后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工分析

姬海偉

(山西潞安工程有限公司，山西長(zhǎng)治 046200)

1 工程概況

潞安礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司能化基地建設(shè)項(xiàng)目會(huì)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(jié)構(gòu)為后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2 后張法預(yù)應(yīng)力概述

1)混凝土澆筑前預(yù)埋預(yù)應(yīng)力筋，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上后，再進(jìn)行張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋(鋼筋束)。

2)本工程后張法預(yù)應(yīng)力應(yīng)用了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工。

3)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋以曲線形式布置在大跨度框架梁中，通過預(yù)埋管道、穿筋、張拉、灌漿等工序使鋼筋與混凝土結(jié)為整體，為混凝土結(jié)構(gòu)建立預(yù)應(yīng)力。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)約材料，節(jié)約能源，使用性能優(yōu)越。

4)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋(預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土不建立粘結(jié)力)主要布置在次梁及現(xiàn)澆板中，預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)張拉受力后起到抵消大面積混凝土結(jié)構(gòu)中溫度應(yīng)力的作用。

3 后張拉預(yù)應(yīng)力施工工藝流程

施工工藝流程:預(yù)應(yīng)力材料進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)→構(gòu)件普通鋼筋安裝→預(yù)埋波紋管→預(yù)應(yīng)力筋下料、制作、安裝→安裝固定端部錨固系統(tǒng)→預(yù)埋灌漿管、排氣管→隱蔽驗(yàn)收→澆筑混凝土→預(yù)應(yīng)力筋張拉→孔道灌漿→切割、封錨。

4 后張法預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備、鋼絞線及預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)

1)張拉設(shè)備:要使用與設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)備的標(biāo)定。當(dāng)使用期滿或出現(xiàn)嚴(yán)重漏油或重要部件損壞、伸長(zhǎng)量偏大或偏小、油表失靈更換等情況時(shí)，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新標(biāo)定。

2)鋼絞線:應(yīng)使用符合GB/T 224-1995預(yù)應(yīng)力砼用鋼絞線規(guī)范要求的鋼絞線，并按規(guī)定進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣復(fù)驗(yàn)。如檢驗(yàn)合格，則該檢驗(yàn)報(bào)告中的數(shù)據(jù)就作為理論伸長(zhǎng)值修正計(jì)算的依據(jù)。

3)錨固系統(tǒng):包括張拉端錨具和固定端錨具。

5 后張法預(yù)應(yīng)力施工要點(diǎn)

1)波紋管安裝:有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力所用波紋管在使用前應(yīng)進(jìn)行剛度及密封檢驗(yàn)，波紋管與墊板要密封，確保不漏漿;波紋管定位準(zhǔn)確，固定牢固。

2)預(yù)應(yīng)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(shí)要相互理順，避免纏絞。鋼筋穿好后將束號(hào)在構(gòu)件上注明，以便核對(duì)。

3)混凝土澆筑及振搗:澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)禁振搗棒直接碰撞波紋管、架立筋以及端部預(yù)埋部件，混凝土澆筑時(shí)必須有專人負(fù)責(zé)看管。

4)預(yù)應(yīng)力筋張拉:預(yù)應(yīng)力張拉采用雙控，以控制張拉力值為主(預(yù)先換算成油壓表讀數(shù))，伸長(zhǎng)值作為校核。預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋兩端及千斤頂后不得站人，聽從專人統(tǒng)一指揮。

5)孔道灌漿:灌漿料用不低于42.5級(jí)硅酸鹽水泥調(diào)制的水泥漿，水灰比不大于0.45，強(qiáng)度不小于30 N/mm2。

6)施工安全:張拉場(chǎng)地應(yīng)平整、通暢，張拉的兩端有安全防護(hù)措施。

6 預(yù)應(yīng)力理論伸長(zhǎng)值的計(jì)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(zhǎng)值校核→持荷頂壓→卸荷錨固→記錄。

2)理論伸長(zhǎng)值計(jì)算公式:

其中，ΔL為理論伸長(zhǎng)值;NP為預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力(不得大于鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%);LT為預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際長(zhǎng)度;AP為預(yù)應(yīng)力筋截面面積;ES為預(yù)應(yīng)力筋實(shí)測(cè)彈性模量。

3)伸長(zhǎng)值修正。若實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值相差超過理論伸長(zhǎng)值的±6%時(shí)，需對(duì)理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算進(jìn)行修正。

理論伸長(zhǎng)值計(jì)算公式:

其中，LT，Ap，ES均為定值，因此需對(duì)NP進(jìn)行修正。

其中，Pj為張拉控制力，超張拉時(shí)按超張拉力取值;k為孔道局部偏擺系數(shù);x為從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度(以m計(jì))，可近似取軸線投影長(zhǎng)度，對(duì)一端張拉x=LT，對(duì)兩端對(duì)稱張拉，x=LT/2;μ為預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù);θ為從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角(以弧度計(jì))，對(duì)一端張拉，θ取曲線孔道的總轉(zhuǎn)角，對(duì)兩端張拉，θ取曲線孔道的總轉(zhuǎn)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(shù)值。k和μ的取值，可根據(jù)CECS 180∶2005建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程中第24頁表5.3.1中的數(shù)值進(jìn)行調(diào)整。對(duì)重要的預(yù)應(yīng)力工程，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定實(shí)際的孔道摩擦損失。當(dāng)實(shí)測(cè)孔道摩擦損失值偏大時(shí)，可采取超張拉措施。

7 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以有效地避免或限制使用階段裂縫的開展;提高結(jié)構(gòu)的剛度，減小構(gòu)件的變形;充分利用高強(qiáng)鋼材的機(jī)械性能，節(jié)約鋼材;并能有效地減小構(gòu)件的尺寸及結(jié)構(gòu)的自重，減少工程的投資;會(huì)展中心工程中除應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)外，由于單層面積較大，還設(shè)置了后澆帶，后澆帶區(qū)域預(yù)應(yīng)力施工受后澆帶混凝土澆筑時(shí)間和強(qiáng)度的要求，施工較晚，導(dǎo)致框架主體施工時(shí)間比一般框架主體施工時(shí)間較長(zhǎng)，周轉(zhuǎn)材料占用量較大。