大直徑筒倉無粘結(jié)預應力施工技術(shù)的研究

剌 江 紅

(山西省第三建筑工程公司，山西 長治 046000)

大直徑筒倉無粘結(jié)預應力施工技術(shù)的研究

剌 江 紅

(山西省第三建筑工程公司，山西 長治 046000)

結(jié)合工程實例，介紹了大直徑筒倉無粘結(jié)預應力施工工藝的原理，對預應力筋鋪放、張拉、伸長量計算等操作要點進行了論述，并給出了施工機械設(shè)備材料、質(zhì)量、安全、環(huán)保等措施，指出該工藝具有良好的經(jīng)濟與社會效益。

筒倉，預應力，張拉，伸長量，效益

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，工業(yè)工程建設(shè)的持續(xù)拓展，筒體結(jié)構(gòu)在工業(yè)工程占有的比重越來越大，尤其是針對大直徑、連體筒倉等結(jié)構(gòu)的無粘結(jié)預應力將被廣泛應用于工業(yè)工程建設(shè)中。本工程技術(shù)主要通過對大直徑筒倉結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預應力的研究，從鋼絞線的下料切割、穿束至張拉、封錨全過程出發(fā)，來提升滑模的施工速度，加快工程的施工進度。

1 工程概況

襄垣縣王橋鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)180項目，筒倉工程有2座，內(nèi)徑27 m，筒壁厚400 mm，總體高度57.3 m。筒倉的倉壁預應力筋按環(huán)向布置，每座倉7.400 m～49.68 m，共設(shè)置88圈7-φj15.2無粘結(jié)預應力，預應力中心距倉壁內(nèi)側(cè)250 mm，距倉壁外側(cè)150 mm。

2 施工工藝原理

無粘結(jié)預應力施工工藝就是在構(gòu)件中預先鋪放無粘結(jié)預應力筋，在構(gòu)件混凝土強度達到設(shè)計要求后，承受外部荷載以前，預先采用張拉預應力筋的方法，使構(gòu)件受拉區(qū)域先受到壓應力，來抵消部分或全部使用階段拉應力，限制裂縫出現(xiàn)，提高構(gòu)件剛度。筒倉結(jié)構(gòu)中滑模施工工藝主要是利用穿心式爬升千斤頂，依附絕緣支撐桿，由千斤頂帶動工具式模板滑升，完成混凝土澆筑。

3 施工流程及操作要點

3.1 施工流程圖

施工準備→對照圖紙實體放樣→鋼筋綁扎→滑模安裝→安裝錨墊板及螺旋筋→鋪放預應力筋→混凝土澆筑→預應力張拉。

3.2 操作要點

1)預應力筋鋪放。a.基本要求：預應力筋每束的兩端外露40 cm，張拉端外露長度30 cm，每30 cm校核無粘結(jié)筋的間距及標高。b.預應力筋位置的控制：滑升系統(tǒng)的操作平臺至提升架下橫梁間50 cm，無粘結(jié)束的間距為30 cm。每個提升間隔可以鋪放一圈預應力筋，數(shù)量為14根。c.預應力原材控制：施工時把無粘結(jié)預應力筋吊運至提升平臺上，肉眼觀察是否有破損，局部破損可用水密性膠帶進行纏繞修補，大面積蜂窩的預應力筋全部報廢。d.預應力筋位置的控制：在筒壁上標出預應力筋30 cm的位置并焊接支架。e.標高及垂直度的控制：在預應力筋鋪放過程中，平臺每滑升3 m～4 m高度后用水平儀和經(jīng)緯儀校核，保證30 cm為提升高度。

2)預應力筋張拉。張拉端錨固系統(tǒng)構(gòu)造見圖1。a.預應力筋原始長度的測量。現(xiàn)澆無粘結(jié)預應力混凝土，直接用鋼尺測出張拉端無粘結(jié)預應力筋外露長度40 cm。b.錨具組裝。安裝錨具：將張拉端清理干凈，無粘結(jié)預應力筋剝皮后塞入錨具孔內(nèi)。夾片安裝：錨具安裝完畢后，將每根預應力筋理順再安裝夾片，夾片應以夾緊預應力筋為準。c.預應力筋張拉。現(xiàn)場筒倉筒壁為C30混凝土，其抗壓強度達到100%時進行預應力張拉。同一圈中的兩束A圈，B圈(相對錯開90°)預應力，采用隔圈同時張拉(如圖2所示)。伸長值的實測值與理論值之間的誤差應在-6%～6%之間(見表1)。d.張拉記錄。在張拉記錄表上填清所有項目，如預應力筋號、千斤頂號以及油表號等；張拉完畢后歸類整理張拉原始記錄。

表1 預應力筋張拉參數(shù)表

3.3 預應力張拉伸長量計算

根據(jù)CECS 180∶2005建筑工程預應力施工規(guī)程5.5.1-2項預應力筋平均張拉力計算公式計算。

其中，Pm為預應力筋平均張拉力，N；Pj為預應力張拉端的張拉力，N。

根據(jù)JGJ/T 92—2004無粘結(jié)混凝土技術(shù)規(guī)程要求，系數(shù)k取0.004，摩擦系數(shù)μ取0.09，圖紙設(shè)計采用高強度低松弛鋼絞線φs15.2 mm，整根鋼絞線截面積為140 mm2,其力學性能為：fpk=1 860 MPa,Ep=1.95×105MPa，錨下控制應力為0.7fpk，考慮錨固體系摩阻損失，采取超張拉3%，則：σcon=0.7fpk×1.03=1 341.1 MPa。

7根預應力筋的張拉力為1 314.24 kN。

平均張拉力計算：

設(shè)計單根無粘結(jié)預應力筋在池壁中凈長度x=46.2 m。

分切線的夾角之和θ=2.921 8 rad。

因為筒倉中預應力筋采用兩端張拉的方式，其中的x,θ均取一半，然后將各數(shù)據(jù)代入平均張拉力計算公式中得：

7根預應力鋼束的平均張拉力Pm=1 182.5 kN。

3.4 預應力鋼束理論伸長量計算

根據(jù)CECS 180∶2005建筑工程預應力施工規(guī)程第5.5.1-1項預應力筋的伸長值計算公式為：

將以上各鋼束相關(guān)數(shù)據(jù)分別代入此公式得：103%鋼束伸長量：ΔL=286 mm。

4 機械設(shè)備與材料

1)主要機械設(shè)備配置表見表2。

表2 主要機械設(shè)備配置表 臺

2)主要材料配置表見表3。

表3 主要材料配置表 t

5 質(zhì)量控制

1)執(zhí)行標準。GB/T 14370—2007預應力筋用錨具、夾具及連接器，GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范，GB/T 5224—2003預應力混凝土用鋼絞線規(guī)范要求。

2)預應力原材的質(zhì)量控制。a.預應力原材料進場后，檢查制造商的商標或永久性標記是否齊全。b.安裝前，對原材料的各項性能指標進行檢測，合格后方可使用。

6 安全措施

1)進入現(xiàn)場必須戴好安全帽；2)成盤預應力筋開盤時應采取措施防止尾端彈出傷人；3)嚴格防止與電源搭接，電源不準裸露；4)高處作業(yè)時，應有安全防護；5)在預應力筋張拉軸線的前方和高處作業(yè)時，結(jié)構(gòu)邊緣與設(shè)備之間不得站人；6)油泵使用前應進行常規(guī)檢查，重點是安全閥在設(shè)定油壓下不能自動開通；7)輸油路做到“三不用”，即輸油管破損不用，接口損傷不用，接口螺母不扭緊、不到位不用；不準帶壓檢修油路；8)使用油泵不得超過額定油壓，千斤頂不得超過規(guī)定張拉最大行程；油泵和千斤頂?shù)倪B接必須到位；9)電氣應做到：接地良好、電源不裸露，不帶電檢修，檢修工作由電工操作；10)切筋時，應防止斷筋飛出傷人。

7 環(huán)保措施

1)施工現(xiàn)場臨時道路全部硬化，在大門口設(shè)置車輛清洗處，對出場車輛進行清洗。2)嚴格管理施工垃圾，做到分類整理，不亂丟、亂拋。3)在施工過程中，自覺地形成環(huán)保意識，減少施工產(chǎn)生的噪聲和環(huán)境污染。4)預應力鋼筋的張拉設(shè)備定期保養(yǎng)、維護，避免油管漏油污染作業(yè)面。5)張拉過程中割下的預應力筋或保護皮，集中堆放、回收利用。

8 效益分析

1)減少筒壁的拉應力，使混凝土不開裂，克服普通鋼筋混凝土在使用階段出現(xiàn)裂縫。2)施工時不需要留洞、灌漿，張拉不占用時間、工期縮短。3)減少構(gòu)件截面尺寸，降低用鋼量。4)由于減少工序和工程量，用工隨之減少，減輕了勞動強度。5)在工期、質(zhì)量及安全上均受到了建設(shè)單位和監(jiān)理單位的一致好評，為我公司贏得了良好社會信譽，為公司在長治市的市場上發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。6)該預應力施工簡單，安裝方便，價格低廉，減少工序，沒有對周邊環(huán)境造成污染。7)在施工中運用了無粘結(jié)預應力混凝土后，節(jié)約了材料，降低了造價，減輕了結(jié)構(gòu)自重，增加了耐久性，提高了抗裂度和剛度。

9 結(jié)語

通過對大直徑筒倉無粘結(jié)技術(shù)的研究與應用，節(jié)約了材料，降低了成本，減輕結(jié)構(gòu)自重，在施工中減少了不必要的施工工序，各項機具安裝拆卸簡單，減少用工，是值得我們研究的一門技術(shù)。

[1] 姜福財，劉言松，于明麗.無粘結(jié)預應力技術(shù)在筒倉結(jié)構(gòu)施工中的應用[J].山東水利,2010(11)：76-78.

[2] 王 晶.無粘結(jié)預應力技術(shù)在圓形混凝土筒倉中的應用[J].貴州工業(yè)大學學報(自然科學版)，2001,30(3)：91-94.

[3] 閻玉敏，楊東暉，王海飆.滑模施工技術(shù)在預應力筒倉工程中的應用[J].森林工程，2010,26(3)：37-39.

[4] 段春勇，王振輝，杜紅軍.預應力鋼絞線在大直徑筒倉中的應用[J].中小企業(yè)管理與科技，2009(25)：55-58.

Study on unbonded prestressed construction technology of large-diameter silo

La Jianghong

(Shanxi3rdBuildingEngineeringCorporation,Changzhi046000,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces unbonded prestressed construction technology principles of large-diameter silo, discusses prestressed reinforcement paving, tension and elongation calculation and other points, and shows construction machinery equipment material, quality, safety and environment protection and other measures, and finally points out its good economic and social benefits.

silo， prestress, tension, elongation, benefit

2015-06-08

剌江紅(1980- )，女，工程師

1009-6825(2015)23-0087-02

TU757

A