王作為 肖興棟 姜現(xiàn) 王忠林

中國(guó)建筑第八工程局有限公司東北分公司，中國(guó)·黑龍江 哈爾濱 150000

1 引言

近年來(lái)，在中國(guó)北方冬期施工的場(chǎng)館類(lèi)項(xiàng)目越來(lái)越多，為的就是在有限的施工期內(nèi)最大程度地完成位于關(guān)鍵線(xiàn)路的主體施工，加快料具周轉(zhuǎn)，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本，同時(shí)也為后續(xù)其他專(zhuān)業(yè)工種提供作業(yè)面進(jìn)行提前穿插施工。而場(chǎng)館類(lèi)工程的特點(diǎn)就是體量巨大、跨度大，多用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。同時(shí)，施工周期長(zhǎng)，特別是北方，一年中適合緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉的時(shí)間僅有7個(gè)月，而這其中混凝土施工又要占去絕大數(shù)時(shí)間。跨年張拉，待到氣溫合適，將浪費(fèi)掉寶貴的5個(gè)月工期。

而常規(guī)方法有電加熱預(yù)應(yīng)力，進(jìn)行張拉。但會(huì)展項(xiàng)目梁大跨度大，單梁預(yù)應(yīng)力筋達(dá)到144根，通過(guò)柔性導(dǎo)線(xiàn)連接，將預(yù)應(yīng)力筋兩兩串聯(lián)加熱張拉，工程量巨大，加熱效率及張拉效率緩慢，不能有效地連續(xù)張拉。加之混凝土施工振搗，很難確保澆筑后柔性導(dǎo)線(xiàn)能夠有效地連接預(yù)應(yīng)力筋。

針對(duì)上述條件，論文給出一種施工措施，能避免低溫對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉施工的影響。

2 工程概況

哈爾濱東北亞國(guó)際博覽城項(xiàng)會(huì)展中心項(xiàng)目位于中國(guó)哈爾濱市松北區(qū)東北亞大街與中源大道交匯處，會(huì)展中心8.10m層、15.20m層以及21.5m層的大跨度結(jié)構(gòu)在采用緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。預(yù)應(yīng)力筋規(guī)格為直徑17.8mm緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)。緩凝黏合劑的標(biāo)準(zhǔn)張拉適用期為180d，標(biāo)準(zhǔn)固化時(shí)間為540d。張拉控制應(yīng)力1395Mpa。冬期預(yù)應(yīng)力張拉涉及15.20m高大模板預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，X向45跨、Y向32跨預(yù)應(yīng)力梁，共295噸預(yù)應(yīng)力筋需要在冬期進(jìn)行張拉[1]。

3 工藝原理

3.1 熱源

通過(guò)電伴熱帶產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的高溫，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)升溫，外側(cè)用保溫材料對(duì)電伴熱帶及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行全覆蓋，避免熱量散失。

3.2 熱源改進(jìn)

僅僅通過(guò)上述思路，無(wú)法批量集成產(chǎn)生持續(xù)有效地?zé)嵩?。需要?duì)熱源進(jìn)行改進(jìn)，使發(fā)熱源的布置簡(jiǎn)單而易于操作、同時(shí)又能周轉(zhuǎn)使用，降低使用成本。

基于此，如圖1所示，根據(jù)梁截面的尺寸，采用雙層硅膠耐高溫布夾30mm厚棉氈形成單張1250×2100mm的單向?qū)釤彷椛淠?，其任一面以S形式敷設(shè)間距80mm的阻燃電伴熱帶，阻燃電伴熱末端用回路器連接，沿其正反面長(zhǎng)邊位置分別設(shè)置自粘帶，便于熱輻射膜之間粘連接長(zhǎng)使用。每一張熱輻射膜均單獨(dú)連接到控制配置器上[2]。

圖1 單向?qū)釤岱笤O(shè)膜加工示意圖

3.3 工藝特點(diǎn)

①由雙層熱輻射膜+棉氈構(gòu)成單向?qū)釤彷椛淠?，具有熱效高，防火阻燃，單向傳熱的特點(diǎn)。

②單向?qū)釤彷椛淠?，可任意搭粘接長(zhǎng)周轉(zhuǎn)使用，粘連成片時(shí)形成導(dǎo)熱熱輻射膜群，操作簡(jiǎn)便。

③單向?qū)釤彷椛淠?，發(fā)熱部位為阻燃電伴熱帶，使用安全，沒(méi)有安全隱患。

④對(duì)于緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉施工，在北方冬期不受氣溫影響。

⑤單向?qū)釤彷椛淠に貌牧峡梢噪S意安裝拆除，重復(fù)周轉(zhuǎn)利用，使用率較高。

⑥通過(guò)工廠定尺加工，進(jìn)場(chǎng)采用直接拼接的方式，簡(jiǎn)化敷設(shè)操作工藝，可加快施工進(jìn)度。

4 低溫張拉施工工藝

4.1 施工流程圖

低溫張拉施工流程圖見(jiàn)圖2。

圖2 施工流程圖

4.2 施工工藝

4.2.1 布置預(yù)應(yīng)力梁頂熱輻射膜

①板面上，沿預(yù)應(yīng)力梁鋪設(shè)熱輻射膜，使熱輻射膜長(zhǎng)邊垂直于梁。通長(zhǎng)布置時(shí)，使用熱輻射膜兩邊的自粘帶，相互粘緊相鄰的熱輻射膜，如圖3所示。

圖3 梁頂熱敷設(shè)膜鋪設(shè)

②每張熱輻射膜通過(guò)接線(xiàn)器，單獨(dú)連接到控制配置器上。每個(gè)控制配置器可同時(shí)控制24張熱輻射膜。

4.2.2 布置預(yù)應(yīng)力梁側(cè)熱輻射膜

①將預(yù)應(yīng)力梁兩側(cè)的模板、木方、鋼管等材料拆除清運(yùn)干凈，只留梁兩側(cè)混凝土面做加熱面。

②用水泥釘穿過(guò)熱輻射膜上部將其固定在梁側(cè)混凝土上。

③為避免熱輻射膜下部散熱，將下部采用水泥釘固定在梁側(cè)混凝土上。

④梁側(cè)輻射膜接長(zhǎng)時(shí)，使用熱輻射膜兩邊的自粘帶，粘連接長(zhǎng)

⑤完成整條預(yù)應(yīng)力梁熱輻射膜布置后，將熱輻射膜通過(guò)接線(xiàn)器，單獨(dú)連接到控制配置器上。

其中，圖4為梁側(cè)熱敷設(shè)膜鋪設(shè)示意圖。

圖4 梁側(cè)熱敷設(shè)膜鋪設(shè)

4.2.3 試驗(yàn)段加熱

將控制配置器連接到二級(jí)箱上，開(kāi)始對(duì)所有熱輻射膜上的電伴熱帶持續(xù)進(jìn)行通電加熱，使梁頂、梁兩側(cè)的預(yù)應(yīng)力混凝土溫度得以升高，如圖5所示。

圖5 熱輻射膜升溫示意圖

4.2.4 試張拉判定加熱周期

①通過(guò)不斷地溫度監(jiān)測(cè)，以確定加熱的周期，滿(mǎn)足緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉的控制應(yīng)力及張拉實(shí)際伸長(zhǎng)量的要求。避免長(zhǎng)時(shí)間加熱，造成電力浪費(fèi)。

②電伴熱的溫度經(jīng)實(shí)測(cè)可以達(dá)到90℃，且不受環(huán)境氣溫影響。

③室外平均氣溫在-12℃、-7℃、-1℃的不同氣溫條件下，實(shí)測(cè)得到熱輻射膜內(nèi)混凝土表面溫度，均在55℃～61℃，推斷出：經(jīng)熱輻射膜覆蓋加熱的混凝土表面溫度不受環(huán)境氣溫影響。

④由于冬期粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的緩粘結(jié)劑無(wú)法正常工作，張拉控制應(yīng)力能一直滿(mǎn)足，但無(wú)法滿(mǎn)足張拉實(shí)際伸長(zhǎng)量要求。測(cè)得加熱第3.5～4天時(shí)，滿(mǎn)足張拉實(shí)際伸長(zhǎng)量的要求。

⑤通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析：在冬期，采用熱輻射膜升溫加熱的方式，即預(yù)應(yīng)力混凝土不受氣溫影響，平均加熱3.5～4天，即可滿(mǎn)足緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的張拉伸長(zhǎng)量的要求。

4.2.5 熱輻射膜的周轉(zhuǎn)使用與維護(hù)

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉鎖定完成后，即可對(duì)熱輻射膜進(jìn)行拆除。熱敷設(shè)膜選型設(shè)計(jì)、安裝固然重要，但其周轉(zhuǎn)使用與維護(hù)也是不容忽視的另一個(gè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到熱輻射膜的周轉(zhuǎn)次數(shù)、使用壽命。其周轉(zhuǎn)使用與維護(hù)需要注意以下幾點(diǎn)：

①熱敷設(shè)膜里的電伴熱帶嚴(yán)禁被重物砸碰，一旦被砸碰，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行電氣測(cè)試，合格后方可重新投入使用。

②電伴熱帶接線(xiàn)一定要通過(guò)配置控制器，避免電伴熱帶過(guò)載。

5 熱輻射膜升溫在施工工期、施工成本方面的分析

5.1 施工工期方面

最顯著的特點(diǎn)：使得緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉施工不受冬期低溫影響。在北方地區(qū)，冬期可以正常進(jìn)行緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的張拉施工。

大跨度預(yù)應(yīng)力梁張拉完成后，可以立即組織預(yù)應(yīng)力梁下的架體拆除、料具清運(yùn)，為砌筑、抹灰、電氣、給排水、通風(fēng)等專(zhuān)業(yè)及工序的穿插施工，提供了至少5個(gè)月的前置施工條件。對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目工期的整體提前影響深遠(yuǎn)[3]。

5.2 施工成本方面

最直接的是緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)下得高大模板支撐體系可以在冬期立刻組織退場(chǎng)，減少了4個(gè)月盤(pán)扣腳手架的租賃費(fèi)用。

會(huì)展中心項(xiàng)目，15.20m高大模板使用盤(pán)扣腳手架18000噸，租賃費(fèi)用10.5元/噸·天，4個(gè)月可節(jié)能料具租賃費(fèi)用為18000噸×10.5元/噸·天×30天×4=2268萬(wàn)元，節(jié)約效益非常可觀。

同時(shí)，通過(guò)工廠定尺加工，進(jìn)場(chǎng)采用直接拼接安裝的方式，簡(jiǎn)化敷設(shè)操作工藝，加快施工的進(jìn)度，有效的節(jié)約工時(shí)、人工成本的投入，為后續(xù)其他專(zhuān)業(yè)工種提供作業(yè)面提前進(jìn)行穿插施工，極大地節(jié)省了管理成本。

5.3 熱輻射膜的使用成本方面

確保一個(gè)月將所有預(yù)應(yīng)力梁張拉完成，需要熱輻射600張，單張制作成本1258元，單張功率2.5kw，按照加熱4天可張拉計(jì)算，需耗電240kw/h，一個(gè)月1680kw/h（1680元）。合計(jì)使用成本為600×（1258+1680）=176萬(wàn)元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高大模板盤(pán)扣腳手架的料具租賃費(fèi)用。

6 結(jié)語(yǔ)

本工程應(yīng)用的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力低溫張拉施工技術(shù)具有的多種優(yōu)點(diǎn)，熱輻射膜+電伴熱帶可通過(guò)工廠統(tǒng)一批量加工定制，安全性高、可操作性、通用性強(qiáng)。電伴熱帶具有熱效高，熱輻射膜防火阻燃，單向傳熱，保溫效果極好。模塊預(yù)制化的操作簡(jiǎn)單易施工，其投入使用對(duì)冬期預(yù)應(yīng)力的張拉、料具周轉(zhuǎn)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益、為后續(xù)專(zhuān)業(yè)及工序的提前穿插提供了可能，也為后續(xù)的相似工程提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。