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摘要：近几年, 后张有黏结预应力混凝土技术广泛应用于工业与民用建筑, 并取得了良好的经济效果。本文结合实际工程案例, 对建筑工程中后张有黏结预应力混凝土梁施工技术进行探讨。
关键词：后张有黏结预应力; 混凝土梁; 施工技术
中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号
Abstract: in recent years, pieces after unbond prestressed concrete technology is widely used in industrial and civil building, and the good economic benefit is obtained. Combining with the actual engineering case, the building engineering pieces after unbond prestressed concrete beam construction technology are discussed.
Key words: pieces after unbond prestressed; Concrete beam; Construction technology
引 言
现代建筑中, 为了满足建筑功能的需要, 往往需要大跨度、大空间, 普通混凝土梁无法满足大跨度带来的抗裂、抗弯要求。预应力混凝土充分利用高强度钢筋及高强度混凝土, 通过预先对受拉区的混凝土施加压力的方法, 来提高构件的抗裂性能和刚度。后张有黏结预应力混凝土主要指先在构件中留置孔道后进行混凝土浇注, 在混凝土强度满足要求时把预应力筋穿于孔道中, 且将构件自身当成台座, 在预应力筋张拉过程中对混凝土施加压力, 然后结合锚具实现预压应力的传递。
一、工程概况
某工程, 其二层、屋面层局部大跨度梁使用了黏结预应力混凝土梁结构, 预应力梁总数10 榀,其中二层有7 榀预应力梁, 屋面层有3 榀预应力梁。预应力梁的跨度最大在22 m, 梁的最大截面达600 mm × 1 400 mm。该工程的预应力钢筋均选择了Ⅱ级松弛Φj 15. 24 钢绞线, 预应力钢绞线抗拉强度标准值为fptk= 1860 MPa, 张拉控制应力σcon = 1302 MPa, 单根预应力钢筋张拉控制应力N con = 182.3 kN, 锚具均选择了Ⅰ类锚具, 张拉端选择夹片锚具, 固定端选择挤压锚具, 预应力梁混凝土强度等级都达C45。
二、后张有黏结预应力梁的施工工艺
1.工艺流程
先完成梁模板的安装, 但对预应力梁边侧模的安装需要相对延迟, 这是为了给穿预应力筋的布置保留空间, 扎常规钢筋及穿预应力筋; 安装张拉端锚垫板和间接钢筋, 对梁边模板密封处理。对于黏结预应力砼施工的处理, 则主要是将其融合在常规钢筋砼施工工序里。
2.预应力材料与施工设备
(1) 在预应力钢绞线材料的选择上, 通常选择的是高强低松弛有黏结钢绞线 Φs15. 24, 其抗拉强度的标准大小为f ptk = 1860 N/ mm2 。钢绞线在运送到施工场地时必须要经过厂家的质量检测, 且具备合格证。在施工现场使用前, 还需要进行一次质量检查, 可采取钢绞线见证取样的检查,保证材料各方面的质量指标达到工程施工的要求后才能投入使用。
(2) 预应力锚具选择Ⅰ类锚具, 锚具效率系数ηA 在0. 95 以上( 含0. 95) , 试件破断时的总应变εμ在2%以上( 含0. 2% ) , 产品质量、性能检查必须与施工要求相符合。
(3) 有黏结选择群锚, 主要组成包括了群锚锚具、喇叭管、Φ12 螺旋筋等, 如图 1所示。
(4) 通常预应力波纹管的各个孔道中都设置了6 钢绞线, 选择的内径大小为 Φ65 mm, 接头管内径大小 Φ70 mm, 这类尺寸的产品经过国家质量检测部门验收合格, 可放心使用。
(5) 选择高压油泵 ZB4/ 500 型作为预应力筋张拉设备, 千斤顶为 YCW250 型, 在切割处理预应力筋时选择砂轮机, 灌浆设备为 BW-120 型灌浆泵。
图1张拉端示意图
3.有黏结预应力筋的铺放方法
（1）有黏结预应力筋铺放的前期准备
合理选择端模预应力梁张拉端的模板,通常施工中选择的是木模, 遇到特殊的施工工艺时可根据具体情况采取其它形式的模板。参照工程的具体要求和设计标准, 对于合端模前在预应力筋穿出部位需采取打孔处理, 保持孔径和波纹管的直径大小吻合；在设计架立筋时需要按照施工图纸的要求进行, 对预应力筋曲线的矢高正确规划, 定位架立筋选择Φ10 钢筋, 并将其焊在梁箍筋上, 其间距大小为 1000 mm, 具体高度大小的确定则根据波纹管中心线距梁底的高度减去波纹管的半径加以确定, 宽度则用梁宽减去30 mm, 波纹管需固定设置于架立筋上；对于部分连接接头的尺寸也要严格控制, 波纹管的连接接头与密封处理连接接头的管径要略大于波纹管管道直径, 通常需大一号尺寸,接头管长在20 cm 以上, 两端需要完全拧入接头内, 且使用胶带对接口进行密封处理。
（2）有黏结预应力筋铺放措施
当结束了梁钢筋龙骨绑扎操作后, 需要对预应力筋进行铺放, 在铺放时需要选择正确的方法。
于梁端部结合具体的设计标准, 对预应力体系的选择进行科学的判断, 且结合图纸标注做好预埋施工, 保证预埋位置准确有效；绑扎架力筋, 具體的位置、高度设计需要根据图纸情况而定, 先把波纹管安装到位后, 再参照设计图纸的标准机箱铺放, 尤其是波纹管、喇叭管的位置必须标准；把预应力筋穿入波纹管中, 且合理调整波纹管的位置；对各个连接部位进行密封处理, 主要是针对喇叭管与波纹管处、灌浆孔端头等位置。
4.孔道灌浆
(1) 预应力梁张拉结束后需稍停, 在应力均匀传递之后才能孔道灌浆。
(2) 波纹管内的灌浆药持续进行, 禁止停顿,一次灌满。
(3) 孔道灌浆结合42.5 普通硅酸盐水泥, 对材料检查合格后才能投入使用, 而水泥浆的水灰比控制在0.40 ～ 0.45, 水泥浆中融合水泥量0.25%的木质素磺酸钙, 灌浆使用的水需干净清洁, 水泥浆强度在30 N/ mm2 以上。
(4) 于梁端的灌浆口实施灌浆, 用灌浆机一次性把水泥浆压入孔道, 在另一端排气孔流出浓水泥浆之后做好排气孔的密封处理, 再持续加压以密封灌浆口。
三、结束语
本工程采用了后张有黏结预应力技术, 很好地解决了大跨度混凝土梁的挠度和抗裂问题, 提高了结构的使用空间, 降低了工程造价。本文从施工工艺和质量控制措施方面, 对后张有黏结预应力混凝土梁进行了详细探讨, 为施工技术人员提供了一定的参考依据。
关键词：后张有黏结预应力; 混凝土梁; 施工技术
中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号
Abstract: in recent years, pieces after unbond prestressed concrete technology is widely used in industrial and civil building, and the good economic benefit is obtained. Combining with the actual engineering case, the building engineering pieces after unbond prestressed concrete beam construction technology are discussed.
Key words: pieces after unbond prestressed; Concrete beam; Construction technology
引 言
现代建筑中, 为了满足建筑功能的需要, 往往需要大跨度、大空间, 普通混凝土梁无法满足大跨度带来的抗裂、抗弯要求。预应力混凝土充分利用高强度钢筋及高强度混凝土, 通过预先对受拉区的混凝土施加压力的方法, 来提高构件的抗裂性能和刚度。后张有黏结预应力混凝土主要指先在构件中留置孔道后进行混凝土浇注, 在混凝土强度满足要求时把预应力筋穿于孔道中, 且将构件自身当成台座, 在预应力筋张拉过程中对混凝土施加压力, 然后结合锚具实现预压应力的传递。
一、工程概况
某工程, 其二层、屋面层局部大跨度梁使用了黏结预应力混凝土梁结构, 预应力梁总数10 榀,其中二层有7 榀预应力梁, 屋面层有3 榀预应力梁。预应力梁的跨度最大在22 m, 梁的最大截面达600 mm × 1 400 mm。该工程的预应力钢筋均选择了Ⅱ级松弛Φj 15. 24 钢绞线, 预应力钢绞线抗拉强度标准值为fptk= 1860 MPa, 张拉控制应力σcon = 1302 MPa, 单根预应力钢筋张拉控制应力N con = 182.3 kN, 锚具均选择了Ⅰ类锚具, 张拉端选择夹片锚具, 固定端选择挤压锚具, 预应力梁混凝土强度等级都达C45。
二、后张有黏结预应力梁的施工工艺
1.工艺流程
先完成梁模板的安装, 但对预应力梁边侧模的安装需要相对延迟, 这是为了给穿预应力筋的布置保留空间, 扎常规钢筋及穿预应力筋; 安装张拉端锚垫板和间接钢筋, 对梁边模板密封处理。对于黏结预应力砼施工的处理, 则主要是将其融合在常规钢筋砼施工工序里。
2.预应力材料与施工设备
(1) 在预应力钢绞线材料的选择上, 通常选择的是高强低松弛有黏结钢绞线 Φs15. 24, 其抗拉强度的标准大小为f ptk = 1860 N/ mm2 。钢绞线在运送到施工场地时必须要经过厂家的质量检测, 且具备合格证。在施工现场使用前, 还需要进行一次质量检查, 可采取钢绞线见证取样的检查,保证材料各方面的质量指标达到工程施工的要求后才能投入使用。
(2) 预应力锚具选择Ⅰ类锚具, 锚具效率系数ηA 在0. 95 以上( 含0. 95) , 试件破断时的总应变εμ在2%以上( 含0. 2% ) , 产品质量、性能检查必须与施工要求相符合。
(3) 有黏结选择群锚, 主要组成包括了群锚锚具、喇叭管、Φ12 螺旋筋等, 如图 1所示。
(4) 通常预应力波纹管的各个孔道中都设置了6 钢绞线, 选择的内径大小为 Φ65 mm, 接头管内径大小 Φ70 mm, 这类尺寸的产品经过国家质量检测部门验收合格, 可放心使用。
(5) 选择高压油泵 ZB4/ 500 型作为预应力筋张拉设备, 千斤顶为 YCW250 型, 在切割处理预应力筋时选择砂轮机, 灌浆设备为 BW-120 型灌浆泵。
图1张拉端示意图
3.有黏结预应力筋的铺放方法
（1）有黏结预应力筋铺放的前期准备
合理选择端模预应力梁张拉端的模板,通常施工中选择的是木模, 遇到特殊的施工工艺时可根据具体情况采取其它形式的模板。参照工程的具体要求和设计标准, 对于合端模前在预应力筋穿出部位需采取打孔处理, 保持孔径和波纹管的直径大小吻合；在设计架立筋时需要按照施工图纸的要求进行, 对预应力筋曲线的矢高正确规划, 定位架立筋选择Φ10 钢筋, 并将其焊在梁箍筋上, 其间距大小为 1000 mm, 具体高度大小的确定则根据波纹管中心线距梁底的高度减去波纹管的半径加以确定, 宽度则用梁宽减去30 mm, 波纹管需固定设置于架立筋上；对于部分连接接头的尺寸也要严格控制, 波纹管的连接接头与密封处理连接接头的管径要略大于波纹管管道直径, 通常需大一号尺寸,接头管长在20 cm 以上, 两端需要完全拧入接头内, 且使用胶带对接口进行密封处理。
（2）有黏结预应力筋铺放措施
当结束了梁钢筋龙骨绑扎操作后, 需要对预应力筋进行铺放, 在铺放时需要选择正确的方法。
于梁端部结合具体的设计标准, 对预应力体系的选择进行科学的判断, 且结合图纸标注做好预埋施工, 保证预埋位置准确有效；绑扎架力筋, 具體的位置、高度设计需要根据图纸情况而定, 先把波纹管安装到位后, 再参照设计图纸的标准机箱铺放, 尤其是波纹管、喇叭管的位置必须标准；把预应力筋穿入波纹管中, 且合理调整波纹管的位置；对各个连接部位进行密封处理, 主要是针对喇叭管与波纹管处、灌浆孔端头等位置。
4.孔道灌浆
(1) 预应力梁张拉结束后需稍停, 在应力均匀传递之后才能孔道灌浆。
(2) 波纹管内的灌浆药持续进行, 禁止停顿,一次灌满。
(3) 孔道灌浆结合42.5 普通硅酸盐水泥, 对材料检查合格后才能投入使用, 而水泥浆的水灰比控制在0.40 ～ 0.45, 水泥浆中融合水泥量0.25%的木质素磺酸钙, 灌浆使用的水需干净清洁, 水泥浆强度在30 N/ mm2 以上。
(4) 于梁端的灌浆口实施灌浆, 用灌浆机一次性把水泥浆压入孔道, 在另一端排气孔流出浓水泥浆之后做好排气孔的密封处理, 再持续加压以密封灌浆口。
三、结束语
本工程采用了后张有黏结预应力技术, 很好地解决了大跨度混凝土梁的挠度和抗裂问题, 提高了结构的使用空间, 降低了工程造价。本文从施工工艺和质量控制措施方面, 对后张有黏结预应力混凝土梁进行了详细探讨, 为施工技术人员提供了一定的参考依据。