缓粘结预应力技术

缓粘结预应力技术（精选8篇）

缓粘结预应力技术 第1篇

后张法缓粘结预应力技术是将后张法中无粘结和有粘结预应力技术的优点相结合,形成后张法缓粘结预应力技术体系。缓粘结预应力筋的研制应用,实现了具有无粘结预应力混凝土结构施工工艺简单,克服了有粘结预应力混凝土结构预留孔道和灌浆复杂的工艺,同时具有有粘结预应力混凝土结构抗震性能好、极限状态预应力筋强度发挥充分、节省钢材的优势,并解决了无粘结预应力技术适用范围的局限性、润滑脂缺点及有粘结预应力孔道灌浆质量的问题。

缓粘结预应力构件中缓粘结预应力钢绞线的工作状态直接关系到结构的安全性和耐久性,计算理论、检测手段、使用环境等因素的影响会导致难以直接判断服役期内预应力钢绞线的受力状态,只有通过内嵌受力与传感相结合的传感器才能对其受力状态进行准确测量,这就要求监测用传感器除具有良好的线性度和重复性、较高的精度和灵敏度以及抗干扰、长距离分布式测量等特性外,还要具有抗疲劳、耐久、耐腐蚀以及与钢绞线同等级别的受力性能。基于光纤传感原理智能钢绞线的出现为上述难题提供了良好的解决方案。

某排演中心观众厅二层楼座,结构体系复杂,悬挑跨度大,设计最终确定采用缓粘结预应力技术,并将智能钢绞线应用于工程实践中,总结相关制作工艺、施工工艺与原位监测技术,进行预应力损失监测与数据分析,为缓粘结预应力结构设计和施工提供重要参考。

1 工程概况

某排演中心为甲类剧场建筑,平面尺寸约83 m72 m,观众厅座位1 142席,建筑总高度20.8 m,局部舞台高度29.5 m,建筑由主舞台、观众厅、多功能厅及附属用房组成。抗震设防烈度8度,抗震设防类别为重点设防类。本工程设计使用年限为50年。主体结构采用全现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构,建筑平面及剖面见图1。排演中心观众厅设池座和一层悬挑楼座,其中池座880席,二层楼座为262席。

观众厅整体面宽达30 m,楼座沿整个观众厅弧形展开,悬挑跨度随位置不同而变化,从中部区域的约9 m变化至两侧区域的约4 m。采用钢筋混凝土悬挑桁架(见图2)作为主要受力结构,桁架角度结合层高及观众厅台阶坡度确定。跨度较小的两侧区域,采用钢筋混凝土变截面悬挑梁。

钢筋混凝土悬挑桁架上弦为受拉构件,为减小裂缝数量及宽度,并减小构件的轴向刚度折减,在受拉上弦中施加预应力。桁架中竖杆除本身参与受力外,同时兼作下弦压杆的平面内支撑,减小其计算长度。

由于悬挑桁架与后部结构连接处的梁柱钢筋密集,如果采用传统的有粘结预应力技术,施工质量难以保证,同时施工工艺简单的无粘结预应力技术不适用于抗震承重结构,因此本工程采用缓粘结预应力技术。每榀桁架上弦中布设6根缓粘结预应力钢绞线,沿构件形心布置,张拉方式为单端张拉,锚具类型为B&S体系I类锚具,张拉控制应力为1 302 MPa。

鉴于本工程重要性,为判断该悬挑桁架的受力状态,在每榀桁架上弦中均布设1根光栅型缓粘结智能钢绞线监测预应力损失情况,监测设备为TFB-DG-9000型FBG光纤光栅解调仪。每根智能钢绞线中等间距布置4个光栅串,实现沿钢绞线全长的准分布式监测。

2 缓粘结预应力施工技术

2.1 技术原理

缓粘结预应力筋由单根钢绞线涂包缓粘结剂,外包带肋塑料套管组成。缓粘结预应力筋有其特有的摩阻特性:

1)缓粘结筋的缓粘结材料黏度比无粘结筋油脂大,且随时间不断变大,使其摩擦系数不断增大,直至完全固化;

2)摩阻变化存在突变时间点,在该时间点前,摩阻较小且十分稳定,在该时间点后,摩阻急剧增加形成突变;

3)缓粘结预应力筋所处的环境温度越高,突变时间越早,在突变前,温度对摩阻几乎没有影响,突变后温度越高,摩阻增加的速率越大。同样,摩阻与湿度亦成正比关系;

4)在突变点之前反复张拉同一根缓粘结筋可以使摩阻减小,且不会影响最后固化,但接近突变点再反复张拉对摩阻没有显著影响。

缓粘结预应力筋在摩阻变化突变时间点前施工时可以按照无粘结筋的特点不需要预留孔道、灌浆等工序,而是先把预先组装好的缓粘结筋在混凝土浇筑前,同非预应力筋一样按设计要求铺放,然后浇筑混凝土。待混凝土达到设计强度后,缓粘结剂处于张拉适用期内,张拉预应力筋并用专用锚具锚固,借助两端锚具达到对结构产生预应力效果。张拉后,缓粘结剂在预期内硬化并与预应力筋、塑料套管牢固粘结成一体,将张拉力永久锚固在结构中,使后期具有有粘结筋使用效果。

2.2 施工工艺

2.2.1 施工流程

施工准备→搭设梁底支撑脚手架→支梁底模、起拱及校正梁底标高→绑扎梁非预应力钢筋→标示预应力筋曲线坐标位置、设置定位钢筋→穿入缓粘结预应力筋(缓粘结筋在工厂定尺生产→固定端挤压锚具组装→运至现场)→预应力筋定位固定→安装并固定张拉端锚垫板、固定端螺旋筋等配件→支端模→隐蔽工程验收→混凝土浇筑及养护→拆梁端模→安装锚具、张拉缓粘结筋(张拉适用期内)→切除多余外露筋→锚具防腐处理→端部细石混凝土封堵→拆除梁底模和支撑脚手架。

2.2.2 张拉顺序

结合该桁架特点,按照均匀、对称、匀速地张拉施工原则,确定分2级张拉,每一级同时张拉对称的两榀,张拉顺序(如图3所示)为:第1级,由两边向中间张拉到控制张拉力的10%;第2级,由中间向两边张拉到控制张拉力的103%,总共分成6个张拉步进行预应力施工。

2.2.3 施工要点

缓粘结预应力结构的施工工艺与无粘结预应力相似,但也有其特殊性。总结如下:

1)在预应力工程开始前,根据实际工程进度情况提前向生产厂家订购合适的缓粘结预应力筋,出厂时标明张拉适用期和标准固化时间。

2)当缓粘结预应力筋、锚具及配件运至工地,铺设使用前应妥善保存,采用塑料布进行遮盖,避免阳光暴晒,下边要有垫木,避免材料锈蚀,锚具、配件要存在室内,运输、存放时都要尽量避免预应力筋外皮破损。缓粘结预应力筋两端及中间破损处应用聚乙烯胶带进行严密的封裹,防止缓粘结剂淌出与空气中的水汽进入缓粘结筋而加速固化。

3)缓粘结预应力筋下料后应及时铺设、及时浇筑混凝土、及时张拉,避免张拉时间超过张拉适用期。

2.3 张拉设备选用及标定

根据设计图纸,每根钢绞线的最大张拉控制力为182 kN,且为对称两点同时张拉,因此选用2台25 t千斤顶,共两套张拉设备。张拉设备采用预应力结构专用千斤顶和配套油泵、油压传感器、读数仪。根据设计和预应力工艺要求的实际张拉力对油压传感器及读数仪进行标定。标定书在张拉资料中给出。

3 智能钢绞线监测技术

3.1 监测技术原理

用缠绕过金属箔的玻璃纤维增强树脂光纤光栅传感筋(GFRP-FBG)代替钢绞线中丝,与周围钢丝重新绞合制成智能钢绞线,对光纤传输跳线进行细节保护处理后,再经由缓粘结加工程序涂覆缓凝粘合剂,并包裹高密度聚乙烯树脂护套,即制得缓粘结预应力智能钢绞线(S-RPS)。其主要构成及截面形式如图4所示,其中1、2、4、6为受力传感主体,11、14为数据传输主体,5、7、8、9为协同变形主体,3、10、12、13、15为辅助保护部分。

1-光纤;2-光栅;3-保护套管;4-GFRP传感筋;5-铝箔纤维胶带;6-钢绞线;7-缓凝粘合剂;8-聚乙烯护套;9-护套肋;10-PVC硬塑管;11-铠装跳线;12-环氧树脂胶;13-绝缘胶带;14-DIN/APC跳线端头;15-保护盖帽

预应力损失监测分为受力层、传感层、分析层三个层面,其中,受力层的传递顺序为:荷载→结构→预应力钢绞线→玻璃纤维增强树脂光纤光栅传感筋;传感层的传递顺序为:光纤光栅感知应变或温度改变值ε、ΔT→数据传输线→解调仪;分析层的传递顺序为:频率或波长改变值Δυ、Δλ→温度补偿→公式换算→预应力损失-时间曲线。预应力损失监测流程如图5所示。

3.2 监测工艺

1)布设保护。将检测合格的缓粘结智能钢绞线运输至现场,严格根据设计矢高要求穿筋布设于相应的预应力混凝土结构中,两端的数据传输线在施工过程中用铁管或封线盒做隔离保护。

2)浇筑养护。按照设计规范及施工要求浇筑混凝土,保证张拉端钢绞线和数据线露出混凝土表面,且满足最小张拉距离。

3)张拉。根据设计要求,混凝土达到设计强度的100%以上时进行张拉。张拉时,去掉保护套管,安装张拉锚具及液压千斤顶并连接监测系统,调试正常后,对钢绞线进行分级张拉,张拉力为设计值的0%、30%、60%、103%,用液压表和标尺对应力和位移做双控测量,保证误差±6%以内;长度大于30 m的预应力筋宜采用双端张拉,监测系统全程记录数据。

4)成品保护。物理性能上需按照标准对布设的钢绞线进行质量校验,并用防护盖帽封堵钢绞线两端防止粘合剂流出,施工中注意温度和湿度的调节保证最佳的张拉时期;监测性能上需用刚性套管或封线盒对端部柔性跳线进行隔离保护,防止施工中产生的人为损坏和机械干扰,并做好防尘、防潮、防震等措施。

5)全寿命监测。在预应力混凝土结构主体施工、装修验收、正常运营等荷载及条件改变时期,采集缓粘结智能钢绞线的监测数据。

3.3 监测结果

在预应力损失监测过程中,将温补筋与缓粘结智能钢绞线并联接入解调仪,智能钢绞线和温补筋光栅间距4 m,以桁架1为例,图6为桁架1中4个光栅监测点处有效应力随时间变化关系曲线。监测结果显示:在分级张拉过程中,各监测点应力呈线性变化,工程监测适用性良好;受摩擦阻力影响,有效应力沿着长度方向从张拉端至固定端逐渐降低;对应4个监测点位置的预应力总损失占张拉控制应力的百分比分别为1.77%、2.12%、1.63%、1.74%,其中瞬时损失为主要部分,占总损失百分比分别为88.6%、86.5%、83.8%、76.6%。

4 结语

1)某排演中心剧场观众厅二层悬挑楼座采用缓粘结预应力桁架结构,根据缓粘结预应力技术特点编制相应施工方案和进度计划,施工结果表明缓粘结预应力技术的先进性和合理性。

2)缓粘结智能钢绞线监测性能良好,工程适用性强。本工程通过缓粘结智能钢绞线的应用,对缓粘结预应力结构进行准分布式应力监测,为其工作状态评估提供重要依据。

参考文献

[1]DB/T29-190-2010.缓粘结预应力混凝土结构施工技术规程[S]

[2]GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S].2010

缓粘结预应力技术 第2篇

[关键词] 预应力 楼盖 施工技术 质量控制

有粘结预应力技术是指在结构或构件中预留孔道，待混凝土硬化达到一定强度后，穿入预应力筋，通过张拉预应力筋并采用专用锚具锚固在结构中，然后在孔道中灌入水泥浆。其技术内容主要包括材料及设计技术、成孔技术、穿束技术、大吨位张拉锚固技术、锚头保护及灌浆技术等。该技术可用于多、高层房屋建筑的楼板、转换层和框架结构等，以抵抗大跨度或重荷载在混凝土结构中产生的效应，提高结构、构件的性能，降低造价。

现浇预应力空心楼盖，通过在板内形成永久性孔芯、获得较大的空心率以减轻结构自重，并结合预应力达到改善结构受力特性的目的。其替代传统的普通钢筋混凝土梁板结构体系、密肋楼盖体系、预应力梁板结构体系和装配式空心楼盖结构体系，适应由于建筑功能的日益增强，对结构跨度、柱网开间的要求不断提高的要求，在大量的实际工程中得到推广应用。楼板适用跨度已达到12m-24m，不但满足结构强度、刚度和整体结构抗震性能的要求，同时又能降低施工难度，还具有提高隔热、隔声性能的优点，有效地提高建筑使用功能，获得较好的经济性和良好的使用功能。

工程概况

某工程建筑面积7885m2，框架结构，屋面设计为预应力楼盖，4根主梁为有粘结预应力梁，截面尺寸500mm×1500mm，其中跨度26.51m梁2根，预应力配筋为2×8φS15.2+2×7φ15.2，跨度为20.86m梁2根，预应力配筋为2×6φ15.2+2×5φS15.2及2×8φ15.2+2×7φS15.2，预应力梁混凝土设计强度为C40，次梁及楼板为普通钢筋混结构，混凝土设计强度为C25。

混凝土施工质量控制

1.施工难点分析

预应力主梁混凝土设计强度为C40、次梁及楼板混凝土设计强度为0.25，施工时间在炎热夏季，当地又无法采购到商品混凝土组织不同等级混凝土同时浇筑，且受场地限制，采用自拌泵送混凝土实际泵送能力只能达到20m3/h，若不采取可靠措施，按通常施工工艺，不仅预应力主梁混凝土设计强度难以保证，而且气温较高，不同强度等级混凝土的接缝处容易产生冷缝，对屋面防水性能造成相当不利的影响。

2.采取的措施

(1)安排在傍晚气温不高的时候开始浇捣混凝土。

(2)C40、C25混凝土均采用TW-4缓凝剂，掺量为水泥用量的2%，延长初凝时间6-7小时，以保证不产生冷缝。

(3)参考梁、柱节点混凝土强度不同时的处理方法，在主梁边h／2（h为次梁高度）处，尚主梁方向通长布设快易收口网（快易收口网在个箍筋间距内倾斜），以控制混凝土流淌范围，保证预应力梁混凝土振捣密实，达到设计强度。

(4)施工时先浇捣C40混凝土，再调整配合比浇捣C25混凝土，在接缝处的次梁底模应开小孔。排除振捣C40混凝土时聚集到混凝土表面的水，以免水稀释C25混凝土，在接缝处产生夹砂层。

(5)接缝处应充分振捣，使C40混凝土与C25混凝土结合密实。

(6)提高混凝土抗掺能力为P8，屋面混凝土掺TW-2高性能防水剂，通过膨胀组分，防止C25、C40混凝土干缩差异造成开裂。

(7)混凝土初凝后，在表面覆盖二层麻袋及一层塑料薄膜，保温养护，以防干缩开裂。

预应力施工质量控制

1.施工工艺流程

施工准备——支梁底模板——绑扎普通钢筋——焊接定位钢筋、埋设金属波纹管——穿预应力钢绞线——张拉端锚垫板、固定端承压板定位焊接——排气管（兼泌水）预埋定位——封梁侧、端模板——隐蔽工程验收——浇筑混凝土——混凝土养护，搭设张拉端脚手架——混凝土达到设计强度后，安装锚具、张拉预应力筋并锚固——灌浆、切割外露多余钢绞线——端部处理。

2.主要施工方法

（1）预应力筋的下料

在下料时，在放线盘上放预应力筋，在平整的场地上按下料长度在场地两端设置标记，定点下料。切断钢绞线前先将预应力筋拉直理顺，用砂轮锯切断，要求端头断面整齐。

（2）预应力筋及波纹管的铺设布束

支设模板时，梁的一侧模板先不封，以便于金属波纹管和预应力筋的埋设。在非预应力钢筋笼绑扎好后，根据设计的曲线用普通圆钢筋设置定位钢筋，定位钢筋间距800mm。特别要注意反弯点处的标高。

定位锢钢筋固定后，即可安装金属波纹管，波纹管逐根穿入钢筋笼与定位钢筋固定，波纹管接头用大一号波纹管连接并缠上胶带防止漏浆。安装好波纹管后，即可进行钢绞线穿束。穿束钢绞线端部应用胶带包扎好，钢绞线可整捆或逐根穿入波纹管。

（3）预应力张拉端节点的安装

张拉端的定位，应根据设计图纸要求的水平和垂直位置固定牢固。由于端头节点梁柱普通钢筋较密，张拉端采用外锚式处理办法。梁张拉端锚垫板按设计要求固定于梁的端部，在预应力筋张拉并灌浆以后，再浇筑混凝土封闭。端部的位置在绑扎普通钢筋时，应尽可能避开预应力筋和端部锚垫板的位置，以使预应力筋顺利通过。

（4）灌浆孔的安装

有粘结预应力构件在预应力筋铺设后，应进行排气管（兼泌水）的埋设。梁构件灌浆孔在锚垫板上，梁构件排气管（兼泌水）设度要高出混凝土表面30cm左右。

（5）模板、支撑

预应力梁跨度大、自重大、施工中应采取可靠措施保证支撑与模板的强度和稳定性，防止跑模和梁底下挠。根据规范要求，预应力梁底模和支撑在预应力张拉完毕前不得拆除。

（6）隐蔽工程验收

为确保工程质量，在浇筑混凝土之前，相关单位共同对预应力分项工程进行全面的隐蔽验收，内容包括：

l)原材料验收是否合格，质保资料是否齐全；

2)预应力筋的数量、规格、束形是否符合设计图纸要求；

3)波纹管有无破损，接头是否牢靠；

4)张拉端和固定端的安装是否符合设计图纸要求。

以上各点经各方确认合格，隐蔽工程验收后方可浇筑混凝土。

（7）混凝土浇筑与养护

混凝土浇筑时严禁踩压波纹管、预应力筋、定位钢筋、排气管（兼泌水管）及端部预埋件。振捣时，振动棒不得碰到波纹管、锚具等，以确保预应力筋的束形和锚具的位置准确。混凝土应振捣密实，浇筑好后要注意养护，以确保混凝土有足够的承压力，若发现有不密实和空鼓现象，必须在张拉前进行修补。

（8）灌浆及端部处理

1)张拉完毕后，用手提砂轮锯切除外露多余预应力筋，切除后露出夹片的钢绞线长度为30-50mm，然后清除杂质。

2)在锚具及承压板表面涂以环氧树脂，起防水防锈保护作用。

3)灌浆：预应力筋张拉结束后，有粘结预应力梁孔道应及时进行灌浆。水泥浆的水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.4，掺入少量减水剂和微膨胀剂，减水剂采用TW-3型高效早强减水剂，掺量为水泥用量的1.5%；膨胀剂采用AEA膨胀剂，掺量为水泥用量的8%。灌浆前孔道应灌水洗净、湿润，灌浆应缓慢均匀进行，不得中断，并应排气通顺，在灌满孔道排出浓水泥浆并封闭排气孔后，宜再继续加压至0.5-0.6MPa，稍后再封闭灌浆孔。

4)灌浆后，及时浇捣封锚混凝土。

结束语

本工程施工过程中对影响混凝土及预应力工程质量的每个环节均进行了严格控制，预应力筋实际伸长值误差在规范规定的6%范围内，预应力梁张拉起拱量均在6mm左右，灌浆饱满，水泥浆试块强度均达到设计要求的30MPa，取得了良好的效果。

参考文献：

[1]预应力混凝土用钢绞线(GB/T5224-95).

[2]预应力筋用锚具、夹具和连接器(GB/T14370).

[3]徐金声，薛立红.现代预应力混凝土楼盖结构[M].中国建筑工业出版社，1998，6.

[4]傅剑平，余向前，王飞.短肢墙预应力楼盖体系墙端弯矩增大系数的试验[J].重庆大学学报（自然科学版），2004，10.

[5]楼黔秋，简政，高晓梅.侧向约束对预应力楼盖受力性能的影响[J].西北水力发电，2005，3.

作者单位：中铁咸阳管理干部学院 陕西咸阳

缓粘结预应力钢筋工程施工工艺 第3篇

关键词：缓粘结预应力筋,工艺,控制力,效益

1 概述

1) 目前, 我国建筑业迅猛发展, 超高大跨建筑越来越多, 人们对建筑物自身的结构安全要求也随之增强, 无粘结预应力技术和有粘结预应力技术的发展与应用无疑给建筑结构安全做出了巨大的贡献, 然而其缺点也不容忽视, 能否找到一种像无粘结预应力技术那样设计计算简单, 施工简化, 预应力筋布置灵活, 但却能达到有粘结预应力筋效果的技术, 成为人们研究的方向。

2) 我们公司在预应力技术施工应用中积极探索实践, 成功应用了目前国内最新的预应力技术发展成果:缓粘结预应力钢筋工程施工技术。成功的应用在某工程的施工中, 将其作为温度筋布置在混凝土梁、板内, 以此来减少混凝土收缩裂缝和挠度, 取得了明显的经济、技术和社会效益。

2 特点

1) 减小了结构的温度应力, 混凝土收缩应力, 能够抵抗竖向荷载下的裂缝问题。2) 按无粘结预应力筋施工, 达到有粘结预应力筋的力学性能。

3 适用范围

可适用于各类高大型民用建筑及公共建筑, 如机场候机楼、体育场、展览中心、礼堂、图书馆等。

4 工艺原理

1) 缓粘结预应力筋是一种新的预应力筋粘结形式, 介于无粘结预应力筋和后张有粘结筋之间, 不仅具有无粘结筋的布索灵活、使用简便、无需孔道的设置和压浆的优点, 还具有有粘结筋在后期使用上的特点和安全性。

2) 缓粘结预应力筋。缓粘结预应力筋的作用机理是在预应力筋的外侧包裹一种特殊的缓凝砂浆, 缓凝砂浆由水、水泥、砂和复合胶粘剂按一定比例搅拌而成, 在硬化前可以看成一种由水和分散粒子组成的体系, 它具有弹性、粘性、塑性、抗腐蚀、微膨胀等特性。这种砂浆要求在5℃~40℃密闭条件下, 能根据工程要求在20 d~30 d或40 d前不凝结, 而后才逐渐硬化, 并能最终达到30 MPa以上的抗压强度。这就满足了现场张拉力筋的时间要求。缓凝机理之一是由于所掺入的复合胶粘剂吸附于水泥颗粒表面或水化产物表面, 使得水分子和Ca, SO42-等离子与C3A类物质作用程度变弱, 难以较快地生成钙矾石晶体, 从而起到缓凝作用;二是由于胶粘剂与Ca离子作用, 在水泥颗粒表面形成不溶性物质膜, 阻碍了水泥矿物成分正常的水化作用, 而起到缓凝作用。当不溶性质膜内渗透压增大使之破裂, 暴露出新的熟料表面时, 又会消耗缓凝材料生成不溶性物质, 直到消耗尽缓凝物质, 才能使水泥正常水化, 使缓凝砂浆具有强度。

5 工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程 (以预应力梁为例)

支 (托) 梁底模板→绑扎梁的上下铁→绑扎梁钢筋成型→定预应力筋间距→同时铺设预应力筋, 预应力筋调整、绑扎、编束、固定→预应力筋张拉端固定端组件安装、固定, 切开张拉端钢绞线护套, 位置在承压板面处→梁内管线、预埋件、预留洞口→绑扎板上、下铁等→浇筑混凝土→混凝土终凝后, 清理张拉端和承压板面混凝土, 水泥砂浆→同条件养护试块混凝土达到设计强度等级后开始张拉预应力筋→测量记录预应力筋外露长度→安装锚具→安装千斤顶开始张拉→当预应力达到0.75fptk, 测量记录预应力筋伸长值→退出千斤顶→切筋, 张拉端锚具防腐处理→混凝土封锚→整理张拉记录。

5.2 操作要点

1) 缓粘结预应力筋铺放时符合下列要求:a.缓粘结预应力筋绑扎方法与普通钢筋相同, 其竖向高度宜采用支撑钢筋控制, 或与其他钢筋绑扎。束形控制点的设计位置允许偏差见表1。b.铺放双向配置的缓粘结预应力筋时, 对有纵横预应力筋交叉点相应的两个标高进行比较, 对各交叉点标高较低的缓粘结预应力筋应先进行铺放, 标高较高的次之。c.对于一根梁中配置多根粘结筋且柱断面较小, 缓粘结筋在进柱前就开始分叉, 以免进柱后才分叉, 预应力筋弯曲很大。同时对照预应力筋端部节点详图, 分叉时注意端部节点位置。

mm

2) 在板内缓粘结预应力筋绕过开洞处的铺放位置应参照并符合JGJ 92-2004 (J 409-2005) 无粘结预应力混凝土结构技术规程的规定。

3) 夹片锚具系统张拉端和固定端的安装, 应符合下列规定:a.张拉端缓粘结预应力筋的外露长度应根据张拉机具所需的长度来确定, 缓粘结预应力曲线筋或折线的筋末端的切线应与承压板面相垂直, 曲线段的起始点至张拉锚固点应有不小于300 mm的直线段;单根缓粘结预应力筋要求的最小弯曲半径对12.7 mm和15.2 mm钢绞线分别不宜小于1.5 m和2 m。b.固定端锚具系统的安装, 将组装好的固定端锚具绑扎牢固, 内埋式固定端垫板不得重叠, 挤压锚具与固定端垫板应贴紧。c.张拉端和固定端均应配置螺旋筋, 螺旋筋应紧靠承压板或连体锚板, 并保证与缓粘结预应力筋对中和固定可靠。

4) 铺设缓粘结预应力筋。制作缓粘结预应力钢绞线采用的钢绞线宜选用高强度低松弛预应力钢绞线, 缓粘结预应力钢绞线不应有死弯, 当有死弯时应切断;铺设缓粘结预应力筋时必须平行顺直, 要求其水平偏摆不得大于50 mm, 竖向偏差不得大于±15 mm, 以减少张拉时的摩擦损失并保证张拉后有效应力达到设计规范的要求。

5) 缓粘结预应力张拉作业:a.张拉前应首先计算预应力筋的理论伸长值。理论伸长值。张拉值应考虑锚具引起的回缩变形σl1以及预应力筋摩擦损失σl2等因素, 缓粘结预应力伸长值参照无粘结预应力筋伸长值。。b.待同条件养护的混凝土强度试验报告表明已达到设计强度后, 方可开始预应力筋的张拉。c.预应力张拉控制应力及伸长值应满足规范要求, 施加预应力以张拉力为控制量, 张拉伸长值为校核量, 当实际伸长值与设计伸长值偏差超过±6%时, 应停止张拉, 经分析原因并采取措施后方可继续张拉。张拉控制力。本工程张拉控制应力取为0.75倍钢绞线强度标准值, 即1 860×0.75=1 395 MPa。实际伸长值。实际伸长值ΔL:ΔL=L2-L1。其中, L2为张拉之后的实测外露长度值;L1为张拉之前的实测外露长度值。d.预应力筋张拉采用张拉力与伸长值双控进行。e.张拉步骤。先将张拉端预应力筋塑料护套剥去, 并将预应力筋表面擦干净, 然后上缓凝剂, 接着清理端头及穴模后, 安装锚环及夹片。在安装锚具前, 对每根预应力筋进行空张拉2次~3次。安装千斤顶, 连接好油路系统。张拉至控制应力时, 卸载锚固回程并卸下千斤顶, 量测伸长值。核算伸长值符合要求后, 张拉完毕。

6) 封端保护。缓粘结预应力筋张拉完毕后, 应及时对锚固区进行保护。要有严格的密封防护措施, 严防水汽进入锈蚀预应力筋。可以在夹片及预应力筋端头外露部分涂专用油脂或环氧树脂, 并罩帽盖进行封闭, 然后采用后浇微膨胀混凝土或专用密封砂浆进行封闭。

6 材料与设备

1) 主要预应力材料见表2。

2) 主要施工机械设备见表3。

7 质量控制

1) 经下料固定端处理的缓粘结预应力钢绞线, 护套端部应用水密性胶带或热收缩塑料密封。按规格、型号、长度编号挂牌, 分别堆放在垫木上, 并禁止阳光直射。2) 由于铺束工序位于进度表的关键线路上, 工序间的流水作业及与水电专业的协调配合工作尤为重要, 以防交叉破坏, 须组织合理严密, 便于质量控制。3) 严格坚持质量三检制。4) 严格隐检制。根据施工进度及时履行预检、隐检。5) 张拉设备进场前须提供标定记录。6) 接到混凝土强度试验报告后, 及时安排张拉时间、张拉次序、核算张拉控制值。7) 成品保护主要是防止硬物重击和电气焊触碰钢绞线等。

8 效益分析

缓粘结预应力技术 第4篇

关键词：缓粘结,部分预应力混凝土T梁,短期刚度,试验研究

0前言

预应力混凝土的出现是混凝土技术的一次飞跃，根据施工工艺不同，后张法预应力混凝土分为无粘结和有粘结两种预应力体系。缓粘结预应力混凝土是近20年出现的一种新型的预应力体系，它把有粘结和无粘结预应力混凝土结合起来，扬长避短，即无须预留孔道，无须灌浆，施工时与无粘结预应力体系一样、施工完成后，包裹在预应力筋周围的缓凝材料缓慢凝结硬化，最终达到与有粘结预应力体系相同的效果。它实现了施工简便，抗震性能较好，结构安全可靠的统一，是一种新型独特的预应力形式[1]。允许出现裂缝的预应力混凝土结构，它在工作时分为开裂截面和不开裂截面，对于其刚度的分析计算，很难建立一个能反映各种因素的理论计算模式，国内外对预应力混凝土构件的刚度进行了一定的研究[2,3,4,5]，但尚不充分，特别是缓粘结部分预应力混凝土梁刚度的试验研究在国内外鲜见报道，而缓粘结预应力筋的粘结性能与普通有粘结预应力筋相比性能差异如何还未曾研究。因此，本文通过自行研制，得到了满足缓粘结预应力体系要求的缓凝砂浆，以手工的方式制作了缓粘结预应力筋，并对3根缓粘结部分预应力混凝土梁进行了短期刚度的试验研究，结合理论分析，建立了缓粘结部分预应力预应力混凝土梁短期刚度计算公式，为实际工程应用提供参考依据。

1 试验设计

经过大量的正交试验和理论分析，得到了满足缓粘结预应力体系要求的缓凝砂浆配合比为河砂水泥∶水∶高效减水剂∶膨胀剂∶高效缓凝剂=1272.22kg1272.22kg∶547.05kg∶6.36kg∶0.64kg∶7.63kg, 28d时缓凝砂浆立方体抗压强度平均值为35.42MPa。本文共制作了3根缓粘结预应力混凝土梁，试验梁采用相同的截面尺寸以及相同的混凝土配合比，配筋情况如表1所示。试验梁编号中，第一个字母R表示缓粘结预应力混凝土梁;第二个字母表示预应力筋的配置方式，C表示钢绞线为曲线形式，S表示钢绞线为直线形式;第三个字母表示缓粘结预应力筋的制作方式，C表示缠绕，G表示灌浆。

注： (1) PPR为试验梁的预应力度，PPR=Mp/Mu，其中，Mu=Ap fpy (hp-x/2)+Asfy (hs-x/2), Mp=Apfpy (hp-x/2), Ap和As分别为预应力钢绞线和普通受拉钢筋的面积，fpy和fy分别为预应力钢绞线抗拉强度和钢筋屈服强度; (2) 曲线布筋方程为：y=2.683910-5x2-0.14684x+250。

试验梁全长6.2m，计算跨度为6m，跨高比为15:1。通过手工的方式制成了3根缓粘结预应力筋，每根长约7.0m，布筋形式既有直线布筋也有曲线布筋。预应力筋采用1860级的7股标准钢绞线，普通受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋和架力筋均为直径6mm的HPB235级钢筋，箍筋在纯弯段内的间距为200mm，在其他区段内的间距为100mm，梁端支座200mm区段内，箍筋加密，间距为50mm，钢筋的净保护层厚度为15mm。试验所用钢筋的实测力学性能见表2。预应力筋的张拉控制应力取0.75fptk，张拉力的控制采用千斤顶油表读数、穿心式力传感器和端部缓粘结预应力钢绞线应变读数三重校核，钢筋应变片布置在加载点和跨中截面处钢筋下表面。试验梁的加载装置、外形尺寸以及配筋情况见图1和图2，其中，试验梁中钢绞线曲线配置的形式见图3。为了满足锚固端局部抗压要求，在锚固端和张拉端放置15mm厚的钢垫板，为了防止混凝土局部压碎，在试验梁支座和加载点处放置了10mm厚的钢垫板。

缓粘结部分预应力混凝土梁所用混凝土强度等级为C50，配合比为水:水泥:砂:碎石:高效减水剂=174.8kg:460kg:700kg:1050kg:4.6kg。混凝土的力学性能见表3。

2 试验结果分析

本文实测试验梁典型的荷载-挠度曲线如图4所示。由图4可知，试验梁在加载过程中的性能反应与传统施工工艺浇注的有粘结部分预应力混凝土梁一样，荷载-挠度曲线近似呈三折线状，即受拉区混凝土开裂前阶段、开裂到受拉非预应力钢筋屈服前阶段和受拉非预应力钢筋屈服后至试验梁极限状态阶段。混凝土开裂前，梁处于弹性工作阶段，挠度随荷载线性增长且挠度值相对较小，试验梁开裂荷载的不同主要是由于有效预应力不同造成的;梁开裂至非预应力钢筋屈服，此段直线的斜率较第一段直线的斜率小，这是因为试验梁受拉区混凝土开裂出现裂缝，梁截面中和轴上移，而导致了试验梁的开裂刚度比全截面弹性刚度小，随着梁刚度的降低，挠度增长率增大;此阶段试验梁的几条主裂缝基本同时发展，裂缝数量也已基本稳定，裂缝分布比较均匀且间距不大，这和统施工工艺浇注的无粘结部分预应力混凝土梁明显不同(裂缝一旦出现，随着荷载的增加，一条主裂缝迅速发展，直至梁被破坏，且裂缝间距偏大)，它与普通有粘结部分预应力混凝土梁极为相似，这说明缓粘结预应力筋与周围混凝土有着较好的粘结作用;非预应力钢筋屈服后，试验梁裂缝宽度明显增大，刚度骤减，挠度迅速发展，此阶段产生较大变形，然而在接近梁的极限荷载时，缓粘结预应力筋与周围混凝土也发生了稍微的相对滑动，这一点也与普通有粘结预应力混凝土梁相似。达到极限状态时，由于非预应力钢筋完全屈服，缓粘结预应力筋也表现了一定的塑性，试验梁产生的位移很大，故卸载后残余变形较大。

本文试验研究证实了缓粘结部分预应力混凝土梁的受力性能与传统施工工艺浇注的普通有粘结部分预应力混凝土梁极为相似，但缓粘结预应力筋的特性对其刚度的影响还需进一步研究。

3 短期刚度分析

3.1 开裂刚度折减系数与刚度计算终点

由前面的荷载-挠度关系分析可知，在非预应力受拉筋屈服前和直接双直线法较为相似。我国现行JTG D62《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[6]是采用直接双直线法，但在截面开裂以后，惯性矩Icr的计算较为繁琐;现行GB50010-2002《混凝土结构设计规范》[7]和部分预应力混凝土结构设计建议(简称《PPC建议》)[8]是以直接双直线法为基础，并且通过一定的数学变换采用总刚度的表达式。所以，本文缓粘结部分预应力混凝土梁的短期刚度计算方法采用GB 500102002中推荐的方法，即将缓粘结部分预应力混凝土梁非预应力钢筋屈服前的弯矩-曲率曲线近似看作由OA和AB两段直线组成，如图5所示。

缓粘结部分预应力混凝土梁开裂刚度实测值EcIcr及其与全截面换算截面刚度EcI0的比值βcr、开裂弯矩实测值Mecr和屈服弯矩实测值Mye如表4所示，弯矩实测值包括了梁的自重和加载设备的作用。由表4可知，缓粘结部分预应力混凝土梁的开裂刚度EcIcr与全截面换算截面刚度EcI0的比值在0.714～0.784之间，开裂弯矩Mecr与屈服弯矩Mye的比值在0.45～0.53之间，又考虑到本文缓粘结部分预应力混凝土梁的裂缝宽度不大于0.10mm的要求，所以本文取开裂刚度折减系数βcr为0.8，刚度计算终点α取为0.6。

注：EcIcr和EcI0的单位为103kNm2，βcr=EcIcr/(EcI0), Mcre和Mye的单位为kNm。

对于允许出现裂缝的混凝土梁短期刚度，假定相同配筋的截面在裂缝出现后，缓粘结部分预应力混凝土受弯梁在不同预应力度下的荷载变形曲线相平行，根据双直线法刚度折减系数的公式，参照GB 500102002，得到相应短期刚度关系式如下：

式中，Mcr为截面开裂弯矩;

Mk为按荷载效应标准组合计算的弯矩;

βcr和β0.6分别为Mcr/Mk=1.0和0.6时的刚度折减系数，其中βcr=0.8;

EcI0为梁换算截面刚度。

3.2 短期刚度计算公式

试验研究表明，β0.6的值主要与换算配筋率αEρ和预应力度λ有关，通过大量的试验数据统计认为β0.6与αEρ大致呈线性关系[9,10,11]。本文考虑的主要因素是换算配筋率αEρ和预应力度λ，参考GB500102002，通过本文的试验数据和试验资料数据[12]用1/β0.6对变量1/αEρ和预应力度λ进行线性回归，得到1/β0.6的拟合关系式如下：

式中，αE为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：αE=Es/Ec;

ρ为纵向受拉钢筋配筋率：ρ=(Ap+As)/bh0;

λ为基于消压弯矩定义的预应力度，λ=M0/Mu，其中M0表示消压弯矩，Mu表示极限弯矩。

由式(2)得到的计算值与本研究所得的实测值比较吻合。将βcr=0.8和式(2)代入式(1)，并令，进行适当的调整即可得到短期刚度计算公式：

式中，EcI0为梁换算截面刚度;

Mk为按荷载短期效应标准组合计算的弯矩;

Mcr为截面开裂弯矩;。

σpc为扣除全部预应力损失后，由预加力在抗裂验算边缘产生的混凝土预压应力;

γ为混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数，按GB 500102002中第8.2.4条确定;

ftk为混凝土轴心抗拉强度标准值;

W0为换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩。

4 短期刚度计算校核

由于梁各个截面的弯矩并不相同，故其抗弯刚度都不相等，为简化计算，采用“最小刚度原则”计算挠度;截面刚度确定后，即可按结构力学的方法计算其挠度值。

为验证本文修正的公式对缓粘结部分预应力混凝土梁刚度计算的准确性，现将按本文修正公式计算出来的试验梁跨中挠度值与试验梁跨中挠度实测值进行对比研究，并采用现行GB 500102002和JGJ 922004《无粘结预应力混凝土结构技术规程》[12]中短期刚度公式对本文试验梁刚度进行计算，且将两个规范刚度公式计算值分别与本文修正刚度公式计算值进行对比分析。本文试验梁是三分点加载模式，故其跨中计算挠度公式为：

本文试验梁在使用荷载作用下的短期刚度和跨中挠度的计算值与实测值如表5所示。由表5可知，缓粘结部分预应力混凝土梁短期刚度比普通有粘结部分预应力混凝土梁短期刚度略小，比普通无粘结部分预应力混凝土梁略大，究其原因，笔者认为是由于缓粘结预应力筋与周围混凝土共同工作性能较有粘结预应力筋差。从表5中还可以看出，按本文修正的短期刚度公式计算出来的缓粘结部分预应力混凝土梁跨中挠度与实测跨中挠度值吻合较好，其比值的平均值为0.96，变异系数为0.028。因此，本文修正的短期刚度计算公式用于缓粘结部分预应力混凝土梁是可行的。由于缓粘结部分预应力混凝土梁跨中挠度计算值是根据最小刚度原则得到的，若考虑剪跨段混凝土梁刚度的影响，则计算出来的跨中挠度值应该更小，因此，按本文修正短期刚度公式所计算的跨中挠度具有较好的安全储备。

注：BsR是按本文修正公式计算的缓粘结部分预应力混凝土梁刚度，Bs1是按文献[7]中预应力混凝土梁刚度公式计算的缓粘结部分预应力混凝土梁刚度，Bs2是按文献[12]中无粘结预应力混凝土梁刚度公式计算的缓粘结部分预应力混凝土梁刚度，f是按本文修正刚度公式计算的梁跨中挠度，fs是梁跨中挠度实测值。

5 结语

(1)以直接双直线法为基础，通过一定的数学变换，采用总刚度的表达式，根据缓粘结部分预应力混凝土梁荷载-曲率关系曲线，得到了缓粘结部分预应力混凝土梁的开裂刚度折减系数和刚度计算终点，又根据1/β0.6的拟合近似值，进而得到了缓粘结部分预应力混凝土梁的短期刚度计算公式。

(2)通过本文修正的短期刚度公式和规范中规定的短期刚度公式对缓粘结部分预应力混凝土梁进行的计算分析，得到了缓粘结部分预应力混凝土梁短期刚度较普通有粘结部分预应力混凝土梁短期刚度略小，较普通无粘结部分预应力混凝土梁略大的结论，且按本文修正的短期刚度公式计算出来的缓粘结部分预应力混凝土梁跨中挠度与实测跨中挠度值吻合较好。因此，本文修正的短期刚度计算公式用于缓粘结部分预应力混凝土梁是可行的。

无粘结预应力技术的应用 第5篇

南华大学综合教学楼, 位于大学中心, 占地面积4216㎡, 建筑面积为31000㎡。综合教学楼共十五层。基础采用人工挖孔灌注桩结构, 主体采用钢筋混凝土框架结构, 标准层大部分楼盖及梁都采用双向无粘结预应力混凝土梁板结构。该工程由广东省建工设计院设计, 中国建筑第五工程局第一建筑公司施工, 无粘结预应力部分的施工则由广东福银预应力新技术发展有限公司负责。

2 无粘结预应力梁板的设计要点

综合教学楼标准层每层教室均为无粘结预应力梁板;结构平面柱网尺寸为9.0m12.0m, 板面厚度120mm。无粘结预应力钢材为强度等级为1860MPa、7根φ5钢丝组成的预应力钢绞线。混凝土强度等级为C40。综合楼标准层建筑平面图如图1所示。

3 无粘结预应力梁板的施工

3.1 无粘结预应力梁板施工流程

梁板支模→绑扎梁内非预应力筋→铺设梁内预应力筋→梁筋下沉就位→安装梁张拉端锚具→绑扎板底筋→铺设板内预应力筋→安装板端锚具→绑扎板面筋→隐蔽工程验收→混凝土浇筑养护→预应力筋张拉→预应力筋端部处理。

3.2 无粘结预应力材料

本工程无粘结预应力梁板预应力选用I类锚具系列, 张拉端采用单孔夹片锚具。固定端选用P型挤压锚具。材料采用天津银燕产的DZM15-1单孔锚及DZM15-1P挤压锚。

3.3 无粘结预应力筋制作、堆放及吊装

预应力钢筋根据施工场地情况, 采用加工厂加工下料、挤塑、涂油脂、固定端制作, 按照施工图纸要求加工后直接送往工地施工。下料时考虑操作及施工需要每根预应力筋的张拉端预留出不小于50cm的张拉长度进行下料, 下料时应采用无齿砂轮机切割, 严禁使用电焊和气焊, 下好的成品钢丝束不能有死弯及磨伤。

送往工地的预应力钢绞线应贴上长度标签, 按长度进行挂牌分类堆放。堆放前应采取防雨防污染措施, 避免运输和存放时出现外皮破损和外物污染。无粘结预应力筋起吊时应注意轻放, 按编号堆放在相应的构件处, 不得随意踩踏和摔搬。起吊用钢丝绳必须要有护套, 钢绞线要有必要的保护, 以免刺破外包皮。

3.4 预应力筋铺设

⑴严格按设计要求曲线形式布筋, 保证在垂直方向上各控制点高度达到规范要求, 形成平滑曲线, 反弯点最高最低点位置按图施工, 如图中未标明则楼面板 (暗梁) 反弯点位置为:水平距柱中心线0.15L (L为跨度) , 高度距板顶面1/3h (h为板厚) 。

⑵预应力筋数量严格按设计要求铺设, 保证位置准确, 平面顺直, 互不扭绞。布筋时如与非预应力筋或其他布管 (如电线管等) 发生冲突时, 应优先保证预应力铺设。

⑶张拉端设置时, 应保证预应力筋与锚板垂直, 并应该有300mm的平直段, 承压板安装好须固定牢固, 防止混凝土浇筑时移位。螺旋筋与承压板应紧贴并用铁丝绑扎牢固。

⑷预应力筋外皮有破裂时, 随时用水密性胶带缠绕修补。当破损长度超过300mm时, 应予以报废并及时更换。

3.5 钢筋工程及混凝土工程

3.5.1 钢筋工程施工要点

普通钢筋绑扎时, 切忌猛放、猛插、防止将预应力筋外皮刺破;普通钢筋或水电管线和预应力筋在位置上发生冲突时, 优先考虑预应力筋的铺设;焊接施工时, 严禁将预应力筋作搭接线, 切勿在预应力筋附近不采取保护措施进行焊接;先绑扎梁的预应力筋, 后绑扎板的预应力筋, 绑扎梁的钢筋应在梁模板上方进行, 梁内拉筋应待预应力铺设完后再绑扎, 以便预应力筋穿筋定位;梁内预应力筋穿完和定位好后, 方可将梁筋沉入梁模内, 待梁筋就位好后才可绑扎板底筋。板面筋应待预应力筋铺设完成后, 才可绑扎板面筋 (即负筋) 。

3.5.2 混凝土的浇筑及振捣

预应力筋铺放完成后, 应由施工单位、质量监督部门、监理单位进行隐蔽验收, 确认合格后, 方可浇注混凝土。

浇注混凝土时应认真振捣, 保证混凝土的密实。尤其是承压板、锚板周围的混凝土严禁漏振, 不得有蜂窝或孔洞, 保证密实, 振捣时, 应避免踏压碰撞预应力筋、支撑马凳以及端部预埋部件。

在混凝土初凝之后 (浇筑后2～3天) , 应及时拆除端模, 露出张拉端承压板;对于穴模式张拉端的要及时剔出穴模。

3.6预应力筋张拉

⑴根据设计要求张拉控制应力和张拉设备的标定值确定预应力筋张拉时油表的读数。设计张拉力计算:

计算预应力筋理论伸长值举例如下 (编号Y5) :

⑵清理预应力筋张拉槽孔, 检查承压板后混凝土质量情况, 如有问题及时报告, 待处理后方可张拉。

⑶楼层混凝土试块抗压强度大于设计张拉强度等级时 (由总包提供的混凝土强度报告为准) , 才能进行预应力筋的张拉, 强度未达到要求时不得进行张拉。

⑷张拉工序:清理锚孔→穿锚环→安装夹片→量测外露钢筋长度→安装千斤顶→张拉至控制力→顶压→千斤顶回程→卸千斤顶→量测伸长值→校核伸长值→下一工作循环。

⑸预应力张拉顺序一般为:先张拉梁, 后张拉板, 从一轴向另一轴依次张拉。1-4轴交A-M轴及15-18轴交A-M轴部分, 先张拉梁, 后张拉板, 张拉时从M轴→A轴依次张拉。4-15轴交C-J轴部分从J轴→C轴依次张拉, 再拉中间部分。

⑹预应力筋张拉程序为:张拉力从零开始张拉至预应力筋的张拉控制应力锚固即可。

⑺张拉时预应力筋伸长值应与理论计算值相接近, 其偏差幅度为+6%至-6%, 如不符应暂停张拉, 查明原因, 并补拉或者退锚重新张拉至要求后再张拉下一条预应力。结果如表1。

单位:mm

⑻张拉时发现混凝土表面破裂或钢筋断丝、滑丝时, 应停止张拉, 查明原因处理后再张拉。并作好原始记录, 记录应精确到毫米。

3.7 封锚

⑴锚具是无粘结预应力筋的关键部分, 对锚固区的保护非常重要, 张拉完成后宜在48小时左右紧接着进行封锚。

⑵封锚前应用手持砂轮切割机切割预应力筋多余长度, 剩余长度不得小于30mm。

⑶封锚程序为:检查张拉情况→切割 (剩余长度不得少于30mm) →清理张拉槽孔→涂刷环氧树脂→环氧树脂干后再涂刷→再干后用同标号混凝土封堵密实, 外观美观 (分两次封堵) 。

⑷封锚材料必须将锚具、预应力钢丝头全部封锚堵密实, 不得留有空隙, 不得外露。

3.8 施工质量控制措施及注意事项

⑴严格审阅图纸, 发现问题及时协商处理。

⑵依据工程的实际情况, 梁端和柱边设有张拉头时, 梁端和柱边的模板应待预应力筋穿好后补齐。四周的边梁的边模在预应力钢筋绑扎前安装完毕。

⑶预应力筋的铺放要与普通钢筋及水电管线相协调, 保证平滑、顺直, 不得损伤其外皮。

⑷预应力板混凝土必须浇筑振捣密实, 特别是节点和锚头承压处要仔细振捣密实, 也应保证节点和预应力筋的位置准确。

⑸施工前必须对组装和张拉设备进行标定, 每套设备必须配套使用。使用中如发现问题应及时重新进行标定, 并对设备设专人管理和维护, 张拉操作人员必须持证上岗。

⑹楼面板四周脚手架, 凡遇有楼面预应力筋张拉端时, 脚手架板面高度应低于楼板400mm, 排栅内立杆应至少离开建筑物300mm, 便于边模的拆卸。

⑺预应力筋张拉前严禁拆除梁底支撑, 待该预应力筋全部张拉后方可拆除。

4 结束语

综合教学楼主体工程2005年3月8日正式开工, 2005年7月16日主体封顶, 主体工程被衡阳市建工局评为优质主体, 特别是无粘结预应力部分, 施工工艺先进, 施工质量优良, 得到了衡阳市建工局、质监站领导及专家的广泛好评, 为无粘结预应力技术在衡阳的推广起到了很好的示范作用。

由于预应力混凝土可以应用高强度混凝土预应力筋等高效材料, 因而能减少结构构件的截面, 减轻结构自重, 提高结构的使用功能及减低工程造价, 并为教学楼提供了较好的使用环境。

摘要：本文分析、介绍大跨度无粘结预应力梁板结构的施工方法、张拉工艺及质量控制。

关键词：无粘结预应力,锚具,张拉力

参考文献

[1]施岚青, 陈嵘。预应力混凝土实用技术[M]。北京:中国建筑工业出版社, 2004:178-196。

[2]祝伯学, 崔博。预应力技术在涿洲物探局办公楼改扩建工程中的应用[J]。建筑技术开发, 2003 (10) :16-18。

无粘结预应力板开洞技术应用 第6篇

1 工程概况

沈阳华润中心一期位于沈阳市一环内, 主体结构为无粘结预应力板柱结构, 柱距为91 1 m, 板厚3 0 0 m m, 双向配置1860MPa级公称直径15.2的低松弛无粘结预应力钢绞线, 预应力筋曲线形式为双抛物线。该工程主体结构于2009年完成后, 由于使用功能的改变, 需在预应力板上开洞以增加自动扶梯, 开洞位置及尺寸见图1。开洞工程的设计由中国建筑北京设计研究院有限公司完成, 施工由保定市银燕预应力工程有限公司承担。

2 开洞工程的重点及难点

2.1 恢复支撑系统

本工程开洞时结构主体工程已完工, 支撑系统已拆除, 但预应力是多跨连续设置, 如在开洞位置断开, 则其它跨也必须进行加固。因此在剔除开洞位置混凝土前, 与此有关的预应力顶板的板底支撑需恢复到原预应力筋张拉前的支撑情况, 以确保结构不会因预应力筋失效而出现问题。

2.2 混凝土剔凿难度大

由于无粘结筋内有很高的应力, 如施工中在楼板上随意开孔则有可能切断预应力筋, 既影响结构的安全又可能飞出伤人。而本工程预应力筋的铺放位置难以准确定位, 因此剔凿时必须先人工一点一点剔凿, 待露出预应力筋后再大面积剔凿。

2.3 预应力筋切断时回缩大

由于开洞位置均在预应力筋的中间并且预应力筋也较长, 因此切筋和放张时会产生较大回缩, 为避免放张过程中出现安全事故, 必须慢慢放张, 严格按操作规程进行。

2.4 张拉端部需加固处理

开洞处预应力筋切断放张后, 还需重新张拉, 由于预应力筋放张和重新张拉时, 张拉端混凝土强度很难满足要求且预应力筋端部位置受限, 必须经过局部承压验算后进行端部加固处理。

2.5 结构型式改变后, 必须进行加固

由于原结构型式为预应力板柱体系, 开洞改变了原有的结构型式, 而增加自动扶梯又需要新的受力支撑点, 因此需在开洞洞口周围轴线上新增钢梁以代替原设计结构中的预应力暗梁, 洞口周围也要增加小圈梁以对后张预应力张拉端起保护和加固作用, 此项工作设计及施工难度很大。新增梁位置见图2。

3 开洞工程施工

3.1 板底支撑系统的搭设

在确保施工安全和禁止破坏洞口四周相关板的前提下, 在开洞剔凿混凝土板前, 需在开洞处及相关板底 (切断预应力筋所延伸的板) 恢复预应力筋张拉前的板底支撑情况。

3.2 开洞处混凝土的剔除

3.2.1 技术要求

混凝土的剔除采用人工剔凿和机械钻孔两种方法。先开洞时, 由于预应力筋的位置不确定, 因此必须采用人工剔凿, 并且剔凿过程中需小心谨慎, 待确定了预应力筋的全部位置后, 并且预应力筋切断放张和重新张拉后, 再将其它部位混凝土用机械法整块夯碎剔除。

3.2.2 注意事项

混凝土剔除过程中不能损伤预应力筋, 普通钢筋上铁也要尽量保留, 下铁需全部保留, 待预应力张拉端加固角板和端部封堵后浇外包混凝土小圈梁完成后再切除。另外, 混凝土剔除后应确保预应力张拉端处余留混凝土板断面表面平整, 必要时可用高标号水泥砂浆或环氧砂浆抹平以保证预应力筋切割放张和重新张拉的顺利进行。

3.3 切断预应力筋

3.3.1 技术要求

先用卡扣将切断点两侧钢绞线扣紧, 以免切断时钢绞线散开。用角磨机将预应力筋慢慢切断, 切断位置应考虑预应力筋放张后回缩尺寸保证满足预应力筋重新张拉时外露长度。

3.3.2 注意事项

预应力筋的切断顺序应与混凝土的剔凿顺序相同;切断前应先检查该筋原张拉端、固定端混凝土是否开裂和其他质量问题, 并注意在端部用模板封挡以防止锚具弹出伤人;切断预应力筋时, 严禁在该筋对面及原张拉端、固定端处站人。

3.4 加固原结构

新增钢梁或混凝土梁与原结构墙柱连接时采用喜利得或其它性质相同的专用结构粘接胶和化学粘着安卡锚栓相结合的形式。钢结构构件现场施工前必须放样确定尺寸无误后方可下料。

3.5 重新张拉

3.5.1 预应力筋张拉端端面处理

由于预应力筋张拉端出板端面时位置不能保证, 为了避免张拉时因保护层不够而使板较薄一侧混凝土被压碎而有必要进行张拉端面加固, 加固可以用结构胶粘角形钢板或角形钢板与余留普通钢筋焊牢。

3.5.2 张拉预应力筋

按原设计要求重新张拉预应力筋, 预应力张拉以应力控制为主并用应变进行校核, 即通过油表读数及伸长值测量对预应力筋张拉实行双控管理。张拉过程中应随时对预应力筋的伸长值进行测量和记录, 对各型号预应力筋伸长值相差幅度不能超过±6%。如发现实际伸长值与理论伸长值误差超过区间时应立即停止张拉, 待查明原因后再继续张拉。张拉完毕后方可拆板底支撑。

3.6 浇筑混凝土圈梁

预应力筋张拉完成后, 即可对锚具夹片2.5cm外多余预应力筋进行切割, 切割采用角磨机逐根进行, 不得采用气割或电焊。切割后浇筑外包圈梁。

4 结语

本文总结出无粘结预应力楼板开洞的一般处理方法, 在工程实践中, 还需考虑外荷载形式、施工特点以及抗裂要求等诸多因素的影响。在此提出以下几点建议。

(1) 预应力楼板开洞后, 洞口周边的应力分布产生很大变化, 因而在构造配筋时, 洞口周边必须配置加强钢筋, 同时, 洞口角部还需配置斜向角筋, 配筋范围在洞口外围0.25L以内。

谈无粘结预应力混凝土技术 第7篇

1 技术特点及适用范围

1.1 技术特点

提供了使用灵活的空间, 为发展大跨度、大柱网、大开间楼盖体系创造了条件;降低楼层高度, 与同类建筑工程的梁板结构相比, 每层至少可节约层高300mm, 在保持相同的建筑高度下, 可较多地增加建筑面积, 并可节约能源消耗及经常性的管理费用;提高了结构整体性能和刚度。采用无粘结筋与普通钢筋混合配筋的原理, 并可提高无粘结预应力混凝土构件的延性;无粘结筋可曲线配置, 其形状与外荷弯矩图形相适应, 可充分发挥预应力筋的强度;设备管道及电气管线在楼板下可通行无阻, 减少建筑、结构、设备的布局矛盾;无粘结筋成型采用挤出成型工艺, 产品质量稳定, 摩阻损失小, 便于工厂化生产, 达到国外同类产品先进水平。

1.2 适用范围

1.2.1 多层及高层建筑大跨度、大柱网、大开间楼盖体系, 如单向连续板, 四边支承双向平板, 柱支承无梁双向平板和密肋板等。

1.2.2 现浇连续梁、框架及预制梁式结构。

1.2.3 桥梁、飞机跑道、大型基础、筒壁结构、档土墙的加固等设计允许的工程结构。

当用于非正常使用环境条件下的结构时, 应做特别的防腐蚀措施。

2 主要技术内容

2.1 工艺原理

无粘结预应力混凝土施工时, 不需要预留孔道、穿筋、灌浆等工序, 而是把预先组装好的无粘结筋在浇筑混凝土之前, 同非预应力筋一道按设计要求铺放在模板内, 然后浇筑混凝土。待混凝土达到强度后, 利用无粘结筋与周围混凝土不粘结, 在结构内可作纵向滑动的特性, 进行张拉锚固, 借助两端锚具, 达到对结构产生预应力的效果。

2.2 施工前的准备工作

图纸会审和技术交底:在施工前组织各级技术人员审图对关键部位放出大样图, 发现问题及时与设计者协商解决。

严格拉制所用材料:钢绞线、锚具进场后要检查与货同行的产品标牌、合格证、厂家出具的物理性能证明书或产品质量检验报告。对钢绞线进行外观检查, 不得有接头或死弯, 油脂饱满均匀, 不漏涂、护套圆整光滑, 松紧适当。预应力筋的表面如有破损, 必须及时用塑料胶带纸修补, 外观检查必须逐盘进行。

2.3 工艺流程

按装梁或楼板模板→放线→下部非预应力钢筋铺放、绑扎→铺放暗管、预埋件→安装无粘结筋张拉端模板→铺放无粘结筋→修补破损的护套→上部非预应力钢筋铺放、绑扎→自检无粘结筋的矢高、位置及端部状况→隐蔽工程检查验收→浇灌混凝土→混凝土养护→松动穴模、拆除侧模→张拉准备→混凝土强度试验→张拉无粘结筋→切除超长的无粘结筋→安放封端罩、端部封闭。

2.4 操作要点

2.4.1 现场制作

无粘结筋的下料长度应按设计和施工工艺计算确定。下料应用砂轮锯切割。制作挤压锚具时应遵守专项操作规定。在完成挤压后, 护套应正好与挤压锚具头贴紧靠拢。在使用连体锚作为张拉端锚具时, 必须加套颈管, 并切断护套, 安装定心穴模;底模板在建筑物周边宜外挑出去, 以便早拆侧模, 侧模应便于可靠固定锚具垫板。

2.4.2 铺筋

底模安装后, 应在模板面上标出预应力筋的位置和走向, 以便核查根数并留下标记。为保证无粘结筋的曲线矢高要求, 应合理编排非预应力底筋。无粘结筋的曲率可用马凳控制, 间距为0.8~1.2m。无粘结筋为双向曲线配置时, 必须事先编序, 制定铺放顺序。无粘结筋与预埋电线管发生位置矛盾时, 后者应予避让。在施工中无粘结筋的护套如有破损, 应对破损部位用塑料胶带包缠修补。

2.4.3 端部节点安装

固定端挤压式锚具的承压板应与挤压锚固头贴紧并固定牢靠。张拉端无粘结筋应与承压板垂直, 承压板和穴模应与端模紧密固定。穴模外端面与端模之间应加泡沫塑料垫片, 防止漏浆。张拉端无粘结筋外露长度与所使用的千斤顶有关, 应具体核定并适当留有余量。

2.4.4 混凝土浇筑及振捣

混凝土浇筑时, 严禁踏压撞碰无粘结筋、支撑架以及端部预埋部件;张拉端、固定端混凝土必须振捣密实, 以确保张拉操作的顺利进行。

2.4.5 张拉

张拉依据和要求:设计单位应向施工单位提出无粘结筋的张拉顺序、张拉值及伸长值。张拉时混凝土强度设计无要求时, 不应低于设计强度的75%, 并应有试验报告单。张拉前必须对各种机具、设备及仪表进行校核及标定。无粘结筋张拉顺序应按设计要求进行, 如设计无特殊要求时, 可依次张拉。为减少无粘结筋松弛、摩擦等损失, 可采用超张拉法。张拉后, 按设计要求拆除模板及支撑。

张拉操作:张拉千斤顶前端的附件配置与锚具形式有关, 应具体处置。张拉时要控制给油速度。无粘结筋曲线配置或长度超过40m时, 宜采取两端张拉。张拉前后, 均应认真测量无粘结筋外露尺寸, 并作好记录。张拉程序宜采用从应力为零开始张拉, 至1.03倍预应力筋的张拉控制应力直接锚固。同时校核伸长值, 实际伸长值对计算伸长值的偏差应在+10%和-5%之间。无粘结筋张拉时, 应逐根填写张拉记录, 经整理签署验收存档。

2.4.6 端部处理

张拉后, 应采用液压切筋器或砂轮锯切断超长部分的无粘结筋, 严禁采用电弧切断。将外露无粘结筋切至约30mm后, 涂专用防腐油脂, 并加盖塑料封端罩, 最后浇筑混凝土。当采用穴模时, 应用微膨胀细石混凝土或高标号砂浆将构件凹槽堵平。

3 结论

只要强化管理、精心施工, 在技术上严格把关, 操作上严格按照工艺要求去施工, 无粘结预应力混凝土就会达到预期的效果, 杜绝质量隐患的发生。

摘要：无粘结预应力成套技术包括采用挤出涂塑工艺制作无粘结筋的生产线及工艺参数, 张拉锚固配套机具, 以及无粘结预应力混凝土结构设计与施工方法。

关键词：无粘结,预应力,混凝土,技术

参考文献

[1]蔡鸿飞.无粘结预应力混凝土大梁的施工实例[J].建筑技术开发, 2004 (9) :43-44.[1]蔡鸿飞.无粘结预应力混凝土大梁的施工实例[J].建筑技术开发, 2004 (9) :43-44.

房屋建筑无粘结预应力施工技术 第8篇

1 无粘结预应力筋制作

1.1 无粘结预应力筋以及条件构成

无粘结预应力筋的构成主要包含:锚具、外包层、涂料层和预应力钢材。用于减消应力的钢材主要有钢绞线以及钢丝。钢绞线以及钢丝必然不能存在死弯, 因而必须切断死弯, 另外钢丝也有要求, 长度必须相同, 接点不能存在。同时, 预应力筋的下料长度必须将千斤顶和构件的长度、弹性回弹值、镦头的预留量、钢材品种、施工方法和张拉伸长值等原因考虑在内。

由于较好的涂料有很强的韧性以及稳定性;也不能脆、裂、淌, 对钢筋有较好的依附性;还应做到阻力小、不吸收湿气、不透水、润滑性好;并且能够隔离预应力筋和混凝土, 降低张拉的摩擦损害, 预防预应力筋的腐化, 因此涂料层应包含这些作用。预应力筋在制好后, 能够堆放、盘圆或直线运输, 遮盖棚也应设置。为防止塑料套管遭到损害, 应用软钢绳进行捆绑, 橡胶衬垫应垫在吊点处。

1.2 锚具

由于锚具所传递给混凝土的张拉力是预应力筋的张拉力的主要部分。因而, 无粘结预应力筋的锚具承受的是重复荷载的压力, 对此, 锚具在无粘结预应力的情况下, 要求是更高的, 一般来说, 无粘结预应力束的锚具应承受所规定最小的预应力束的极限强度的95%, 并且所预计的滑动值是不能被超过的。钢绞线和高强钢丝一般被采用做预应力束, XM型锚具和墩头锚具可分别作为钢绞线和高强钢丝的预应力束。为满足设计的要求, 无粘结预应力束, 可配置为较短的, 为使得锚头具有粘结性, 一端应锚固在构件之中, 另一端可作为张拉端锚固于构件的端头。

1.3 成型工艺

通过手工操作即可完成, 涂包成型的相关工艺。将防腐油脂或沥青涂抹在内里, 将塑料布包在外面, 采用缠纸机进行连续的作业, 以便完成, 塑料布的缠绕、编束、镦头的切断、涂油等相关工序。用涂油装置对钢丝进行涂油工作, 主要完成的是挤压涂料的工艺, 涂刷成聚丙烯或聚乙烯塑料薄膜只需使用塑料挤压机, 然后塑料套管是经冷却筒而模成, 通过此方法进行涂包, 不仅生产效率较高, 而且质量也得以保证。

2 无粘结预应力施工工艺

2.1 铺设预应力筋

检查外包层是否处于完好状态是铺设无粘结预应力筋前首先应做的工作, 使用塑料带来包好受到较小损害的外包层。铺设双向预应力筋的过程中, 为了防止预应力筋的相互穿插, 步骤是先对下面的进行铺设, 然后再对上层的预应力筋进行铺设。设计要求应严格遵守, 以便使得无粘结预应力筋的就位, 曲线形状符合要求并且固定牢靠, 一般采用混凝土垫块, 或短钢筋来架起标高, 然后捆绑非预应力筋时应采用铁丝。

2.2 张拉

预应力筋在平板架构中一般有较长的长度, 因此摩阻损失值的减少是至关重要的。外包层、润滑介质以及截面方法是影响摩阻损失值的主要原因。前两个因素是定制, 是比较稳定的。而截面方法对摩阻损失值, 有着显著性的影响, 这是由于不同的截面方法, 离散性是不同的。然而如若控制好截面形状, 摩阻损失值的波动就不会太明显, 若因为局部阻塞, 将会导致损失值没有办法测量的后果。传感器或测力计可作为摩阻损失值的测量工具, 并且重复张拉工艺的多次采用可减少摩阻损失值。

2.3 端部的处理

当钢丝束墩头被采用作为无粘结预应力筋的锚具时, 锚环, 从混凝土拉出来时, 塑料套管是作为钢丝束张拉时使用的。无粘结钢丝锚头预防腐化的工作是应受到相当侧重的。塑料套筒中会发生缝隙, 是因为锚环, 从混凝土中拉出, 因此套筒内, 必须要装满防腐油脂, 该工作可通过油枪向注油孔, 注油来实现, 灌满油后, 锚具是应封闭好的, 从而能够避免与大气的直接接触而导致腐蚀。构件内可设置无粘结预应力筋的固定端。扩大的墩头锚板可采用作为无粘结钢丝束的固定端, 加强使用螺旋筋。为加强固定端板与混凝土之间的锚固功能, 构造钢筋需要配置, 当出现端头没有结构配筋的情况。锚固端的设计部位应配置压花成型, 当无粘结钢绞线被采用时, 这些行为都是为了达到在张拉之前, 锚固端的混凝土强度等级为设计强度 (大于等于C30) 的目的, 以便形成牢靠的粘结式锚头。

3 施工质量的控制

质量控制主要从两方面来进行, 分别是施工前和材料方面的质量控制。施工前应做的控制主要有:预应力施工单位的选择必须符合对应的专业等级;施工前需对图纸进行预习, 将要求和目的掌握, 将难处做下标记, 寻求帮助;施工前的编制必须满足设计的要求, 组织设计应由操作性较强的预应力专项进行施工, 以便在结构中预应力的建立较为准确;项目经理、技术人员和安员应是有资质的、专职的, 并且应被分配到场, 比较重要的工序和施工过程必须由相关人员监督, 并且必须培训施工工人。在材料方面的质量控制, 预应力筋的选择是相当重要的, 必须准确对产品的合格证以及检验报告等相关方面进行验证;预应力筋的外观检查也是必需的, 抽样检验必须进行, 合格后才能进行下一步手续;进场的锚具也应进行相似的质量检验, 例如锚具的性能必须符合国家规定。

4 结束语