南通某劇院大跨度緩粘結預應力施工技術應用

修亞光，張 偉，郝國元，張文浩（.中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 00000；.江蘇盛和房地產股份有限公司，江蘇 南通 6000；.中國建筑第八工程局有限公司，上海 00000；. 南通市人防工程質量監督站，江蘇 南通 6000）

1 項目概況

南通某劇院項目共由 5 個單體組成（圖 1），即少年宮、戲劇廳、歌劇院、音樂廳及多功能廳。少年宮建筑高度 30.515 m，戲劇廳建筑高度 41.215 m，歌劇院建筑高度 57.015 m，音樂廳建筑高度 310.215 m，多功能廳建筑高度 30.915 m。各單體觀眾廳的大跨度空間結構梁均采用緩粘結預應力技術。

圖1 南通某劇院效果圖

2 預應力方案比選

本項目組在深化設計階段對預應力方案進行了可行性對比分析，并得出了以下結論：

(1) 無粘結預應力結構：性能較差，不符合抗震要求；但施工工藝簡單，有利于控制施工質量。

(2) 有粘結預應力結構：性能較好，且滿足抗震設計要求；但施工工藝復雜，質量難以控制。且施工過程中易存在孔道塌陷、堵塞等問題。孔道塌陷、堵塞使預應力筋不能順利穿過，不能保證灌漿質量，致使灌漿不密實；從而導致預應筋與周圍砂漿粘結性差，無法共同工作。同時，預應力筋易銹蝕，影響耐久性。

緩粘結預應力筋采用工廠化制造，施工工藝簡單，施工質量可靠、有保障；預應力筋耐腐蝕。經過上述綜合比對，最終選擇了緩粘結預應力的施工方案。

3 緩粘結預應力構造原理

緩粘結預應力工藝是通過緩粘結劑的固化，使鋼絞線、保護套與混凝土三者之間從無粘結狀態逐漸過渡到有粘結作用的一種預應力形式。

預應力筋在鋼筋骨架中布設、張拉過程中可以自由變形。施工前期，鋼絞線與保護套內緩凝粘合劑不發生粘結，而在施工完成后的粘結劑的固化期內預應力筋通過固化的緩凝粘結劑與周圍混凝土產生粘結作用，預應力筋與周圍混凝土形成一體（圖 2），相互作用，達到有粘效果。

圖2 緩粘結預應力結構構造剖面圖

4 緩粘結預應力的施工工藝

本項目緩粘結預應力施工流程分為以下工序：施工前準備→梁底模施工，框架梁骨架鋼筋綁扎→緩粘結預應力筋布設→粘結劑固定端、張拉端安裝→澆筑前做好隱蔽驗收工作→張拉→封錨，具體施工流程如圖 3 所示。

圖3 緩粘結預應力施工流程

(1) 梁底模施工，框架梁骨架鋼筋綁扎，根據圖紙設計要求在梁箍筋上標識出矢高位置，焊接定位筋（定位筋鋼筋使用直徑 12 mm 的螺紋鋼），定位筋要準確且牢靠。

(2) 緩粘結預應力筋布設（圖 4），需定位準確、順直，水平布筋誤差控制在 ± 50 mm 內，豎向誤差控制在 ±15 mm 內，注意外皮的保護及防止緩粘結劑的流失。

圖4 預應力筋布筋

(3) 粘結劑固定端、張拉端（圖 5）安裝：固定端錨固體系組件包括擠壓錨具、錨墊板、螺旋筋（圖 6），組件間相互靠緊不留縫；張拉端采取梁端張拉，當梁端因現場實際無法施工時，可采用梁面張拉（依據圖紙設計規范）。張拉系統組件包括單孔工作錨具、錨墊板、螺旋筋。梁端張拉的預應力張拉端采用塑料穴模，塑料穴模預埋張拉槽，塑料穴模應緊貼板底模板；梁面張拉則采用 10 cm×10 cm 長度 20 cm 的泡沫作為穴模突出梁面外以便于澆筑后定位及清理。

21世紀的今天文化自覺是特色的社會主義地位的角色認知，與對馬克思主義思想的認可，打破時間空間的界限，無論是歷史的過往還是當今時代的新型文化理解模式，從始至終都應對中華的文化形成一種民族自信，深刻的認識到我國文化傳播的意義，并隨著自身價值的體現，接力文化傳承，以飽滿的自信將文化發揚到世界各地，傳輸到下一代的思想中，將文化的種子播種到所見的區域中，身體力行實現文化的推衍。

圖5 梁面預應力張拉端

圖6 預應力筋張拉端組件

(4) 澆筑前做好隱蔽驗收工作，嚴格遵守 JGJ 387—2017《緩粘結預應力混凝土結構技術規程》、GB 50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中的要求進行隱蔽工程的工序檢查，并做好“隱蔽驗收記錄”。混凝土澆筑過程中應避免振動棒長時間接觸緩粘結預應力筋及支撐，預防振動導致偏位及 PE 護套破損。

(5) 當混凝土試塊強度達到張拉條件時，預應力筋的張拉順序按照先澆筑先張拉的原則進行。同一澆筑單元，從兩側向中間張拉或從中間向兩側對稱張拉。

張拉前去除外露預應力筋外包 PE，采用 50 t 千斤頂張拉，高壓油泵驅動；采取控制應力和伸長值雙控措施，伸長值偏差控制在 ± 6% 以內。

預應力筋的張拉程序：清理承壓板、鋼絞線→穿錨環、安放夾片→量測張拉端鋼絞線原長 L 1 →安放千斤頂→張拉至控制應力→回程、卸千斤頂→量測張拉端鋼絞線長 L 2→校核張拉伸長值。其中，設計張拉控制應力 σcon為鋼絞線抗拉強度標準值的 70%，即：σcon=1 860 MPa×70%=1 302 MPa；張拉過程中應力為 0～100%σcon。

(6) 張拉端封錨（圖 7），張拉后 24 小時無異常，切除多余鋼絞線，外露錨具 30～50 mm，采用高強灌漿料封堵張拉槽。

圖7 錨固端封錨

5 緩粘結預應力控制要點

預應力技術往往承受超大荷載，且對于結構構件本身的安全性、耐久性也有著更為嚴格的標準和要求，因而本項目針對緩粘結預應力混凝土施工過程中的各個重要環節，管理過程中著重強調以下控制要點。

5.1 張拉前技術準備

(1) 必須滿足預應力混凝土構件的抗壓強度達到設計強度方可進行施加預應力。

(2) 完成預應力混凝土構件的施工質量檢查，特別是檢查梁板結構的溫度、有無收縮裂縫，分析這些裂縫產生的原因和對預應力施工的影響，并由設計單位對有裂縫存在的構件進行設計復核，決定是否采取相應措施及對策。

(3) 逐個檢查張拉穴口的施工尺寸偏差，特別是檢查承壓板與孔道的垂直度，如有問題應由設計復核并采取措施，同時作好相應處理記錄。

(4) 在對預應力筋施加拉力之前需在鋼絞線上做好定位標記，以確保張拉的伸長值滿足設計要求。

(5) 調整錨具、千斤頂、孔道三對中，即錨具安裝時，保證孔道與錨環對中同心，夾片均勻打緊，并外露一致；與此同時，構件上的工作錨孔位與千斤頂上的工具錨一致。

5.2 冬季施工控制措施

凍固現象：緩粘結預應力鋼絞線中緩凝粘合劑在溫度較低時會出現凍固現象。此時張拉摩阻力變大，不易張拉。得溫度上升后，緩凝粘合劑才會軟化，摩阻力快速下降，適合張拉。

當溫度 ＞ 20°C 時，可不持荷超張拉；當 ＜ 20°C 進行緩粘結預應力筋張拉時，應采用持荷超張拉方式，預應力筋應力從 0 張拉至 1.05 倍張拉控制應力，并應在持荷一定時間后進行錨固。

當溫度 ＜5°C 時不宜進行緩粘結預應力筋張拉。若工程需要在溫度 ＜5°C 進行張拉時，可用專業電加熱措施對對鋼絞線加熱，以升溫措施減少預應力損失。鋼絞線所通電電壓不應 ＞36 V 安全電壓。

5.3 預應力孔道位移控制措施

預應力施工過程中為防止孔道位移，確保工程質量，施工人員將在每個矢高控制點處用扎絲將預應力束牢固定在定位筋上，澆筑混凝土前仔細檢查，澆筑過程中禁止直接振搗鋼絞線。

5.4 緩粘結梁張拉端防裂縫措施

為降低梁主筋對梁面的影響及防治張拉端處應力過于集中，張拉端在梁面上分排，各張拉端間距 ≥500 mm。

5.5 混凝土中氯離子含量的控制

為避免混凝土中氯離子含量過高而影響混凝土的耐久性，需嚴格控制混凝土中氯離子含量。本項目在混凝土澆筑前對混凝土進行氯離子測試，測試出混凝土中氯離子含量，確保了氯離子含量 ＜0.06%。

6 結 語

南通某劇院項目緩粘結預應力施工技術的應用實施過程中，通過對各個施工工序的施工要點控制，使得預應力工程的施工質量得到了充分保證；同時也對超大跨度緩粘結預應力施工過程中采取的關鍵技術措施和方法進行總結，可以為同類工程提供一定的建造經驗。