大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討

李正生　黃橋偉

（湖南省電力公司柘溪水力發(fā)電廠　湖南　安化　413508）

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討

李正生黃橋偉

（湖南省電力公司柘溪水力發(fā)電廠湖南安化413508）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑物的質(zhì)量要求也逐漸提高?；炷两Y(jié)構(gòu)施工時(shí)城市建筑施工的重要部分，而隨著高大建筑物數(shù)量的不斷增多，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)得到了越來越廣泛的運(yùn)用。提高大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平，對(duì)于提高建筑物施工質(zhì)量有著重要意義。本文主要對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中所需注意的問題進(jìn)行了探討，提出了施工的技術(shù)要點(diǎn)，旨在為大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工提供一定的借鑒。

大跨度；預(yù)應(yīng)力；混凝土結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

引言

隨著城鎮(zhèn)化步伐的加快，城市建筑工程日益增多，建筑物結(jié)構(gòu)向著大跨度、大空間的方向發(fā)展，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來越廣泛，作為施工技術(shù)中的難點(diǎn)，加強(qiáng)其施工技術(shù)的研究，有利于提升建筑行業(yè)的技術(shù)水平，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)力學(xué)、材料學(xué)等多門學(xué)科，施工技術(shù)復(fù)雜，是一項(xiàng)難度較大的系統(tǒng)工程。

1　大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中需要注意的問題

1.1合理布置預(yù)應(yīng)力筋

我國常用的預(yù)應(yīng)力鋼筋包括熱處理鋼筋、消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線三種。其中熱處理鋼絲強(qiáng)度高、松弛小，以盤圓形式供應(yīng)，便于實(shí)際施工；消除應(yīng)力鋼絲包括光面、螺旋肋和刻痕三種形式；鋼絞線的混凝土粘結(jié)強(qiáng)度高，是由一股3根和一股7根不同直徑的高強(qiáng)度鋼絲絞制在一起制成的。

一般情況下，預(yù)應(yīng)力筋布置會(huì)按照跨中與支座正負(fù)彎矩以拋物線的形式交替出現(xiàn)規(guī)律布設(shè)，各種無梁大板結(jié)構(gòu)框架之間柱上板帶跨中部分屬于正彎矩區(qū)域，假如預(yù)應(yīng)力的鋼筋在此區(qū)域內(nèi)彎起，負(fù)彎矩區(qū)將集中出現(xiàn)在柱附近區(qū)域，對(duì)板的受力極為不利。而正確的布置方式為在跨中大部分區(qū)域內(nèi)不彎起預(yù)應(yīng)力鋼筋，而靠近在柱附近的負(fù)彎矩區(qū)將部分預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起。這樣的情況要求施工人員嚴(yán)格根據(jù)圖紙說明進(jìn)行施工，避免出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋布筋曲線的錯(cuò)誤。此外，邊跨板中預(yù)應(yīng)力鋼筋的布筋類型不適宜采用四段拋物線形式，否則會(huì)造成邊跨梁附近應(yīng)力過大，使板在邊跨梁附近的抗裂性無法達(dá)到要求。在實(shí)際施工過程中，要采用二段拋物線或三段拋物線形式根據(jù)邊跨板的受力特點(diǎn)進(jìn)行鋼筋布置。

最常用的鋼筋布置方案時(shí)在跨中板帶中占1/3左右，另2/3鋼筋布置在柱上板帶中。這種方法是最節(jié)省原材料的確保板受力合理的布置方案，但板跨相差超過20%及以上的多跨連續(xù)板則要使用長跨方向集中布筋的方法，即在跨中板帶布1/3左右或均勻布置，短跨方向柱上板帶布2/3的布置方案。

在具體的施工中，布置預(yù)應(yīng)力筋主要要注意：①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的鋪放，處理好鋼筋鋪放布置的順序，盡量減少鋼筋交叉穿束的情況，固定好承壓板及梁端鋼筋網(wǎng)片等；②在鋪設(shè)時(shí)，必須保證鋼筋保護(hù)層的厚度，使其達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求；④在上下層鋼筋間設(shè)置措施保證預(yù)應(yīng)力筋的矢高，在此過程中，要防止鋼絞線相互纏繞；⑤為防止鋼絞線在澆搗混凝土?xí)r發(fā)生變位，應(yīng)每隔5m進(jìn)行一次固定；⑤在鋼絞線與預(yù)埋管路發(fā)生沖突時(shí)，要以鋼絞線優(yōu)先。

1.2連續(xù)構(gòu)件

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)構(gòu)件設(shè)置能夠增強(qiáng)其受彎承載力，使得預(yù)應(yīng)力筋不僅可用作正彎矩筋亦能用作負(fù)彎矩筋，削弱了支座處附加彎矩對(duì)柱子的不利影響。因此，在實(shí)際施工中，要注意盡量將單跨預(yù)應(yīng)力梁截面延伸以達(dá)到連續(xù)結(jié)構(gòu)效果，使其支座形成的剛性節(jié)點(diǎn)，具備良好的結(jié)構(gòu)性能。

1.3抗震性能

混凝土的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有普通混凝土結(jié)構(gòu)所不具備的良好抗震性能。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)多會(huì)用于需要抗震的地區(qū)，因此，在進(jìn)行大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，要注意采取能夠提高結(jié)構(gòu)抗震性的施工方式，一般來說，就是采用豎向預(yù)應(yīng)力加固普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。提高大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土的抗震性能，可以從以下幾個(gè)方面著手：①在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的理論分析，計(jì)算出構(gòu)建在豎直和水平方向作用力下的內(nèi)力包絡(luò)圖，調(diào)整支座和跨中截面；②進(jìn)行符合延性要求的非預(yù)應(yīng)力鋼筋布置，測(cè)算出的配置情況；④對(duì)內(nèi)力隨截面位置變化情況圖形進(jìn)行核算。

2　大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1臨時(shí)支撐施工

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)多用于建筑的轉(zhuǎn)換梁施工中，轉(zhuǎn)換梁施工時(shí)所承受的荷載較大，因此，首先要做好其臨時(shí)支撐工作，在實(shí)際施工過程中，普遍采用的支撐方法有常規(guī)施工法、疊合澆筑支撐法和設(shè)立鋼結(jié)構(gòu)支撐法。

2.1.1常規(guī)支撐法

常規(guī)支撐法在轉(zhuǎn)換梁施工中應(yīng)用最為廣泛的是鋼管腳手架支撐體系，這種體系的主要特點(diǎn)是一次支模一次澆筑混凝土成形，其施工工序較為簡單，是一種常規(guī)的混凝土澆筑方法和模板支撐形式。

2.1.2疊合澆筑支撐法

疊合澆筑施工法主要運(yùn)用了疊合梁的原理，實(shí)際操作過程中，需要將轉(zhuǎn)換梁分為2～3次進(jìn)行澆筑疊合成型。這種方法可以利用第一次澆筑混凝土形成的梁支承第二次澆筑混凝土的自重及施工荷載，以此類推。一般情況下，首次澆筑的混凝土高度為梁高的1/4。

2.1.3設(shè)立鋼結(jié)構(gòu)支撐法

普通的支撐法無法滿足大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工的要求，因此在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工中，設(shè)立鋼結(jié)構(gòu)是最為常用的支撐法。鋼結(jié)構(gòu)支撐剛度較強(qiáng)，能夠較好地滿足大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工對(duì)于支撐體系強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，實(shí)際施工中，還可使用鋼管腳手架作為鋼結(jié)構(gòu)支撐的輔助。

2.2混凝土工程施工

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工中，要著重避免各種裂縫的產(chǎn)生，對(duì)于各種裂縫的防治需要根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因采取不同的裂縫控制措施，混凝土裂縫控制措施分類如表1所示。

表1　裂縫控制措施分類

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土很大部分上屬于大體積混凝土施工，其受到的混凝土的溫度變化而出現(xiàn)裂縫的幾率較大，因此，在混凝土工程施工中要重點(diǎn)控制混凝土工程中的溫度裂縫和收縮裂縫。

混凝土的質(zhì)量控制可以從原材料的選取、施工技術(shù)方法、建筑結(jié)構(gòu)形式、混凝土養(yǎng)護(hù)等方面入手，做好混凝土工程中的溫度檢測(cè)，控制混凝土的絕熱升溫，保證混凝土的降溫速度，減少混凝土因溫度變化過快導(dǎo)致的裂縫，確?；炷恋臐仓|(zhì)量，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全性，延長其使用壽命。為確?；炷临|(zhì)量，可以在施工前對(duì)裂縫控制進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，為混凝土的裂縫控制提供理論依據(jù)。

2.3預(yù)應(yīng)力工程施工

預(yù)應(yīng)力工程施工方法分為先張法和后張法，兩種方法的施工順序分別如圖1～2所示。預(yù)應(yīng)力施工可以采用分階段張拉技術(shù)，這種技術(shù)能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是預(yù)應(yīng)力施工的重要方法。在預(yù)應(yīng)力工程施工前，必須嚴(yán)格檢查施工所需要用到的鋼絞線、錨具、夾片、波紋管等材料，保證其使用質(zhì)量。施工時(shí)，需要特別注意：①為防止預(yù)應(yīng)力筋被混凝土漏漿粘住，需要在混凝土初凝前經(jīng)常性地拉動(dòng)預(yù)應(yīng)力筋；②混凝土澆筑后，往往需要經(jīng)過很長一段時(shí)間才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉和孔道灌漿，分階段張拉技術(shù)需要間隔的時(shí)間更長，因此，需要采取預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護(hù)措施，防止其銹蝕。

3　結(jié)語

我國建筑業(yè)已進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和高大建筑物的快速出現(xiàn)，決定了我國大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)將越來越廣泛地運(yùn)用到各個(gè)建筑工程項(xiàng)目中。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)有著普通混凝土結(jié)構(gòu)不具備的優(yōu)點(diǎn)和特性，能夠較好地適用于各種施工過程復(fù)雜、施工規(guī)模大、施工時(shí)間長的建筑工程中。因此，加強(qiáng)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究，有利于我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，推動(dòng)我國城市的建設(shè)。

圖1　先張法施工順序

圖2　后張法施工順序

[1]許艷松.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2010，42（19）：38～42.

[2]彭震，周志學(xué).大跨度有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁施工技術(shù)探討[J].廣東建材，2009（1）：31～33.

[3]王超.探討大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].科學(xué)之友，2011（21）：81～82.

[4]盧山.探討大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].科學(xué)之友（旬刊），2010（16）：66～67.

TM755

A

1673-0038（2015）19-0052-02

2015-3-25

李正生（1973-），男，工程師，本科，主要從事土建施工與工程監(jiān)理工作。

黃橋偉（1971-），男，工程師，本科，主要從事土建施工與工程監(jiān)理工作。