；梁体侧面；梁柱间加掖，板面设置张拉混凝土后浇孔。

二、预应力梁混凝土浇筑措施

1.混凝土浇筑前对预应力筋进行全面的检查，进行隐蔽工程验收。

2.所有新的振捣棒头均应用砂轮机磨圆，浇筑混凝土时应绝对避免振动棒强力撞击波纹管，以防止振动棒将波纹管凿破后漏浆，破坏其预应力筋的状态。

3.张拉端、固定端处钢筋较为集中，混凝土浇捣必须注意振捣密实。

4.混凝土振捣过程中应有专人不停抽动预应力筋，防止漏浆和堵孔。

三、预应力筋张拉力测试与计算

在第一块预应力张拉施工时，对曲线预应力梁的K、μ值进行现场测试并反演摩擦系数K和μ。根据测试值计算工程空间曲线预应力的摩阻系数、锚具的预应力损失以及张拉伸长值，为预应力的张拉提供张拉伸长的理论值。

摩擦损失测试采用传感器法，如图4所示。操作时须保证预应力束为一端张拉，在张拉前，要求预先在预应力束的两端各安装一台传感器。测试时，开动张拉端千斤顶进行张拉（张拉伸长值大于1个千斤顶的行程，对梁的预应力筋张拉端安装两个千斤顶），待达到测试工况要求时停止进油并稳定油压，分别读出此时两端传感器的压力读数，即可得到预应力孔道摩擦损失。每束预应力筋测试分七个工况，分别为0.1σ_con、0.2σ_con、0.5σ_con、0.6σ_con、0.8σ_con、1.0σ_con及持荷3分钟，读取每个工况传感器的读数和量测预应力筋张拉伸长值。

通过张拉测试和数据分析，分别采用最小二乘法和假定系数法反演摩擦系数，计算预应力筋张拉力。

四、施加预应力

1.准备工作∶在预应力筋张拉前进行设备标定，对构件端部预埋件、灌浆孔、混凝土等进行全面检查，合格后发出张拉通知单。

2.施加预应力∶施加预应力以张拉力为控制量、张拉伸长值为校核量。按设计图预应力孔道编号，按设计张拉顺序分批张拉。张拉时应做到孔道、锚环与千斤顶三对中，张拉过程应均匀。张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝。并填写张拉记录表。实际伸长量与理论伸长推算值之和。与理论伸长相比较误差不超过 6%、-6%，否则应停机检查原因，予以调整后方可张拉。

五、孔道灌浆

1、准备工作∶

张拉后应及时检查张拉记录及锚固情况，经认可后再准备灌浆。预应力张拉完成后48小时内应进行灌浆。灌浆前全面检查预应力构件进浆孔。排气、排水孔是否畅通；检查灌浆设备、管道及阀门的可性，压浆泵压力表。

2.灌浆采用纯水泥浆。水泥应采用普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5，水泥不得含有结块物。

3.压浆∶应缓慢、均匀地进行。

4.压浆时每一班做70.7毫米×70.7毫米×70.7毫米立方体试件一组，每组六块，标准养护28天，其抗压强度作为水泥浆强度质量评定的依据。

5.灌浆时冬季温度低于0℃或混凝土温度低于5℃；夏季温度高于35℃或混凝土温度高于25℃，停止灌浆。

6.灌浆作业时，应如实填写现场施工记录，每个构件均应有灌浆施工记录。

• 施工验收

《环形预应力梁施工工法》的验收质量标准按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2002。

一、预应力混凝土结构验收时，对预应力专项施工应提供下列文件和记录∶

1.预应力钢材合格证和检验报告。

2.预应力用锚具合格证、抽检记录或检验报告。

3.金属波纹管合格证和抽检记录。

4.张拉千斤顶及油压表的配套检验记录。

5.金属波纹管铺设的隐蔽工程验收记录。

6.预应力筋张拉记录。

7.孔道灌浆记录及水泥浆试块立方强度试验记录。

二、预应力施工验收，除检查文件、记录外，还应进行外观抽查。

三、当提供的文件、记录及外观抽查，均符合规范时即可进行验收。

超长预应力系梁施工工法适用范围

《超长预应力系梁施工工法》适用于采用预应力梁平衡拱的推力的拱形结构工程中超长预应力系梁的施工，且预应力筋采用的是多束、每束多根、每根为1×7结构钢绞线。该工法也可为其他超长预应力结构的施工提供参考。

超长预应力系梁施工工法工艺原理

《超长预应力系梁施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.利用编束架对钢绞线进行编束，通过采用特制穿束器、特制牵引头等器具，以及采用三级穿束和卷扬机分次牵引的方法实现钢绞线整束穿束。

2.根据上部拱形结构合拢、卸载及安装附属结构的各个过程的状况，选择合适的张拉时机和张拉顺序，使用穿心式千斤顶，并采用群锚对称张拉的方法实现预应力筋的张拉。

3.孔道超长、管壁对钢绞线的摩擦情况不明确，对预应力钢绞线的张拉伸长值无明确要求，而且拱脚推力过大或预应力系梁拉力过大都将使拱脚处承台及其承台下部桩发生水平位移，为防止引起结构破坏，故在张拉过程中采用以拱脚承台水平位移控制为主，结合控制张拉力的双控方案。

超长预应力系梁施工工法施工工艺

• 工艺流程

《超长预应力系梁施工工法》的工艺流程是：施工准备→土方开挖→垫层混凝土→系梁底部钢筋绑扎→预应力孔道留设→观察段预埋管安置→系梁上部钢筋绑扎→隐蔽工程验收→系梁侧模施工→系梁混凝土浇筑（观察段位置暂不浇筑混凝土）→其他段系梁混凝土施工→穿ф6.5毫米钢筋→穿牵引用钢绞线→预应力钢绞线芯墩头处理→预应力筋穿束→观察段套管安装→观察段位置系梁混凝土浇筑→养护→预应力筋分批张拉→锚固→切割端部钢绞线、端部封裹。

• 操作要点

《超长预应力系梁施工工法》的操作要点如下：

一、施工准备

根据现场实际情况和整个施工进度的安排，将预应力系梁分不同部位，组织分区段施工，并做好技术交底工作。

二、土方开挖、垫层混凝土施工

系梁基槽开挖后，尽快施工垫层混凝土。

三、预应力孔道留设

根据设计要求留设预应力孔道。若预应力孔道采用钢管留孔，可采用型钢焊成支架支撑预埋管，施工中用全站仪定位、水准仪抄平，在支架安装完毕，并经复核标高、位置无误后，用膨胀螺钉将支架和混凝土垫层固定牢固。对于采用塑料波纹管等轻型材料留孔，可采用焊接钢筋支架支撑预埋管。预埋管标高上下误差控制在±7毫米之内，水平位置和两套管中心距误差也不得大于±5毫米，套管整体直线顺畅。

四、钢筋绑扎

1.钢筋绑扎时应留有预应力布管穿筋的位置和用于预应力分项施工的时间间隔。

2.先绑扎系梁底部钢筋和箍筋，箍筋应开口设置。待预埋管埋设完毕后再绑扎系梁上部钢筋并进行箍筋封闭。

3.绑扎钢筋时，应保证预应力孔道坐标位置的正确，若有矛盾时，应在规范允许或满足使用要求的前提下调整普通钢筋的位置，必要时应与设计人员商量后确定。

4.钢筋工程施工结束时应全面检查预埋管，如发现问题应及时处理并做好记录。

五、系梁侧模施工

预应力系梁侧模板应在钢管固定好以及钢筋隐蔽验收合格后方可进行封模安装。

六、混凝土分段浇筑施工

1.为了防止混凝土系梁由于超长而产生收缩裂缝，应分段浇筑混凝土系梁，分段长度不大于60米，并在混凝土中掺适量的微膨胀剂。

2.非预应力筋、预应力孔道预埋及支架位置、标高经检查验收符合要求后，进行系梁混凝土的浇筑，在浇筑时应认真做好预埋管下及其两侧混凝土的振捣。

七、预应力筋下料与墩头处理

预应力筋按照单根使用长度在厂家下料，单根成捆运至现场。根据每束预应力筋的多少、钢绞线中心钢丝的直径以及预应力筋孔道的大小，制作特制牵引头，特制牵引头如图1所示。将钢绞线外围6根钢丝剪短50～100毫米左右，留出中间1根钢丝穿过特制牵引头钢板小孔后，进行墩头处理，从而将整束钢绞线和特制牵引头连接在一起。

八、穿束

1.穿束时，先人工穿入一根直径ф6.5毫米的钢筋（图2），通过钢筋连接穿入一根高强预应力钢绞线，在钢绞线端部安装特制牵引头，用牵引头固定经墩头固定好的钢绞线，利用卷扬机，整束一次性穿管。钢绞线墩头及牵引头的连接示意如图3所示。

2.通过牵引头和所有预应力钢绞线连接固定，用作牵引的钢绞线另一端与卷扬机钢丝绳连接固定，然后进行钢绞线的牵引工作。

3.每束预应力钢绞线编组后采用卷扬机进行牵引。卷扬机钢丝绳的另一端与牵引单根钢绞线连接线固定后，通过牵引头拉结预应力钢绞线进行牵引。由于预应力筋较长，而现场条件有限，卷扬机钢丝绳不能一次牵引到位，因此可分次进行牵引，即牵引一次后，重新转换钢丝绳与连接的牵引点进行牵引，直到全部牵引到位，每次牵引的距离可根据现场条件确定。分次牵引方法如图4所示。

4.每束钢绞线牵引到位后，将钢绞线的墩头芯线剪断，待张拉时通过防松夹片锚具固定。

5.特别需要强调的是，在钢绞线牵引过程中，预应力钢绞线的相对位置要保持不变，并不能出现扭转。首先根据现场的实际环境以及每束钢绞线的根数，用脚手架钢管搭设钢绞线编束架；然后对牵引头连接的每根钢绞线编号，并针对钢绞线分排设置，在编束时调整好每排钢绞线位置，每隔4米用12号钢丝捆成整体，编束架如图5所示。在观察段中对每排钢绞线再次进行检查。每束穿筋完成后在两端对每根钢绞线进行编号固定。

九、观察段套管安装及混凝土浇筑

在超长预应力系梁施工中，为了在穿束时发生异常现象能够进行二次处理，并保证预应力筋穿束更顺畅，可在一定范围内适当设置后浇段（后浇段长度一般为8.5米），并在后浇段的套管上各留出观察段（长度一般为4米），预先放置观察段套管，并套在预应力孔道预埋管上。在穿过预应力钢绞线时，观察钢绞线在穿束过程中有无故障，待顺利穿完后，将后浇段中套管就位封闭，绑扎好非预应力筋，经隐蔽工程验收合格后进行预应力系梁后浇段混凝土浇筑。后浇段和观察段套管安装就位如图6所示。

十、张拉端端部处理

预应力锚具采用防松夹片锚具，端部采用专用配套铸铁锚垫板和螺旋筋，将其可靠地固定在钢筋支架上，并凹进基础侧面600毫米。

十一、预应力张拉

由于拱结构自身的特性，屋面结构成型后拱在自重及上部荷载作用下将产生沿拱轴线的水平推力，该水平推力由预应力混凝土系梁承担。为平衡拱体和屋面部分荷载对拱脚产生的水平推力，预应力筋分两批进行张拉，每批进行对称张拉，第一批张拉完后停止20小时，观察拱脚位移和预应力松弛情况后，继续张拉另一批预应力筋。

1.采用群锚进行张拉

张拉前，先加工直径ф260×130毫米厚钢板，并在钢板上预先钻孔（其中中心孔为排气孔），使每束钢绞线穿过钢板，通过群锚夹片固定在ф260×130毫米厚的锚垫板上。采用千斤顶（千斤顶的型号根据计算确定）进行张拉，张拉时通过锚垫板将张拉应力均匀传递到拱脚基础钢承垫板上。群锚张拉如图7所示。

2.张拉顺序

1）预应力初步张拉∶预应力筋穿入孔道后，在正式张拉前进行初步张拉，调整预应力筋，使各预应力筋松紧一致；

2）上部拱结构合拢后、屋面结构胎架落架前张拉系梁预应力，用以平衡结构正常使用状态下恒载产生的拱脚水平推力，监控一天时间。若张拉过程中拱脚水平位移大于极限值△（△为6毫米，下同）则停止张拉，若拱脚水平位移小于极限值△，则继续张拉；

3）胎架下落过程中，对拱脚处水平位移进行实时监控。若其接近△，则对系梁继续施加预应力，使之减小。落架过程分批分步进行，结合张拉系梁内预应力钢绞线，使拱脚水平位移控制在限值△以内。

3.对称张拉

由于每束钢绞线的张拉应力特别大，施工时按以下顺序进行对称张拉，张拉顺序如图8所示。

4.采用双控进行张拉

在张拉过程中，以控制拱脚承台水平位移为主，同时对张拉应力值进行控制。张拉施工前，在每个拱脚承台上设置2个位移观测点，采用全站仪对拱脚水平位移进行监测，利用百分表进行辅助监控（图9）；根据预应力系梁中无粘结预应力钢绞线束的配置情况，在每道系梁的两端埋设穿心式压力传感器，分别埋设在两根梁的对角张拉端，进行钢绞线预应力值的监控测试，压力传感器的布置如图10所示。

十二、端部封堵

预应力筋张拉完毕经检查无误后，即可采用砂轮锯和无齿锯或其他机械方法切割多余的钢绞线，切割后的钢绞线外露长度距锚环夹片的长度为30毫米，然后在锚具及承压板表面涂以防水涂料，最后清理穴口，用C30细石混凝土进行封堵。

连续跨环形预应力梁施工工法适用范围

《连续跨环形预应力梁施工工法》适用于圆形预应力混凝土储仓、体育馆，圆形市政工程等的施工；水工压力隧洞、压力井的预应力混凝土结构。

连续跨环形预应力梁施工工法工艺原理

《连续跨环形预应力梁施工工法》的工艺原理叙述如下：

1、在同一块开有相同但锥孔方向相反的锚板上，通过变角张拉装置，利用夹片将钢绞线的首尾锚固在该锚板上。通过钢绞线张拉变形挤压管道壁，使结构环受到径向分布的挤压力和切向拖曳力，从而使结构截面形成环行的预应力。

2、采用预应力环形梁结构，通过预应力梁的顺序张拉，对建筑物起到加箍的作用，使建筑物形成一个整体，承受上部斜柱、看台传递的荷载，使主体结构安全顺利地建成。

连续跨环形预应力梁施工工法施工工艺

• 工艺流程

《连续跨环形预应力梁施工工法》的施工工艺流程：

施工准备→钢绞线下料→波纹管矢高放线→焊波纹管支撑筋→穿波纹管并连接钢绞线先穿束→安泌水管、压板→焊长拉端、固定端锚垫板→浇灌混凝土→预应力筋张拉→孔道灌浆→切割端头钢绞线→细石混凝土封端头。

• 操作要点

《连续跨环形预应力梁施工工法》的操作要点如下：

一、钢绞线下料

下料长度根据设计图纸和现场实际测量尺寸下料，下料切割采用砂轮切割机进行。

二、安装

先在预应力梁中与箍筋焊接架力筋（支撑波纹管）用绑扎丝固定到位。使波纹管曲线平滑无叠痕。在振捣时应避开与波纹管接触。焊接制作张拉端，固定端埋件，穿束（钢绞线），设备就位于固定端进行挤压，使挤压锚具牢固的与钢绞线通过挤压成一体，从而达到设计要求固定端锚固，安装泌水管对管端封堵好。

三、预应力张拉

1.张拉前准备工作：在施工预应力梁端头搭设2米×2米操作平台，护栏高度1.2米左右。要求预应力混凝土梁试验报告，其强度必须符合设计要求，方可张拉。

2.根据设计张拉控制应力超张拉5%，分五级张拉。

3.第一级：10千牛（初值）；第二级：20%的张拉控制应力；第三级：40%张拉控制应力；第四级：80%的张拉控制应力；第五级：100%的张拉控制应力；超张拉至105%的张拉控制应力保持2分钟后进行锚固。

4.预应力梁为2孔每孔8根钢绞线，张拉为单端张拉。张拉时每段按顺序依次张拉，每段张拉次序见下图。预应力梁张拉端部张拉时应随时对比实际伸长值与理论计算值之间的误差，按张拉为主实际伸长值与理论计算值双控的原则进行。

5.预应力张拉时应严格做好张拉记录。

6.张拉结束，核对数据无误，确保达到设计要求后，可将张拉锚固端头多余力筋切除，切除时用砂轮切割机（不可用氧焊、电焊切割端头），留头不少于3厘米，然后按要求用细石混凝土封闭锚头。

7.孔道灌浆：灌浆前先将清水灌入孔道内，将搅拌好的水泥浓浆用灌浆机压入孔道内，使端部出浓浆分三次加压即可，灌浆时随机取试件样。

• 劳动力组织

《连续跨环形预应力梁施工工法》的劳动力组织情况见下表。