工業(yè)與民用建筑工程中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的具體應(yīng)用

【摘 要】近年來，混凝土因?yàn)榫哂斜阌跐仓?、振搗時(shí)不離析、力學(xué)性能穩(wěn)定、早期強(qiáng)度高、具有長(zhǎng)期的力學(xué)性能，抗?jié)B性，密實(shí)性，水化熱，韌性，體積穩(wěn)定性等性能的耐久的特點(diǎn)，近年來成為當(dāng)代工民建筑的主要建筑原料，本文在介紹有粘結(jié)機(jī)械張拉后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工的工藝原理、張拉機(jī)械、錨具及施工工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，深入探討了預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的具體應(yīng)用，希望對(duì)行業(yè)發(fā)展有所幫助。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力混凝土 原理 應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)除了具有高強(qiáng)度的特點(diǎn)之外，還具有相當(dāng)高的剛度、彈性模量和耐久性，由于受到物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的制約，使得普遍混凝土的作用不能長(zhǎng)久，進(jìn)而減少了他們的壽命，而預(yù)應(yīng)力因?yàn)橐陨蟽?yōu)點(diǎn)混凝士不僅較為廣泛地應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的屋架、吊車梁、空心樓板、大型屋面板和交通運(yùn)輸方面的橋梁、軌枕，以及電桿、樁等方面，而且已應(yīng)用到礦井支架、海港碼頭、造船等方面，其耐久性、節(jié)約原材料、自重減輕等優(yōu)點(diǎn)得到普遍的共識(shí)，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中技術(shù)人員相應(yīng)增添了張拉機(jī)具和錨固裝置，制作工藝也較為復(fù)雜。下面主要介紹有粘結(jié)機(jī)械張拉后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工的工藝原理、張拉機(jī)械、錨具及施工工藝技術(shù)。

一、工藝原理

有粘結(jié)機(jī)械張拉后張法預(yù)應(yīng)力混凝土是在構(gòu)件制作時(shí)，在放置預(yù)應(yīng)力筋的部位預(yù)留孔道，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（一般不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的 75%），將預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道中并進(jìn)行張拉，然后用錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件上，最后進(jìn)行孔道灌漿。預(yù)應(yīng)力筋隨的張拉力通過錨具傳遞給混凝土構(gòu)件，使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。

二、張拉設(shè)備及機(jī)具

后張法使用張拉機(jī)械有拉桿式千斤頂、錐錨式雙作用千斤頂及 YC-60 型穿心式千斤頂。機(jī)具設(shè)備及儀表，應(yīng)由專人使用和管理，定期維護(hù)和標(biāo)定。

張拉設(shè)備應(yīng)配套標(biāo)定，以確定張拉力與壓力表讀數(shù)的關(guān)系曲線，并配套使用。標(biāo)定期限不宜超過半年。張拉設(shè)備標(biāo)定時(shí)，千斤頂活塞的運(yùn)行方向應(yīng)與實(shí)際張拉工作狀態(tài)一致；標(biāo)定張拉設(shè)備用的試驗(yàn)機(jī)或測(cè)力計(jì)精度，不得低于±2%。壓力表的精度不宜低于 15 級(jí)，最大量程不宜小于設(shè)備額定張拉力的 13 倍。當(dāng)發(fā)生機(jī)具有下料用的放線盤及吵輪切割機(jī)，灌漿用砂攪拌機(jī)、灌漿泵、過濾器及噴漿嘴等時(shí)應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備重新標(biāo)定。

三、后張法施工的錨具

單根粗鋼筋用作預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，張拉端采用螺絲端桿錨具，固定端采用幫條錨具或鐓頭錨具。鋼筋或鋼絞線束用作預(yù)應(yīng)力筋，張拉端采用 JM12 型錨具，固定端采用鐓頭錨具。鋼絲束用作預(yù)應(yīng)力筋，張拉端采用錐形螺桿錨具、DM5A 型鐓頭錨具，固定端采用 DM5B型鐓頭錨具。另外，還有多孔夾片錨固體系QM、XM、OVM 等。

四、后張法施工工藝

（一）預(yù)應(yīng)力筋制作

1. 單根鋼筋的制作?！惆ㄅ淞?、對(duì)焊、冷拉制等工序。鋼筋的下料長(zhǎng)度應(yīng)由計(jì)算確定，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮錨具的特點(diǎn)、對(duì)焊接頭的壓縮量、鋼筋的冷拉氣率和彈性回縮率、構(gòu)件的長(zhǎng)度等因素。

2.鋼筋束（鋼絞線束）的制作。鋼筋束或鋼絞線束的下料長(zhǎng)度計(jì)算既要考慮受錨具影響又要考慮受張機(jī)械影響。為了保證穿入構(gòu)件孔道中的預(yù)應(yīng)力筋束不發(fā)生扭結(jié)，必須要進(jìn)行編束工作：首先把鋼筋理順，然后用 18-22 號(hào)鉛絲每隔 1.0 m 左右綁扎一孔道，形成束狀。

3.鋼絲束的制作。包括調(diào)直、下 料 、編束和安裝錨具等工序。鋼絲下料時(shí)如發(fā)現(xiàn)鋼絲表面有電接頭或機(jī)械損傷，應(yīng)隨時(shí)剔除。為了保證每根鋼絲長(zhǎng)度相等，以使預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)每根鋼絲受力均勻—致，采用錐形螺桿錨具和鐓頭錨具時(shí)，均應(yīng)壓采用應(yīng)力下料。為了防止鋼絲互相扭結(jié)，應(yīng)對(duì)鋼絲進(jìn)行編束，在平整的場(chǎng)地把鋼絲理順放平，然后在全長(zhǎng)每隔 1 米用鐵線將鋼絲編成簾子狀。最后，每隔 l 米放置—個(gè)直徑與螺桿直徑相—致的鋼絲彈簧圈做為襯圈，將編好的鋼絲簾繞襯圈形成束，再用鐵線綁扎牢固。

（二）孔道留設(shè)

孔道留設(shè)是后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件制作中的關(guān)鍵工序之一。預(yù)留孔道的尺寸與位置要正確，孔道應(yīng)平順；端部的預(yù)埋墊板應(yīng)垂直于孔道中心線并用螺栓或釘子固定在模板上以防止?jié)仓炷習(xí)r發(fā)生走動(dòng)。對(duì)于直線孔可采用鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預(yù)埋管法；對(duì)于曲線、折線孔道可采用膠管抽芯法和預(yù)埋管法。鋼筋抽芯法和膠管抽芯法主要用于預(yù)制構(gòu)件，管道可重復(fù)使用，成本較低。預(yù)埋管法可采用薄鋼管、鍍鋅鋼管與波紋管（金屬波紋管或塑料波紋管）等。對(duì)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)金屬波紋管留孔，可在波紋管上開洞，其上覆蓋海綿墊片與帶嘴的塑料弧形壓板，并用鐵絲扎牢，再用增強(qiáng)塑料管插在嘴上，并將其引出梁頂面 400～500mm，且灌漿孔的間距不宜超過 30m。

（三）預(yù)應(yīng)力筋的張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，若設(shè)計(jì)無要求，混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的 75%。對(duì)于拼裝的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，其拼縫處混凝土或砂漿強(qiáng)度如無設(shè)計(jì)要求時(shí)，不宜低于塊體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的40%，而且不能低于 15MPa。

（四）孔道灌漿。預(yù)應(yīng)力筋張拉后，孔道應(yīng)盡快灌漿?！悴捎盟嗌皾{，對(duì)于空隙大的孔道，水泥漿中可摻入適量細(xì)砂。應(yīng)采用不低于 425 級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比宜采用 0.4～0.5，摻入適量減水劑時(shí)，水灰比可減小到 0.35，但減水劑應(yīng)對(duì)鋼筋無腐蝕性作用。灌漿前應(yīng)對(duì)錨具夾片空隙和其他可能產(chǎn)生的漏漿處采用水泥漿或結(jié)構(gòu)膠封堵。灌漿順序應(yīng)先下后上。拌好的水泥漿必須通過過濾器置于貯漿桶內(nèi)，并不斷攪拌，以防泌水沉淀。灌漿應(yīng)緩慢均勻地進(jìn)行，不得中斷，并要做到排氣通順。不摻外加劑的水泥漿，可采用二次灌漿法。封閉順序沿灌注方向依次封閉。二次灌漿時(shí)間要掌握恰當(dāng)，一般在水泥漿泌水基本完成但初凝尚未開始時(shí)進(jìn)行。當(dāng)室外溫度低于 +5℃時(shí)，孔道灌漿應(yīng)采取抗凍保溫措施，以防止?jié){體凍脹使混凝土沿孔道產(chǎn)生裂紋。

（五）封錨施工。構(gòu)件張拉完畢后，應(yīng)檢查端部和其它部位是否有裂縫，并填寫張拉記錄表，預(yù)應(yīng)力筋錨固定后的外露部分宜采用機(jī)械方法切割，其外露長(zhǎng)度不宜小于預(yù)應(yīng)力筋直徑的 15 倍，且不宜小于 30mm。對(duì)外露的錨具，必須要涂刷防銹漆，并用混凝土進(jìn)行封裹。

綜上所述，混凝土為一種能滿足特殊性能和特殊用途的混凝土，僅采用常規(guī)材料、普通拌和、澆筑和養(yǎng)護(hù)等措施達(dá)不到高性能混凝土的要求，而是必須通過提高澆筑、搗實(shí)的方法來提高混凝土的長(zhǎng)期力學(xué)性能、初期強(qiáng)度、剛度和體積穩(wěn)定性以及延長(zhǎng)其在惡劣環(huán)境下的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡躍.現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)新方法[A].新世紀(jì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)創(chuàng)新學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2002.

[2汪劍.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋豎向預(yù)應(yīng)力損失的理論分析與試驗(yàn)研究[A].第十七屆全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2006.