無粘結預應力混凝土結構工程應用實例

陳毅生

(中山市建設工程質(zhì)監(jiān)站,廣東 中山 528400)

1 、概述

中山市火炬開發(fā)區(qū)中心城區(qū)步行街商住樓4～15層塔樓是板柱-抗震墻結構，采用了在實用效果、施工方便和經(jīng)濟性等方面都有很大優(yōu)點的無粘結預應力混凝土結構。根據(jù)《無粘結預應力混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ92-2004）的要求，板的混凝土強度等級為C30。預應力筋采用無粘結低松弛鋼絞線15.24。錨具采用夾片式單孔錨。該工程平面結構布置在N-S方向為三跨，在E-W方向為六跨，柱網(wǎng)最大尺寸10.5m*8.5m，均為周邊支承的雙向板，板厚為200mm。

2 、材料要求

原材料的選用，除應符合《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的要求外，還應符合以下要求：

⑴無粘結預應力筋

預應力筋進入施工現(xiàn)場，按國家標準《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224等的規(guī)定抽取試件作為力學性能檢驗及其涂包質(zhì)量檢驗，結果應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《無粘結預應力鋼絞線》JG161及《無粘結預應力筋專用防腐潤滑脂》JG3007的規(guī)定。

⑵錨具系統(tǒng)

錨具系統(tǒng)的質(zhì)量檢驗和合格驗收應符合國家現(xiàn)行標準《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規(guī)程》JGJ85和《預應力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T14370的規(guī)定。錨具使用前須進行表面硬度檢驗。其組裝件的錨固性能應符合《無粘結預應力混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ92-2004）的要求。

3 、鋪放預應力筋

將組裝好的錨具系統(tǒng)按設計要求的位置綁扎牢固，螺旋筋緊靠承壓板并固定。考慮到在張拉錨固端預應力的曲率過大會造成局部摩擦對張拉的有效性和伸長值起不利影響，預應力曲線筋末端的切線與承壓板相垂直，曲線段的起始點至張拉錨固點做成一約300mm的直線段。按設計要求，預應力筋沿平行于板邊的兩個方向呈拋物線形布置，在支座兩側0.05～0.10板跨范圍內(nèi)采用反向曲線過渡。由于是多跨連接板，預應力筋曲率多次變向。預應力筋特別是反彎點鋪放位置的不正確會使構件的壓力線與預應力筋的輪廓線出現(xiàn)偏差，從而改變了構件的應力分布。施工中預應力筋的垂直位置用直徑為12mm的鋼筋做成的馬凳筋控制，其間距為0.8～1.2m；在支座部位，無粘結筋直接在梁或墻的頂部鋼筋上綁扎；在跨中部位，無粘結筋綁扎在底部鋼筋的分隔筋上，保證預應力筋的混凝土保護層厚度。預應力筋的水平位置保持順直。避免兩個方向的預應力筋相互穿插鋪放。定位鋼筋必須與構件的非預應力鋼筋牢固地焊在一起，以防止灌注混凝土時的沖擊力和上浮力改變預應力筋的坐標，影響預應力體系的工作，甚至產(chǎn)生不可想象的事故。

4 、張拉預應力筋

張拉前作了如下兩樣工作：

①認真檢查了混凝土結構特別是承壓板后面的混凝土有無明顯缺陷；

②以室外同條件養(yǎng)護的混凝土強度等級試塊為準，待混凝土結構強度達到設計要求的80%后才進行張拉。

夾片式錨具是利用鋼絞線回縮帶進夾片的自錨式錨具，其張拉千斤頂為兼張拉和頂緊夾片的雙作用千斤頂。

⑴機具準備。選用的千斤頂最大張拉力為鋼束設計控制應力的1.5倍，油壓表精度選用1.5級。設備的校驗期不超過半年。

⑵張拉錨具。為了部分抵消由于應力松弛、摩擦、預應力筋分批張拉等因素產(chǎn)生的預應力的損失，進行了超張拉。從應力為零開始直接張拉至1.03倍預應力筋的張拉控制應力。現(xiàn)場張拉時采用應力控制方法張拉，同時校核無粘結預應力筋的伸長值。要求實際伸長值與設計計算伸長值相對偏差不超過±6%，否則應停止張拉，檢查分析原因，直到改正后滿足以上要求。張拉時，千斤頂頂推中心與鋼絞線中心應在同一水平面上，否則會使頂推偏心，導致張拉力損失嚴重，有效張拉力不滿足設計要求，從而導致伸長值嚴重不足。當有個別鋼絲發(fā)生滑脫或斷裂時，可相應降低張拉力。但滑拖或斷裂的數(shù)量不應超過結構同一截面無粘結預應力筋總量的3%，且1束鋼絲只允許1根（注：對于多跨雙向連續(xù)板其同一截面應按每跨計算）。

5 封錨

張拉完成后，用砂輪鋸切斷超長部分的預應力筋，只露出錨具夾片外30mm的長度，然后在錨具及承壓板表面以環(huán)氧樹脂，并罩帽蓋進行封閉，防護帽與錨具可靠連接，在槽口內(nèi)壁涂上粘結劑，再用后澆膨脹混凝土密封。

6 結語

無粘結預應力技術，使該工程具有良好的結構性能；

①改善了結構在正常使用狀態(tài)下的受力性能。在使用荷載作用下，抗裂和撓度要求易于控制。而且通過采用無粘結預應力筋和非預應力筋的混合配筋，在滿足極限承載能力的同時，可以避免較大集中裂縫的出現(xiàn)。在地震荷載作用下，預應力筋的應力變化幅度較小，從而使預應力筋的應力保持在彈性階段。

②降低結構層高。與普通混凝土梁板結構相比，每層可降低300～500mm。在建筑容許高度不變的情況下，可增建樓層，增加使用面積，經(jīng)濟效益明顯。

③可節(jié)約鋼材和混凝土。根據(jù)國內(nèi)多項工程實例表明，無粘結預應力樓蓋與普通鋼筋混凝土梁板結構相比，可節(jié)省混凝土8%以上，節(jié)省鋼材20%。

④提高建筑使用功能。在本工程中柱網(wǎng)間距達到10m。大跨度空間的同時大大減少了次梁，提供了靈活的布局，提高了建筑物使用功能和有效面積。

[1]崔燕偉.后張無粘結預應力混凝土梁支雙向板開洞實驗研究.2009，桂林理工大學：結構工程.