緩粘接預(yù)應(yīng)力筋在大跨度框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)

王占成 宋立洋 吳匯成 房林福 劉 垚 中建八局第四建設(shè)有限公司

1 項(xiàng)目工程概況

康復(fù)大學(xué)項(xiàng)目創(chuàng)新核等部分（工程總承包）工程地點(diǎn)位于青島市高新區(qū)雙積路以南、經(jīng)二路以北、安和路以西總建筑面積約18.78萬平方米。項(xiàng)目定位為國(guó)家級(jí)多功能創(chuàng)新集成康復(fù)醫(yī)療高端人才平臺(tái)，一所以研究為基礎(chǔ)、以應(yīng)用為導(dǎo)向的專業(yè)特色鮮明的新型高水平大學(xué)。突破傳統(tǒng)框架，深耕殘疾人事業(yè)沃土，創(chuàng)造富有特色的康復(fù)學(xué)科體系和人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，培育多層次、專業(yè)化的各類康復(fù)人才，引領(lǐng)跨學(xué)科融合、“教研醫(yī)產(chǎn)服”聯(lián)動(dòng)發(fā)展模式，建設(shè)研究與應(yīng)用并重的創(chuàng)新型大學(xué)。

1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本工程采用“天人合一，生命之源”的設(shè)計(jì)理念。該設(shè)計(jì)方案具有創(chuàng)新性和突破性，體現(xiàn)出青島最碧海紅瓦的美麗風(fēng)光。在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念中，大海向著藍(lán)天，如同像天空敞開的窗口，象征開放的中國(guó)和面向世界的康復(fù)大學(xué)。四通八達(dá)的交通設(shè)計(jì)體現(xiàn)了深切的人文關(guān)懷，柱廊、階梯教室和學(xué)術(shù)會(huì)堂都采用了緩粘接預(yù)應(yīng)力大跨度框架梁設(shè)計(jì)。

圖2 四條柱廊形成“天人合一”

圖3 中心水池形成“生命之源”

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況

本工程為康復(fù)大學(xué)一標(biāo)段創(chuàng)新核項(xiàng)目，1號(hào)樓地下一層，地上七層；2號(hào)樓地下一層，地上五層；3號(hào)樓地上五層，局部三層和四層，無地下室。1號(hào)樓B區(qū)采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，其余區(qū)域采用框架結(jié)構(gòu)，2、3號(hào)樓及柱廊均采用框架結(jié)構(gòu)，1、2號(hào)樓嵌固端為地下室頂板，3號(hào)樓、柱廊嵌固端為基礎(chǔ)頂面。1、2號(hào)樓地下室局部設(shè)置人防地下室，分別為核6級(jí)二等人員掩蔽部和物資庫(kù)，具體情況見人防圖紙。1號(hào)樓基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)+防水板；2號(hào)樓基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)+防水板；3號(hào)樓基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ);4號(hào)柱廊為樁基礎(chǔ)；5號(hào)學(xué)術(shù)會(huì)堂為平板式筏板基礎(chǔ)。

圖4 本項(xiàng)目各單體分布圖

2 緩粘接預(yù)應(yīng)力筋施工工藝

本工程部分預(yù)應(yīng)力筋采用21.8mm規(guī)格緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。產(chǎn)品標(biāo)記為：RPSR-180-540 21.8-1860 JG/T 369—2012緩凝粘合劑的標(biāo)準(zhǔn)張拉適用期為180d，標(biāo)準(zhǔn)固化時(shí)間為540d。緩粘接預(yù)應(yīng)力鋼絞線須在張拉適用期內(nèi)完成張拉。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度要求，在施工之前如需調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)張拉適用期與標(biāo)準(zhǔn)固化時(shí)間，由施工單位提出經(jīng)設(shè)計(jì)單位確認(rèn)后調(diào)整。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是由鋼絞線、外涂緩粘結(jié)膠粘劑和外包PE組成。外包PE表面必須有凹凸不平的壓痕，21.8mm規(guī)格緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋肋高不得低于1.8mm。肋中緩凝粘合劑充盈。粘合劑不充盈不得使用。21.8mm規(guī)格緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋重量為2.95kg/m。采用直徑為15.2mm、21.8mm高強(qiáng)低松弛鋼絞線、fptk=1860MPa、彈性模量Ep=195GPa。

直徑21.8mm緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋固定端采用22-1p擠壓錨具，張拉端采用22系列I類夾片式錨具，直徑15.2mm無粘結(jié)/緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，固定端均采用15-1p擠壓錨具，張拉端采用15系列I類夾片式錨具，板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋直線布置，梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋曲線布置，如表1所示。

表1 預(yù)應(yīng)力筋線型縮略圖表

2.1 施工工藝流程（見圖5）

圖5 大跨度框架梁施工工藝流程

2.2 施工工藝流程

2.2.1 錨固端制作與預(yù)埋安裝

緩粘結(jié)錨固端制作時(shí)需先將端部擠壓段的護(hù)套剝除，清理緩凝劑，先安裝錨墊板與擠壓簧，再通過擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓，擠壓后端部外露裸線擠壓頭長(zhǎng)度不小于1mm，錨固體系組件錨具、錨墊板、螺旋筋間相互靠緊不留縫隙；如圖6所示。

圖6 錨固端的制作與安裝

2.2.2 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋制作

本工程預(yù)應(yīng)力采用公稱直徑21.8mm緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，截面積313mm2，緩粘結(jié)每米重量2.92kg，預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)=構(gòu)件長(zhǎng)+曲線增加量+張拉操作長(zhǎng)度。構(gòu)件長(zhǎng)為張拉端到固定端之間的直線長(zhǎng)，曲線增量取一倍的梁高，操作長(zhǎng)度為（預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度在20m以內(nèi)時(shí)，取1m；20m以外時(shí)，取1.8m），需采用砂輪鋸機(jī)械切割，按不同長(zhǎng)度規(guī)格貼好編號(hào)，并分類盤好碼放；如圖7所示。

圖7 預(yù)應(yīng)力筋下料及碼放

2.2.3 預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)安裝

本工程板筋預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)直線預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)，需定位準(zhǔn)確、順直，注意外皮的保護(hù)。梁部分的模板架設(shè)，考慮到預(yù)應(yīng)力施工的作業(yè)交叉，梁寬小于等于600mm的預(yù)應(yīng)力梁封模，采取跳倉(cāng)支模的方法，保證在每一道預(yù)應(yīng)力梁，都留有單側(cè)的模板；梁寬為1200cm的預(yù)應(yīng)力梁，在支模時(shí)需留有兩側(cè)的梁側(cè)模，為預(yù)應(yīng)力布筋留出操作面。預(yù)應(yīng)力梁綁扎成型后，需落在底模上，按預(yù)應(yīng)力深化曲線圖，已底模為基準(zhǔn)在梁箍筋上進(jìn)行放線，按設(shè)計(jì)失高及間距進(jìn)行支架筋的焊接，支架鋼筋采用Φ12@1000，錨固及張拉區(qū)域內(nèi)支架筋間距Φ12@500。預(yù)應(yīng)力作業(yè)面施工前需先將加工區(qū)下來的材料轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)標(biāo)簽編號(hào)及長(zhǎng)度對(duì)預(yù)應(yīng)力梁進(jìn)行穿束，預(yù)應(yīng)力筋梁內(nèi)布設(shè)時(shí)需與支架鋼筋綁扎牢固，預(yù)應(yīng)力筋穿束順直；如圖8所示。

圖8 預(yù)應(yīng)力筋布筋

2.2.4 張拉端預(yù)埋安裝

本工程緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉端采用內(nèi)凹式，即張拉封錨完成后，錨具不突出結(jié)構(gòu)完成面，在預(yù)埋時(shí)是需在錨墊板前方留有穴模，本工程穴模選用聚乙烯擠塑板，尺寸為10cm×10cm長(zhǎng)15cm，混凝土澆筑時(shí)穴模留在混凝土內(nèi)，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后清理出張拉槽；無/緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉體系組件包括單孔工作錨具、錨墊板、螺旋筋；梁板面張拉端制作安裝時(shí)需考慮到張拉完成后，錨具不能突出結(jié)構(gòu)完成面，所以需控制錨墊板的角度不能過大，仰角不能大于45度；端部張拉端錨墊板需與結(jié)構(gòu)完成面平行，張拉端現(xiàn)場(chǎng)制作排列需整齊，前后兩排張拉端混土承壓厚度不宜小于50cm，本工程張拉端出頭方式分為柱立面張拉端、梁板面張拉端、梁端張拉端及梁柱外加腋張拉端，大樣圖如圖9所示，實(shí)例圖如圖10所示。

圖1 康復(fù)大學(xué)項(xiàng)目創(chuàng)新核等部分定位圖

圖9 張拉端節(jié)點(diǎn)大樣圖

圖10 張拉端實(shí)例圖

2.2.5預(yù)應(yīng)力筋張拉

本工程緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉端采用內(nèi)凹式，即張拉封錨完成后，錨具不突出結(jié)構(gòu)完成面，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)進(jìn)行張拉端的清理，清出穴模并安裝錨具，設(shè)計(jì)張拉條件為強(qiáng)度100%以上；采用25t前卡式千斤頂，高壓油泵驅(qū)動(dòng)；張拉前需對(duì)千斤頂進(jìn)行標(biāo)定，張拉時(shí)采取控制應(yīng)力和理論伸長(zhǎng)值雙控的原則，張拉前后分別測(cè)量張拉端的長(zhǎng)度，進(jìn)行伸長(zhǎng)值計(jì)算，伸長(zhǎng)值偏差控制在±6%之內(nèi)。張拉完成24h后，對(duì)外露的張拉端操作用鋼絞線進(jìn)行機(jī)械切割，錨具刷防腐漆后進(jìn)行封錨，封錨需采用高一等級(jí)的混凝土，收面要平整。

2.2.6 預(yù)應(yīng)力筋張拉前的準(zhǔn)備工作

（1）混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度梁100%后，方可進(jìn)行張拉。

（2）完成整個(gè)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的檢查，特別是觀察梁板結(jié)構(gòu)的溫度、收縮裂縫，記錄并分析這些裂縫發(fā)生的原因和對(duì)預(yù)應(yīng)力施工的影響，逐個(gè)檢查張拉端承壓板后的混凝土施工質(zhì)量。

（3）逐個(gè)清理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(yīng)采取措施，并作好記錄進(jìn)行處理。

（4）張拉設(shè)備在張拉之前進(jìn)行標(biāo)定。

（5）切割無/緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋包塑，安裝錨具，錨具安裝要求錨環(huán)與孔道對(duì)中同心，夾片均勻打緊，并外露一致，千斤頂上的工具錨與構(gòu)件上的工作錨孔位一致，采用支架吊設(shè)千斤頂，作到千斤頂、錨具、孔道三對(duì)中。

2.2.7 預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序

預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序：

設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力σcon按設(shè)計(jì)要求75%取值；

張拉程序?yàn)?→100%σcon；

每束和每根預(yù)應(yīng)力筋的張拉施工順序：

清理承壓板、鋼絞線→穿錨環(huán)、安放夾片→安放千斤頂→安裝工具錨→量測(cè)張拉端鋼絞線長(zhǎng)度L1→張拉至控制應(yīng)力→量測(cè)張拉端張拉后長(zhǎng)度L2→校核張拉伸長(zhǎng)值→千斤頂回程→卸千斤頂。

2.2.8 封錨

鋼絞線張拉完畢后，采用砂輪切割機(jī)切割超長(zhǎng)的鋼絞線，其切割后露出錨具夾片外的長(zhǎng)度不得小于30mm。并及時(shí)對(duì)錨固區(qū)進(jìn)行封錨保護(hù)，封錨時(shí)先用專用防腐油脂涂抹護(hù)帽，然后用高標(biāo)號(hào)微膨脹細(xì)石混凝土或密封砂漿封埋密實(shí)。

為滿足建筑專業(yè)對(duì)大空間、大跨度的要求，克服有粘接和無粘接預(yù)應(yīng)力技術(shù)的先天缺陷，緩粘接預(yù)應(yīng)力技術(shù)正被越來越廣泛的應(yīng)用，緩粘接預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有無粘接預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工方便、造價(jià)低和有粘接預(yù)應(yīng)力技術(shù)力學(xué)性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)延性好、抗震性能優(yōu)等特點(diǎn)，緩粘接預(yù)應(yīng)力技術(shù)在降低構(gòu)件截面尺寸、減少構(gòu)件的撓度和裂縫、減少鋼筋用量、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和建筑物安全耐久性等方面都具有很好的效益。