无粘结预应力混凝土结构施工技术的探讨

摘要：本文从施工角度阐述了无粘结预应力混凝土结构的施工质量控制及施工工艺，介绍了无粘结预应力混凝土结构的施工工艺及需重点注意的问题，从钢筋工程、混凝土工程和模板工程三方面介绍了无粘结预应力的施工技术，结合工程实例归纳了该技术的应用特点。
　　关键词：预应力混凝土；无粘结；预应力筋；施工
　　无粘结预应力是后张预应力混凝土的一种新的施工工艺，其做法在预应力丝束表面涂防腐涂料并用塑料管包裹后，如同普通钢筋－预先铺设在支好的模板内，然后浇筑混凝土，待达到强度后进行张锚固。由于其具有无需留孔与灌浆、孔道摩擦力小、预应力筋易形成跨度曲线、施工简便等优点，近年来得以推广并广泛应用，但其技术量高、专业性强、施工中如果质量控制不严，易造成结构隐患，影响结构安全，在施工中应采取质量控制措施。
　　1原理：
　　无粘结预应力钢筋由7－Φ↑s5高强钢丝组成钢丝束或用7－Φ↑s5高强钢丝扭结而成的钢铰线，通过防锈、防腐润滑油脂等涂层包裹塑料套管而构成的新型预应力筋。它与施加预应力的混凝土之间没有粘结力，可以永久地相对滑动，预应力全部由两端的锚具传递。这种预应力筋的涂层材料要求化学稳定性高，对周围材料如混凝土、钢材和包裹材料不起化学反应；防腐性能好，润滑性能好，摩阻力小。对外包层材料要求具有足够的韧性，抗磨性强，对周围材料无侵蚀作用。这种结构施工较简便，可把无粘结预应力筋同非预应力筋一道按设计曲线铺设在模板内，待混凝土浇筑并达到强度后，张拉无粘结筋并锚固，借助两端锚具，达到对结构产生预应力效果。
　　2工程概况
　　
　　某出版基地科技文化活动中心-康乐中心，康乐中心共三层，一层层高5m，二层4.5m，三层6m，局部4.5m和7m。建筑物最高点19.1m，室外地坪最低标高-0.6m。康乐中心建筑物长度88.15m，宽度48.575m。各层建筑面积分别为：一层2840.81m2，二层2249.57m2，三层2593.5m2，单项工程建筑面积7880.92m2。其屋面设有4根24m跨无粘结预应力大梁，为本工程特殊结构部位。
　　
　　3无粘结预应力钢铰线端头处理
　　无粘结预应力筋的耐久性问题关键在于端部锚具的保护。预应力筋的张拉端和锚固端均应设置在砼内。无粘结预应力筋的定位应牢固，浇筑混凝土时不应出现移位和变形。其固定端的镦头要紧贴锚板。无粘结预应力筋的外露长度大于400mm，其末端的切线应与承压板相垂直。曲线端的起点至张拉锚固点应有不小于300mm的直线段，张拉端及固定端承压板必须用电焊固定在钢筋骨架上，保持承压板垂直，并固定牢靠，防止在浇捣砼时位置移动。
　　
　　
　　
　　4无粘结预应力张拉：
　　1.预应力张拉准备工作：砼浇捣时预留试块，按现场同条件养护，试压检验砼强度达到设计强度75%以上时，才进行张拉。张拉端预埋垫块与锚具接触处的焊渣、砼残渣等清理干净。准备四台穿心式YC20D千斤顶，四台ZB0.8-500电动油泵。未张拉前，模板及支撑系统不得拆除。张拉方法及顺序：采取一端张拉，双控方法（即控制张拉应力、控制张拉伸长值），分束分批建立预应力。因四根梁呈井字布置，考虑张拉应力平衡，每根梁端设一套张拉机具，四根大梁同步分束建立预应力。
　　张拉程序：因钢铰线为曲线布置，以0.2Pj级载量初始伸长值，Pj级或1.03Pj级为伸长终点值。本工程张拉程序征求设计单位意见，取其中一种与设计松驰应力相吻合的张拉程序。为便于同步建立预应力和便于校核张拉伸长值，实行分级加载，中间增加一级0.6Pj载级。
　　张拉最大控制应力：最大张拉应力бcon不大于规范和设计要求的75%fPtk，即最大张拉力бcon=0.75×fPtk×AP=0.75×1860×139=19.3905kN。最大张拉力由千斤顶与电动油泵配套标定的压力读数表控制。
　　伸长值校核：按直线段、曲线段分别计算伸长值后叠加，大梁钢铰线理论伸长值初步计算为180mm。考虑钢铰线为曲线布置，以0.2Pj级载量伸长起点值，以0.6Pj级载量伸长中间值，以1.0Pj或1.03Pj时量伸长终点值。
　　张拉端锚固区处理：张拉端锚固后，将多余的钢铰线采用手提式砂轮切割机切除，外露长度不少于300mm，并清除锚板及锚具上的油污、杂物，涂刷防锈漆后，采用C40膨胀砼封闭。
　　张拉端区预留板孔处理：将张拉端锚固处理后，对预先为方便张拉留设的板孔洞支模，按施工缝处理后，后浇C30膨胀砼封闭。
　　
　　2预应力张拉准备工作中应注意的问题
　　预应力张拉前，对从事张拉工作的人员进行专门的技术培训和全生产教育，操作人员必须熟记张拉程序和机械操作规程，熟悉机性能，并进行以下工作。
　　1）所有用于预应力的千斤顶应是专为采用的预应力系统所设计，经国家认定的技术监督部门认证的产品。
　　2）千斤顶的精度应在使用前校准。千斤顶一般使用超过6个月或200次，或在使用过程中出现不正常现象时应重新校准。测力环或测计应至少每2个月进行重新校准，并使监理工程师认可。任何时候工地测出的预应力钢绞线延伸量有差异时，千斤顶应进行再校准。
　　3）用于测力的千斤顶的压力表，其精度应不低于1.5级。校正千顶用的测力环或测力计应有±2%的读数精度。压力表读盘直径应小于15mm。每个压力表应能直接读出以“kN”为单位的数值或伴一换算表可以将读数换算为“kN”。压力表应具有大致两倍于工作力的总压力容量，被量测的压力荷载应在压力表总容量的1/4～4范围内，除非在量程范围建立了精确的标定关系。压力表应设于作者肉眼可见的2mm距离以内，使无视觉差能够获得稳定和不受动的读数。每台千斤顶及压力表应视为一个单元且同时校准，以确张拉力与压力表读数之间的关系曲线。
　　4）张拉前根据钢绞线的强度、拉力和弹性模量值计算出每束(根)绞线的初始拉力、控制拉力和超张拉力下的伸长值，作为施工时的拉伸长值控制指标。
　　5）无论是进行预应力张拉，还是进行孔道压浆，事先在操作部位两端用钢板设置屏障，用缆绳隔离并设置明显警示标志，操作期间禁任何非施工人员进入施工现场，操作人员也严禁将身体直接对准道部位。
　　
　　
　　5结束语
　　
　　采用无粘结预应力结构有利于降低建筑物层高和减轻结构自重；改善结构的使用功能，楼板挠度小，几乎不存在裂缝；大跨度楼板可增加使用面积，也较容易改变楼层用途；施工方便、速度快；节约钢材和混凝土；可用平板代替肋形楼盖而降低层高等，有较好的经济效益和社会效益，适用于办公楼、商场、旅馆、车库、仓库和高层建筑等。通过对无粘结预应力混凝土工程质量施工过程各个环节的控制，出版基地科技文化活动中心-康乐中心的施工质量得到了很好的效果。实践证明，只要强化管理、精心施工，在技术上严格把关，操作上严格按照工艺要求去施工，无粘结预应力混凝土就会达到预期的效果，杜绝质量隐患的发生。
　　
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