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摘要: 无粘结预应力混凝土是一种先进的施工技术，在高层建筑和大跨度建筑结构上的应用已越来越广泛。文章结合工程实例，重点分析了无粘结预应力混凝土在框架梁的施工工艺和质量控制要点，确保了工程质量。具有一定的参考价值。
关键词：建筑工程；框架梁结构；无粘结预应力；张拉施工
0.引言
随着我国经济的发展和人民生活的不断提高，人们对建筑物的使用功能提出了更高的要求，大开间、大跨度结构越来越多。无粘结预应力混凝土是近年发展较为迅速的一种预应力施工工艺，它除了保护一般预应力的优点，它无需预留孔道，减少了埋管、灌浆等工序。具有操作简便、施工速度快、钢丝可以按曲线形式布置（其形关与外荷弯矩图形相适应）结构性能良好、设计自由度大、投资少等特点。其工艺原理主要是：利用无粘结筋与周边混凝土不粘结的特性，通过张拉无粘结筋可以在结构内作纵向滑动，借助两端锚具传递预应力，到达对结构产生预应力的效果。特别适用于现场的大跨度梁板工程的施工。
1.工程概况
江门市某工程，建筑面积2488m2，二层钢筋混凝土框架架结构。基础为独立柱基础，柱距8m，跨距15m，底层为修理车间，二层作为会议室和材料仓库。本工程框架梁预应力施工共采用了三种不同的工艺: 有粘结预应力钢丝线；有粘结预应力钢绞线；无粘结预应力钢绞线。柱子混凝土强度等级为C30，框架梁混凝土为C40。采用无粘结预应力施工的框架梁共有七根。（如图1所示）
2.施工准备阶段
2.1 编制施工组织设计
为了取得现场施工各种预应力实际操作的施工经验。因此按不同方法要求编制了相应的施工方案。
2.2 培训
为了能使现场施工人员尽快熟练掌握预应力施工的技术，领会好设计意图。通过组织专业骨干进行培训，掌握好施工要点，熟悉图纸和施工方案，了解设计对钢绞线、张拉应力、锚具类型、张拉时混凝土强度和预应力损失检查等方面的要求。
2.3 材料选用
2.3.1 钢绞线：无粘结预应力筋按设计选定的参数，依据《钢绞线，纲丝束无粘结预应力筋》（JG3006-93）技术标准的规范要求。选用广西柳州惠桥机械厂生产Uφj15mm、标准强度1860Mpa级的无粘结低松驰的钢绞线。
2．3．2 混凝土原材料：水泥：需用P.O42.5以上的普通水泥或硅酸盐水泥。本工程选用P.O42.5的鱼峰牌水泥。砂：中粗砂，含泥量不大于3%（重量比、下同）粗骨科：5～30mm级配良好的碎石或卵石，含泥量不大于2%，有害的物质不大于1%。
2.3.3 其他材料：非预应力钢筋、预埋件、焊接材料、自来水。
2.4 锚具、机具设备选用
2.4.1 锚具；本工程选用OVM15-3夹片式锚具。
2.4.2 张拉设备：选用YC-20Q型穿心式千斤顶、配ZB4-500S电动高压油泵。
2.4.3 其他设备；电焊机、混凝土振捣器，手提砂轮切割机、磅称等（选用商品混凝土）。
2.5 材料设备检验
预应力施工是一顶专业性，技术性较强的工作，因此，对于直接作用于结构预应力的无粘结筋及锚具、设备要求较高。为确保达到设计效果，必须要对设备及材料进行严格的检验和测试。
2.5.1 钢绞线进场除了要有生产厂家的生产许可证、合格证书和检验报告，还要按照（JG3006-93）标准要求进行随机抽样检验，以复核其品质是否达到标准要求。主要参数要求：钢绞丝破断强度>1860MPa 延伸率<3.5%, 油脂重量<35g/m，护套厚度0.8～1.2mm，破损率<3%。
2.5.2锚具是保证预应力质量的关键，按《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/TG14370-93）的规定进行抽验。按所用数量10%检查其外观和尺寸，当有一套表面有裂缝、尺寸偏差超标时，再抽20%检查，如仍有一套不合格时，则判断该批锚具为不合格。硬度抽查按5%，每个试件测试三点，当有一个试件不合格时，则双倍抽检，仍发现有不合格时则判断该批不合格。除此之外，还需进行静载锚固性能试验。
2.5.3压力表、油泵、千斤顶进场前应检查合格。其压力表刻度要清晰、分辨率高。
3工艺流程及主要操作方法
3.1 工艺流程
3.2 主要工序操作：
3.2.1 支撑架操作平台搭设，为方便施工，可利用梁的承重支架选择在后支侧模的这面，加宽60～80cm的架子，供布筋、焊支架、固定筋之用。
3.2.2 梁底模按设计要求预留拱度。设计无要求时按施工规范制定标准：拱高为梁净跨的1～3‰。
3.2.3 梁侧模安装，在施工梁底模时按施工方案同时进行一面侧模安装，固定好预应力筋、及承压钢板后再安装另一侧模。如梁高越过80cm时，两纵向侧模应用对拉螺杆固定。
3.2.4 预应力筋下料、储运
a、下料长度计算式：
L=L1+2L2+2L3+2L4
L=总下料长度
L1=梁中按抛物线（曲线）开关计算长度
L2=直线段，一般取值30cm
L3=张拉端锚具厚度
L4=千斤顶夹具需要长度。一般不小于15cm钢绞线采用砂轮切割机进行切割。
b、编束、储运
预应力筋下好料后，根据设计要求的根数进行编束，理顺钢绞线，不得相到扭绞，每隔100cm绑孔一道，编束完成后，两端进行编号，分类成捆挂牌整齐堆放，在运输、存放和铺设时，严禁碰撞、踩压、不得损伤塑料膜层。
3.2.5 布筋
a、梁模支好后，先在一侧边模上按设计要求弹出无结预应力曲率（抛物线），定出反弯点位置，从梁中往两边每隔80～100cm做好曲率控制点标志。
b、按设计要求摆放非预应力筋，临时固定绑扎，将预应力筋按位置放入梁箍中，同方向无粘结筋与非预防应力筋配置在同一水平位置上。非预应力筋绑扎成型，然后用预制的马櫈（可用φ12钢筋焊成），按所标记的曲率的控制点将预应力筋绑扎固定好。
c、端部节点安装
张拉端模板要求具有一定刚度，安裝应竖直，允许偏差±3mm，承压钢板与端部模板要紧贴，联接牢固。承压板上的预留孔与模板上的预留孔要在同一中心线上。端部承压区应焊加8片中φ8钢筋网片，以传递张拉对混凝土产生的预压应力。端部塑料保护套应与承压板预留孔洞塞紧严实，避免浇混凝土时进浆，影响张拉。
d、复核检查，隐蔽验收。上述工作完成后，即或封闭另一面梁侧模。然后进行复核检查。复核的重点：预应力筋是否对位；曲率控制是否符合板上标志并达到设计要求；锚板的预埋位置、标高是否正确；锚端内侧30cm区段无粘结筋是否与承压板垂直；钢绞线表面有无损伤；外露钢绞线长度是否符合要求。自检合格后做好记录，提请有关人员进行隐蔽验收。
无粘结预应力筋控制标准，标高偏差±5mm，水平偏差±30mm。
4混凝土浇捣施工
混凝土施工与常规施工方法无多大差别，但必须注意以下几点：
1、整体梁应一次分层浇筑完成，不允许留施工缝。
2、混凝土不能直接倾倒在无粘结筋上，以免造成移位及损伤无粘层。振捣时要避免触碰无粘结筋。
3、采用随机抽样方法及时制作足够的混凝土试块，进行同条件养护，以便及时掌握其强度，为张拉施工做好准备。
5张拉施工
在混凝土强度达到设计要求时，即可进行张拉。若设计无要求时，根据混凝土试压报告数据，其强度达到75%以上时便可进行。施工操作要点如下：
5.1 张拉前必须对各种机具、设备及仪表进行校核及标定。
5.2 张拉控制采用应力为主、伸长值为辅的方法。
预应力拉控应力δcon=0.75fPtk
=0.75×1860=1302Mpa
预应力筋张拉伸长值：△L(mm)=Np•L/（AP•Es）
fptk——强度标准值
Ap——预应力筋截面面积
Np——计算张拉力（Np=δcon•Ap）
Es——预应力筋弹性模量
L——预应力筋长度（张拉两端间净长）
5.3操作要点
1）.张拉前进行端面清理，使之洁净，再剥去外露钢绞线的外包套管，将合格的锚具套上，用小锤轻击夹片，使之楔紧钢绞线。
2）.千斤顶安装要对中，位置应与无粘结筋在同一轴线上，并与承压板保护垂直。
3）.张拉加荷按0→10%δcon→103%δcon步骤进行，张拉初应力到0.10δcon时，在钢绞线上做一记号，记录伸长值，继续张拉到1.03δcon持荷二分钟，记录伸长值卸荷锚固，取下千斤顶，在另一端张拉到δcon，一束即张拉完毕。钢绞线实际伸长值与计算伸长值偏差允许范围应控制在±6%内。
在实际操作中，由于每条梁有6束预应力筋，施工时每边对称张拉3束，效果较好。
5.4 端部处理
无粘结筋端部锚固区的防护，是施工中一顶重要内容。必须认真做好防锈和防火处理，严禁水汽渗入。其处理办法是：张拉完毕后用手提砂轮机切除多余应力筋，用防腐油脂将锚具夹片涂抹，将缝隙充填密实，用塑料套罩严，再用C40细石混凝土浇筑封锚。
5.5 注意事项及安全技术措施
1）.张拉施工操作前，要对作业人员进行书面技术交底和安全交底，严格按有关规程操作，认真记录。
2）.张拉时，必须严格控制张拉力，并按要求内容认真作好记录，作为结构验收的主要依据之一。
3）.张拉前，均应对张拉设备进行标签，标签记录应留档存查。标签的配套设备不允许随意更换。标签后，不得再随意调动油泵的低压阀，单向阀及张拉设备各部们接头。
4）.张拉千斤预应与混凝土端面承压板垂直，其拧入锚夹内长度应不小于210mm，且锚固端螺母应拧入满扣。张拉中钢丝被拉断，在设计允许范围内，可作不作处理,但张拉应力应相应降低。当控制张拉应力和伸长值符合规定要求后，应立即顶紧夹片，锚定钢绞丝。
5）.张拉过程中，要严防锚具和其他机具从高空坠落伤人，油管接头处和张拉油缸端部严禁站人，应站在油缸两侧。测量伸长值时，严禁用手扶摸缸体，避免油缸崩裂伤人。
6）.严防高压油管出现扭转或死弯现象，发生后立即卸压，进行处理。
7）.用电时，要将地线、火线、作明显标记，严禁搞混，防止与结构钢筋连在一起造成触电事故。
8）.油箱油量不足时，要在无压力情况下加油。常温一般用20号机油，冬季用10号机油严禁用其他油代替。
6结束语
1）.无粘结预应力混凝土是一种先进的施工技术，可解决一般跨度较大的結构截面偏大问题，减轻结构自重，节约钢材和混凝土用量，操作方便，节省投资，易于推广。
2）.预应力混凝土施工，要根据工程特点，按照设计要求编制好施工方案。制定出各顶操作规程，并严格按有关规范及规程进行操作，加强施工过程中的检查，确保工程质量。
3）.正确选择适用的锚具、张拉设备，可达到事半功倍的效果。本工程选用的锚具、千斤顶、高压油泵、技术参数齐全，具有重量轻、体积小、操作简单的特点，很适用于现场无粘结预应力施工。通过交工多年来的使用情况来看，本工程采用无粘结预应力施工的7条跨度15m大梁，均无任何异常现象，完全达到了设计要求的目的。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：建筑工程；框架梁结构；无粘结预应力；张拉施工
0.引言
随着我国经济的发展和人民生活的不断提高，人们对建筑物的使用功能提出了更高的要求，大开间、大跨度结构越来越多。无粘结预应力混凝土是近年发展较为迅速的一种预应力施工工艺，它除了保护一般预应力的优点，它无需预留孔道，减少了埋管、灌浆等工序。具有操作简便、施工速度快、钢丝可以按曲线形式布置（其形关与外荷弯矩图形相适应）结构性能良好、设计自由度大、投资少等特点。其工艺原理主要是：利用无粘结筋与周边混凝土不粘结的特性，通过张拉无粘结筋可以在结构内作纵向滑动，借助两端锚具传递预应力，到达对结构产生预应力的效果。特别适用于现场的大跨度梁板工程的施工。
1.工程概况
江门市某工程，建筑面积2488m2，二层钢筋混凝土框架架结构。基础为独立柱基础，柱距8m，跨距15m，底层为修理车间，二层作为会议室和材料仓库。本工程框架梁预应力施工共采用了三种不同的工艺: 有粘结预应力钢丝线；有粘结预应力钢绞线；无粘结预应力钢绞线。柱子混凝土强度等级为C30，框架梁混凝土为C40。采用无粘结预应力施工的框架梁共有七根。（如图1所示）
2.施工准备阶段
2.1 编制施工组织设计
为了取得现场施工各种预应力实际操作的施工经验。因此按不同方法要求编制了相应的施工方案。
2.2 培训
为了能使现场施工人员尽快熟练掌握预应力施工的技术，领会好设计意图。通过组织专业骨干进行培训，掌握好施工要点，熟悉图纸和施工方案，了解设计对钢绞线、张拉应力、锚具类型、张拉时混凝土强度和预应力损失检查等方面的要求。
2.3 材料选用
2.3.1 钢绞线：无粘结预应力筋按设计选定的参数，依据《钢绞线，纲丝束无粘结预应力筋》（JG3006-93）技术标准的规范要求。选用广西柳州惠桥机械厂生产Uφj15mm、标准强度1860Mpa级的无粘结低松驰的钢绞线。
2．3．2 混凝土原材料：水泥：需用P.O42.5以上的普通水泥或硅酸盐水泥。本工程选用P.O42.5的鱼峰牌水泥。砂：中粗砂，含泥量不大于3%（重量比、下同）粗骨科：5～30mm级配良好的碎石或卵石，含泥量不大于2%，有害的物质不大于1%。
2.3.3 其他材料：非预应力钢筋、预埋件、焊接材料、自来水。
2.4 锚具、机具设备选用
2.4.1 锚具；本工程选用OVM15-3夹片式锚具。
2.4.2 张拉设备：选用YC-20Q型穿心式千斤顶、配ZB4-500S电动高压油泵。
2.4.3 其他设备；电焊机、混凝土振捣器，手提砂轮切割机、磅称等（选用商品混凝土）。
2.5 材料设备检验
预应力施工是一顶专业性，技术性较强的工作，因此，对于直接作用于结构预应力的无粘结筋及锚具、设备要求较高。为确保达到设计效果，必须要对设备及材料进行严格的检验和测试。
2.5.1 钢绞线进场除了要有生产厂家的生产许可证、合格证书和检验报告，还要按照（JG3006-93）标准要求进行随机抽样检验，以复核其品质是否达到标准要求。主要参数要求：钢绞丝破断强度>1860MPa 延伸率<3.5%, 油脂重量<35g/m，护套厚度0.8～1.2mm，破损率<3%。
2.5.2锚具是保证预应力质量的关键，按《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/TG14370-93）的规定进行抽验。按所用数量10%检查其外观和尺寸，当有一套表面有裂缝、尺寸偏差超标时，再抽20%检查，如仍有一套不合格时，则判断该批锚具为不合格。硬度抽查按5%，每个试件测试三点，当有一个试件不合格时，则双倍抽检，仍发现有不合格时则判断该批不合格。除此之外，还需进行静载锚固性能试验。
2.5.3压力表、油泵、千斤顶进场前应检查合格。其压力表刻度要清晰、分辨率高。
3工艺流程及主要操作方法
3.1 工艺流程
3.2 主要工序操作：
3.2.1 支撑架操作平台搭设，为方便施工，可利用梁的承重支架选择在后支侧模的这面，加宽60～80cm的架子，供布筋、焊支架、固定筋之用。
3.2.2 梁底模按设计要求预留拱度。设计无要求时按施工规范制定标准：拱高为梁净跨的1～3‰。
3.2.3 梁侧模安装，在施工梁底模时按施工方案同时进行一面侧模安装，固定好预应力筋、及承压钢板后再安装另一侧模。如梁高越过80cm时，两纵向侧模应用对拉螺杆固定。
3.2.4 预应力筋下料、储运
a、下料长度计算式：
L=L1+2L2+2L3+2L4
L=总下料长度
L1=梁中按抛物线（曲线）开关计算长度
L2=直线段，一般取值30cm
L3=张拉端锚具厚度
L4=千斤顶夹具需要长度。一般不小于15cm钢绞线采用砂轮切割机进行切割。
b、编束、储运
预应力筋下好料后，根据设计要求的根数进行编束，理顺钢绞线，不得相到扭绞，每隔100cm绑孔一道，编束完成后，两端进行编号，分类成捆挂牌整齐堆放，在运输、存放和铺设时，严禁碰撞、踩压、不得损伤塑料膜层。
3.2.5 布筋
a、梁模支好后，先在一侧边模上按设计要求弹出无结预应力曲率（抛物线），定出反弯点位置，从梁中往两边每隔80～100cm做好曲率控制点标志。
b、按设计要求摆放非预应力筋，临时固定绑扎，将预应力筋按位置放入梁箍中，同方向无粘结筋与非预防应力筋配置在同一水平位置上。非预应力筋绑扎成型，然后用预制的马櫈（可用φ12钢筋焊成），按所标记的曲率的控制点将预应力筋绑扎固定好。
c、端部节点安装
张拉端模板要求具有一定刚度，安裝应竖直，允许偏差±3mm，承压钢板与端部模板要紧贴，联接牢固。承压板上的预留孔与模板上的预留孔要在同一中心线上。端部承压区应焊加8片中φ8钢筋网片，以传递张拉对混凝土产生的预压应力。端部塑料保护套应与承压板预留孔洞塞紧严实，避免浇混凝土时进浆，影响张拉。
d、复核检查，隐蔽验收。上述工作完成后，即或封闭另一面梁侧模。然后进行复核检查。复核的重点：预应力筋是否对位；曲率控制是否符合板上标志并达到设计要求；锚板的预埋位置、标高是否正确；锚端内侧30cm区段无粘结筋是否与承压板垂直；钢绞线表面有无损伤；外露钢绞线长度是否符合要求。自检合格后做好记录，提请有关人员进行隐蔽验收。
无粘结预应力筋控制标准，标高偏差±5mm，水平偏差±30mm。
4混凝土浇捣施工
混凝土施工与常规施工方法无多大差别，但必须注意以下几点：
1、整体梁应一次分层浇筑完成，不允许留施工缝。
2、混凝土不能直接倾倒在无粘结筋上，以免造成移位及损伤无粘层。振捣时要避免触碰无粘结筋。
3、采用随机抽样方法及时制作足够的混凝土试块，进行同条件养护，以便及时掌握其强度，为张拉施工做好准备。
5张拉施工
在混凝土强度达到设计要求时，即可进行张拉。若设计无要求时，根据混凝土试压报告数据，其强度达到75%以上时便可进行。施工操作要点如下：
5.1 张拉前必须对各种机具、设备及仪表进行校核及标定。
5.2 张拉控制采用应力为主、伸长值为辅的方法。
预应力拉控应力δcon=0.75fPtk
=0.75×1860=1302Mpa
预应力筋张拉伸长值：△L(mm)=Np•L/（AP•Es）
fptk——强度标准值
Ap——预应力筋截面面积
Np——计算张拉力（Np=δcon•Ap）
Es——预应力筋弹性模量
L——预应力筋长度（张拉两端间净长）
5.3操作要点
1）.张拉前进行端面清理，使之洁净，再剥去外露钢绞线的外包套管，将合格的锚具套上，用小锤轻击夹片，使之楔紧钢绞线。
2）.千斤顶安装要对中，位置应与无粘结筋在同一轴线上，并与承压板保护垂直。
3）.张拉加荷按0→10%δcon→103%δcon步骤进行，张拉初应力到0.10δcon时，在钢绞线上做一记号，记录伸长值，继续张拉到1.03δcon持荷二分钟，记录伸长值卸荷锚固，取下千斤顶，在另一端张拉到δcon，一束即张拉完毕。钢绞线实际伸长值与计算伸长值偏差允许范围应控制在±6%内。
在实际操作中，由于每条梁有6束预应力筋，施工时每边对称张拉3束，效果较好。
5.4 端部处理
无粘结筋端部锚固区的防护，是施工中一顶重要内容。必须认真做好防锈和防火处理，严禁水汽渗入。其处理办法是：张拉完毕后用手提砂轮机切除多余应力筋，用防腐油脂将锚具夹片涂抹，将缝隙充填密实，用塑料套罩严，再用C40细石混凝土浇筑封锚。
5.5 注意事项及安全技术措施
1）.张拉施工操作前，要对作业人员进行书面技术交底和安全交底，严格按有关规程操作，认真记录。
2）.张拉时，必须严格控制张拉力，并按要求内容认真作好记录，作为结构验收的主要依据之一。
3）.张拉前，均应对张拉设备进行标签，标签记录应留档存查。标签的配套设备不允许随意更换。标签后，不得再随意调动油泵的低压阀，单向阀及张拉设备各部们接头。
4）.张拉千斤预应与混凝土端面承压板垂直，其拧入锚夹内长度应不小于210mm，且锚固端螺母应拧入满扣。张拉中钢丝被拉断，在设计允许范围内，可作不作处理,但张拉应力应相应降低。当控制张拉应力和伸长值符合规定要求后，应立即顶紧夹片，锚定钢绞丝。
5）.张拉过程中，要严防锚具和其他机具从高空坠落伤人，油管接头处和张拉油缸端部严禁站人，应站在油缸两侧。测量伸长值时，严禁用手扶摸缸体，避免油缸崩裂伤人。
6）.严防高压油管出现扭转或死弯现象，发生后立即卸压，进行处理。
7）.用电时，要将地线、火线、作明显标记，严禁搞混，防止与结构钢筋连在一起造成触电事故。
8）.油箱油量不足时，要在无压力情况下加油。常温一般用20号机油，冬季用10号机油严禁用其他油代替。
6结束语
1）.无粘结预应力混凝土是一种先进的施工技术，可解决一般跨度较大的結构截面偏大问题，减轻结构自重，节约钢材和混凝土用量，操作方便，节省投资，易于推广。
2）.预应力混凝土施工，要根据工程特点，按照设计要求编制好施工方案。制定出各顶操作规程，并严格按有关规范及规程进行操作，加强施工过程中的检查，确保工程质量。
3）.正确选择适用的锚具、张拉设备，可达到事半功倍的效果。本工程选用的锚具、千斤顶、高压油泵、技术参数齐全，具有重量轻、体积小、操作简单的特点，很适用于现场无粘结预应力施工。通过交工多年来的使用情况来看，本工程采用无粘结预应力施工的7条跨度15m大梁，均无任何异常现象，完全达到了设计要求的目的。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。