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【摘 要】 预应力钢筋混凝土技术在我国的已经得到了广泛的应用,对我国的工程建设起到了积极的促进作用,这种施工技术具有很多的优点,但是也存在着一定的难度,因此掌握好这项技术对于企业来说具有非常重要的意义。
【关键词】 预应力钢筋;混凝土结构;施工技术
一、预应力混凝土结构的主要特点
1、跨度大
预应力混凝土梁板的经济跨度比钢筋混凝土的要大50%~100%,跨度增大,所需要的柱子及梁的截面面积相应的减少,减轻楼层自重,增加空间面积。
2、板厚较薄
现浇后无粘结预应力平板的厚度可以做到普通钢筋混凝土板的2/3或更薄,因此有利于降低高层建筑的层高与总高度。当高层建筑物总高度有限制时,采用无粘结预应力平板结构比普通平板结构每十层大约可增建一层。
3、结构自重轻
梁截面变小,楼面结构厚度小,自重轻,有利于减轻下部支撑结构(柱、墙、基础)荷载和较少的造价。
除以上优点外还有布置灵活、使用性能好、抗腐蚀性强、伸缩缝间距大、管线设置方便、防火性能可靠、抗震性能好、施工速度快等特点。预应力钢筋混凝土原理:在结构构件受拉区预先施加压力对构件产生预压应力,从而使结构构件在使用阶段产生的拉应力首先抵消预压应力,从而推迟了裂缝的出现和限制裂缝的开展,提高了结构构件的抗裂度和刚度。常用的预应力结构体系有:框架结构体系、井式楼盖结构体系、板柱结构体系等多种体系。
二、预应力钢筋混凝土施工的技术要点
1、先张法预应力施工
(一)台座在先张法生产中,承受预应力筋的全部张拉力。因此台座应有足够的强度、刚度和稳定性。台座按构造形式可群众观点为墩式和槽式两类。
(二)长线台座台面(或胎模)要平整,在铺设预应力筋前应涂刷非油质类模板隔离剂,隔离剂的隔离层效果要好,以减少台面的咬合力、粘结力与摩擦力。隔离剂不应沾污预应力筋,以免影响预应力筋与混凝土的粘结。
(三)在先张法中,施加预应力宜采用一端张拉工艺,张拉控制应力和程序按图纸设计要求进行。当设计无具体要求时,一般采用0—1.03σcon。张拉时,根据构件情况可采用单根、多根或整体一次进行长拉。当采用单根张拉时,其张拉顺序宜由下向上,由中到边(对称)进行。全部张拉工作完毕,应立即浇筑混凝土。超过24h,尚未浇筑混凝土时,必须对预应力筋进行再次检查;如检查的应力值与允许值差超过误差范围时,必须重新张拉。
(四)先张法预应力筋张拉后与设计位置的偏差不得大于5mm,且不得大于构件界面短边边长的4%。在浇筑混凝土前,发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。
(五)预应力筋放张时,混凝土强度应符合设计要求;当设计无要求时,不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%。放张时宜缓慢放松锚固装置,使各根预应力筋同时缓慢放松。
2、后张法预应力(有粘结)施工
(一)预应力筋孔道形状有直线、曲线和折线三种类型。孔道的留设可采用预埋金属螺旋管留孔、预埋塑料波形管留孔、插拔钢管留孔和胶管充气抽芯留孔等方法。在留设预应力筋孔道的同时,尚应按要求合理留设灌浆孔、排气孔和沁水管。留孔位置要准确,通常按设计位置固定在钢筋骨架、定位筋和网片筋上。
(二)按要求进行预应力筋下料、编束(单根穿孔的预应力筋不编束),并穿入孔道(简称穿束)。穿束可在混凝土浇筑之前进行,也可在混凝土浇筑之后进行。
(三)张拉程序和方式要符合设计要求;通常预应力筋张拉方式有一端张拉、两端张拉、分批张拉、分阶段张拉、分段张拉和补偿张拉等方式。张拉程序通常为:普通松弛预应力筋采用0—1.03或0—1.05(持荷2min)—σcon;低松驰预应力筋采用0—σcon或0—1.01σcon。
张拉顺序:采用对称张拉的原则。对于平卧重叠构件张拉顺序宜先上后下逐层进行,每层对称张拉的原则,为了减少因上下层之间摩擦引起的预应力损失,可逐层适当加大张拉力。
(四)若混凝土构件遇有孔洞、露筋、管道串通、裂缝等缺陷或构件端支承版变形、板面与管道中心不垂直等缺陷,均应采取有效措施处理,并达到设计要求后才能进行预应力筋张拉。
(五)预应力筋的张拉以控制张拉力值(预先换算成油压表读数)为主,以预应力筋张拉伸长值作校核。对后张法预应力结构构件,断裂或滑脱的预应力筋数量严禁超过同一截面预应力筋总数的3%,且每束钢丝不得超过一根。
(六)预应力筋张拉完毕后应及时进行孔道灌浆。宜用52.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥调制的水泥浆,水灰比不应大于0.45,强度不应小于30N/mm2。
3、无粘结预应力施工
无粘结预应力是近年来发展起来的新技术,其作法是在预应力筋表面涂敷防腐润滑油脂,并外包塑料护套制成无粘结预应力筋后,如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内;然后,浇筑混凝土,待混凝土强度达到设计要求后再张拉锚固。它的特点是不需预留孔道和灌浆,施工简单等。
在无粘结预应力施工中,主要工作是无粘结预应力筋的铺设、张拉和锚固区的处理。
(一)无粘结预应力筋的铺设:一般在普通钢筋绑扎后期开始铺设无粘结预应力筋,并与普通钢筋绑扎穿插进行。无粘结预应力筋的铺设位置应严格按设计要求就位,用间距为1—2m的支撑钢筋或钢筋马凳控制并固定位置,用钢丝绑扎牢固,确保混凝土浇筑中预应力筋不移位。
(二)无粘结预应力筋端头承压板应严格按设计要求的位置用钉子固定在端模板上或用点焊固定在钢筋上,确保无粘结预应力曲线筋或折线筋末端的切线与承压板相垂直,并确保就位安装牢固,位置准确。
(三)无粘结预应力筋的张拉应严格按设计要求进行。通常,在预应力混凝土楼盖中的张拉顺序是先张拉楼板、后张拉楼面梁。板中的无粘结筋可依次张拉,梁中的无粘结筋可对称张拉。
当曲线无粘结预应力筋长度超过35m时,宜采用两端张拉。当长度超过70m时,宜采用分段张拉。正式张拉这前,宜用千斤顶将无粘结预应力筋先往复抽动1—2次后再张拉,以降低摩阻力。
(四)张拉验收合格后,按图纸设计要求及时做好封锚处理工作,确保锚固区密封,严防水汽进入,锈蚀预应力筋和锚具等
三、预应力混凝土的经济性
预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比较时可以用较少的混凝土和减少1/5~1/3的钢筋用量;但是钢材单价的差别并不是和重量的差别成比例的。预应力钢筋和预应力混凝土要求高强度和高质量,因而每种材料的单价都比钢筋混凝土所需要的材料的单价高。临时支架和模板可能更贵些,而且必须考虑预应力操作本身的附加费用。但是,一般来说,如果需要大量的预制预应力构件,则钢筋混凝土和预应力混凝土构件在单价之间的差别就变得很小了。另外,由预应力产生的间接的節约常常是显著的,也应充分予以考虑。这些间接的节约包括减少维修工作或者完全避免维修,而且由于结构有更好的耐久性(由于没有永久性开裂而增加耐久性),以致延长了使用寿命;减少支承结构和基础承担的静重;可以达到较大的跨径和减少支承;减低结构的高度(或者有相同高度的较大跨径)。
四、结束语
预应力钢筋混凝土具有很多的好处,像是使用性能好、抗腐蚀性强、防火性能好、抗震性能好等等,这些对于工程施工质量来说具有积极的促进作用,对于一个企业来说,预应力钢筋混凝土结构带来的好处是很多的,因此掌握此项施工技术对于企业来说具有非常重要的价值。
参考文献:
[1]王广年.现浇箱梁长预应力张拉施工技术探讨[J]交通世界(建养.机械),2011
[2]张同波,周伟桥,李衍雷.大体积预应力混凝土结构施工技术的研究与应用[J].施工技术,2007,(02).
【关键词】 预应力钢筋;混凝土结构;施工技术
一、预应力混凝土结构的主要特点
1、跨度大
预应力混凝土梁板的经济跨度比钢筋混凝土的要大50%~100%,跨度增大,所需要的柱子及梁的截面面积相应的减少,减轻楼层自重,增加空间面积。
2、板厚较薄
现浇后无粘结预应力平板的厚度可以做到普通钢筋混凝土板的2/3或更薄,因此有利于降低高层建筑的层高与总高度。当高层建筑物总高度有限制时,采用无粘结预应力平板结构比普通平板结构每十层大约可增建一层。
3、结构自重轻
梁截面变小,楼面结构厚度小,自重轻,有利于减轻下部支撑结构(柱、墙、基础)荷载和较少的造价。
除以上优点外还有布置灵活、使用性能好、抗腐蚀性强、伸缩缝间距大、管线设置方便、防火性能可靠、抗震性能好、施工速度快等特点。预应力钢筋混凝土原理:在结构构件受拉区预先施加压力对构件产生预压应力,从而使结构构件在使用阶段产生的拉应力首先抵消预压应力,从而推迟了裂缝的出现和限制裂缝的开展,提高了结构构件的抗裂度和刚度。常用的预应力结构体系有:框架结构体系、井式楼盖结构体系、板柱结构体系等多种体系。
二、预应力钢筋混凝土施工的技术要点
1、先张法预应力施工
(一)台座在先张法生产中,承受预应力筋的全部张拉力。因此台座应有足够的强度、刚度和稳定性。台座按构造形式可群众观点为墩式和槽式两类。
(二)长线台座台面(或胎模)要平整,在铺设预应力筋前应涂刷非油质类模板隔离剂,隔离剂的隔离层效果要好,以减少台面的咬合力、粘结力与摩擦力。隔离剂不应沾污预应力筋,以免影响预应力筋与混凝土的粘结。
(三)在先张法中,施加预应力宜采用一端张拉工艺,张拉控制应力和程序按图纸设计要求进行。当设计无具体要求时,一般采用0—1.03σcon。张拉时,根据构件情况可采用单根、多根或整体一次进行长拉。当采用单根张拉时,其张拉顺序宜由下向上,由中到边(对称)进行。全部张拉工作完毕,应立即浇筑混凝土。超过24h,尚未浇筑混凝土时,必须对预应力筋进行再次检查;如检查的应力值与允许值差超过误差范围时,必须重新张拉。
(四)先张法预应力筋张拉后与设计位置的偏差不得大于5mm,且不得大于构件界面短边边长的4%。在浇筑混凝土前,发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。
(五)预应力筋放张时,混凝土强度应符合设计要求;当设计无要求时,不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%。放张时宜缓慢放松锚固装置,使各根预应力筋同时缓慢放松。
2、后张法预应力(有粘结)施工
(一)预应力筋孔道形状有直线、曲线和折线三种类型。孔道的留设可采用预埋金属螺旋管留孔、预埋塑料波形管留孔、插拔钢管留孔和胶管充气抽芯留孔等方法。在留设预应力筋孔道的同时,尚应按要求合理留设灌浆孔、排气孔和沁水管。留孔位置要准确,通常按设计位置固定在钢筋骨架、定位筋和网片筋上。
(二)按要求进行预应力筋下料、编束(单根穿孔的预应力筋不编束),并穿入孔道(简称穿束)。穿束可在混凝土浇筑之前进行,也可在混凝土浇筑之后进行。
(三)张拉程序和方式要符合设计要求;通常预应力筋张拉方式有一端张拉、两端张拉、分批张拉、分阶段张拉、分段张拉和补偿张拉等方式。张拉程序通常为:普通松弛预应力筋采用0—1.03或0—1.05(持荷2min)—σcon;低松驰预应力筋采用0—σcon或0—1.01σcon。
张拉顺序:采用对称张拉的原则。对于平卧重叠构件张拉顺序宜先上后下逐层进行,每层对称张拉的原则,为了减少因上下层之间摩擦引起的预应力损失,可逐层适当加大张拉力。
(四)若混凝土构件遇有孔洞、露筋、管道串通、裂缝等缺陷或构件端支承版变形、板面与管道中心不垂直等缺陷,均应采取有效措施处理,并达到设计要求后才能进行预应力筋张拉。
(五)预应力筋的张拉以控制张拉力值(预先换算成油压表读数)为主,以预应力筋张拉伸长值作校核。对后张法预应力结构构件,断裂或滑脱的预应力筋数量严禁超过同一截面预应力筋总数的3%,且每束钢丝不得超过一根。
(六)预应力筋张拉完毕后应及时进行孔道灌浆。宜用52.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥调制的水泥浆,水灰比不应大于0.45,强度不应小于30N/mm2。
3、无粘结预应力施工
无粘结预应力是近年来发展起来的新技术,其作法是在预应力筋表面涂敷防腐润滑油脂,并外包塑料护套制成无粘结预应力筋后,如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内;然后,浇筑混凝土,待混凝土强度达到设计要求后再张拉锚固。它的特点是不需预留孔道和灌浆,施工简单等。
在无粘结预应力施工中,主要工作是无粘结预应力筋的铺设、张拉和锚固区的处理。
(一)无粘结预应力筋的铺设:一般在普通钢筋绑扎后期开始铺设无粘结预应力筋,并与普通钢筋绑扎穿插进行。无粘结预应力筋的铺设位置应严格按设计要求就位,用间距为1—2m的支撑钢筋或钢筋马凳控制并固定位置,用钢丝绑扎牢固,确保混凝土浇筑中预应力筋不移位。
(二)无粘结预应力筋端头承压板应严格按设计要求的位置用钉子固定在端模板上或用点焊固定在钢筋上,确保无粘结预应力曲线筋或折线筋末端的切线与承压板相垂直,并确保就位安装牢固,位置准确。
(三)无粘结预应力筋的张拉应严格按设计要求进行。通常,在预应力混凝土楼盖中的张拉顺序是先张拉楼板、后张拉楼面梁。板中的无粘结筋可依次张拉,梁中的无粘结筋可对称张拉。
当曲线无粘结预应力筋长度超过35m时,宜采用两端张拉。当长度超过70m时,宜采用分段张拉。正式张拉这前,宜用千斤顶将无粘结预应力筋先往复抽动1—2次后再张拉,以降低摩阻力。
(四)张拉验收合格后,按图纸设计要求及时做好封锚处理工作,确保锚固区密封,严防水汽进入,锈蚀预应力筋和锚具等
三、预应力混凝土的经济性
预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比较时可以用较少的混凝土和减少1/5~1/3的钢筋用量;但是钢材单价的差别并不是和重量的差别成比例的。预应力钢筋和预应力混凝土要求高强度和高质量,因而每种材料的单价都比钢筋混凝土所需要的材料的单价高。临时支架和模板可能更贵些,而且必须考虑预应力操作本身的附加费用。但是,一般来说,如果需要大量的预制预应力构件,则钢筋混凝土和预应力混凝土构件在单价之间的差别就变得很小了。另外,由预应力产生的间接的節约常常是显著的,也应充分予以考虑。这些间接的节约包括减少维修工作或者完全避免维修,而且由于结构有更好的耐久性(由于没有永久性开裂而增加耐久性),以致延长了使用寿命;减少支承结构和基础承担的静重;可以达到较大的跨径和减少支承;减低结构的高度(或者有相同高度的较大跨径)。
四、结束语
预应力钢筋混凝土具有很多的好处,像是使用性能好、抗腐蚀性强、防火性能好、抗震性能好等等,这些对于工程施工质量来说具有积极的促进作用,对于一个企业来说,预应力钢筋混凝土结构带来的好处是很多的,因此掌握此项施工技术对于企业来说具有非常重要的价值。
参考文献:
[1]王广年.现浇箱梁长预应力张拉施工技术探讨[J]交通世界(建养.机械),2011
[2]张同波,周伟桥,李衍雷.大体积预应力混凝土结构施工技术的研究与应用[J].施工技术,2007,(02).