某工房后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉方案及優(yōu)化

曾學(xué)敏 占炳南

0 引言

后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土是先在構(gòu)件中預(yù)留孔道，澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，再在孔道中穿預(yù)應(yīng)力筋，并安裝張拉設(shè)備，利用構(gòu)件本身為臺(tái)座，張拉預(yù)應(yīng)力筋的同時(shí)混凝土受壓縮，利用錨具傳遞預(yù)壓應(yīng)力。因其具有提高結(jié)構(gòu)承載力、加強(qiáng)裂縫控制、降低工程成本等優(yōu)點(diǎn)［1］，近年來(lái)在大跨度工業(yè)與民用建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目概況

由于項(xiàng)目規(guī)模、功能及大空間結(jié)構(gòu)的使用要求，設(shè)計(jì)方根據(jù)此建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，各個(gè)主要生產(chǎn)車間、立體庫(kù)屋面采用大跨度空間框架結(jié)構(gòu)。各個(gè)生產(chǎn)車間樓面需布置生產(chǎn)機(jī)器，活荷載達(dá)到18 kN/m2，為滿足使用要求，將各生產(chǎn)車間樓、屋面梁以及立體庫(kù)屋面梁設(shè)計(jì)為后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁。各車間樓、屋面梁為24 m跨預(yù)應(yīng)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(kù)屋面預(yù)應(yīng)力梁為28 m跨，梁尺寸為700 mm×1 800 mm，共9根，預(yù)應(yīng)力梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。預(yù)應(yīng)力梁配3束9φs15.24曲線預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋采用1860級(jí)低松弛優(yōu)質(zhì)鋼絞線，設(shè)計(jì)張拉控制力σcon=0.70fptk即1 302 MPa。混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后方可張拉預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力梁張拉施工技術(shù)

由于本工程的主框架梁梁高比較深，非預(yù)應(yīng)力鋼筋較多，錨固端需進(jìn)入非預(yù)應(yīng)力梁中，特別是梁柱接頭非常復(fù)雜。為達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，采用了特殊的施工工藝，大跨梁后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工是此項(xiàng)目的特殊工藝。

2.1 張拉施工要點(diǎn)［3］

1)預(yù)應(yīng)力張拉前，提供與結(jié)構(gòu)構(gòu)件同齡期、同養(yǎng)護(hù)條件的混凝土試塊強(qiáng)度檢驗(yàn)報(bào)告，當(dāng)梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的100%后方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

2)在張拉端安裝錨環(huán)、夾片，裝上千斤頂，開(kāi)動(dòng)油泵，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉。當(dāng)張拉應(yīng)力達(dá)到0.1σcon時(shí)，停止加荷，讀初始讀數(shù)。張拉應(yīng)力繼續(xù)增大至設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力時(shí)，記錄伸長(zhǎng)值，錨固并退出千斤頂。

3)張拉采用以控制張拉力為標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)際伸長(zhǎng)值作為校核的雙控方式。即預(yù)應(yīng)力筋在張拉到控制張拉力時(shí)，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值控制在±6%的范圍內(nèi)。

2.2 固定端與張拉端制作

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

1)預(yù)應(yīng)力梁與相鄰非預(yù)應(yīng)力梁在一個(gè)標(biāo)高，固定端需深入非預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)，為避開(kāi)非預(yù)應(yīng)力梁受壓核心區(qū)，此處預(yù)應(yīng)力梁固定端做法見(jiàn)圖1。

圖1 同一標(biāo)高錨固端做法

2)預(yù)應(yīng)力梁與相鄰普通梁標(biāo)高相差600 mm，固定端需設(shè)置加強(qiáng)包，固定端做法見(jiàn)圖2。

圖2 同一標(biāo)高錨固端做法

3 屋面預(yù)應(yīng)力張拉施工方案及優(yōu)化

南北車間24 m跨屋面梁與立體庫(kù)28 m跨屋面梁形成三跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力梁，南北車間預(yù)應(yīng)力梁張拉端使用外挑檐口的高差設(shè)置，固定端深入立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力梁4 000 mm，為同一標(biāo)高錨固做法。而立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力梁為兩端分開(kāi)張拉，在施工方案中有如下兩種做法，對(duì)此兩種方案進(jìn)行分析、優(yōu)化。

3.1 立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力梁施工方案一

立體庫(kù)28 m預(yù)應(yīng)力梁需兩端分開(kāi)張拉，方案一在南北車間兩端預(yù)應(yīng)力梁上離柱端4 200 mm處留置1 000 mm寬后澆帶，為立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力張拉提供施工，北面后澆帶處每根預(yù)應(yīng)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(dāng)整個(gè)屋面混凝土澆筑完畢28 d后達(dá)到張拉強(qiáng)度，首先對(duì)立體庫(kù)屋面梁預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉，待其張拉完畢澆筑南北車間屋面梁、板后澆帶，當(dāng)后澆帶混凝土達(dá)到張拉強(qiáng)度，再對(duì)南北車間預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉。

3.2 立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力梁施工方案二

方案二取消設(shè)置后澆帶，而是在南北車間兩端預(yù)應(yīng)力梁屋面上離柱端4 200 mm處增設(shè)加強(qiáng)受壓墩，立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力筋拉長(zhǎng)至屋面加強(qiáng)墩斜面，為立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力張拉提供施工，北屋面加強(qiáng)墩每根預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力梁中4 000 mm，見(jiàn)圖4。

圖4 方案二

本方案由立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力筋翻到屋面上4 200 mm處張拉，在屋面上設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)承壓墩。當(dāng)屋面混凝土澆筑完畢28 d后到達(dá)張拉強(qiáng)度，整個(gè)屋面預(yù)應(yīng)力工程都可以進(jìn)行施工。

3.3 方案分析

1)方案一在南北車間屋面預(yù)應(yīng)力梁設(shè)置后澆帶，由于南北車間屋面預(yù)應(yīng)力梁高1 800 mm，后澆帶制作比較復(fù)雜，一旦模板不密實(shí)、牢靠，則屋面預(yù)應(yīng)力梁混凝土澆筑時(shí)容易漏漿，導(dǎo)致后澆帶處預(yù)應(yīng)力梁蜂窩、孔洞，影響混凝土質(zhì)量，這將直接影響立體庫(kù)預(yù)應(yīng)力梁張拉端施工質(zhì)量。且車間預(yù)應(yīng)力梁非預(yù)應(yīng)力受力筋比較密集，箍筋間距較密，施工人員在進(jìn)行張拉時(shí)安全較難保證。方案二沒(méi)有設(shè)置后澆帶，屋面梁、板一次性澆筑完畢，施工簡(jiǎn)單、方便。由于方案二在屋面上張拉，施工人員在進(jìn)行張拉時(shí)輕松、安全。

2)方案一在屋面混凝土澆筑完畢28 d后達(dá)到張拉強(qiáng)度時(shí)，先對(duì)立體庫(kù)屋面梁兩端進(jìn)行張拉，張拉完畢后澆筑后澆帶的梁、板。南北車間預(yù)應(yīng)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(dá)到張拉強(qiáng)度時(shí)，預(yù)應(yīng)力工程可以全部張拉，相比較而言，在屋面預(yù)應(yīng)力工程中方案二比方案一節(jié)省工期28 d。

3)通過(guò)質(zhì)量、安全、進(jìn)度、資金綜合考慮，方案二更優(yōu)于方案一，因此確定方案二。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程應(yīng)用后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)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(shù)獨(dú)特，具有工藝新、標(biāo)準(zhǔn)高、技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)，施工難度大。通過(guò)對(duì)后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)要點(diǎn)嚴(yán)格把握，保證了工房預(yù)應(yīng)力工程質(zhì)量與安全。并通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力方案的優(yōu)化，縮短工程，減少投資，為項(xiàng)目提前完工提供了保證。并通過(guò)工房后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的施工，為推廣此項(xiàng)技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

［1］ GB 50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ 南昌印鈔有限公司擴(kuò)建項(xiàng)目可行性研究報(bào)告［R］.北京:中國(guó)中輕國(guó)際工程有限公司，2008.

［3］ 張玉平，向 陽(yáng)，鄭偉革.建筑工程施工質(zhì)量控制與質(zhì)量驗(yàn)收使用手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.