第４５卷第１期２０１４年１月 Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１４ 建 Ａ ｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 筑 技 术 ．６１．某酒店宴会大厅大跨度超高预应力梁施工技术 孔庆山，申利涛，王玉华，陈文龙 （中建八局第一建设有限公司，２５０１００，济南） 摘 要：多功能大型酒店工程的宴会大厅、大堂等部位为达到空间美感的要求，采用了大跨度超高预应力框 架结构设计，综合施工难度大。超高大跨模板支撑体系采用碗扣式钢管脚手架满堂布置，采用后张有粘结预应力 梁，预应力筋采用人工穿束和两端张拉法，选用合理的张拉设备，采取了具有针对性的预应力张拉措施，保证了 工程质量。 关键词：大跨度结构；高大模板；预应力；张拉 中图分类号：ＴＵ ３７８．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—４７２６（２０１４）０１—００６１—０４ ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＦＯＲ ＬＡＲＧＥ－ＳＰＡＮ ＳＵＰＥＲＨＩＧＨ ＰＲＥＳＴＲＥＳＳＥＤ ＢＥＡＭ ＯＦ Ａ ＢＡＮＱＵＥＴ ＨＡＬＬ ＫＯＮＧ Ｑｉｎｇ－ｓｈａｎ，ＳＨＥＮ Ｌｉ－ｔａｏ，ＷＡＮＧ Ｙｕ－ｈｕａ，ＣＨＥＮ Ｗｅｎ－ｌｏｎｇ （Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｉｇｈｔｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｕｒｅａｕ Ｌｔｄ，２５０１００，Ｊｉ ｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓａｔｉｓｆｙ ｓｐａｔｉａｌ ａｅｓｔｈｅｔｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔｓ ｏｆ ａ ｌａｒｇｅ ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｈｏｔｅｌ， ｓｕｃｈ ａｓ ｂａｎｑｕｅｔ ｈａｌｌ ａｎｄ ｌｏｂｂｙ，ｅｔｃ．，ａｄｏｐｔ ｌａｒｇｅ—ｓｐａｎ ｓｕｐｅｒｈｉｇｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｄｉｆｉｃｕｌｔｆｙ ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｌａｒｇｅ－ｓｐａｎ ｓｕｐｅｒｈｉｇｈ ｆｏｒｍｗｏｒｋ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｄｏｐｔｓ ｆｕｌｌ ｈａｌｌ ｃｕｐｌｏｋ ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｓｃａｆｆｏｌｄ ａｎｄ ｐｏｓｔ－ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｂｅａｍ ｗｉｔｈ ｂｏｎｄ．Ｍａｎｕａｌ ｂｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒ．Ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ａｎｄ ｓｐｅｃｉａｌ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ－ｓｐａｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｈｉｇｈ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｆｏｒｍｗｏｒｋ；ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ；ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ 多功能大型酒店工程的宴会大厅、大堂等部位为 达到空间美感的要求，采用了大跨度超高预应力框架 ２工程难点及解决方法 １施工难点 结构设计。该工程多处大跨度超高预应力框架主梁跨 ２．该结构层高高，梁截面尺寸较大，预应力梁跨度２７ 度大、截面大、层高高，预应力等综合施工难度大，在大 跨度超高预应力梁板结构高大模板支撑体系方案深化 ｍ，工程综合施工难度大，并具有以下难点：（１）模板工 ５ ｍ，为高大模板支撑体系，属 设计、科学计算、专家论证以及大跨度超高预应力两端 程及支撑架体高度为ｌ０．张拉施工等方面总结出一些施工技术经验。尤其是高 于危险性较大的分部分项工程，需进行设计计算；（２） 大模板工程及支撑体系属超过一定规模的危险性较大 梁采用后张有粘结预应力混凝土梁，张拉端节点钢筋 预应力筋单孔束数多且人工穿束较长，预应力梁 的分部分项工程．此项施工技术在本工程的成功实践 密集，与应用，对今后类似工程施工具有较好的参考借鉴意 义。 为两端张拉。 ２．２解决方法 （１）通过受力计算，验算梁底模板承载力，根据碗 １工程概况 郑州１天地丽笙酒店工程为白金级五星级酒店建 扣立杆实际强度计算立杆承载力，并确定立杆和水平 杆间距。 筑，工程占地面积３１ ００７ｍ ，总建筑面积８３ ２１９ｍ２，地 （２）预应力梁因跨度大，在梁跨中留设助力穿束 段，以保证顺利穿束，待穿束完成后用大一号波纹管将 下２层，地上９层，裙房２层，建筑高度４０ｉｎ。酒店大堂、宴 会大厅为预应力框架结构设计，结构最大跨度为２７ ｍ， 结构层高ｌ０．５ｍ，建筑空间大，功能齐全。 助力段搭接封堵。 ３架体施工方案选择 混凝土框架梁和预应力梁截面尺寸分别为８００ 收稿日期：２０１３—０８—１２ 作者简介：孔庆山（１９８６一），男，河南濮阳人，工程师，ｅ—ｍａｉｌ： ２３２５９４７４５＠ｑｑ．ｅｏｍ． ｍｍｘ２ ０００ ｍｍ和５００ ｍｉｎｘ１ ８００ ｍＩＴＩ。对工程模板架体施 工要求高，超高大跨模板支撑体系采用碗扣式钢管脚 ・６２・ 建筑技术 第４５卷第１期 手架满堂布置（图１）作为施工用脚手架。架体从底到顶 撑，纵、横水平杆，顶部可调ｕ形顶托组成支撑架体。扫 地杆纵、横双向满铺，顶部（主梁方向水平杆）和底部 （扫地杆上部）设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑间距 立杆底部通垫５０ ｍｍ厚脚手板，顶部水平杆距梁底７００ ４．１．２剪刀撑设计 依次由５０ ｍｍ厚脚手垫板，纵、横向扫地杆，水平剪刀 ｍｍ．Ｕ形托伸出立杆顶部不得超过２００ｍｍ。 模板支撑架体在架体外侧四周及内部纵、横向 每６～８ ｍ由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑与水 平面夹角呈４５。～６０。，剪刀撑随立杆、纵向和横向水平 不大于４ ８００ ｍｍ，每道水平剪刀撑上方设置一道水平 兜网（图２）。 ９０００ ９０００ ９ｏ０ｏ 图１ 满堂模板支撑架平面布置示意 （ｂ） 图２碗扣式满堂支撑架搭设 （ａ）上部与下部；（ｂ）中部 ４高大模板支撑体系设计 宴会大厅８００ ａｒｍ￣２０００ ｍｍ预应力框架梁架体模 板高度为１０．５ ｍ，梁下最大集中线荷载为３８．４ｋＮ／ｍ，按 《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》规定，工 程属大跨度超高模板支撑施工，是工程施工难点。为保 证结构施工安全，重点对梁底模板及架体立杆、水平杆 等进行挠度、强度及稳定性验算。 ４．１支撑体系设计 ４．１．１ 立杆及水平杆设计 预应力梁底架体立杆采用三排碗扣钢管支架。其 中板底立杆纵、横间距９００ ｍｍ。主梁底立杆纵向间距 为６００ｍｍ，横向间距３００ｍｍ￣１３４５０ｍｍ，在梁中布置一 排立杆，立杆两侧对称布置两排立杆。水平杆步距 １ ２００ｍｍ，为便于搭高操作，第一步水平杆为１ ５００ｍｍ。 杆同步搭设。根据架体搭设高度，在架体底部、顶部 及竖向间隔不超过８ ｍ分别设置，碗扣架体中间水平 剪刀撑设置间距不大于４．８ ｍ，剪刀撑宽度在５～８ ｍ 之间ｆ图３）。 混凝土结构顶板 ｆｌ５厚多层板８００ Ｊ１ １ — Ｉ５０ｋ９ｏ力杯 可 顶托 水 剪刀 撑爱 平安企网 １ 一 ｆ 圹 ｔ ｇ — 一 底悟向鲫￣｝ Ｉ丰］ 扣接 碎 ５１ｂｏｏ 一 一 ＝一 杆 ｝／ 粱 底 ５口强 一 一 水 一 Ｌ一 ｆ 乎剪 ｌ 、 Ｅ塞篓 Ｉ网 ｝． ｝ ｛● ８ ｝ 梁底 竖向 刀 —— ＿ ８ Ｉ ＝ １＝ ８ ｝ 一 量＿＿ 琳 平剪 ７ Ｉ 水 目 ．１Ｌ 一 ■ ｅ ．— 且』１． ５０厚木垫板 图３粱底模板架体竖向构造示意 ４．１．３连墙件及加固处理 （１）架体搭设过程中排架须与四周框架柱采用钢 管抱箍的方式作为连墙件对架体进行加固（图４），抱箍 的竖向间距与水平剪刀撑位置同一高度。 （２）由于架体立杆间距较密集，若碗扣架搭设完 毕后再进行水平剪刀撑和连墙件的加固，施工难度非 常大，在加固处理时须与架体搭设同步进行。 （３）模板及架体在搭设过程中，设置有效防倾覆 的临时固定设施。 （４）框架梁与顶板支撑间，立杆间距不满足碗扣 架模数时，采用落地式扣件钢管支撑架进行增强。钢管 扣件立杆通过扣件与碗扣架体连接为一体，保证支撑 架体整体强度。 ４．２模板架体构造要求 （１）碗扣架支撑体系底层纵、横扫地杆距地面高 ２０１４年１月 孔庆山，等：某酒店宴会大厅大跨度超高预应力梁施工技术 ・６３－ ￣／ ／ｆ／／Ｘ／／２ 图４排架与框架柱拉结点加固示意 度不大于３５０ ｍｍ，立杆上端包括可调螺杆伸出顶层 水平杆的长度不大于７００ ｍｍ，同时满足螺杆伸出钢 管顶部不大于２００ｍｍ，插入立杆内的长度不小于１５０ ｍｍ。 （２）水平混凝土构件模板支撑系统高度大于８ ｍ， 跨度大于１８ ｍ的模板系统，顶部和底部设置水平剪刀 撑，中间亦设置水平剪刀撑，间距不大于４．８ ｍ。 （３）剪刀撑采用搭接，搭接长度不小于１ ０００ｍｍ， 并用２个旋转扣件分别在距杆端大于１００ｍｎｌ处固定， 每个扣件的拧紧力矩都要控制在４０ ６５ Ｎ・ｍ。 （４）碗扣式钢管支架立杆接头位置采用不同长度 立杆相互错开，在同一截面上接头，架体搭设至操作面 底部时及时悬挂水平安全网，并根据钢筋绑扎要求铺 设脚手板。 ５钢筋及预应力筋施工 ５．１钢筋绑扎与预应力筋穿束交叉施工工序 支梁底模板一划主次梁钢筋间距一放主次梁箍 筋一穿主梁底层纵向筋并与箍筋绑扎＿＋穿次梁底层纵 向筋并与箍筋绑扎一穿主梁上层纵向筋架立筋 按箍 筋间距绑扎一支梁一侧模板一按矢高线定位波纹管钢 筋支架一预埋波纹管、垫板＿＋预应力筋穿束一穿次梁 上层筋、腰筋、吊筋与箍筋绑扎固定。 ５．２预应力筋安装及难点 该预应力梁共有２个孔道，每个孔道有６根直径 １５．２０ｍｍ、１ ８６０ＭＰａ高强度低松弛预应力钢绞线，保证 预应力筋按设计要求受力，根据预应力筋曲线矢高留 设孔道。在边模一侧划出矢高曲线位置，采用（ｂ１４的钢 筋每隔５００ ｍｍ焊接波纹管支架，以控制预应力筋曲线 位置，防止钢绞线束因混凝土振捣而移位（图５），重点 控制反弯点即最高、最低点位置。 图５预应力梁主筋分隔与预应力筋固定示意 预应力筋束长度需经过计算确定，长度包括孔道 内长度加两端外露长度，外露长度应满足张拉长度要 求，预应力筋人工穿束时，在钢绞线穿束前端安装子弹 头形壳帽，以减小穿束阻力。 ６预应力混凝土梁施工 ６．１预应力混凝土梁浇筑 梁混凝土从跨中向两端对称分层浇筑，每层厚度 为４００—５００ｍｍ，上下层之间的混凝土浇筑间歇时间不 得超过混凝土的初凝时间。分层浇筑采用自然流淌形 成斜坡。混凝土采用插入式振动器进行振捣，按分层浇 筑厚度分别进行振捣，振动棒的前端插入下层混凝土 中，插入深度为５０～１００ ｍｌｎ。振捣时间长短根据混凝土 的流动性大小而定，要做到“快插慢拔”，防止上部混凝 土振实而下部出现分层现象。 振动棒插入点位置要采用平行或交叉式移动，当 混凝土表面呈水平、无明显坍落、气泡不再出现并有 水泥浆出现时，结束该部位振捣且防止漏振、过振。振 动棒与模板间距不大于振动棒作用半径的０．５倍，插 入点间距不得大于振动棒作用半径的１．５倍，￣Ｈｓｏｏ ｍｍ（图６）。 预应 筋 图６分层振捣时振动棒插入混凝土及布置示意 ６．２张拉端节点混凝土振捣 张拉端节点复杂，梁端顶部锚垫板、钢筋与预应力 筋密集部位混凝土易振捣不密实。为既保证混凝土浇 ・６４・ 建筑技术 第４５卷第１期 筑密实，又不破坏梁端节点预应力波纹管及位置，在节 点顶部０．５ ｉｎ范围内混凝土选择小型振动棒振捣，加密 张拉采用“应力控制，伸长值校核”法，预应力筋在 张拉以前先计算理论伸长值，张拉时由专人记录预应 振捣点，并适当延长振捣时间，防止预应力锚垫板位 力筋张拉值。 预应力筋张拉控制应力 ＝０．７ ＝０．７ｘｌ ８６０＝ 移，以保证张拉端、锚固端混凝土密实。 ７预应力施工技术 ７．１预应力筋孔道留设 本工程预应力孔道采用壁厚不小于０．３ ｍｍ的金 １ ３０２（Ｎ／ｍｍ２），为抵消部分应力损失，设计超张拉３％，单 根预应力筋张拉力为１８８ｋＮ。 ７．４张拉顺序 张拉顺序：量测预应力筋初始长度一安装锚具一 安装千斤顶一张拉初始应力一张拉至设计值一测量伸 属波纹管成孔，波纹管铺设前严格按照预应力筋曲 线矢高坐标位置固定钢筋支架。支架间距为５００ ｍｉｌｌ。 波纹管铺设完成用铁丝将其与支架绑扎牢固，保证 混凝土浇筑过程中不产生浮移。波纹管连接采用大 一号同型波纹管作接头，并用胶带缠绕密封（图７）。灌 浆孔与波纹管两端最高点连接，先在波纹管上开洞， 覆盖海绵垫和塑料弧形盖板，并与波纹管用铁丝绑 扎牢固，再用塑料管插在弧形盖板的接口上并伸出 梁面５００ ｍｍ。 图７金属波纹管接头示意 ７．２预应力筋张拉 ７．２．１张拉条件 混凝土强度经同条件养护试件试验和现场回弹检 测，待强度达到设计要求９０％，方可张拉。张拉前须拆 除梁两侧模板，不得拆除底模及支撑架体。 张拉端用模板架体搭设２ ｍｘ２ ｍ操作平台，并设置 １．５ｍ高防护栏杆，挂防护安全网。 清理锚垫板端部混凝土残渣，与梁面不垂直的预 应力筋端部用钢垫板进行处理，保证梁面与张拉器具 作用线垂直。 ７．２．２ 张拉设备 张拉前选择合理张拉设备及机具，选用ＱＹＣ一２７０ 型前卡液压式千斤顶２台，ＹＢＺ２ｘ２／５０型高压油泵１台。 张拉设备在进场前进行配套标定配套使用，标定期限 在６个月以内，张拉用压力表精度不低于０．４级。 ７．３预应力筋张拉 预应力筋的张拉程序：梁预应力筋的张拉应从预 应力梁中部开始对称进行。张拉时采用：０一＋１０％ ｝１０Ｏ％ ＿＋１０３％ 锚固。 长值一锚固锚具一退出千斤顶一校核预应力筋伸长 值一量测预应力筋终结长度一顶压锚固。 ７．５张拉伸长值校核 施工时先在一端张拉至设计值，再移至另一端补 足张拉力后锚固。张拉过程中随时检查张拉结果，张拉 前后预应力筋的伸长量加上初始应力伸长量计算值， 减去锚具内缩值后再与理论伸长量比较，其误差范围 在６％以内。 ７．６灌浆与封锚 孔道灌浆用强度等级４２．５的普通硅酸盐水泥，水 泥浆的水灰比在０．４～０．４５之间。灌浆时应缓慢均匀进 行，不得中断，并应排气通畅。采用二次灌浆的方法以 保证有粘结预应力梁灌浆密实，灌满孔道封闭排气孔 后，间隔３０～４５ ａｒｉｎ后进行二次加压至０．６～０．８ ＭＰａ，稳 压１－２ｒａｉｎ后封闭灌浆孔。 锚具外露的预应力筋预留不小于３０ｍｍ，用机械 切断多余部分。在锚具表面涂一层环氧树脂做防腐处 理。在锚具封堵部位预埋钢筋并配置钢筋网片，用Ｃ４０ 微膨胀细石混凝土封锚。 ８结语 通过采取以上方法，圆满地完成了大跨度超高大 宴会厅与大堂的预应力梁的施工，混凝土未出现裂缝， 结构观感质量良好，确保了施工安全和进度目标，较好 地控制了成本，取得了良好的经济效益，为同类工程提 供了经验。 参考文献 ［１】ＪＧＪ １３Ｏ一２Ｏｌ１，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范【Ｓ１． ［２】ｊｃ４ １６６－－２００８，建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范【Ｓ］． 【３］ＪＧＪ １６２－－２００８，建筑施工模板安全技术规范【Ｓ】． Ｉ４】ＣＥＣＳ １８０：２００５，建筑工程预应力施工规程［Ｓ】． ［５１陈彤瑾．大跨度预应力混凝土梁板高大模板架施工技术【Ｊ］．建筑技 术，２０１１，４２（４）：３４０—３４３． ［６】朱惠伟，宋永恒．大跨度后张法无粘结预应力现浇空心楼板结构施 工技术［Ｊｌ＿建筑技术，２０１１，４２（１２）：１０６７－１０６９． 【７Ｉ潘峤，李刚红，王兴，等．禹州体育馆大跨超高框架主次粱粱板综合 施工技术『Ｊ１．建筑技术，２０１３（１），１７—２０．