無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工法017

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工法(QG15Y-017-2006)我公司施工的甘肅金川科技館展館區(qū)設(shè)計為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土主梁框架結(jié)構(gòu)，主梁跨度21m，混凝土強(qiáng)度等級C40。預(yù)應(yīng)力施工采用一端固定、一端張拉、固定端與張拉端設(shè)置梁端柱封閉的工藝。預(yù)應(yīng)力筋選用武鋼集團(tuán)生產(chǎn)的6×7Фs15.24㎜、1860MPa級高強(qiáng)、低松弛無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,外包1mm厚塑料護(hù)套。大梁施工完畢，經(jīng)檢查混凝土梁無任何裂紋，有效地防止了混凝土裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。鑒于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝前景廣闊、施工方便的特點，結(jié)合金川廣場科技館主梁工程施工總結(jié)形本錢工法。1工法特點無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝由于預(yù)應(yīng)力筋與混凝土構(gòu)件之間無介質(zhì)粘結(jié)，全靠錨具、夾具承受并傳遞預(yù)應(yīng)力，鋼絞線及錨夾具必須終身不銹，故對其材質(zhì)要求高。施工時,預(yù)應(yīng)力筋需與鋼筋綁扎同步按設(shè)計要求布置，張拉后無需灌漿，簡化了工序,且由于預(yù)應(yīng)力筋事前布置，檢查方便，控制精確，使預(yù)應(yīng)力筋按照設(shè)計要求充分發(fā)揮效能。該工法操作方法簡單，施工設(shè)備投入少，大大方便了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的推廣應(yīng)用。2適用范圍適用于一般工業(yè)與民用建筑和一般構(gòu)筑物無粘接預(yù)應(yīng)力混凝土的施工，不適用圓心角大于90°的反向曲線或回頭曲線預(yù)應(yīng)力筋的施工。遇以下情況應(yīng)慎重處理：(1)修建在濕陷性黃土、膨脹土地區(qū)或地下采掘區(qū)的結(jié)構(gòu)；(2)結(jié)構(gòu)外表溫度高于100℃，或有生產(chǎn)熱源且結(jié)構(gòu)外表溫度經(jīng)常高于60(3)需作振動計算的結(jié)構(gòu)。3工藝原理利用錨具與夾具控制預(yù)應(yīng)力，給混凝土構(gòu)件施工加預(yù)壓應(yīng)力，使得預(yù)應(yīng)力筋的抗拉性能得以最大發(fā)揮，同時阻止混凝土收縮和變形開裂。圖1、圖2為金川科技館框架梁預(yù)應(yīng)力筋布置圖。圖1KL10、14預(yù)應(yīng)力筋布置示意〔左右對稱〕圖1KL10、14預(yù)應(yīng)力筋布置示意〔左右對稱〕圖2預(yù)應(yīng)力筋支撐示意圖2預(yù)應(yīng)力筋支撐示意4工藝流程及操作要點4.1工藝流程工藝流程見圖3。非預(yù)應(yīng)力筋安裝非預(yù)應(yīng)力筋安裝施工準(zhǔn)備鋼鉸線制作鋼鉸線安裝砼施工、養(yǎng)護(hù)鋼鉸線張拉鋼鉸線切割端部封錨圖3施工工藝流程4.2操作要點對長度大于30m的梁板采用兩端張拉，對小于30m的梁板施工采用一端張拉工藝。本梁采用一端張拉工藝。下料預(yù)應(yīng)力筋下料長度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，保證張拉需要及構(gòu)造要求。下料場地應(yīng)平整開闊，不得有利器損傷預(yù)應(yīng)力筋護(hù)套。下料時，用無齒鋸成束冷切割成型。放線、編號、運(yùn)輸、修補(bǔ)預(yù)應(yīng)力筋一般由廠家成盤供給，現(xiàn)場根據(jù)實際情況采用人工或機(jī)械放線。為防止預(yù)應(yīng)力筋彈射傷人，在其內(nèi)外設(shè)置緩沖隔離裝置。放線前對材料性能復(fù)檢，符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼鉸線》〔GB/T5224-2003〕、《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼鉸線》〔JG161-2004〕、《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋專用防腐潤滑脂》〔JG3007-93〕的要求。下料前在切口兩端預(yù)先綁扎，防止切割后松散。下料后，按順序?qū)︻A(yù)應(yīng)力筋編號、標(biāo)識，對捆綁點包裹防護(hù)后運(yùn)至待安裝位置。發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋塑料護(hù)套破損，應(yīng)及時包裹防水塑料膠帶修補(bǔ)〔不得采用聚氯乙烯塑料膠帶，防止氯離子析出對材料的腐蝕〕，嚴(yán)重破損的應(yīng)報廢。安裝在普通鋼筋安裝完畢后進(jìn)行，包含設(shè)計的承壓板和螺旋筋的安裝、預(yù)應(yīng)力筋安裝。(1)承壓板和螺旋筋根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的位置安裝，承壓板與模板緊貼且放置平整，螺旋筋端頭垂直于承壓板，防止預(yù)應(yīng)力筋張拉時受力不均，見圖4。圖4無粘結(jié)固定端大樣(2)預(yù)應(yīng)力筋按照設(shè)計位置從端頭承壓板預(yù)留孔逐根穿入，校正后支撐固定，控制好預(yù)應(yīng)力筋縱向線直度和彎曲矢高，并注意以下事項：①預(yù)應(yīng)力筋綁扎位置準(zhǔn)確；②各種管線避開預(yù)應(yīng)力筋；③各種構(gòu)配件安裝完畢再定位預(yù)應(yīng)力筋；④預(yù)應(yīng)力筋曲線末端應(yīng)與承壓板垂直，曲線段的起始點至張拉錨固點應(yīng)有不小于300mm的直線段，最小彎曲半徑應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。⑤端頭墊板與模板可靠固定?；炷潦┕仓炷?xí)r，嚴(yán)禁踩壓及觸碰預(yù)應(yīng)力筋，確保無粘結(jié)筋的水平位置及矢高準(zhǔn)確。混凝土必須拌合均勻，坍落度控制在混凝土配合比允許誤差范圍以內(nèi)?？刂普駬v棒位置，防止與預(yù)應(yīng)力筋相碰，必要時采用附著式振搗器。本梁澆筑采用插入式振搗工藝?；炷翝仓戤厬?yīng)及時濕水或覆膜養(yǎng)護(hù)，并做好成品保護(hù)工作。張拉采用對稱張拉工藝，使梁體斷面根本處于均勻受荷狀態(tài)。張拉順序示意圖見圖5。圖5張拉順序張拉參數(shù)按設(shè)計要求確定，在設(shè)計圖紙無明確要求時，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定。當(dāng)混凝土實際強(qiáng)度超過設(shè)計強(qiáng)度的75﹪時進(jìn)行張拉，混凝土的強(qiáng)度根據(jù)同條件養(yǎng)護(hù)試塊的抗壓強(qiáng)度確定。預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力：σcon=0.75fptk預(yù)應(yīng)力筋張拉控制力：Ncon=σcon·Ap預(yù)應(yīng)力筋張拉理論伸長值：△l=Ncon·L1/Ap·Es預(yù)應(yīng)力筋實際伸長值：Δl1=ΔlP0+ΔlP1-ΔlC式中fptk—鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；Ap—預(yù)應(yīng)力筋截面面積；L1—梁中無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋長度；Es—預(yù)應(yīng)力筋彈性模量；Δl1—預(yù)應(yīng)力筋實際伸長值；ΔlP0—初應(yīng)力至最大張拉力之間的實測伸長值；ΔlP1—初應(yīng)力以下的推算伸長值；ΔlC—混凝土在壓縮過程中的彈性壓縮值。實際施工時，對平均預(yù)壓應(yīng)力較小的板類構(gòu)件，ΔlC可略去不計。張拉前對錨具、夾具、油泵、千斤頂校驗。錨具、夾具性能應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》〔GB/T14370-2000〕、《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》〔JGJ85-2002〕的要求。張拉以應(yīng)力控制為主、張拉伸長值為輔。操作步驟為：穿入前卡千斤頂；初應(yīng)力〔0.1σcon〕時記錄伸長值；一次張拉至σcon〔設(shè)計有規(guī)定時按設(shè)計要求執(zhí)行〕，記錄伸長值，錨固卸荷，取出千斤頂，一束張拉完畢。按上述步驟循環(huán)至預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢。張拉伸長值大于千斤頂行程時，采用分級張拉。實際伸長值與計算伸長值偏差超過±6%時應(yīng)停止張拉，查明原因，采取措施后繼續(xù)作業(yè)。張拉期間預(yù)應(yīng)力筋的斷裂與滑絲根數(shù)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。梁的變形觀測與控制該梁與屋面整表達(dá)澆，為不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，施工期間采取以下措施控制裂縫：(1)施工前對結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂縫驗算，確認(rèn)結(jié)構(gòu)在荷載、次彎矩作用下構(gòu)件的長期剛度滿足構(gòu)件受拉區(qū)外緣無裂紋產(chǎn)生；(2)構(gòu)件端部封錨后再撤除梁底模板與支架；(3)張拉完畢實測梁體反拱值，并與理論值比擬，檢測梁體變形的符合性；(4)張拉過程中控制張拉程序，自中間向二邊對稱張拉。(5)控制后批張拉筋因混凝土彈性回縮對先批張拉筋的影響,將先批張拉筋的張拉控制應(yīng)力值σcon增加αEσpci值。式中αE=Es/Ec。σpci為后批張拉筋對先批張拉筋重心處產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力。4.2.7張拉完畢的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)及時對端面毛化處理、涂防水涂料后封端保護(hù)，確保端面無滲無漏。5施工機(jī)具配備施工所用的機(jī)械與千斤頂根據(jù)張拉控制力選用。主要施工設(shè)備配置見表1。表1主要機(jī)具、設(shè)備配置表序號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量1砂輪切割機(jī)〔臺式〕TCH-305HA/HB臺12砂輪切割機(jī)〔手提〕DG-10B臺13前卡式千斤頂根據(jù)張拉控制力選用臺24高壓油泵配套千斤頂臺25鋼板尺1m把16質(zhì)量控制(1)執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)：JG161-2004無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼鉸線JG3007-93無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋用專用防腐潤滑脂GB/T14370-2000預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器GB50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)JGJ85-2002預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ92-2004無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(2)施工過程中主要采取了以下控制措施：①控制端部錨板，使其縱向孔眼在同一垂直面內(nèi)，保證預(yù)應(yīng)力筋的線直度；②控制預(yù)應(yīng)力筋的彎曲矢高，使其符合設(shè)計要求，充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋效能；③控制混凝土澆搗質(zhì)量，防止振動棒振搗時與預(yù)應(yīng)力筋相碰；④控制張拉應(yīng)力與張拉伸長值，使實際張拉力符合設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)要求，張拉伸長值在標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差范圍以內(nèi)；⑤控制端部封堵，保證端部密封、不漏不滲。7平安措施7.1由于預(yù)應(yīng)力張拉積蓄有很大的能量，預(yù)應(yīng)力筋被拉斷或錨具與千斤頂失效，巨大能量急劇釋放，可能造成很大傷害。因此，在任何情況下作業(yè)人員不得站在預(yù)應(yīng)力筋的兩端，同時在張拉千斤頂?shù)暮竺嬖O(shè)立防護(hù)裝置?，F(xiàn)場在張拉端與錨固端設(shè)5cm厚、3m高的木板平安防護(hù)帶，用于預(yù)防意外事件。7.2操作千斤頂和測量伸長值的人員，應(yīng)站在千斤頂?shù)膫?cè)面操作，嚴(yán)格遵守操作規(guī)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。7.3張拉時認(rèn)真做到端部直線段預(yù)應(yīng)力筋、錨環(huán)及千斤頂在同一直線上，便于張拉力的真實控制，不增加摩擦損失。7.4工具錨的夾片始終保持清潔和良好的潤滑。新的工具錨夾片第一次使用前，應(yīng)在夾片反面涂上潤滑脂，以后使用5～10次后應(yīng)將工具錨上的錨板和夾片一同卸下，重新涂油后使用。7.5每根構(gòu)件張拉完畢，應(yīng)檢查端部和其他部位是否有裂縫，填寫張拉記錄。8環(huán)保措施施工現(xiàn)場采取了防油污和防生產(chǎn)污水的簡易處理等環(huán)保措施。9效益分析本工法的最大特點是：施工工藝的簡化。常規(guī)施工方法需要成套灌漿設(shè)備，也對施工環(huán)境造成一定的污染，利用無粘結(jié)施工工藝，可節(jié)省機(jī)械設(shè)備，減少作業(yè)人員，提高作業(yè)工效。其次，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝較常規(guī)工藝更趨合理與先進(jìn)。傳統(tǒng)的后張法預(yù)應(yīng)力筋為先預(yù)留孔，后穿預(yù)應(yīng)力筋，再完成張拉與灌漿等程序。而該法為先布預(yù)應(yīng)力筋，與混凝土結(jié)構(gòu)同時澆筑，這樣可有效控制預(yù)應(yīng)力筋的彎曲矢高與線直度，使施工過程更加符合設(shè)計意圖，并不需要后續(xù)的操作程序。因此，后張法無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝為預(yù)應(yīng)力的施工提供了新的方法和途徑，大大推進(jìn)了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景與應(yīng)用領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)效益與社會效益是顯而易見的。10應(yīng)用實例2005年本工法運(yùn)用于金川科技館展館區(qū)框架主梁。該展館區(qū)設(shè)計為單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計長155m，寬62m，標(biāo)高▽8.40m，建筑面積6850㎡，整個結(jié)構(gòu)成扇形平面布置。展館區(qū)主梁跨度21m，設(shè)計增加無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線防止混凝土裂紋，預(yù)