黃堅(jiān)+趙曙光

摘 要：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)解決了大跨度和超長混凝土結(jié)構(gòu)在荷載、溫度或收縮等效應(yīng)下產(chǎn)生的裂縫，通過對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉的施工工藝介紹，清楚了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)防止結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的機(jī)理和應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：無粘結(jié)；預(yù)應(yīng)力鋼絞線；施工工藝

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線是在鋼絞線外包裹一層高密度聚乙烯塑料管，該塑料管與鋼筋之間采用防銹、防腐潤滑油脂涂層。在張拉過程中鋼絞線與其在混凝土構(gòu)件中的預(yù)留孔道之間沒有粘結(jié)力，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的拉力永遠(yuǎn)只能通過錨具和變向裝置傳遞給混凝土。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)解決了大跨度和超長混凝土結(jié)構(gòu)在荷載、溫度或收縮等效應(yīng)下產(chǎn)生的裂縫，能提高結(jié)構(gòu)的性能，降低工程造價(jià)。

青海省格爾木工業(yè)園區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)有二座二沉池，池體為圓形無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)徑48.0米，高5.60m，池壁厚為350mm，預(yù)應(yīng)力筋每圈由3段長度為51.8m的預(yù)應(yīng)力鋼鉸線組成，分別錨固在沿圓周間隔60°布置的6個(gè)錨固肋上。每段預(yù)應(yīng)力筋間隔錨固于相隔120°布置的2個(gè)錨固肋上。預(yù)應(yīng)力筋在圓形水池池壁內(nèi)沿其高度共鋪設(shè)25周，采用φs15.2（1×7）低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每個(gè)錨固端設(shè)10mm厚墊板。

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋采用TTM全封閉型錨具，采用YCN-25油壓千斤頂6套進(jìn)行張拉，以下對預(yù)應(yīng)力張拉的施工工藝進(jìn)行說明。

1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)本預(yù)應(yīng)力施工特點(diǎn)，確定合理的施工方案，做好技術(shù)交底工作。預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)場后要成批驗(yàn)收，按規(guī)定取樣送試，經(jīng)試驗(yàn)合格后方可使用。鋼絞線必須是通長的，每段的中間嚴(yán)禁有接頭。無粘結(jié)鋼絞線護(hù)套輕微破損者應(yīng)外報(bào)防水塑料膠帶修補(bǔ)。因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力中采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，對錨具的要求高，本工程設(shè)計(jì)采用TTM全封閉型錨具。按照規(guī)范要求：錨具效率系數(shù)ηA≥0.95，試件破斷時(shí)的總應(yīng)變εu≥2.0%。其質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》（JGJ85-2010）的規(guī)定。錨具按有關(guān)規(guī)定進(jìn)場驗(yàn)收。

人員、機(jī)具準(zhǔn)備：張拉操作6人，記錄3人。采用YCN-25油壓千斤頂6套。

2 施工工藝

工藝流程：池壁非預(yù)應(yīng)力鋼筋綁扎→按預(yù)應(yīng)力布筋標(biāo)高焊接支架→鋪設(shè)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋并綁扎→檢查、調(diào)整及固定預(yù)應(yīng)力筋→錨固槽埋件安裝固定→支設(shè)模板、澆筑砼、養(yǎng)護(hù)→強(qiáng)度達(dá)到100%后預(yù)應(yīng)力張拉→錨具密封→錨固槽封堵。

預(yù)應(yīng)力鋼筋運(yùn)至現(xiàn)場后，要及時(shí)檢查規(guī)格、尺寸和數(shù)量，并逐根檢查其端部配件無誤后，方可分類堆放。預(yù)應(yīng)力鋼絞線綁扎順序：首先根據(jù)位置和間距的要求綁扎預(yù)應(yīng)力的定位鋼筋，然后由下向上綁扎水平環(huán)向鋼絞線。鋼絞線綁扎時(shí)，將鋼絞線的兩端要扎緊并裹塑膠布。采用單束多次穿入的方法，穿鋼絞線時(shí)需多人協(xié)作，每道從定位鋼筋上穿過。其綁扎方法與普通池體的水平鋼筋相同，鋼絞線安裝前要根據(jù)圖紙要求，每一圈的張拉端在不同位置的錨固槽位置，預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸出錨固槽的長度應(yīng)滿足張拉要求。

鋼絞線鋪放、安裝完畢后，單獨(dú)填寫隱蔽工程驗(yàn)收記錄，及時(shí)報(bào)請監(jiān)理進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，確認(rèn)鋼絞線安裝質(zhì)量合格后，方可澆筑混凝土?；炷翝仓r(shí)，避免碰撞鋼絞線、定位鋼筋以及端部預(yù)埋部件，防止鋼絞線位置發(fā)生變化。池壁混凝土必須振搗密實(shí)。

混凝土澆筑完畢對混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。可在池壁側(cè)面滿掛舊氈布，墻頂部布置一圈滴水管，確保養(yǎng)護(hù)期保持表面濕潤狀態(tài)。

張拉前要對同條件混凝土試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，當(dāng)混凝土的試塊抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的100%后，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉。張拉前混凝土要保持濕潤，并要清理干凈承壓板板面，并檢查承壓板下面的混凝土質(zhì)量，如有局部缺陷，要預(yù)先處理。

對千斤頂、液壓機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，檢測其運(yùn)行狀態(tài)是否正常，安裝千斤頂支撐架，并檢查張拉所用的工具如扳手、錘子、卡具等是否準(zhǔn)備齊全。錨具系統(tǒng)安裝：環(huán)狀鋼絞線末端的要與錨具的承壓板相垂直。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力1395N/mm2，實(shí)際張拉時(shí)進(jìn)行3%的超張拉，正式張拉開始前，先進(jìn)行試張拉，用以檢測張拉機(jī)械、設(shè)備的情況；測試預(yù)應(yīng)力筋的摩擦阻力；檢測預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力變形是否符合要求。

預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉采用二端張拉，由下向上隔圈依次張拉，每圓周有三道鋼絞線，每端配有2套張拉設(shè)備要同時(shí)張拉。

預(yù)應(yīng)力筋張拉施工流程：量測預(yù)應(yīng)力筋初始長度→安裝錨具→裝千斤頂→張拉至應(yīng)力1.03σcon持荷約2分鐘→鎖定錨具→量測預(yù)應(yīng)力筋最終長度→計(jì)算張拉伸長值。

安裝時(shí)對水平環(huán)狀預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)使張拉力的作用線與鋼絞線中心線末端的切線重合。張拉方式采用分級張拉，第一級張拉至設(shè)計(jì)張拉力的10%，第二級張拉至設(shè)計(jì)張拉力。圓周處六個(gè)張拉端的千斤頂要同步給壓，超張拉達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，穩(wěn)壓2分鐘不降壓，可以進(jìn)行回油退頂，預(yù)應(yīng)力筋錨具自動錨固，張拉錨固后及時(shí)對錨具進(jìn)行全封閉防腐處理，裸露的鋼絞線采用塑料護(hù)套進(jìn)行包裹。

封端砼澆筑：首先將錨固槽砼接觸面進(jìn)行鑿毛處理，將浮塵、雜物清理干凈，然后安裝模板，澆水濕潤，采用C45細(xì)石膨脹砼封堵錨固槽。

張拉時(shí)密切觀察壓力表讀數(shù)用以控制張拉力。張拉時(shí)采用雙控制，張拉過程中以應(yīng)力控制為主，伸長值進(jìn)行校核，如果實(shí)際伸長值大于計(jì)算值的10%或小于計(jì)算值的5%，要暫停張拉，查明原因，采取措施予以調(diào)整后再繼續(xù)張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，認(rèn)真填寫無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉記錄表，記錄好各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

張拉設(shè)計(jì)參數(shù)：張拉控制力ócom=1395N/mm2，單根預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面積為140mm2，每束筋的張拉力：N=1395×140=195.3KN，單根預(yù)應(yīng)力鋼絞線超張拉時(shí)的控制張拉力為：1.03p=201.2kN。

伸長值的計(jì)算：△L=Fj*Lt/{Ap*Ep*[1-（KLt+Uθ）÷2]}=430 mm。單端伸長值為215mm。其中Lt—無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的長度（m）48.7*3.1416/3=50.86

預(yù)應(yīng)力筋的張拉力Fj=195.3kN；預(yù)應(yīng)力筋的截面面積Ap=140mm2；彈性模量Ep=1.95*105N/mm2；預(yù)應(yīng)力筋的摩擦系數(shù)K=0.004，U=0.1；張拉端至計(jì)算截面曲線部分切線夾角的總和Θ=1.04。

3 施工中的注意事項(xiàng)

預(yù)應(yīng)力筋運(yùn)輸時(shí)采用成盤運(yùn)輸，應(yīng)輕裝輕卸，嚴(yán)禁摔擲及鋒利物品損壞預(yù)應(yīng)力筋表面。吊具用不得采用鋼絲繩，應(yīng)采用吊裝帶，避免裝卸時(shí)破壞預(yù)應(yīng)力筋塑料套管。當(dāng)有輕微破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)用防水膠帶纏繞預(yù)應(yīng)力筋外皮破損處。預(yù)應(yīng)力筋下料長度應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的圓弧長度、錨夾具厚度、千斤頂長度、冷拉伸長值、彈性回縮值、張拉伸長值和外露長度等因素。首次使用應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)，符合要求后方可成批下料。預(yù)應(yīng)力筋下料切斷后，端頭應(yīng)齊整。預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用砂輪鋸切斷，不得采用電弧或氣焊切斷，從預(yù)應(yīng)力筋開始鋪設(shè)直到混凝土澆筑，避免在預(yù)應(yīng)力筋周圍使用電焊，以防預(yù)應(yīng)力筋通電造成強(qiáng)度降低。鋼絞線下料后不得散頭，下料場地應(yīng)平整、潔凈。錨具的承壓面應(yīng)與預(yù)應(yīng)力筋垂直。

4 結(jié)語

本工程二沉池通過采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，有效防止了超長結(jié)構(gòu)砼裂縫的出現(xiàn)。通過二沉池滿水試驗(yàn)、半年的試運(yùn)轉(zhuǎn)以來，未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象，可以說明無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在圓形水池的抗裂效果十分明顯，同時(shí)能降低工程造價(jià)。

參考文獻(xiàn)

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