某工房后張法有粘結預應力張拉方案及優化

曾學敏 占炳南

0 引言

后張法有粘結預應力混凝土是先在構件中預留孔道，澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后，再在孔道中穿預應力筋，并安裝張拉設備，利用構件本身為臺座，張拉預應力筋的同時混凝土受壓縮，利用錨具傳遞預壓應力。因其具有提高結構承載力、加強裂縫控制、降低工程成本等優點［1］，近年來在大跨度工業與民用建筑工程中得到了廣泛的應用。

1 項目概況

由于項目規模、功能及大空間結構的使用要求，設計方根據此建筑結構的特點，各個主要生產車間、立體庫屋面采用大跨度空間框架結構。各個生產車間樓面需布置生產機器，活荷載達到18 kN/m2，為滿足使用要求，將各生產車間樓、屋面梁以及立體庫屋面梁設計為后張法有粘結預應力梁。各車間樓、屋面梁為24 m跨預應力梁，樓面梁尺寸為700 mm×1 900 mm，共112根，屋面梁尺寸為700 mm×1 800 mm，共28根，立體庫屋面預應力梁為28 m跨，梁尺寸為700 mm×1 800 mm，共9根，預應力梁混凝土強度等級為C40。預應力梁配3束9φs15.24曲線預應力筋，預應力筋采用1860級低松弛優質鋼絞線，設計張拉控制力σcon=0.70fptk即1 302 MPa。混凝土強度達到100%后方可張拉預應力筋，預應力梁都采用一端張拉。

錨具選用Ⅰ類錨具，張拉端采用YJM15-9型錨具，固定端采用JYM15-P型系列擠壓錨具。

2 預應力梁張拉施工技術

由于本工程的主框架梁梁高比較深，非預應力鋼筋較多，錨固端需進入非預應力梁中，特別是梁柱接頭非常復雜。為達到設計及規范要求，采用了特殊的施工工藝，大跨梁后張法有粘結預應力施工是此項目的特殊工藝。

2.1 張拉施工要點［3］

1)預應力張拉前，提供與結構構件同齡期、同養護條件的混凝土試塊強度檢驗報告，當梁混凝土強度達到設計標準強度的100%后方可進行預應力張拉。

2)在張拉端安裝錨環、夾片，裝上千斤頂，開動油泵，對預應力筋進行張拉。當張拉應力達到0.1σcon時，停止加荷，讀初始讀數。張拉應力繼續增大至設計張拉應力時，記錄伸長值，錨固并退出千斤頂。

3)張拉采用以控制張拉力為標準，以實際伸長值作為校核的雙控方式。即預應力筋在張拉到控制張拉力時，實際伸長值與理論伸長值的差值控制在±6%的范圍內。

2.2 固定端與張拉端制作

固定端的錨具用專用擠壓機及配套擠壓模擠壓制作。張拉端、固定端安設錨墊板、螺旋筋承擔預應力局部壓力，張拉端錨墊板應垂直預應力筋受拉方向，并穩固地焊在梁端普通鋼筋上。印鈔工房預應力梁固定端分為兩種形式:

1)預應力梁與相鄰非預應力梁在一個標高，固定端需深入非預應力梁內，為避開非預應力梁受壓核心區，此處預應力梁固定端做法見圖1。

圖1 同一標高錨固端做法

2)預應力梁與相鄰普通梁標高相差600 mm，固定端需設置加強包，固定端做法見圖2。

圖2 同一標高錨固端做法

3 屋面預應力張拉施工方案及優化

南北車間24 m跨屋面梁與立體庫28 m跨屋面梁形成三跨連續預應力梁，南北車間預應力梁張拉端使用外挑檐口的高差設置，固定端深入立體庫預應力梁4 000 mm，為同一標高錨固做法。而立體庫預應力梁為兩端分開張拉，在施工方案中有如下兩種做法，對此兩種方案進行分析、優化。

3.1 立體庫預應力梁施工方案一

立體庫28 m預應力梁需兩端分開張拉，方案一在南北車間兩端預應力梁上離柱端4 200 mm處留置1 000 mm寬后澆帶，為立體庫預應力張拉提供施工，北面后澆帶處每根預應力梁張拉2束鋼絞線，南面張拉1束鋼絞線，固定端伸至后澆帶處，如圖3所示。

圖3 方案一

當整個屋面混凝土澆筑完畢28 d后達到張拉強度，首先對立體庫屋面梁預應力進行張拉，待其張拉完畢澆筑南北車間屋面梁、板后澆帶，當后澆帶混凝土達到張拉強度，再對南北車間預應力進行張拉。

3.2 立體庫預應力梁施工方案二

方案二取消設置后澆帶，而是在南北車間兩端預應力梁屋面上離柱端4 200 mm處增設加強受壓墩，立體庫預應力筋拉長至屋面加強墩斜面，為立體庫預應力張拉提供施工，北屋面加強墩每根預應力梁張拉2束鋼絞線，南面張拉1束鋼絞線，固定端伸至南北預應力梁中4 000 mm，見圖4。

圖4 方案二

本方案由立體庫預應力筋翻到屋面上4 200 mm處張拉，在屋面上設置一個加強承壓墩。當屋面混凝土澆筑完畢28 d后到達張拉強度，整個屋面預應力工程都可以進行施工。

3.3 方案分析

1)方案一在南北車間屋面預應力梁設置后澆帶，由于南北車間屋面預應力梁高1 800 mm，后澆帶制作比較復雜，一旦模板不密實、牢靠，則屋面預應力梁混凝土澆筑時容易漏漿，導致后澆帶處預應力梁蜂窩、孔洞，影響混凝土質量，這將直接影響立體庫預應力梁張拉端施工質量。且車間預應力梁非預應力受力筋比較密集，箍筋間距較密，施工人員在進行張拉時安全較難保證。方案二沒有設置后澆帶，屋面梁、板一次性澆筑完畢，施工簡單、方便。由于方案二在屋面上張拉，施工人員在進行張拉時輕松、安全。

2)方案一在屋面混凝土澆筑完畢28 d后達到張拉強度時，先對立體庫屋面梁兩端進行張拉，張拉完畢后澆筑后澆帶的梁、板。南北車間預應力梁張拉必須等后澆帶澆筑28 d后才能張拉。而方案二在屋面混凝土澆筑完畢28 d后達到張拉強度時，預應力工程可以全部張拉，相比較而言，在屋面預應力工程中方案二比方案一節省工期28 d。

3)通過質量、安全、進度、資金綜合考慮，方案二更優于方案一，因此確定方案二。

4 結語

本工程應用后張法有粘結預應力施工，減少了裂縫寬度，保證了工房主要車間的大跨度，且工程施工技術獨特，具有工藝新、標準高、技術復雜等特點，施工難度大。通過對后張法有粘結預應力技術要點嚴格把握，保證了工房預應力工程質量與安全。并通過對預應力方案的優化，縮短工程，減少投資，為項目提前完工提供了保證。并通過工房后張法有粘結預應力的施工，為推廣此項技術奠定基礎。

［1］ GB 50010-2002，混凝土結構設計規范［S］.

［2］ 南昌印鈔有限公司擴建項目可行性研究報告［R］.北京:中國中輕國際工程有限公司，2008.

［3］ 張玉平，向 陽，鄭偉革.建筑工程施工質量控制與質量驗收使用手冊［M］.北京:中國建筑工業出版社，2004.