晏羅軍+唐福強(qiáng)+朱兵

摘 要：本文通過(guò)對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)工作原理的介紹再結(jié)合岳陽(yáng)博物館建設(shè)對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的工程應(yīng)用，闡述緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵控制點(diǎn)，總結(jié)出緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在結(jié)構(gòu)施工與設(shè)計(jì)中存在的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力 工程應(yīng)用 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào)：U491.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（b）-0091-02

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)發(fā)展至今已有百多年研究及發(fā)展的歷史。根據(jù)出現(xiàn)的時(shí)間預(yù)應(yīng)力技術(shù)可分為四代：第一代鋼筋預(yù)應(yīng)力技術(shù)，第二代有粘灌漿預(yù)應(yīng)力技術(shù)，第三代無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，以及在有粘結(jié)與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)之上發(fā)展起來(lái)的第四代緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。第一代預(yù)應(yīng)力技術(shù)由于其施工繁瑣而被淘汰。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度利用率和耐久性提出更高的要求和技術(shù)挑戰(zhàn)，近年來(lái)，住建部對(duì)現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全鑒定與普查，發(fā)現(xiàn)第二代有粘結(jié)灌漿不易密實(shí)，空灌、露筋缺陷嚴(yán)重，預(yù)應(yīng)力筋腐蝕嚴(yán)重，不利于結(jié)構(gòu)耐久性；第三代預(yù)應(yīng)力技術(shù)由于預(yù)應(yīng)力筋可在套管內(nèi)自由滑動(dòng)，易造成預(yù)應(yīng)力筋和錨具的疲勞破壞，無(wú)法充分利用材料強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)抗震性能受限，難以應(yīng)用于結(jié)構(gòu)重要構(gòu)件中；第四代預(yù)應(yīng)力技術(shù)克服了上述第二代和第三代預(yù)應(yīng)力技術(shù)的缺陷，繼承了二代灌漿有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)抗震性能優(yōu)良，三代預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，它優(yōu)化結(jié)構(gòu)輕裝設(shè)計(jì)，降低了施工的難度，縮減了工期，并保證了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)于21世紀(jì)初期引入我國(guó)，一些高校、企業(yè)開始研發(fā)該技術(shù)并在工程中大量應(yīng)用。近年來(lái)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)隨工程應(yīng)用的擴(kuò)大和研究的深入已發(fā)展相當(dāng)成熟，結(jié)構(gòu)普查后緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)被定為住建部推廣技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)形式的日新月異，傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力技術(shù)由于其自身弊端將逐漸會(huì)被緩粘結(jié)這項(xiàng)新技術(shù)所替代。

1 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工作原理

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)技術(shù)是將高強(qiáng)度鋼材、高分子復(fù)合材料、先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和嶄新的工廠化生產(chǎn)工藝相結(jié)合而形成的高效結(jié)構(gòu)形式。其核心在于緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是在鋼絞線之上涂有緩凝膠粘材料，并外包帶有凹凸橫肋的高密度PE護(hù)套組成，如圖1所示。緩粘結(jié)材料在張拉施工期內(nèi)具有一定的流動(dòng)性，鋼絞線可自由滑動(dòng)。施工完成后，隨時(shí)間增加，膠粘劑逐漸固化并達(dá)到設(shè)定強(qiáng)度，硬化后的緩凝材料通過(guò)外護(hù)套凹凸橫肋與周圍混凝土有效咬合，達(dá)到混凝土和鋼絞線協(xié)同作用的目的。

2 工程簡(jiǎn)介

本工程為洞庭湖博物館暨洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃館，位于洞庭湖博覽園內(nèi)，如圖2所示。其由主館和附屬用房組成，主體為框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，具有梁板輕型載重的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。主館要求結(jié)構(gòu)使用年限為100年，附屬用房為50年。

本工程主館頂板采用大直徑緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力空心樓蓋板技術(shù)，預(yù)應(yīng)力梁尺寸為150mm×500mm，如圖3所示。本工程預(yù)應(yīng)力梁尺寸有限，但所受荷載較大，預(yù)應(yīng)力布置較多。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋為單根單拉，筋直徑和錨具尺寸小，節(jié)點(diǎn)內(nèi)穿插容易，便于結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)干涉與工藝干涉限制放寬，張拉端布置靈活，可在梁頂撅起張拉，降低了施工難度，保證了施工質(zhì)量。

3 應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵控制點(diǎn)

3.1 矢高控制與工程量

規(guī)范規(guī)定有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力波紋管截面面積不應(yīng)小于鋼絞線截面面積的兩倍，對(duì)截面削弱較大，且張拉端錨具大，布置不靈活，矢高不能有效控制，為保證預(yù)應(yīng)力效果需增加有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的用量，有時(shí)甚至無(wú)法施工而導(dǎo)致增加截面的尺寸。本工程采用緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋規(guī)格直徑為21.8mm，對(duì)截面削弱小，且張拉端錨具尺寸小，布置靈活方便，可有效控制矢高，同等預(yù)應(yīng)力效果下，預(yù)應(yīng)力筋用量相對(duì)較少，空心結(jié)構(gòu)布置、組合，結(jié)構(gòu)安全性價(jià)比整體優(yōu)化。

3.2 預(yù)應(yīng)力配件與設(shè)備

預(yù)應(yīng)力筋的張拉是預(yù)應(yīng)力施工工序中相當(dāng)重要的一環(huán)，施工質(zhì)量的好壞直接影響著結(jié)構(gòu)的耐久性。傳統(tǒng)的張拉施工工藝，依靠施工人員手動(dòng)操作，誤差率高，無(wú)法保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量。不少工程因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力施工參數(shù)控制達(dá)不到設(shè)計(jì)要求而不合格，而被迫要求提前進(jìn)行結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固，嚴(yán)重的甚至突然垮塌，給社會(huì)造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。

為保證施工質(zhì)量，本工程采用智能張拉技術(shù)，如圖4所示。智能張拉技術(shù)由于智能系統(tǒng)的高精度和穩(wěn)定性，能排除人為因素干擾，有效確保預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量，是目前國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉領(lǐng)域最先進(jìn)的工藝。

3.3 材料變形與共同工作

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是三種不同的材料組成。其在溫度變化下的變形性能對(duì)結(jié)構(gòu)使用性能有很大影響。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析可知緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在長(zhǎng)度和截面方向上由于材料不同產(chǎn)生的內(nèi)力很小，可忽略不計(jì)。此外緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與環(huán)氧樹脂涂層鋼筋在低溫下的變形協(xié)調(diào)問(wèn)題類似，由環(huán)氧樹脂涂層鋼筋和近幾年緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力大量工程實(shí)踐證明，低溫下緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的材料變形不一致對(duì)構(gòu)件影響不大，不影響材料的使用。

3.4 結(jié)構(gòu)耐久性

結(jié)構(gòu)的耐久性關(guān)系到建筑物在使用年限內(nèi)的安全性能，預(yù)應(yīng)力筋的耐久性能直接影響著結(jié)構(gòu)的安全性能。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋外包護(hù)套采用高密度聚乙烯材料，緩凝粘合劑采用環(huán)氧樹脂類材料，強(qiáng)度高。耐氣候性、耐水性、耐藥品性，耐堿性優(yōu)越。對(duì)鋼絞線形成雙層保護(hù)，鋼絞線抗腐蝕能力大大提高。且緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在管理嚴(yán)格的工廠制造而成，不存在類似波紋管預(yù)應(yīng)力澆灌填充不良的問(wèn)題，在預(yù)應(yīng)力筋防銹方面顯示非常優(yōu)良的耐久性。

3.5 要規(guī)避的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

（1）緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)嚴(yán)格在張拉適用期限內(nèi)張拉，避免張拉適用期過(guò)后，膠粘劑固化對(duì)張拉的不利影響。PE護(hù)套的成形質(zhì)量與砼咬合性能。（2）緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋受溫度影響較大，避免陽(yáng)光暴曬及高溫。（3）預(yù)應(yīng)力布置與建立的施工差異。

4 結(jié)語(yǔ)

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在空心樓蓋板體系中的組合應(yīng)用，在施工上規(guī)避了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工中鋪設(shè)波紋管和灌漿的施工工序，提高了施工效率；施工質(zhì)量上避免了有粘結(jié)灌漿欠密實(shí)，空罐的通病，保證了結(jié)構(gòu)的耐久性；結(jié)構(gòu)性能上降低了筋孔道與錨占空間對(duì)截面的削弱作用，有效控制了矢高，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)截面尺寸，并使得結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工組合，有了更多的選擇。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用節(jié)省了大量的材料、人工和后期維護(hù)加固的費(fèi)用，減掉了施工現(xiàn)場(chǎng)的回漿污染等，滿足了高強(qiáng)鋼筋的應(yīng)用推導(dǎo)，綠色施工與綠色建筑的指引，綜合造價(jià)上的類型工程分析可量化的節(jié)約比達(dá)10%以上，定性比已有直觀優(yōu)勢(shì)上的大量分析，相對(duì)比具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

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