有粘結預應力技術在工程項目中的應用

黃曉強

(河南中煙工業有限責任公司,河南鄭州 450000)

有粘結預應力技術在工程項目中的應用

黃曉強

(河南中煙工業有限責任公司,河南鄭州 450000)

預應力專項工程在結構施工中是技術含量較高的部分,同時預應力部分對結構的受力影響大,因而在施工過程中,應嚴格按照規范、規程和標準的要求,組織施工和驗收。本工程中,因工藝設備布局需要柱距設計為18m,為實現該跨度,項目成功設計和利用了有粘結預應力技術,保證了結構安全,實現18m跨度砼框架,滿足了設備布局需要。

有粘結預應力 混凝土 鋼絞線

1 工程概況

河南中煙工業有限責任公司鄭州和新鄭卷煙廠聯合易地技術改造項目聯合工房工程預應力區域為框架結構，包括Ⅱ-G、Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-E區域，平面尺寸分別為81×61.6m、72×71m、71.05×71m、70.1×71m、35.05×71m，主體2層、局部夾層為3層；跨度為18m，樓面活荷載為15KN/m2。混凝土采用C40，預應力梁采用有粘結預應力混凝土結構。預應力筋采用1x7-15.2-1860有粘結預應力混凝土用鋼絞線，混凝土設計強度等級為C40，預應力梁采用一端張拉或兩端張拉的錨固方式，預留孔道采用圓形雙波金屬波紋管成型，張拉端采用15系列圓形夾片錨固定端錨具采用擠壓錨。

2 預應力工程施工方案

2.1 有粘結預應力梁施工工藝流程如下(圖中黑體字為預應力專項施工內容)(如圖1)

2.2 預應力筋下料

本工程預應力筋下料在預應力筋復檢合格后方可進行，下料應在平坦干燥的場地上用砂輪鋸逐根切割，嚴禁用電弧焊切割。下料長度誤差應控制在0~+100mm以內，同一束預應力筋的每根鋼絞線長度應基本相同。

2.3 預應力筋的鋪放布筋

(1)梁中預應力筋支架的定位：在土建工種支模板并綁扎普通鋼筋的同時，預應力工種與土建工種交叉作業在邊模或普通鋼筋箍筋上按預應力筋的位置劃定位線，并固定預應力筋支架，預應力支架的設置按原放樣圖紙(曲線圖)提供的數據設置(重點控制反彎點及最高、最底點位置)。

預埋波紋管、穿預應力筋完畢后，再由土建工種綁扎拉結筋、(如果吊筋與預應力孔道沖突時也應避讓且后綁，同時注意對波紋管的保護)；在土建工種完成張拉端部非預應力鋼筋綁扎后，預應力工種安裝錨墊板并將錨墊板固定在邊模板或普通鋼筋上，防止傾斜，并封閉端頭，以防止澆筑砼時漏漿而無法進行張拉操作，經檢查無誤后，由土建工種支設封端模板。

為了保證張拉的順利進行，預應力筋在靠近邊模板處必須有不小于400mm長的水平段(即保證預應力筋與錨墊板垂直)并綁扎固定。

(2)普通鋼筋箍筋的肢距應根據預應力筋的間距確定：本工程預應力梁箍筋為四肢箍，應確保箍筋間距能讓波紋管順利穿過。

(3)波紋管孔道成型：按已經固定好的支架筋位置依次將波紋管穿入鋼筋籠內，為了防止波紋管在砼澆筑時上浮或產生水平位移，必須把波紋管固定在鋼筋支架上，用鐵絲扎牢。波紋管接頭要牢固、嚴密，如有破損應及時用膠帶進行修補。波紋管漏出錨墊板不小于200mm。在梁的任何截面應保持群束中心與圖中預應力筋的坐標一致，為此在梁底位置應將波紋管位置向下偏移0.5~1.0cm，在反彎點及以上部分的波紋管位置應向上偏移0.5~1.0cm 。

(4)金屬波紋管接長時，可采用大一號同型波紋管作為接頭管。接頭管的長度宜取管徑的3-4倍且大于200mm。接頭管的兩端應采用粘膠帶密封。

(5)設置排氣孔：一端張拉的，固定端最高點設置排氣孔。具體作法：在波紋管最高點上表面將波紋管鑿出洞口，將PVC管插入洞中，用膠帶將PVC管和波紋管包裹嚴密，然后用鋼筋插入PVC管中，最后將PVC管用鐵絲固定在相鄰鋼筋上。

2.4 砼澆筑

(1)混凝士澆筑時，嚴禁踏壓撞碰預應力筋、支承架以及端部預埋構件，同時砼澆筑時的下落高度不能太大，以免產生較大的沖擊力，損壞波紋管。

(2)用振搗棒振搗時，振搗棒不得正對著波紋管進行振搗。在梁與柱結點處，由于鋼筋、預應力筋密集，應采取措施振搗，不得出現蜂窩、孔洞、麻面。

(3)張拉端、錨固端混凝土必須振搗密實。

(4)預應力梁混凝士澆筑時，應增加制做兩組混凝士試塊，兩組試塊和預應力梁混凝土同條件養護，以供張拉使用。

(5)在混凝土澆筑過程中，應檢查波紋管是否漏漿。

2.5 預應力張拉作業

(1)預應力筋的張拉作業應在砼強度達到設計要求85%后方可張拉，張拉時的強度要求以現場同條件養護條件下的砼試塊試壓報告為準。嚴禁梁中預應力筋張拉前拆除預應力梁的底模，但需拆除梁的側模和非預應力板的底模。以減少對預應力梁自由收縮的約束。

(2)錨具安放前，對錨墊板端面的混凝土殘渣和喇叭口內的雜物進行清理，并檢查錨墊板后及整個預應力梁的混凝土澆筑密實性，同時檢查并清理預應力筋表面的浮銹和渣土。

(3)預應力筋張拉控制應力：根據設計要求及施工規范的要求，張拉控制應力75%σcon，單根鋼絞線張拉控制應力為1395 N/mm2及控制張拉力201.2KN。

(4)張拉時應時刻注意觀察梁、板底情況，如出現問題，應及時停止張拉，待查明原因及制定出相應措施后繼續張拉。

(5)預應力筋的張拉程序，按照“先次后主，對稱張拉”的原則，結合現場分區分別張拉，因本工程樓層較少，宜采用“順序澆筑，逆序張拉”的方法。即為保證預應力的應力建立效果，當預應力梁屋面層澆筑完畢且滿足張拉要求后，先進行屋面層張拉，而后拆除屋面梁腳手架，再進行二層預應力筋的張拉(適用于ⅢB、ⅢC區)，本層內的預應力梁張拉應減少張拉對結構的影響，同時也應考慮減少設備的移動，因此采用從本結構區中間向兩邊分別對稱張拉；同一構件內張拉也應堅持對稱為原則，左右交替對稱張拉；每束預應力筋的張拉程序為：0→10%σcon→103%σcon→持荷1min→錨固。

(6)張拉采用“應力控制，伸長值校核”法，每束預應力筋在張拉以前先計算理論伸長值和控制壓力表讀數作為施工張拉的依據，每束預應力筋張拉時，應采用整束張拉的方法，不得進行單根張拉。在對預應力筋進行正式張拉前，應先將預應力筋預緊至10%張拉控制力。張拉時都要做詳細記錄，并以10%σcon時的千斤頂行程為初始行程，張拉前后預應力筋的伸長量加上初應力伸長量計算值，減去錨具內縮值后再與理論伸長量比較，其誤差應符合《混凝土結構工程施工及驗收規范》(GB50204-2002)要求： 誤差范圍在±6%以內。

2.6 孔道灌漿與封錨

(1)在某個波紋管內灌漿必須連續，中途不得停頓，一次灌滿為止。

(2)孔道灌漿用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥漿的水灰比 0.42，并摻入適量減水劑，灌漿用水應是清潔水，水泥漿28天強度不小于30N/mm2。

圖1

(3)灌漿在梁端的灌漿口進行，為了保證有粘結預應力梁灌漿密實，灌漿時采用二次灌漿的方法：灌漿連接接頭上安裝截止閥，用灌漿機加壓，將水泥漿壓入孔道，待另一端排氣孔流出濃水泥漿后，封閉排氣孔；二次繼續加壓至0.6～0.8Mpa，關閉灌漿孔截止閥，待水泥漿凝固后，再拆卸連接接頭。

(4)灌漿時必須一次性將水泥漿壓入孔道，若因意外不能一次灌滿，應及時在梁底打孔，將水泥漿排出，并用清水沖洗孔道，保證孔道暢通，為下次灌漿做好準備。

(5)有粘結預應力梁預應力筋全部張拉完畢后應盡快灌漿，盡量在48小時之內完成灌漿。

(6)有粘結預應力梁底模及支撐撤除條件：孔道灌漿強度達到15MPa；支撐于該梁上的上部結構能夠自承重或連續梁某跨的相鄰后澆部分施工完畢。

3 結語

本工程有粘結預應力技術的成功設計和實施，保證了結構安全，實現18m跨度砼框架，滿足了設備布局需要。

[1]《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224-2003.

[2]《預應力筋用錨具夾具和連接器》GB/T14370-2007.

[3]《預應力混凝土用金屬波紋管》JG225-2007.

[4]《建筑工程預應力施工規程》CECS180：2005.

[5]《后張預應力混凝土結構施工圖表示方法及構造詳圖》06SG429.