剌 江 紅
(山西省第三建筑工程公司,山西 長(zhǎng)治 046000)
大直徑筒倉(cāng)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的研究
剌 江 紅
(山西省第三建筑工程公司,山西 長(zhǎng)治 046000)
結(jié)合工程實(shí)例,介紹了大直徑筒倉(cāng)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝的原理,對(duì)預(yù)應(yīng)力筋鋪放、張拉、伸長(zhǎng)量計(jì)算等操作要點(diǎn)進(jìn)行了論述,并給出了施工機(jī)械設(shè)備材料、質(zhì)量、安全、環(huán)保等措施,指出該工藝具有良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
筒倉(cāng),預(yù)應(yīng)力,張拉,伸長(zhǎng)量,效益
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,工業(yè)工程建設(shè)的持續(xù)拓展,筒體結(jié)構(gòu)在工業(yè)工程占有的比重越來(lái)越大,尤其是針對(duì)大直徑、連體筒倉(cāng)等結(jié)構(gòu)的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力將被廣泛應(yīng)用于工業(yè)工程建設(shè)中。本工程技術(shù)主要通過(guò)對(duì)大直徑筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的研究,從鋼絞線(xiàn)的下料切割、穿束至張拉、封錨全過(guò)程出發(fā),來(lái)提升滑模的施工速度,加快工程的施工進(jìn)度。
襄垣縣王橋鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)180項(xiàng)目,筒倉(cāng)工程有2座,內(nèi)徑27 m,筒壁厚400 mm,總體高度57.3 m。筒倉(cāng)的倉(cāng)壁預(yù)應(yīng)力筋按環(huán)向布置,每座倉(cāng)7.400 m~49.68 m,共設(shè)置88圈7-φj15.2無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力中心距倉(cāng)壁內(nèi)側(cè)250 mm,距倉(cāng)壁外側(cè)150 mm。
無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝就是在構(gòu)件中預(yù)先鋪放無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,在構(gòu)件混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,承受外部荷載以前,預(yù)先采用張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法,使構(gòu)件受拉區(qū)域先受到壓應(yīng)力,來(lái)抵消部分或全部使用階段拉應(yīng)力,限制裂縫出現(xiàn),提高構(gòu)件剛度。筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)中滑模施工工藝主要是利用穿心式爬升千斤頂,依附絕緣支撐桿,由千斤頂帶動(dòng)工具式模板滑升,完成混凝土澆筑。
3.1 施工流程圖
施工準(zhǔn)備→對(duì)照?qǐng)D紙實(shí)體放樣→鋼筋綁扎→滑模安裝→安裝錨墊板及螺旋筋→鋪放預(yù)應(yīng)力筋→混凝土澆筑→預(yù)應(yīng)力張拉。
3.2 操作要點(diǎn)
1)預(yù)應(yīng)力筋鋪放。a.基本要求:預(yù)應(yīng)力筋每束的兩端外露40 cm,張拉端外露長(zhǎng)度30 cm,每30 cm校核無(wú)粘結(jié)筋的間距及標(biāo)高。b.預(yù)應(yīng)力筋位置的控制:滑升系統(tǒng)的操作平臺(tái)至提升架下橫梁間50 cm,無(wú)粘結(jié)束的間距為30 cm。每個(gè)提升間隔可以鋪放一圈預(yù)應(yīng)力筋,數(shù)量為14根。c.預(yù)應(yīng)力原材控制:施工時(shí)把無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋吊運(yùn)至提升平臺(tái)上,肉眼觀察是否有破損,局部破損可用水密性膠帶進(jìn)行纏繞修補(bǔ),大面積蜂窩的預(yù)應(yīng)力筋全部報(bào)廢。d.預(yù)應(yīng)力筋位置的控制:在筒壁上標(biāo)出預(yù)應(yīng)力筋30 cm的位置并焊接支架。e.標(biāo)高及垂直度的控制:在預(yù)應(yīng)力筋鋪放過(guò)程中,平臺(tái)每滑升3 m~4 m高度后用水平儀和經(jīng)緯儀校核,保證30 cm為提升高度。
2)預(yù)應(yīng)力筋張拉。張拉端錨固系統(tǒng)構(gòu)造見(jiàn)圖1。a.預(yù)應(yīng)力筋原始長(zhǎng)度的測(cè)量?,F(xiàn)澆無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土,直接用鋼尺測(cè)出張拉端無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋外露長(zhǎng)度40 cm。b.錨具組裝。安裝錨具:將張拉端清理干凈,無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋剝皮后塞入錨具孔內(nèi)。夾片安裝:錨具安裝完畢后,將每根預(yù)應(yīng)力筋理順再安裝夾片,夾片應(yīng)以?shī)A緊預(yù)應(yīng)力筋為準(zhǔn)。c.預(yù)應(yīng)力筋張拉?,F(xiàn)場(chǎng)筒倉(cāng)筒壁為C30混凝土,其抗壓強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。同一圈中的兩束A圈,B圈(相對(duì)錯(cuò)開(kāi)90°)預(yù)應(yīng)力,采用隔圈同時(shí)張拉(如圖2所示)。伸長(zhǎng)值的實(shí)測(cè)值與理論值之間的誤差應(yīng)在-6%~6%之間(見(jiàn)表1)。d.張拉記錄。在張拉記錄表上填清所有項(xiàng)目,如預(yù)應(yīng)力筋號(hào)、千斤頂號(hào)以及油表號(hào)等;張拉完畢后歸類(lèi)整理張拉原始記錄。
表1 預(yù)應(yīng)力筋張拉參數(shù)表
3.3 預(yù)應(yīng)力張拉伸長(zhǎng)量計(jì)算
根據(jù)CECS 180∶2005建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程5.5.1-2項(xiàng)預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力計(jì)算公式計(jì)算。
其中,Pm為預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力,N;Pj為預(yù)應(yīng)力張拉端的張拉力,N。
根據(jù)JGJ/T 92—2004無(wú)粘結(jié)混凝土技術(shù)規(guī)程要求,系數(shù)k取0.004,摩擦系數(shù)μ取0.09,圖紙?jiān)O(shè)計(jì)采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(xiàn)φs15.2 mm,整根鋼絞線(xiàn)截面積為140 mm2,其力學(xué)性能為:fpk=1 860 MPa,Ep=1.95×105MPa,錨下控制應(yīng)力為0.7fpk,考慮錨固體系摩阻損失,采取超張拉3%,則:σcon=0.7fpk×1.03=1 341.1 MPa。
7根預(yù)應(yīng)力筋的張拉力為1 314.24 kN。
平均張拉力計(jì)算:
設(shè)計(jì)單根無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在池壁中凈長(zhǎng)度x=46.2 m。
分切線(xiàn)的夾角之和θ=2.921 8 rad。
因?yàn)橥矀}(cāng)中預(yù)應(yīng)力筋采用兩端張拉的方式,其中的x,θ均取一半,然后將各數(shù)據(jù)代入平均張拉力計(jì)算公式中得:
7根預(yù)應(yīng)力鋼束的平均張拉力Pm=1 182.5 kN。
3.4 預(yù)應(yīng)力鋼束理論伸長(zhǎng)量計(jì)算
根據(jù)CECS 180∶2005建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程第5.5.1-1項(xiàng)預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值計(jì)算公式為:
將以上各鋼束相關(guān)數(shù)據(jù)分別代入此公式得:103%鋼束伸長(zhǎng)量:ΔL=286 mm。
1)主要機(jī)械設(shè)備配置表見(jiàn)表2。
表2 主要機(jī)械設(shè)備配置表 臺(tái)
2)主要材料配置表見(jiàn)表3。
表3 主要材料配置表 t
1)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 14370—2007預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具及連接器,GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范,GB/T 5224—2003預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線(xiàn)規(guī)范要求。
2)預(yù)應(yīng)力原材的質(zhì)量控制。a.預(yù)應(yīng)力原材料進(jìn)場(chǎng)后,檢查制造商的商標(biāo)或永久性標(biāo)記是否齊全。b.安裝前,對(duì)原材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),合格后方可使用。
1)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須戴好安全帽;2)成盤(pán)預(yù)應(yīng)力筋開(kāi)盤(pán)時(shí)應(yīng)采取措施防止尾端彈出傷人;3)嚴(yán)格防止與電源搭接,電源不準(zhǔn)裸露;4)高處作業(yè)時(shí),應(yīng)有安全防護(hù);5)在預(yù)應(yīng)力筋張拉軸線(xiàn)的前方和高處作業(yè)時(shí),結(jié)構(gòu)邊緣與設(shè)備之間不得站人;6)油泵使用前應(yīng)進(jìn)行常規(guī)檢查,重點(diǎn)是安全閥在設(shè)定油壓下不能自動(dòng)開(kāi)通;7)輸油路做到“三不用”,即輸油管破損不用,接口損傷不用,接口螺母不扭緊、不到位不用;不準(zhǔn)帶壓檢修油路;8)使用油泵不得超過(guò)額定油壓,千斤頂不得超過(guò)規(guī)定張拉最大行程;油泵和千斤頂?shù)倪B接必須到位;9)電氣應(yīng)做到:接地良好、電源不裸露,不帶電檢修,檢修工作由電工操作;10)切筋時(shí),應(yīng)防止斷筋飛出傷人。
1)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)道路全部硬化,在大門(mén)口設(shè)置車(chē)輛清洗處,對(duì)出場(chǎng)車(chē)輛進(jìn)行清洗。2)嚴(yán)格管理施工垃圾,做到分類(lèi)整理,不亂丟、亂拋。3)在施工過(guò)程中,自覺(jué)地形成環(huán)保意識(shí),減少施工產(chǎn)生的噪聲和環(huán)境污染。4)預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉設(shè)備定期保養(yǎng)、維護(hù),避免油管漏油污染作業(yè)面。5)張拉過(guò)程中割下的預(yù)應(yīng)力筋或保護(hù)皮,集中堆放、回收利用。
1)減少筒壁的拉應(yīng)力,使混凝土不開(kāi)裂,克服普通鋼筋混凝土在使用階段出現(xiàn)裂縫。2)施工時(shí)不需要留洞、灌漿,張拉不占用時(shí)間、工期縮短。3)減少構(gòu)件截面尺寸,降低用鋼量。4)由于減少工序和工程量,用工隨之減少,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。5)在工期、質(zhì)量及安全上均受到了建設(shè)單位和監(jiān)理單位的一致好評(píng),為我公司贏得了良好社會(huì)信譽(yù),為公司在長(zhǎng)治市的市場(chǎng)上發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。6)該預(yù)應(yīng)力施工簡(jiǎn)單,安裝方便,價(jià)格低廉,減少工序,沒(méi)有對(duì)周邊環(huán)境造成污染。7)在施工中運(yùn)用了無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土后,節(jié)約了材料,降低了造價(jià),減輕了結(jié)構(gòu)自重,增加了耐久性,提高了抗裂度和剛度。
通過(guò)對(duì)大直徑筒倉(cāng)無(wú)粘結(jié)技術(shù)的研究與應(yīng)用,節(jié)約了材料,降低了成本,減輕結(jié)構(gòu)自重,在施工中減少了不必要的施工工序,各項(xiàng)機(jī)具安裝拆卸簡(jiǎn)單,減少用工,是值得我們研究的一門(mén)技術(shù)。
[1] 姜福財(cái),劉言松,于明麗.無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用[J].山東水利,2010(11):76-78.
[2] 王 晶.無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在圓形混凝土筒倉(cāng)中的應(yīng)用[J].貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001,30(3):91-94.
[3] 閻玉敏,楊東暉,王海飆.滑模施工技術(shù)在預(yù)應(yīng)力筒倉(cāng)工程中的應(yīng)用[J].森林工程,2010,26(3):37-39.
[4] 段春勇,王振輝,杜紅軍.預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)在大直徑筒倉(cāng)中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技,2009(25):55-58.
Study on unbonded prestressed construction technology of large-diameter silo
La Jianghong
(Shanxi3rdBuildingEngineeringCorporation,Changzhi046000,China)
Combining with engineering examples, the paper introduces unbonded prestressed construction technology principles of large-diameter silo, discusses prestressed reinforcement paving, tension and elongation calculation and other points, and shows construction machinery equipment material, quality, safety and environment protection and other measures, and finally points out its good economic and social benefits.
silo, prestress, tension, elongation, benefit
2015-06-08
剌江紅(1980- ),女,工程師
1009-6825(2015)23-0087-02
TU757
A