寒冷地區(qū)緩粘結預應力筋低溫張拉施工技術

王作為 肖興棟 姜現(xiàn) 王忠林

中國建筑第八工程局有限公司東北分公司，中國·黑龍江 哈爾濱 150000

1 引言

近年來，在中國北方冬期施工的場館類項目越來越多，為的就是在有限的施工期內最大程度地完成位于關鍵線路的主體施工，加快料具周轉，進而降低生產成本，同時也為后續(xù)其他專業(yè)工種提供作業(yè)面進行提前穿插施工。而場館類工程的特點就是體量巨大、跨度大，多用預應力結構。同時，施工周期長，特別是北方，一年中適合緩粘結預應力張拉的時間僅有7個月，而這其中混凝土施工又要占去絕大數(shù)時間?？缒陱埨綒鉁睾线m，將浪費掉寶貴的5個月工期。

而常規(guī)方法有電加熱預應力，進行張拉。但會展項目梁大跨度大，單梁預應力筋達到144根，通過柔性導線連接，將預應力筋兩兩串聯(lián)加熱張拉，工程量巨大，加熱效率及張拉效率緩慢，不能有效地連續(xù)張拉。加之混凝土施工振搗，很難確保澆筑后柔性導線能夠有效地連接預應力筋。

針對上述條件，論文給出一種施工措施，能避免低溫對緩粘結預應力筋張拉施工的影響。

2 工程概況

哈爾濱東北亞國際博覽城項會展中心項目位于中國哈爾濱市松北區(qū)東北亞大街與中源大道交匯處，會展中心8.10m層、15.20m層以及21.5m層的大跨度結構在采用緩粘結預應力技術。預應力筋規(guī)格為直徑17.8mm緩粘結預應力鋼絞線。緩凝黏合劑的標準張拉適用期為180d，標準固化時間為540d。張拉控制應力1395Mpa。冬期預應力張拉涉及15.20m高大模板預應力混凝土結構，X向45跨、Y向32跨預應力梁，共295噸預應力筋需要在冬期進行張拉[1]。

3 工藝原理

3.1 熱源

通過電伴熱帶產生持續(xù)、穩(wěn)定的高溫，對預應力混凝土結構進行持續(xù)升溫，外側用保溫材料對電伴熱帶及預應力混凝土結構進行全覆蓋，避免熱量散失。

3.2 熱源改進

僅僅通過上述思路，無法批量集成產生持續(xù)有效地熱源。需要對熱源進行改進，使發(fā)熱源的布置簡單而易于操作、同時又能周轉使用，降低使用成本。

基于此，如圖1所示，根據梁截面的尺寸，采用雙層硅膠耐高溫布夾30mm厚棉氈形成單張1250×2100mm的單向導熱熱輻射膜，其任一面以S形式敷設間距80mm的阻燃電伴熱帶，阻燃電伴熱末端用回路器連接，沿其正反面長邊位置分別設置自粘帶，便于熱輻射膜之間粘連接長使用。每一張熱輻射膜均單獨連接到控制配置器上[2]。

圖1 單向導熱熱敷設膜加工示意圖

3.3 工藝特點

①由雙層熱輻射膜+棉氈構成單向導熱熱輻射膜，具有熱效高，防火阻燃，單向傳熱的特點。

②單向導熱熱輻射膜，可任意搭粘接長周轉使用，粘連成片時形成導熱熱輻射膜群，操作簡便。

③單向導熱熱輻射膜，發(fā)熱部位為阻燃電伴熱帶，使用安全，沒有安全隱患。

④對于緩粘結預應力張拉施工，在北方冬期不受氣溫影響。

⑤單向導熱熱輻射膜所用材料可以隨意安裝拆除，重復周轉利用，使用率較高。

⑥通過工廠定尺加工，進場采用直接拼接的方式，簡化敷設操作工藝，可加快施工進度。

4 低溫張拉施工工藝

4.1 施工流程圖

低溫張拉施工流程圖見圖2。

圖2 施工流程圖

4.2 施工工藝

4.2.1 布置預應力梁頂熱輻射膜

①板面上，沿預應力梁鋪設熱輻射膜，使熱輻射膜長邊垂直于梁。通長布置時，使用熱輻射膜兩邊的自粘帶，相互粘緊相鄰的熱輻射膜，如圖3所示。

圖3 梁頂熱敷設膜鋪設

②每張熱輻射膜通過接線器，單獨連接到控制配置器上。每個控制配置器可同時控制24張熱輻射膜。

4.2.2 布置預應力梁側熱輻射膜

①將預應力梁兩側的模板、木方、鋼管等材料拆除清運干凈，只留梁兩側混凝土面做加熱面。

②用水泥釘穿過熱輻射膜上部將其固定在梁側混凝土上。

③為避免熱輻射膜下部散熱，將下部采用水泥釘固定在梁側混凝土上。

④梁側輻射膜接長時，使用熱輻射膜兩邊的自粘帶，粘連接長

⑤完成整條預應力梁熱輻射膜布置后，將熱輻射膜通過接線器，單獨連接到控制配置器上。

其中，圖4為梁側熱敷設膜鋪設示意圖。

圖4 梁側熱敷設膜鋪設

4.2.3 試驗段加熱

將控制配置器連接到二級箱上，開始對所有熱輻射膜上的電伴熱帶持續(xù)進行通電加熱，使梁頂、梁兩側的預應力混凝土溫度得以升高，如圖5所示。

圖5 熱輻射膜升溫示意圖

4.2.4 試張拉判定加熱周期

①通過不斷地溫度監(jiān)測，以確定加熱的周期，滿足緩粘結預應力筋張拉的控制應力及張拉實際伸長量的要求。避免長時間加熱，造成電力浪費。

②電伴熱的溫度經實測可以達到90℃，且不受環(huán)境氣溫影響。

③室外平均氣溫在-12℃、-7℃、-1℃的不同氣溫條件下，實測得到熱輻射膜內混凝土表面溫度，均在55℃～61℃，推斷出：經熱輻射膜覆蓋加熱的混凝土表面溫度不受環(huán)境氣溫影響。

④由于冬期粘結預應力筋的緩粘結劑無法正常工作，張拉控制應力能一直滿足，但無法滿足張拉實際伸長量要求。測得加熱第3.5～4天時，滿足張拉實際伸長量的要求。

⑤通過統(tǒng)計分析：在冬期，采用熱輻射膜升溫加熱的方式，即預應力混凝土不受氣溫影響，平均加熱3.5～4天，即可滿足緩粘結預應力的張拉伸長量的要求。

4.2.5 熱輻射膜的周轉使用與維護

緩粘結預應力張拉鎖定完成后，即可對熱輻射膜進行拆除。熱敷設膜選型設計、安裝固然重要，但其周轉使用與維護也是不容忽視的另一個環(huán)節(jié)，直接關系到熱輻射膜的周轉次數(shù)、使用壽命。其周轉使用與維護需要注意以下幾點：

①熱敷設膜里的電伴熱帶嚴禁被重物砸碰，一旦被砸碰，應當進行電氣測試，合格后方可重新投入使用。

②電伴熱帶接線一定要通過配置控制器，避免電伴熱帶過載。

5 熱輻射膜升溫在施工工期、施工成本方面的分析

5.1 施工工期方面

最顯著的特點：使得緩粘結預應力張拉施工不受冬期低溫影響。在北方地區(qū)，冬期可以正常進行緩粘結預應力的張拉施工。

大跨度預應力梁張拉完成后，可以立即組織預應力梁下的架體拆除、料具清運，為砌筑、抹灰、電氣、給排水、通風等專業(yè)及工序的穿插施工，提供了至少5個月的前置施工條件。對于整個項目工期的整體提前影響深遠[3]。

5.2 施工成本方面

最直接的是緩粘結預應力結構下得高大模板支撐體系可以在冬期立刻組織退場，減少了4個月盤扣腳手架的租賃費用。

會展中心項目，15.20m高大模板使用盤扣腳手架18000噸，租賃費用10.5元/噸·天，4個月可節(jié)能料具租賃費用為18000噸×10.5元/噸·天×30天×4=2268萬元，節(jié)約效益非?？捎^。

同時，通過工廠定尺加工，進場采用直接拼接安裝的方式，簡化敷設操作工藝，加快施工的進度，有效的節(jié)約工時、人工成本的投入，為后續(xù)其他專業(yè)工種提供作業(yè)面提前進行穿插施工，極大地節(jié)省了管理成本。

5.3 熱輻射膜的使用成本方面

確保一個月將所有預應力梁張拉完成，需要熱輻射600張，單張制作成本1258元，單張功率2.5kw，按照加熱4天可張拉計算，需耗電240kw/h，一個月1680kw/h（1680元）。合計使用成本為600×（1258+1680）=176萬元，遠遠低于高大模板盤扣腳手架的料具租賃費用。

6 結語

本工程應用的緩粘結預應力低溫張拉施工技術具有的多種優(yōu)點，熱輻射膜+電伴熱帶可通過工廠統(tǒng)一批量加工定制，安全性高、可操作性、通用性強。電伴熱帶具有熱效高，熱輻射膜防火阻燃，單向傳熱，保溫效果極好。模塊預制化的操作簡單易施工，其投入使用對冬期預應力的張拉、料具周轉所帶來的經濟效益、為后續(xù)專業(yè)及工序的提前穿插提供了可能，也為后續(xù)的相似工程提供了借鑒經驗。