變截面預應力斜梁及其施工工藝的製作方法

2023-04-24 11:24:56 1

變截面預應力斜梁及其施工工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種變截面預應力斜梁及其施工工藝。變截面預應力斜梁，其特徵在於：它主要包括斜梁本體，斜梁本體的下端與一層立柱上端澆築連接，斜梁本體的中部和上端與Y型柱澆築連接；所述斜梁本體內置工字形勁性鋼骨和預應力波紋管,所述勁性鋼骨位於斜梁本體中心，所述預應力波紋管有四根，分別位於勁性鋼骨的四個角，所述每個預應力波紋管都穿束有預應力筋；所述斜梁本體的截面是變化的，斜梁本體與一層立柱連接處、三層處、四層處、中部與Y型柱連接處以及上端部處的寬度保持一致，厚度根據斜梁本體的角度、每層挑耳的個數、一層立柱和Y型柱的尺寸確定。而該施工工藝保證了波紋管穿束的便利性和預應力筋的穿束質量。
【專利說明】
變截面預應力斜梁及其施工工藝

【技術領域】
[0001]本發明屬於變截面預應力斜梁預應力施工【技術領域】，具體涉及一種變截面預應力斜梁及其施工工藝。

【背景技術】
[0002]武漢光谷國際網球中心15000座主場館工程，是以32根Y型柱支撐看臺斜梁組成的一個「碗狀」體育場館。工程結構相對比較複雜，看臺由於是呈階梯狀形式，其下部支承結構形式較多，本工程網球館看臺支承結構為Y型柱上懸挑大斜梁，看臺距離地面高、懸挑跨度大，斜梁截面設計尺寸大。斜梁本身為傾斜構件，空間超重斜向構件因其本身的重量及施工荷載等因素作用下，會產生較大的水平推力，而這裡斜梁產生的水平推力會隨著傾斜角度的增大而增大，對腳手架(即滿堂架)系統受力特別不利。如果將斜梁傾斜角度過小就會影響位於上部看臺觀眾的觀看視線效果。
[0003]傳統預應力施工時，波紋管一次性穿束，在施工過程中，容易造成波紋管破損、堵塞，致使後期預應力筋穿束困難，或者無法穿束。而預應力筋穿束步驟是波紋管安裝後，穿束預應力筋，混凝土澆築，但是在本工程中斜梁較長，且是變截面，預應力筋曲線不一致，如果施工完一段後即穿預應力筋，造成預應力筋預留較長，後一段波紋管無法穿束，且易造成預應力筋汙染、彎折、折斷等問題。
[0004]傳統斜梁施工時，挑耳一般作為二次結構施工:1.不利於挑耳結構的整體性；2.不利於工期。而斜梁看作是梁的方式進行模板安裝:1.不利於混凝土澆築；2.對支模架要求較高，不利於支模架的整體承受荷載；3.斜梁上表面砼易產生浮漿，對工程質量造成了一定影響。


【發明內容】

[0005]針對上述技術問題，本發明的目的在於提供一種變截面預應力斜梁及其施工工藝，該斜梁可以在傾斜角度一定的情況下保證上層觀眾的觀看視線效果，可以增加斜梁本體的強度，而該施工工藝保證了波紋管穿束的便利性和預應力筋的穿束質量。
[0006]為實現上述目的，本發明所採取的技術方案是:
[0007]變截面預應力斜梁，其特徵在於:它主要包括斜梁本體，斜梁本體的下端與一層立柱上端澆築連接，斜梁本體的中部和上端與Y型柱澆築連接；所述斜梁本體兩側與斜梁本體同時澆築有挑耳(對稱設有若干挑耳)，所述挑耳高出斜梁本體上表面；所述斜梁本體內置工字形勁性鋼骨和預應力波紋管，所述勁性鋼骨位於斜梁本體中心，所述預應力波紋管有四根，分別位於勁性鋼骨的四個角，所述每個預應力波紋管都穿束有預應力筋。
[0008]所述勁性鋼骨分為多段焊接而成，具體段數和焊接角度根據斜梁本體澆築的段數和斜梁本體的角度確定；所述預應力波紋管分為多段連接而成，具體段數根據斜梁本體澆築的段數確定。
[0009]所述斜梁本體上越往上的挑耳，高出斜梁本體上表面的距離越大。
[0010]所述斜梁本體由多段澆築而成。
[0011]所述斜梁本體的截面是變化的，斜梁本體與一層立柱連接處、三層處、四層處、中部與Y型柱連接處以及上端部處的寬度保持一致，厚度根據斜梁本體的角度、每層挑耳的個數、一層立柱和Y型柱的尺寸確定。
[0012]所述斜梁本體的角度是變化的，斜梁本體與每層環梁連接處的具體角度根據層數和環梁的尺寸來確定。
[0013]上述變截面預應力斜梁的施工工藝，其特徵在於包括以下步驟:
[0014]第一步，澆筑前準備工作:先按照預先對變截面預應力斜梁的分段，準備好相應的模板、分段好的勁性鋼骨和預應力波紋管，以及內襯管和預應力筋；再在體育館看臺二層平臺上搭設滿堂架；
[0015]第二步，砼澆築變截面預應力斜梁第一段:
[0016]①在滿堂架上搭設斜梁模板；
[0017]②安裝第一段勁性鋼骨，並綁紮斜梁鋼筋和挑耳鋼筋；
[0018]③安裝定位第一段預應力波紋管，並且在其內部插入內襯管；
[0019]④向斜梁模板內燒築混凝土 ；
[0020]⑤待混凝土達到一定強度後拆除斜梁模板，完成澆築；
[0021]第三步，重複第二步砼澆築變截面預應力斜梁下一段；
[0022]第四步，砼澆築變截面預應力斜梁最後一段:
[0023]①在滿堂架上搭設斜梁模板；
[0024]②安裝最後一段勁性鋼骨，並綁紮斜梁鋼筋和挑耳鋼筋；
[0025]③安裝定位最後一段預應力波紋管，並且在其內部插入內襯管；
[0026]④抽出所有內襯管，對變截面預應力斜梁整段進行穿束預應力筋；
[0027]⑤向斜梁模板內燒築混凝土 ；
[0028]⑥待混凝土達到一定強度後拆除斜梁模板，完成澆築。
[0029]所述第二步和第四步中的步驟①均包括以下步驟:
[0030]a.首先，在滿堂架上搭設斜梁底模板和挑耳底模板；
[0031]b.其次，安裝斜梁側模板和挑耳側模板；
[0032]c.再次，每隔一個挑耳加裝一個挑耳頂模板，每個挑耳頂模板的下端設有一個條形的挑耳振搗孔；
[0033]d.最後，安裝斜梁頂模板，在斜梁頂模板上與挑耳振搗孔對應處設有斜梁振搗孔。
[0034]所述第二步中步驟④或/和第四步中步驟⑤具體為:由斜梁模板上埠傾注混凝土，先採用趕漿法沿斜梁振搗孔進行振搗，並通過斜梁振搗孔觀測砼是否澆築到位，再通過挑耳振搗孔對挑耳進行振搗。
[0035]本發明的有益效果是:
[0036](I)本發明將挑耳設計在斜梁的上部(超出斜梁一定距離)可以在傾斜角度一定的情況下保證上層觀眾的觀看視線效果。而該施工工藝保證了波紋管穿束的便利性和預應力筋的穿束質量:該方法對預應力波紋管進行分段安裝，並且加裝內襯管(加內襯管，主要是防止在斜梁變截面、斜率發生法變化時，採用內襯管對預應力波紋管進行填充防止預應力波紋管堵塞；同時也可以防止澆築時水泥漿進入預應力波紋管內)，有利于波紋管安裝的便利性，保證了波紋管安裝質量，避免了波紋管破損等情況；預應力筋待斜梁施工完畢後，一次性穿束，保證了預應力筋穿束質量，避免了預應力筋穿束困難或無法穿束，也避免先穿束預應力筋造成的預應力汙染、彎折、折斷等情況；
[0037](2)本發明中斜梁本體內置勁性鋼骨和預應力波紋管，可以增加斜梁本體的強度；
[0038](3)本發明中勁性鋼骨和預應力波紋管為分段結構，可以使其安裝簡單方便，更好的一次性穿束和保護預應力筋；
[0039](4)本發明中所述斜梁本體上越往上的挑耳，高出斜梁本體上表面的距離越大，可以使觀眾的視覺效果更優；
[0040](5)本發明中斜梁本體的角度和截面都是變化的，可以更還的適應工程需要，滿足工程要求；
[0041](6)本發明的施工工藝中將斜梁和挑耳同時進行澆築，減少了施工工序；而且加裝了斜梁頂模板，解決了斜梁砼澆築底部會產生砼堆積的難點，並避免了斜梁上部由于振搗產生浮漿，提高了砼的整體感觀和結構安全；為保證混凝土的密實，採用趕漿法進行振搗，並通過振搗孔觀察砼料充滿程度；部分挑耳砼料無法充滿時，可利用振搗孔增加砼料；
[0042](7)本發明的施工工藝將挑耳和斜梁同步施工，減少了施工工序；該方法對斜梁進行分段砼澆築，有效解決了斜梁水平推力過大的問題；而且斜梁模板全封閉，只預留振搗孔，縮短了斜梁砼澆築的時間，解決了斜梁砼澆築底部會產生砼堆積的難點，並避免了斜梁表面產生浮漿，保證了斜梁結構質量，提高了砼的整體感觀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是變截面預應力斜梁整體結構示意圖。
[0044]圖2是斜梁本體的截面示意圖。
[0045]圖3是變截面預應力斜梁的封閉式模板施工工藝中斜梁本體的立面示意圖。
[0046]圖4是變截面預應力斜梁的封閉式模板施工工藝中斜梁本體的截面示意圖。
[0047]圖5是變截面預應力斜梁的封閉式模板施工工藝中斜梁本體的俯視示意圖。
[0048]圖中:1-斜梁本體，2-挑耳，3- 一層立柱，4-Y型柱，5_環梁，6_勁性鋼骨，7_預應力波紋管，8-滿堂架，9-斜梁底模板，10-斜梁頂模板，11-斜梁側模板，12-挑耳底模板，13-挑耳側模板，14-挑耳頂模板，15-斜梁振搗孔，16-挑耳振搗孔。

【具體實施方式】
[0049]為了更好地理解本發明，下面結合武漢光谷國際網球中心15000座主場館工程實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。
[0050]如圖1-5所示，變截面預應力斜梁，它主要包括斜梁本體I (長度29.5m)，斜梁本體I的下端與一層立柱3上端澆築連接，斜梁本體I的中部和上端與Y型柱4澆築連接；所述斜梁本體I兩側(沿長度方向)與斜梁本體同時澆築有挑耳(對稱設有若干挑耳)2 ;所述挑耳2 (的右上角部)高出斜梁本體I上表面一定距離(如l_130mm)；
[0051]所述斜梁本體I內置工字形勁性鋼骨6和預應力波紋管7，所述勁性鋼骨6位於斜梁本體I中心，所述預應力波紋管7有四根，分別位於勁性鋼骨6的四個角，所述每個預應力波紋管7都穿束有預應力筋(所述預應力筋每束鋼絞線9根，鋼絞線規格15.20mm)；
[0052]所述斜梁本體I的截面是變化的，斜梁本體I與一層立柱3連接處(100mmX 1000mm)、三層處(100mmX 1200mm)、四層處(100mmX 1400mm)【直到 N 層處】、中部與Y型柱4連接處(100mmX 1800mm)以及上端部處(100mmX 2400mm)的寬度保持一致，厚度根據斜梁本體I的角度、每層挑耳2的個數、一層立柱3和Y型柱4的尺寸確定。
[0053]所述勁性鋼骨6分為多段焊接而成，具體段數和焊接角度根據斜梁本體I澆築的段數和斜梁本體I的角度確定(所述勁性鋼骨6為工字形鋼骨，鋼骨寬600mm，翼緣板寬300mm,鋼板厚25mm，整體長度29.5m)；
[0054]所述預應力波紋管7分為多段連接而成，具體段數根據斜梁本體I澆築的段數確定。
[0055]所述斜梁本體I上越往上的挑耳2，高出斜梁本體I上表面的距離越大(挑耳2高出斜梁本體I上表面的距離一般在0-130mm)。
[0056]所述斜梁本體I的角度是變化的(這裡的變化是指斜梁本體I本身的角度變化，具體的講就是:斜梁本體I遇到每層環梁5時角度先變的平緩，過了與環梁5的連接處之後恢復到原來的角度或者更陡，越往上恢復的角度越陡)，斜梁本體I與每層環梁5連接處的具體角度根據層數和環梁5的尺寸來確定。
[0057]上述變截面預應力斜梁的施工工藝，包括以下步驟:
[0058]第一步，澆筑前準備工作:先按照預先對變截面預應力斜梁的分段，準備好相應的模板(斜梁底模板9，斜梁頂模板10，斜梁側模板11，挑耳底模板12，挑耳側模板13及挑耳頂模板14)、分段好的勁性鋼骨6和預應力波紋管7 (將勁性鋼骨6和預應力波紋管7分段加工好，並綁上銘牌，銘牌上標明編號、位置等標識)，以及內襯管和預應力筋；再在體育館看臺二層平臺上搭設滿堂架8【對變截面預應力斜梁進行合理分段:第一段為二層結構懸挑段(9.420m)至三層結構板面(11.510m);第二段為三層結構板面至四層結構板面(15.990m);第三段為四層結構板面至斜梁中部與Y型柱交匯處底面(21.047m);第四段為21.047m至預應力環梁(600_X 1100mm)梁面(22.548m);第五段為22.548m至五層環梁(500mmX 900mm)梁底面(24.500m);第六段為24.500m至五層結構板面(25.400m)】；
[0059]第二步，砼澆築變截面預應力斜梁第一段(即最下面一段):
[0060]①在滿堂架8上搭設斜梁模板；
[0061]②安裝第一段勁性鋼骨6 (第一段勁性鋼骨6下端固定連接在一層立柱3上)，並綁紮斜梁鋼筋和挑耳鋼筋；
[0062]③安裝定位第一段預應力波紋管7 (安裝完成後對其進行預埋位置、標高、固定質量、接頭質量、管壁進行檢查)，並且在其內部插入內襯管；
[0063]④向斜梁模板內燒築混凝土 ；
[0064]⑤待混凝土達到一定強度後(能拆模的強度後)拆除斜梁模板，完成澆築；
[0065]第三步，重複第二步砼澆築變截面預應力斜梁下一段(連接並安裝下一段的勁性鋼骨6和預應力波紋管7時，先清洗預應力波紋管7管端約50mm長，然後在兩者粘合面上用毛刷均勻的塗上一層粘合劑，再把預應力波紋管7插入連接管件的承接口，輕輕敲擊，使預應力波紋管7全部插入承接口，約兩分鐘後不得再轉動或拆開管材)；
[0066]第四步，砼澆築變截面預應力斜梁最後一段:
[0067]①在滿堂架8上搭設斜梁模板；
[0068]②安裝最後一段勁性鋼骨6，並綁紮斜梁鋼筋和挑耳鋼筋；
[0069]③安裝定位最後一段預應力波紋管7，並且在其內部插入內襯管；
[0070]④抽出所有內襯管，對變截面預應力斜梁整段進行穿束預應力筋；
[0071]⑤向斜梁模板內燒築混凝土 ；
[0072]⑥待混凝土達到一定強度後(能拆模的強度後)拆除斜梁模板，完成澆築(待混凝土強度達到設計強度的1000%時，進入張拉施工工序，後注漿並封錨)。在該斜梁兩端及跨中設置排氣孔(排氣孔一般設置在喇叭口墊板上)，部分兼做灌漿孔(灌漿孔用於向管道中灌水泥漿，孔徑一般不小於16mm，排氣孔是為了保證孔道內氣流同暢)，並且在預應力筋未穿入預應力波紋管7之前，將排氣管通過排氣孔與預應力波紋管7連通連接，預應力波紋管7與排氣管連接處用防水膠紙包裹好。穿束時要調節該斜梁兩端的預應力筋長度，兩端的預應力筋埋入混凝土中長度一般為400?600mm，張拉端工作長度一般為800?1000mm，不能太短以免影響預應力張拉。預應力筋前頭套上子彈頭形殼帽或用塑料膠帶包裹，方便從預應力波紋管7穿入；每束預應力筋穿束完成後，在預應力張拉端及時安裝螺旋筋和錨墊板。預應力筋穿束採用人工穿束方式:人工穿預應力筋時在線頭套上子彈頭型鋼帽子或用塑料膠帶包裹，方便從預應力波紋管7穿入，減少摩擦阻力並避免預應力筋戳穿預應力波紋管7，使穿束工作更加順利。將預應力筋單根或成束穿入預應力波紋管7中，張拉端露出1.0m，管口用水泥袋紙塞緊，防止水泥漿和養護水流入，外露部分的預應力筋要用膠紙包裹好，防止腐蝕預應力筋。預應力筋穿束採用整束牽引，先將預應力筋端部紮緊，套上穿束器，將穿束器的引線穿過孔道，在前端拉動，後端向孔道內送進，直至兩端露出所需長度(60cm)為止。穿好的預應力筋應順直，中間無扭結現象，以防影響預施應力的精確性。預應力筋束穿好後，應按兩端每根鋼絞線的編號對稱檢查、對稱穿入錨具中；
[0073]第一段的下端(斜梁本體I的下端)與一層立柱3上端澆築連接，第三段或第四段(斜梁本體I的中部)和第六段的上端分別與Y型柱4澆築連接。
[0074]所述第二步和第四步中的步驟①均包括以下步驟:
[0075]a.首先，在滿堂架8上搭設斜梁底模板9和挑耳底模板12 [挑耳頂模板14的下表面高出待澆築成型的斜梁本體的該段上表面，使所述挑耳2高出斜梁本體I上表面一定距離(如 l-130mm)]；
[0076]b.其次，安裝斜梁側模板11和挑耳側模板13 ；
[0077]c.再次，每隔一個挑耳2加裝一個挑耳頂模板(14)，每個挑耳頂模板(14)的下端設有一個條形的挑耳振搗孔16 (所述斜梁振搗孔15和挑耳振搗孔16兼做出氣孔，尺寸為200mm寬X梁寬);
[0078]d.最後，安裝斜梁頂模板10，在斜梁頂模板10上與挑耳振搗孔16對應處設有斜梁振搗孔15。
[0079]所述第二步中步驟④或/和第四步中步驟⑤具體為:由斜梁模板上埠傾注混凝土，先採用趕漿法沿斜梁振搗孔15進行振搗，並通過斜梁振搗孔15觀測砼是否澆築到位，再通過挑耳振搗孔16對挑耳2進行振搗。
【權利要求】
1.變截面預應力斜梁，其特徵在於:它主要包括斜梁本體(I)，斜梁本體(I)的下端與一層立柱(3)上端澆築連接，斜梁本體(I)的中部和上端與Y型柱(4)澆築連接；所述斜梁本體(I)兩側與斜梁本體同時澆築有挑耳(2)，所述挑耳(2)高出斜梁本體(I)上表面；所述斜梁本體(I)內置工字形勁性鋼骨(6)和預應力波紋管(7)，所述勁性鋼骨位於斜梁本體(I)中心，所述預應力波紋管(7)有四根，分別位於勁性鋼骨￠)的四個角，所述每個預應力波紋管(7)都穿束有預應力筋。
2.根據權利要求1所述的變截面預應力斜梁，其特徵在於:所述勁性鋼骨(6)分為多段焊接而成，具體段數和焊接角度根據斜梁本體(I)澆築的段數和斜梁本體(I)的角度確定；所述預應力波紋管(7)分為多段連接而成，具體段數根據斜梁本體(I)澆築的段數確定。
3.根據權利要求1所述的變截面預應力斜梁，其特徵在於:所述斜梁本體(I)上越往上的挑耳(2)，高出斜梁本體(I)上表面的距離越大。
4.根據權利要求1所述的變截面預應力斜梁，其特徵在於:所述斜梁本體(I)由多段燒築而成。
5.根據權利要求1所述的變截面預應力斜梁，其特徵在於:所述斜梁本體的截面是變化的，斜梁本體與一層立柱連接處、三層處、四層處、中部與Y型柱連接處以及上端部處的寬度保持一致，厚度根據斜梁本體的角度、每層挑耳的個數、一層立柱和Y型柱的尺寸確定。
6.根據權利要求1所述的變截面預應力斜梁，其特徵在於:所述斜梁本體(I)的角度是變化的，斜梁本體(I)與每層環梁(5)連接處的具體角度根據層數和環梁(5)的尺寸來確定。
7.如權利要求1所述的變截面預應力斜梁的施工工藝，其特徵在於包括以下步驟: 第一步，澆筑前準備工作:先按照預先對變截面預應力斜梁的分段，準備好相應的模板、分段好的勁性鋼骨(6)和預應力波紋管(7)，以及內襯管和預應力筋；再在體育館看臺二層平臺上搭設滿堂架(8)； 第二步，砼澆築變截面預應力斜梁第一段: ①在滿堂架(8)上搭設斜梁模板； ②安裝第一段勁性鋼骨(6)，並綁紮斜梁鋼筋和挑耳鋼筋； ③安裝定位第一段預應力波紋管(7)，並且在預應力波紋管的內部插入內襯管； ④向斜梁模板內燒築混凝土； ⑤待混凝土達到一定強度後拆除斜梁模板，完成澆築； 第三步，重複第二步砼澆築變截面預應力斜梁下一段； 第四步，砼澆築變截面預應力斜梁最後一段: ①在滿堂架(8)上搭設斜梁模板； ②安裝最後一段勁性鋼骨(6)，並綁紮斜梁鋼筋和挑耳鋼筋； ③安裝定位最後一段預應力波紋管(7)，並且在其內部插入內襯管； ④抽出所有內襯管，對變截面預應力斜梁整段進行穿束預應力筋； ⑤向斜梁模板內燒築混凝土； ⑥待混凝土達到一定強度後拆除斜梁模板，完成澆築。
8.根據權利要求7所述的變截面預應力斜梁的施工工藝，其特徵在於:第二步和第四步中的步驟①均包括以下步驟: a.首先，在滿堂架(8)上搭設斜梁底模板(9)和挑耳底模板(12)； b.其次，安裝斜梁側模板(11)和挑耳側模板(13)； c.再次，每隔一個挑耳(2)加裝一個挑耳頂模板(14)，每個挑耳頂模板(14)的下端設有一個條形的挑耳振搗孔(16)； d.最後，安裝斜梁頂模板(10)，在斜梁頂模板(10)上與挑耳振搗孔(16)對應處設有斜梁振搗孔(15)。
9.根據權利要求8所述的變截面預應力斜梁的施工工藝，其特徵在於:第二步中步驟④或/和第四步中步驟⑤具體為:由斜梁模板上埠傾注混凝土，先採用趕漿法沿斜梁振搗孔(15)進行振搗，並通過斜梁振搗孔(15)觀測砼是否澆築到位，再通過挑耳振搗孔(16)對挑耳(2)進行振搗。
【文檔編號】E04C3/26GK104295001SQ201410421944
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】李學亮, 曾海濤, 蘇曉紅, 文育操 申請人:浙江省一建建設集團有限公司