淺談預(yù)應(yīng)力砼梁的施工工藝控制要點

【摘要】以工程項目為例，從后張法預(yù)應(yīng)力砼施工工藝特點出發(fā)，分析預(yù)應(yīng)力砼框架梁施工中的原材料、設(shè)施檢驗方法，以及控制張拉力、鋼筋伸長值等參數(shù)的計算方法和監(jiān)測控制。工程實踐表明，后張法預(yù)應(yīng)力適用于大跨度工程項目。

【關(guān)鍵詞】有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼；無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼；張拉力；鋼筋伸長值； 控制要點.

1、工程簡介

某工業(yè)廠房總長84 m，寬26 m，建筑面積約2000m2，為鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，其中截面尺寸為600×1500的橫向梁為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)；截面尺寸為300×500的橫向梁，為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，混凝土強度等級均為C40，其中鋼鉸線均選用UPS15.20，其fptk=1860N/mm2，采用后張法預(yù)應(yīng)力砼施工工藝。

2、后張法預(yù)應(yīng)力砼施工的工藝特點

后張法預(yù)應(yīng)力砼施工工藝分為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼和有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼施工時需在張拉筋表面涂刷防銹潤滑層，并在表面采用高密度聚氯乙烯護(hù)套進(jìn)行包裹，施工完畢后鋼筋不與砼粘結(jié)，其錨具始終處于工作狀態(tài)；而有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼不需涂層，鋼筋與砼緊密結(jié)合，適用于大跨度有抗震等級要求的地區(qū) [1]。在工藝方面它們存在以下不同點：

（1）預(yù)應(yīng)力筋的傳力方式不同

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼受力筋的張拉力由錨具及灌漿體共同傳遞給砼構(gòu)件。而無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼僅由錨具承受并傳遞預(yù)應(yīng)力，因而對材質(zhì)要求較高。

（2）施工工藝有所不同

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件澆搗時預(yù)留孔道或外套波紋管，然后穿預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，最后灌漿填孔。而無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼張拉后無需灌漿，錨具始終處于工作狀態(tài)。

3、原材料的試驗、檢驗

后張法預(yù)應(yīng)力砼框架梁的施工，其原材料的質(zhì)量控制關(guān)系到工程項目的質(zhì)量，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉前首先應(yīng)對油泵油壓表等配套設(shè)備進(jìn)行檢測，檢測項目主要包括以下兩方面：

（1）材料檢驗的內(nèi)容

1） 檢驗鋼絞線材質(zhì)、強度是否符合設(shè)計要求；

2） 檢驗錨具的錨固性能；夾片錨具的回縮量；

3） 檢驗錨具的摩擦損失是否在規(guī)定范圍內(nèi)；

（2）控制張拉力及伸長值，滿足精度要求

控制張拉力是預(yù)應(yīng)力砼施工的關(guān)鍵。為確保預(yù)應(yīng)力張拉力達(dá)標(biāo)，在工程中我們一是采用控制張拉應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力筋伸長值的雙控方法，以控制張拉應(yīng)力為主，同時用張拉伸長值作為校核依據(jù)；二是在張拉前進(jìn)行標(biāo)定，給出張拉與油表標(biāo)定關(guān)系曲線，以確定壓力表的計數(shù)。

鑒于本工程特點，預(yù)應(yīng)力梁的張拉采用兩端張拉，張拉程序為[2]：

最大張拉控制應(yīng)力控制在 的范圍內(nèi)

預(yù)應(yīng)力筋伸長值校核：

式中：

P：預(yù)應(yīng)力筋的張拉力；

l：預(yù)應(yīng)力筋長度；

AP：預(yù)應(yīng)力筋的截面面積；

ES：預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量；ES=1.95×105MPa

k：孔道每米長度局部偏差的摩擦系數(shù)；

u ：預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)；

θ：起點至計算截面曲線孔道部分切線的總夾角；

在預(yù)應(yīng)力張拉之前，首先對鋼鉸線束進(jìn)行試張拉，如果計算伸長值與實測伸長值有較大偏差，則分析原因并對計算參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，然后再進(jìn)行張拉。通過張拉伸長值的校核，綜合反映張拉力是否足夠，孔道摩擦損失是否偏大，預(yù)應(yīng)力筋是否異常。張拉時控制的實測伸長值與理論計算伸長值的偏差應(yīng)在-5～+5%范圍之內(nèi)。

、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工工藝要點

對預(yù)應(yīng)力工程項目，鋼絞線進(jìn)場時是否發(fā)生纏絞現(xiàn)象是質(zhì)量控制的關(guān)鍵，因而鋼鉸線進(jìn)場后，為防止扭曲打結(jié)，應(yīng)將鋼絞線置于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上放料，下料時應(yīng)用砂輪鋸斷，嚴(yán)禁用電弧切割。編束時應(yīng)嚴(yán)格檢查鋼絞線外包聚氯乙烯護(hù)套是否完好，如發(fā)現(xiàn)破損應(yīng)用防水膠帶纏繞修補，符合工程質(zhì)量要求。

孔道位置的準(zhǔn)確與否直接影響結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，如果曲線孔道的弧度不圓順，則預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失會增大，直接影響預(yù)應(yīng)力的實際效果，因而要嚴(yán)控孔道位置。在工程施工至非預(yù)應(yīng)力鋼筋綁扎完后，應(yīng)仔細(xì)復(fù)核鋼絞線在梁內(nèi)的尺寸；本工程孔道采用預(yù)埋波紋管，波紋管鋪放時，依次安放在專用支架的“U”形卡內(nèi)，然后將絞線束由一端牽引、另一端傳送，緩慢輸送到位。施工過程中隨時檢查梁端絞線束與梁軸線是否平行，承壓板與絞線束之間誤差是否小于等于3/200。

在砼澆搗前，須對各項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行隱蔽工程驗收，并檢查機(jī)具設(shè)備能否正常運行，合格后方可澆搗砼。梁若要起拱 ， 則孔道隨梁起拱 ， 梁起拱要小于非預(yù)應(yīng)力梁的起拱高度 ， 一般為0. 05 %。[2]待砼達(dá)到設(shè)計要求的強度后，開始進(jìn)行張拉作業(yè)。張拉順序按方案要求進(jìn)行，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋采取兩端張拉；預(yù)應(yīng)力張拉遵循對稱張拉，避免混凝土產(chǎn)生的超應(yīng)力，使構(gòu)件不出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)側(cè)彎，結(jié)構(gòu)不發(fā)生變形[3]。

張拉時油壓表讀數(shù)、伸長量長度讀數(shù)、張拉紀(jì)錄均為操作和復(fù)核兩道工序。對長出部分的預(yù)應(yīng)力筋用砂輪鋸斷或在冷卻的條件下用氧炔焰切除，嚴(yán)禁電弧切割。

預(yù)應(yīng)力梁張拉結(jié)束需待應(yīng)力傳遞均勻后方可進(jìn)行孔道灌漿，水泥漿的配置采用強度等級不低于32.5（本工程42.5）的普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.45以內(nèi)，其抗壓強度不小于30N/mm2，水泥漿應(yīng)用機(jī)械攪拌，以確保拌合均勻。

灌漿前應(yīng)對設(shè)備及現(xiàn)場進(jìn)行檢查，合格后方可灌漿。灌漿應(yīng)緩慢均勻地進(jìn)行，中間不得中斷，并排氣通暢，在孔道兩端冒出濃漿并封閉排氣孔后，宜再繼續(xù)加壓至0.5-0.7 N/mm2，穩(wěn)壓2min，再封閉灌漿孔。灌漿后的孔道泌水孔、灌漿孔排氣孔等均應(yīng)切平，并用砂漿填實補平[3]。

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)埋、張拉及工藝要點與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)埋、張拉及工藝要點相同，其應(yīng)滿足無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程要求的各項參數(shù)。

另外本工程設(shè)計要求預(yù)應(yīng)力鋼絞線束在多跨連續(xù)梁中呈多段拋物線形布置，為滿足精度要求，特別自制了矢高曲線深度標(biāo)尺，其構(gòu)造類似游標(biāo)尺（見圖1），每800mm設(shè)一個固定點，各點的計算矢高先用標(biāo)尺定位固定支架（見圖2），然后將固定架與鋼箍焊牢，移去標(biāo)尺，就可直接在梁上部讀出高度尺寸。

圖1 深度標(biāo)尺固定架 圖2 固定支架

結(jié)束語

實踐證明 ，預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)具有解決大跨度 ， 大空間方面的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢 ，且節(jié)省了鋼材的使用量；雖然后張法施工技術(shù)增加了管道鋪設(shè)、孔道灌漿、孔口封堵等工序，對工程質(zhì)量控制帶來了不利影響，但只要在具體施工過程中加強工藝要點的控制，其結(jié)構(gòu)強度、抗裂性能的優(yōu)勢為今后的大空間發(fā)展提供了更好的前景。

參考文獻(xiàn)

[1]何萍.大跨度現(xiàn)澆有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù).建筑科學(xué).2014（18）：217

[2]劉宗仁.土木工程施工.高等教育出版社.2009：192

[3]建筑施工手冊.縮印版. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.2003.672

個人簡介：

廖榮，女，1964.11，

職稱：副教授