預應力混凝土結構施工技術在房屋建筑的應用
前言
預應力混凝土結構除用于樓蓋外,有時還用來解決大跨度、大空間部位柱網轉換時的轉換梁、轉換桁架,以及復雜柱網情況下的轉換板。與傳統的鋼筋混凝土結構相比,預應力結構形式改善了結構構件在各種使用條件下的工作性能,提高了結構剛度,減小了結構變形,可減小或消除裂縫,提高抗裂性,延長使用壽命,具有耐高壓,耐腐蝕,抗疲勞等優點,因而應用廣泛。
1.工程概況
某工程大樓屋面層局部大跨度梁采用粘結預應力混凝土梁結構,共有15榀預應力梁,其中三層有3榀預應力梁。預應力梁最大跨度為22m,梁最大截面為600mm×1300mm,本工程預應力鋼筋全部采用Ⅱ級松弛Φj15.2鋼絞線,預應力鋼鉸線抗拉強度標準值fptk=1860MPa張拉控制應力1302MPa,單根預應力鋼筋張拉控制應力端采用夾片錨具,固定一律采用I類錨具,其中張拉端采用夾片錨具,固定端采用擠壓錨具。本工程預應力混凝土強度等級均為C40。
2.施工工藝流程
本工程樓層預應力粱模板安裝及鋼筋綁扎階段的施工順序為:安裝梁模板,預應力梁邊側模先不裝(以便穿插預應力筋及設置張拉端),綁扎普通鋼筋及穿預應力筋;安裝張拉端錨墊板及間接鋼筋,封梁邊模板。現澆有粘結預應力混凝土工程的施工,是在普通鋼筋混凝土施工工序中穿插施工的。
3.預應力施工要點
3.1預應力筋下料、制作固定端錨具
預應力筋切割成工程所需長度。下料完畢后即制作固定端錨具,加工好后運到工地現場。鋼絞線的下料長度等于絞線在結構內的長度、張拉端預留長度及下料誤差三者之和。下好料的成品鋼絞線不能有死彎及磨傷;下好料的鋼絞線應按長度分類堆放;預應力筋下料完畢,及時檢查其規格尺寸和數量。
3.2預應力曲線放線
預應力筋(波紋管)在梁中按設計要求的曲線布置,曲線形狀由反彎點及最低點、最高點等幾個特征點控制,通常在梁非預應力鋼筋(箍筋)上畫出預應力筋詳細的放線圖,每間隔1.0-1.5m左右設一個控制點。放線應由專人負責,并及時進行復核檢查。
3.3固定架的焊接
預應力筋在各控制點處由固定架支承,普通鋼筋綁扎成型后,以波紋管管底標高,按設計要求的預應力曲線矢高在控制點處箍筋上劃線,將支架焊接在梁箍筋上,間距1000mm。為防止在澆筑混凝土時變位,固定架必須有足夠的支承力,直徑不小于10mm,為保證固定架位置的準確,宜由焊工及放線人員一起進行焊接固定架。
3.4波紋管安設
普通鋼筋綁扎成型及固定支架焊好后,就可進行輔管,輔管時先將固定端錨墊板安裝就位,從張拉端處逐步套入波紋管。波紋管的連接采用同一形大一號的管,長400mm,每邊旋入150mm,對接后用膠帶密封。波紋管與固定端鋼絞線連接用棉絲封堵,再用膠帶密封。整段波紋管在梁內應順直,不得有明顯彎折,水平允許偏差10mm。
3.5張拉過程
張拉過程中以應力控制為主通過油表讀數及伸長值測量對預應力筋張拉實行雙控管理,其實際伸長值與理論伸長值的差值不應超過±6%。本工程預應力筋根據圖紙采用一端張拉的施工方式,一端張拉用一臺千斤頂在構件一端進行張拉。張拉時對于較短的預應力筋可以一次張拉到位并錨固,當預應力筋長度超過一定長度時(一端張拉30m,兩端張拉60m)張拉力一次不能到位,但伸長值達到150~200mm時應立即回油,進行第二次、甚至第三次張拉,每次張拉伸長值均不能超過200mm。具體張拉過程如下:
a.安裝千斤頂。安裝千斤頂時應注意千斤頂上的工具錨孔位與構件端部工作錨的孔位排列要一致,以防鋼絞線在千斤頂穿心孔內打叉。此外,對直線預應力筋,應使張拉力的作用線與孔道中心線重合;對曲線頂應力筋,應使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線重合。
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b.啟動油泵進行預應力張拉。對有粘結預應力筋在張拉力達到0.1ócon 時測量千斤頂外露長度L1,加荷103%ócon一次張拉成功,測量千斤頂外露長度L2后回油,撤掉千斤頂并作記錄。
3.6 張拉要求
a. 張拉時,實測伸長值應與理論計算值接近,相差幅度不得超過-6%~+6%范圍,如超出范圍應立即停止張拉,待查明原因后方可繼續張拉;
b. 張拉時如發現混凝土破裂應立即停止張拉,待查明原因并妥善處理后再繼續張拉;
c. 發現斷絲斷束應停止張拉,待調整張拉力和伸長值后再繼續張拉;
d. 張拉完成后應立即添寫張拉記錄,張拉記錄精確到毫米;
e. 張拉完成后方可拆除模板。
3.7 張拉安全措施
a. 在預應力作業中,必須特別注意安全。因為預應力筋持有很大的能量,萬一預應力筋被拉斷或錨具與張拉千斤頂失效,巨大能量急劇釋放,有可能造成很大危害。因此,在任何情況下作業人員不得站在預應力筋的兩端,同時在張拉千斤頂的后面應設立防護裝置;
b. 操作千斤頂和測量伸長值的人員,應站在千斤頂側面操作,嚴格遵守操作規程。油泵開動過程中,不得擅自離開崗位。如需離開,必須把油閥門全部松開或切斷電路;
c. 張拉時應認真做到孔道、錨環與千斤頂三對中,以便張拉工作順利進行,并不致增加孔道摩擦損失;
d. 多根鋼絞線束夾片錨固體系如遇到個別鋼絞線滑移,可更換夾片,用小型千斤頂單根張拉;
e. 多根鋼絞線同時張拉時,構件截面中斷絲和滑脫鋼絲的數量不得大于鋼絞線鋼絲總數的3%,且一束鋼絞線只允許斷一絲;
f. 每根構件張拉完畢后,應檢查端部和其他部位是否有裂縫,并填寫張拉記錄表;
g. 張拉時如發現混凝土破裂應立即停止張拉,待查明原因并妥善處理后方可繼續張拉。
3.8混凝土澆筑及注意事項
預應力筋穿束完畢后,檢查和調整敷設的各種管線的位置、規格和數量,檢查和修補破損的波紋管,進行隱蔽驗收,合格后方可澆筑混凝土。在混凝土澆筑過程中,應特別注意振動棒不要直接接觸波紋管。張拉端及梁柱節點等重點部位宜采用小直徑振動棒振搗密實,以免出現蜂窩,造成張拉時發生事故。混凝土澆筑時要注意預留同條件養護混凝土試件,以便張拉時以其強度檢測值作為預應力筋后張拉的依據。在澆完混凝土后要及時清理干凈錨墊板面上的混凝土,以確保錨具能順利地安裝。
3.9預應力孔道灌漿
a.在預應力筋穿束過程中,重點保護好波紋管不受破壞,柱鋼絞線采用單根穿束方案,穿束前先將鋼絞線端部用黑膠布包緊,然后把單根鋼絞線從波紋管一端穿至另一端。穿束時,注意不能硬頂,以防波紋管被頂破,而應將鋼絞線往復輕抽、推、轉,同時檢查波紋管是否平順,否則及時將其扶平順。在固定端波紋管口處,用鋼絲球和回絲封閉,以免漏漿。
b.孔道灌漿時,根據施工現場的氣溫情況,將水泥漿自拌制到壓入孔道的延續時間一般控制在30~45min。并保證水泥漿在使用前和壓注過程中連續攪拌以及壓注水泥漿的壓力,以確保連續工作,同時采用SQ45-3型活塞式壓漿機壓注水泥漿,最大壓力1.0MPa,從最低點的壓漿孔壓入,由最高點的排氣孔排氣和泌水,壓漿應緩慢、均勻地進行,不得中斷,并應將所有最高點的排氣孔依次放開和關閉,使孔道內排氣通暢。壓漿在達到柱頂部孔道頂端飽滿后出漿,并達到排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿,關閉出漿口后,還應保持不小于0.5MPa的一個穩壓期,該穩壓期不宜少于2min。
4.結語
綜上所述,預應力混凝土結構與普通鋼筋混凝土結構相比,可有效減小柱截面尺寸,從而達到減少模板、鋼筋和混凝土用量,降低工程造價的目的。同時,預應力施工的埋管、穿筋可與普通鋼筋鋪設同時進行,張拉、灌漿不占主工期,不會增加施工工期,值得同行借鑒。
編輯:姜立東
監督:0571-85871513
投稿:news@ccement.com