《環(huan)形預(yu)應(ying)力(li)梁施(shi)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)法》主(zhu)要的工(gong)(gong)(gong)法特點是采用(yong)分(fen)離(li)式交(jiao)叉搭接設置，分(fen)批交(jiao)錯分(fen)階段(duan)張拉。
2008年(nian)01月(yue)31日，《環形預應力梁施工(gong)工(gong)法》被中華人民共(gong)和國住(zhu)房和城鄉建設部評定(ding)為(wei)2005-2006年(nian)度(du)國家一級(ji)工(gong)法。
形成原因
環形預應(ying)(ying)(ying)(ying)力應(ying)(ying)(ying)(ying)用在(zai)特種結構(gou)中較多，如儲液池、筒倉、核建筑(zhu)(zhu)中的(de)(de)安全(quan)殼體等，在(zai)市政橋(qiao)梁中亦應(ying)(ying)(ying)(ying)用到(dao)曲(qu)(qu)線(xian)預應(ying)(ying)(ying)(ying)力的(de)(de)結構(gou)。在(zai)房屋建筑(zhu)(zhu)中，預應(ying)(ying)(ying)(ying)力混凝土框架結構(gou)形式大多為直線(xian)形，曲(qu)(qu)線(xian)應(ying)(ying)(ying)(ying)用少。在(zai)上海鐵路南站主站屋工(gong)(gong)程超(chao)長環形平(ping)臺框架梁預應(ying)(ying)(ying)(ying)力施(shi)工(gong)(gong)取得了圓滿的(de)(de)成功(gong)，為環形梁預應(ying)(ying)(ying)(ying)力和(he)曲(qu)(qu)線(xian)形預應(ying)(ying)(ying)(ying)力的(de)(de)開(kai)發與應(ying)(ying)(ying)(ying)用提(ti)供(gong)成熟的(de)(de)施(shi)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝，并為2005年后此類施(shi)工(gong)(gong)提(ti)供(gong)借鑒(jian)。
工(gong)法特點
《環形預應力梁施工工法》的工法特點是：
預應力筋布置采用分離式交叉搭接設置，分批交錯分階段張拉。通過測試摩阻力，調整K值（孔道摩阻系數）和μ值（孔道轉角系數），確定理論伸長值與張拉力。
操作原理
適用范圍
《環形預應力梁施工工法》適用于連續環形梁預應力和連續曲線梁預應力施工。
工藝原理
《環形預應力梁施工工法》的工藝原理敘述如下：
1.預應力筋采用分離式交叉搭接法。既便于預應力張拉，又便于施工時的拆模。預應力建立比較均勻；避免張拉端部過于集中，造成端部預壓應力過大，同時可以使原跨中的預應力損失得到補充。
2.環形框架梁同跨預應力筋均分批張拉。
3.張拉伸長值控制，采用的以張拉力為主，伸長值校驗的方法。調整采用預先張拉法。
施工工藝
工藝流程
《環形預(yu)應力梁施(shi)(shi)工工法(fa)》的施(shi)(shi)工工藝流程
操作要點
《環形預應力梁施工工法》的操作要點如下：
一、預應力筋安裝
1.波紋管安裝∶按照設計圖紙中預應力筋的曲線坐標，以梁底模板為基準，定出波紋管的位置，固定波紋管。
2.節點處理
接頭∶必須采用大一號同類型波紋管作接頭套管，接頭管長度不小于300毫米，波紋管接口面應平整，密封，不得漏漿。
排水孔和灌漿孔∶波紋管按設計規定預留排氣排水孔和灌漿孔，孔口的引出管與波紋管連接處應密實，避免漏漿。
梁端錨墊板；梁端錨墊板處模板采用定型模板，與錨墊板一起加工，安裝位置要求正確、平整，不得扭曲，波紋管穿過錨墊板處應弧順，不得出現拐點。
3.穿束∶可分別采用人工穿束、穿束機穿束和卷揚機穿束等三種方法進行穿束。
4.梁(liang)(liang)張拉端(duan)設置∶可分為(wei)以下幾種(zhong)∶梁(liang)(liang)上(shang)面(mian)(mian)或梁(liang)(liang)底(di)面(mian)(mian)；梁(liang)(liang)體(ti)側(ce)面(mian)(mian)；梁(liang)(liang)柱間加(jia)掖，板面(mian)(mian)設置張拉混凝土后澆孔。
二、預應力梁混凝土澆筑措施
1.混凝土澆筑前對預應力筋進行全面的檢查，進行隱蔽工程驗收。
2.所有新的振搗棒頭均應用砂輪機磨圓，澆筑混凝土時應絕對避免振動棒強力撞擊波紋管，以防止振動棒將波紋管鑿破后漏漿，破壞其預應力筋的狀態。
3.張拉端、固定端處鋼筋較為集中，混凝土澆搗必須注意振搗密實。
4.混凝土振搗過(guo)程中(zhong)應有專人不停抽動預應力筋，防止漏(lou)漿(jiang)和堵孔。
三、預應力筋張拉力測試與計算
在第一塊預應力張拉施工時，對曲線預應力梁的K、μ值進行現場測試并反演摩擦系數K和μ。根據測試值計算工程空間曲線預應力的摩阻系數、錨具的預應力損失以及張拉伸長值，為預應力的張拉提供張拉伸長的理論值。
摩擦損失測試采用傳感器法，如圖4所示。操作時須保證預應力束為一端張拉，在張拉前，要求預先在預應力束的兩端各安裝一臺傳感器。測試時，開動張拉端千斤頂進行張拉（張拉伸長值大于1個千斤頂的行程，對梁的預應力筋張拉端安裝兩個千斤頂），待達到測試工況要求時停止進油并穩定油壓，分別讀出此時兩端傳感器的壓力讀數，即可得到預應力孔道摩擦損失。每束預應力筋測試分七個工況，分別為0.1σcon、0.2σcon、0.5σcon、0.6σcon、0.8σcon、1.0σcon及持荷3分鐘，讀取每個工況傳感器的讀數和量測預應力筋張拉伸長值。
通過張拉測試(shi)和數(shu)據(ju)分析(xi)，分別采用最小二乘法(fa)和假定系數(shu)法(fa)反演摩擦系數(shu)，計算預應力筋張拉力。
四、施加預應力
1.準備工作∶在預應力筋張拉前進行設備標定，對構件端部預埋件、灌漿孔、混凝土等進行全面檢查，合格后發出張拉通知單。
2.施(shi)加預應(ying)力∶施(shi)加預應(ying)力以張(zhang)(zhang)拉力為控制量、張(zhang)(zhang)拉伸(shen)長(chang)(chang)值為校核量。按(an)設(she)計圖預應(ying)力孔道(dao)編(bian)號，按(an)設(she)計張(zhang)(zhang)拉順序分批張(zhang)(zhang)拉。張(zhang)(zhang)拉時應(ying)做到(dao)孔道(dao)、錨環與千斤頂三(san)對中，張(zhang)(zhang)拉過程(cheng)應(ying)均勻。張(zhang)(zhang)拉完畢(bi)后，應(ying)檢(jian)查(cha)端部和其(qi)他部位(wei)是否(fou)有裂縫。并填寫張(zhang)(zhang)拉記錄表。實際伸(shen)長(chang)(chang)量與理(li)論(lun)伸(shen)長(chang)(chang)推算值之和。與理(li)論(lun)伸(shen)長(chang)(chang)相比較誤差(cha)不超過+6%、-6%，否(fou)則應(ying)停機檢(jian)查(cha)原因，予以調(diao)整后方可張(zhang)(zhang)拉。
五、孔道灌漿
1、準備工作∶ 張拉后應及時檢查張拉記錄及錨固情況，經認可后再準備灌漿。預應力張拉完成后48小時內應進行灌漿。灌漿前全面檢查預應力構件進漿孔。排氣、排水孔是否暢通；檢查灌漿設備、管道及閥門的可性，壓漿泵壓力表。
2.灌漿采用純水(shui)泥漿。水(shui)泥應采用普通硅酸鹽水(shui)泥，強度(du)等級不低于(yu)32.5，水(shui)泥不得含有結塊物。
3.壓漿∶應緩慢、均勻地進行(xing)。
; 4.壓漿時(shi)每一(yi)班做70.7毫(hao)米(mi)×70.7毫(hao)米(mi)×70.7毫(hao)米(mi)立方體試件一(yi)組，每組六塊，標準養護28天，其抗壓強度作為水(shui)泥(ni)漿強度質量(liang)評(ping)定的依據。
5.灌(guan)漿時冬季溫(wen)(wen)度(du)低于(yu)0℃或混(hun)凝土(tu)溫(wen)(wen)度(du)低于(yu)5℃；夏(xia)季溫(wen)(wen)度(du)高于(yu)35℃或混(hun)凝土(tu)溫(wen)(wen)度(du)高于(yu)25℃，停止灌(guan)漿。
6.灌漿(jiang)(jiang)作業時，應如實填寫現場(chang)施(shi)工記(ji)錄，每個構(gou)件(jian)均應有灌漿(jiang)(jiang)施(shi)工記(ji)錄。
施工驗收
《環形預應力梁施工工法》的驗收質量標準按《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204—2002。
一、預應力混凝土結構驗收時，對預應力專項施工應提供下列文件和記錄∶
1.預應力鋼材合格證和檢驗報告。
2.預應力用錨具合格證、抽檢記錄或檢驗報告。
3.金屬波紋管合格證和抽檢記錄。
4.張拉千斤頂及油壓表的配套檢驗記錄。
5.金屬波紋管鋪設的隱蔽工程驗收記錄。
6.預應力筋張拉記錄。
7.孔道灌漿記錄及水泥漿試塊立方強度試驗記錄。
二、預應力施工驗收，除檢查文件、記錄外，還應進行外觀抽查。
三、當提供的文件、記錄及外觀抽(chou)查，均符(fu)合規范(fan)時即可進行驗收。
材料設備
一、施工材料
《環形預應力梁施工工法》所用的材料明細如下：
1.預應力鋼材
預應力鋼材應有產品合格證、出廠質量證明書和進場試驗報告單。預應力鋼材進場時應按型號、種類分批檢驗。檢驗內容包括查對標牌，外觀檢查，抽取試樣做力學性能試驗，檢驗合格后方可使用。
2.錨具
預應力錨具應有出廠合格證、出廠檢驗報告和試驗報告單。按批檢查錨環、夾片外形尺寸及表面質量，對其中有硬度要求的錨環和夾片做硬度試驗及靜載錨固性能試驗。
3.制孔材料
檢查出廠合格證，外觀及尺寸檢查，灌水試驗等檢驗。
4.灌漿料檢驗
按《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB 175的規定。
二、機具設備
《環形預應力梁施工工法》所用的機具設備。
機具設備表序號 | 主要設備名稱 | 型號 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 穿心式千斤頂 | YCW-250 | 臺 | 2 | 備用1臺 |
2 | ╱ | YCW-150 | 臺 | 2 | 備用1臺 |
3 | 電動油泵 | ZB-500 | 臺 | 2 | ╱ |
4 | 砂輪切割機 | ф400 | 臺 | 2 | ╱ |
5 | 手提式砂輪切割機 | ф180 | 臺 | 1 | ╱ |
6 | 高壓油管 | 6米 | 根 | 4 | 備用2根 |
7 | 開關電箱（一機一閘） | 380伏 | 臺 | 4 | 備用2臺 |
8 | 開關電箱（一機一閘） | 220伏 | 臺 | 2 | 備用1臺 |
9 | 螺桿式灌漿機 | J2GG | 臺 | 1 | 備用1臺 |
10 | 手動葫蘆 | 1.0噸 | 臺 | 4 | 備用2臺 |
11 | 水泥灌漿料拌合機 | 0.3 | 臺 | 1 | ╱ |
12 | 壓力灌漿輸送管 | 2.0兆帕 | 米 | 120 | 備用20米 |
13 | 灌漿保壓閥門 | ╱ | 套 | 2 | ╱ |
14 | 常用工具箱 | ╱ | 套 | 2 | ╱ |
質量控制
《環形預應力梁施工工法》的質量控制要求如下：
一、預應力混凝土結構驗收時，對預應力專項施工應提供下列文件和記錄：
1.預應力鋼材合格證和檢驗報告。
2.預應力用錨具合格證、抽檢記錄或檢驗報告。
3.金屬波紋管合格證和抽檢記錄。
4.張拉千斤頂及油壓表的配套檢驗記錄。
5.金屬波紋管鋪設的隱蔽工程驗收記錄。
6.預應力筋張拉記錄。
7.孔道灌漿記錄及水泥漿試(shi)(shi)塊(kuai)立方(fang)強度試(shi)(shi)驗(yan)記錄。
二、預應力施工質量控制，除檢查文件、記錄外，還應進行外觀抽查和關鍵過程控制。
1.鋼絞線的外觀檢查應逐盤（卷）進行。鋼絞線的捻距應均勻，切斷后不松散，其表面不得帶有油污、銹斑或機械損傷。
2.預應力筋用錨具、夾具使用前應進行外觀檢查，其表面因應無污物、銹蝕、機械損傷和裂紋。
3.波紋管安裝后，應檢查曲線標高、平面位置、固定松緊、接頭密封和有無破損，及時糾正偏差，破損處應用波紋管管片覆蓋修補。端口處防止灰漿進入。
4.混凝土澆灌前新的振搗棒頭均應用砂輪機磨圓，澆灌混凝十時應絕對避免振動棒強力撞擊波紋管。以防止振動棒將波紋管鑿破后漏漿。破壞其預應力筋的狀態。張拉端、固定端處鋼筋較為集中，混凝土澆搗必須注意振搗密實。
5.預應力筋張拉時，混凝土強度應符合設計要求；當設計無具體要求時，不應低于設計的混凝土立方體抗壓強度標準值的75%。
6.孔道灌漿后在水泥初凝后，終凝前應從出漿孔、秘水孔等處用探棒檢查孔道密實情況。如有局部不密實之處，可采用人工或機械補漿填實。
三、質(zhi)(zhi)量(liang)驗(yan)收按《混(hun)凝土結構工(gong)程施工(gong)質(zhi)(zhi)量(liang)驗(yan)收規范》GB 50204、《建筑工(gong)程質(zhi)(zhi)量(liang)檢(jian)(jian)驗(yan)統一標(biao)準》GB 50300、《預(yu)應力(li)混(hun)凝土用(yong)(yong)(yong)金屬螺(luo)旋管(guan)》JG/T 3014、《預(yu)應力(li)混(hun)凝土用(yong)(yong)(yong)鋼絞(jiao)線》GB/T 5224、《預(yu)應力(li)筋(jin)用(yong)(yong)(yong)錨(mao)具，夾(jia)具和連接器(qi)(qi)應用(yong)(yong)(yong)技術規范》JGJ 85、《預(yu)應力(li)筋(jin)用(yong)(yong)(yong)錨(mao)具，夾(jia)具和連接器(qi)(qi)》GB/T 14370、《預(yu)應力(li)液(ye)壓千(qian)斤頂(ding)》JG/T 5028、《預(yu)應力(li)用(yong)(yong)(yong)電油泵》GB/T 5224、《建筑工(gong)程預(yu)應力(li)施工(gong)規程》CECS 180、《建筑施工(gong)安全檢(jian)(jian)查標(biao)準》JGJ 59等(deng)有關規定執行。
安全措施
采用《環形預應力梁施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1.現場放線切割預應力鋼絲、鋼絞線，應設置專用放線架，避免放線時鋼絲、鋼絞線跳彈傷人。
2.張拉時嚴禁踩踏預應力筋、千斤頂后面不得站人，在測量鋼筋伸長值或擰緊錨具螺帽時，應停止張拉，操作人員必須站在千斤頂側面操作。
3.如遇斷絲、滑絲或錨具碎裂、混凝土破碎、孔道中有異常聲響時應立即放松千斤頂，查明原因，采取措施后方可再張拉。
4.孔道灌漿時，操作人員應戴防護眼鏡，以防水泥漿噴傷眼睛。
5.高空、臨邊張(zhang)拉作業(ye)應(ying)搭設(she)(she)腳手架(jia)或操作平臺，腳手架(jia)應(ying)牢固(gu)可靠(kao)、有裝卸操作千(qian)斤(jin)頂用面積，并有可靠(kao)的護欄。雨天張(zhang)拉時，應(ying)架(jia)設(she)(she)防雨棚(peng)。
環保措施
《環形預應力梁施工工法》的環保措施如下：
1.張拉施工過程中，采取隔離措施，防止油泵油污污染。
2.灌(guan)漿(jiang)施工時，對(dui)灌(guan)漿(jiang)料(liao)進(jin)行廢料(liao)回收。
效益分析
《環形預應力梁施工工法》的效益分析如下：
1.圓環形框架結構不設變形縫，通過設置預應力，解決結構大跨度受力及控制結構變形裂縫產生，減少控制裂縫的其他費用。
2.在施工時根據預應力張拉分段設置施工縫，每一施工段都能滿足預應力分段張拉。預應力筋采用每二跨按50%的分離式交叉搭接設置，分階段張拉，第一批50%預應力筋張拉完成后即可拆除模板。
3.張拉(la)順序為采用(yong)分批張拉(la)和交(jiao)錯(cuo)張拉(la)，分散(san)預應力損失和張拉(la)端錨(mao)固局部(bu)承壓(ya)的(de)作用(yong)效應。
應用實例
《環形預應力梁施工工法》先后應用于上海鐵路南站主站屋工程、上海光源工程主體建筑和上海市南匯區機關辦公中心工程。
實例1
上(shang)海鐵路南(nan)站(zhan)主(zhu)站(zhan)屋(wu)工程9.90米(mi)平(ping)臺(tai)為寬56.35米(mi)，外徑(jing)270米(mi)的圓環形(xing)框架結構(gou)。結構(gou)超(chao)長(chang)超(chao)寬，不留(liu)變形(xing)縫。框架平(ping)臺(tai)由五條環形(xing)預應力工字(zi)梁(liang)(liang)、徑(jing)向次梁(liang)(liang)及水平(ping)梁(liang)(liang)組(zu)成。五條超(chao)大直徑(jing)預應力環形(xing)工字(zi)梁(liang)(liang)采(cai)用有粘結預應力寬扁(bian)梁(liang)(liang)，梁(liang)(liang)截面為∶高1560～2100毫(hao)米(mi)，腹板(ban)寬700～1950毫(hao)米(mi)，翼板(ban)寬2500毫(hao)米(mi)。
結(jie)(jie)(jie)構(gou)預應(ying)力(li)筋(jin)一般按(an)兩(liang)垮長(chang)度(du)設置，交錯搭接。在施工(gong)分塊(kuai)中(zhong)按(an)柱網每塊(kuai)至(zhi)少(shao)有兩(liang)跨，保證有50%預應(ying)力(li)筋(jin)能夠在本(ben)塊(kuai)張(zhang)拉(la)。預應(ying)力(li)筋(jin)張(zhang)拉(la)逐塊(kuai)連續(xu)進行，分批張(zhang)拉(la)，分批拆(chai)模。通過(guo)該(gai)工(gong)法工(gong)藝，成(cheng)功(gong)實(shi)現了主站屋超長(chang)圓環形梁預應(ying)力(li)的(de)(de)施工(gong)，取得了良(liang)好的(de)(de)經濟和質量效果(guo)，該(gai)工(gong)程于2003年(nian)7月(yue)開工(gong)，2004年(nian)9月(yue)結(jie)(jie)(jie)構(gou)全面建成(cheng)，結(jie)(jie)(jie)構(gou)施工(gong)質量被(bei)評為上海優質結(jie)(jie)(jie)構(gou)
實例2
上海光源工(gong)程主體建筑(zhu)為(wei)圓(yuan)環(huan)形建筑(zhu)，其(qi)外圍為(wei)圓(yuan)環(huan)形框架結(jie)(jie)構，結(jie)(jie)構采用環(huan)形預應力(li)梁施工(gong)工(gong)法，結(jie)(jie)構施工(gong)取得圓(yuan)滿成功(gong)。工(gong)程2004年12月(yue)開工(gong)，2006年12月(yue)全面建成，結(jie)(jie)構施工(gong)質(zhi)量被評為(wei)上海優(you)質(zhi)結(jie)(jie)構。
實例3
上海市南匯區機關辦公中心工程中環形預應力結構主要分布于F區+8.500、＋17.200標高的會議中心環形圍護結構以及屋面的屋蓋支撐梁中。該工法在該工程中應用良好。
