后張法預應力結構施工分析

姬海偉

(山西潞安工程有限公司，山西長治 046200)

1 工程概況

潞安礦業集團有限責任公司能化基地建設項目會展中心工程，建筑面積20 323 m2，地下1層，地上2層。單層最大建筑面積約8 000 m2，最大跨度25 m，框架主體結構為后張法預應力鋼筋混凝土結構。

2 后張法預應力概述

1)混凝土澆筑前預埋預應力筋，待混凝土達到設計強度80%以上后，再進行張拉預應力鋼筋(鋼筋束)。

2)本工程后張法預應力應用了有粘結預應力施工和無粘結預應力施工。

3)有粘結預應力筋以曲線形式布置在大跨度框架梁中，通過預埋管道、穿筋、張拉、灌漿等工序使鋼筋與混凝土結為整體，為混凝土結構建立預應力。有粘結預應力混凝土結構有良好的抗裂性和抗變形能力，耐久性高，可有效減小大跨度梁截面，節約材料，節約能源，使用性能優越。

4)無粘結預應力筋(預應力鋼筋與混凝土不建立粘結力)主要布置在次梁及現澆板中，預應力筋經張拉受力后起到抵消大面積混凝土結構中溫度應力的作用。

3 后張拉預應力施工工藝流程

施工工藝流程:預應力材料進場復驗→構件普通鋼筋安裝→預埋波紋管→預應力筋下料、制作、安裝→安裝固定端部錨固系統→預埋灌漿管、排氣管→隱蔽驗收→澆筑混凝土→預應力筋張拉→孔道灌漿→切割、封錨。

4 后張法預應力張拉設備、鋼絞線及預應力錨固系統

1)張拉設備:要使用與設計張拉力相匹配的張拉用千斤頂、高壓油泵及壓力表，且張拉前要先進行設備的標定。當使用期滿或出現嚴重漏油或重要部件損壞、伸長量偏大或偏小、油表失靈更換等情況時，必須對設備進行重新標定。

2)鋼絞線:應使用符合GB/T 224-1995預應力砼用鋼絞線規范要求的鋼絞線，并按規定進行現場抽樣復驗。如檢驗合格，則該檢驗報告中的數據就作為理論伸長值修正計算的依據。

3)錨固系統:包括張拉端錨具和固定端錨具。

5 后張法預應力施工要點

1)波紋管安裝:有粘結預應力所用波紋管在使用前應進行剛度及密封檢驗，波紋管與墊板要密封，確保不漏漿;波紋管定位準確，固定牢固。

2)預應力筋安裝:鋼絞線可在混凝土澆筑之前或之后配筋編束穿入孔道，并防止鋼絞線扭曲彎折，多束鋼絞線安裝時要相互理順，避免纏絞。鋼筋穿好后將束號在構件上注明，以便核對。

3)混凝土澆筑及振搗:澆筑混凝土時，嚴禁振搗棒直接碰撞波紋管、架立筋以及端部預埋部件，混凝土澆筑時必須有專人負責看管。

4)預應力筋張拉:預應力張拉采用雙控，以控制張拉力值為主(預先換算成油壓表讀數)，伸長值作為校核。預應力梁不論是一端張拉或者兩端張拉，必須一次到位。張拉過程中，預應力筋兩端及千斤頂后不得站人，聽從專人統一指揮。

5)孔道灌漿:灌漿料用不低于42.5級硅酸鹽水泥調制的水泥漿，水灰比不大于0.45，強度不小于30 N/mm2。

6)施工安全:張拉場地應平整、通暢，張拉的兩端有安全防護措施。

6 預應力理論伸長值的計算及修正

1)張拉工藝:工作錨具安裝→千斤頂安裝→千斤頂張拉→伸長值校核→持荷頂壓→卸荷錨固→記錄。

2)理論伸長值計算公式:

其中，ΔL為理論伸長值;NP為預應力筋的平均張拉力(不得大于鋼絞線強度標準值的75%);LT為預應力筋的實際長度;AP為預應力筋截面面積;ES為預應力筋實測彈性模量。

3)伸長值修正。若實際伸長值與理論伸長值相差超過理論伸長值的±6%時，需對理論伸長值的計算進行修正。

理論伸長值計算公式:

其中，LT，Ap，ES均為定值，因此需對NP進行修正。

其中，Pj為張拉控制力，超張拉時按超張拉力取值;k為孔道局部偏擺系數;x為從張拉端至計算截面的孔道長度(以m計)，可近似取軸線投影長度，對一端張拉x=LT，對兩端對稱張拉，x=LT/2;μ為預應力筋與孔道壁的摩擦系數;θ為從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角(以弧度計)，對一端張拉，θ取曲線孔道的總轉角，對兩端張拉，θ取曲線孔道的總轉角的一半。

由上式可知，Pj，x，θ均為定值，因此k和μ的取值影響NP最終的數值。k和μ的取值，可根據CECS 180∶2005建筑工程預應力施工規程中第24頁表5.3.1中的數值進行調整。對重要的預應力工程，應在現場測定實際的孔道摩擦損失。當實測孔道摩擦損失值偏大時，可采取超張拉措施。

7 結語

預應力混凝土結構可以有效地避免或限制使用階段裂縫的開展;提高結構的剛度，減小構件的變形;充分利用高強鋼材的機械性能，節約鋼材;并能有效地減小構件的尺寸及結構的自重，減少工程的投資;會展中心工程中除應用了預應力混凝土結構外，由于單層面積較大，還設置了后澆帶，后澆帶區域預應力施工受后澆帶混凝土澆筑時間和強度的要求，施工較晚，導致框架主體施工時間比一般框架主體施工時間較長，周轉材料占用量較大。