无粘结预应力框梁施工技术探析

摘要:对无粘结预应力框梁在施工中的若干问题进行探讨,研究无粘结预应力结构在框梁结构的施工应用,同时结合实际工程,总结了这种结构体系的设计与施工经验。

关键词:无粘结 预应力 框梁

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-012-02

无粘结预应力混凝土结构,一般是指采用无粘结预应力钢筋、按后张法制作的预应力混凝土结构。无粘结预应力混凝土的显著优点是由于无需预留孔道,也不必灌浆,因此施工简便,工期短,造价也较低。目前在国外已得到广泛的应用。在我国,自80年代以来,无粘结预应力混凝土得到了广泛的应用。在房屋建筑方面,最有代表性的建筑是广东国际大厦(63层),无锡第一纺织厂的车间,及北京科技活动中心报告厅的27m只27m井式楼盖。到90年代,我国采用无粘结预应力混凝土的建筑已经超过100万m2。目前正以每年百万平方米的速度递增。

1无粘结顶应力混凝土结构特点

无粘预应力施工方法是后张法预血力混凝土的发展。它20世纪50年代起源于美国,70年代末期引入我国。80年代初成功地应用于实际工程中,是国家“八五”重点推广技术。其做法是:在预应力筋表面刷涂料并包塑料布(管)后,如同普通钢筋一样光铺设在支好的模板内,然后浇注混凝土,待混凝土达到要求强度后。进行预应力筋张拉锚固。这种工艺的优点是无须预留孔道和进行孔道灌浆,施工简单。张拉时摩阻力小,顶应力筋易弯成曲线形状等。适用于多层及高层建筑大柱网板柱结构(双向连续平板或密肋板)、多层工业厂房楼盖体系和大跨度梁类结构等,进一步拓宽厂预应力结构的适用范围。但预应力筋强度不能充分发挥(一般要降低10%~20%),锚具的要求也较高。

无粘结预应力钢筋由高强钢丝组成钢丝束或用高强钢丝扭结而成的钢铰线,这种预应力筋的涂层材料要求化学稳定性高,对周围材料如混凝土、钢材和包裹材料不起化学反应;防腐性能好,性能好,摩阻力小。由于预应力全部由锚具传递,故此种结构的锚具至少应能发挥预应力钢材实际极限强度的95%且不超过预期的变形。施工后必须用混凝土或砂浆妥加保护,以保证其防腐蚀及防火要求。

无粘结预应力混凝土结构对混凝土强度等级的要求同一般预应力混凝土结构。对板不应低于C30,对梁及其它构件不应低于C40,并应尽可能采用高强度等级的混凝土。在施工中应保证混凝土的密实性。这一点在无粘结预应力混凝土构件的张拉端和锚固端尤为重要,因为预应力筋和混凝土之间不存在粘结,构件的预应力效果将完全取决于端部的锚固程度。

2无粘结预应力混凝土框梁施工

2.1工程概况

某工程预应力大梁的截面尺寸为400mm300mm,配置2束7Uj15.24预应力筋,普通钢筋:对YKL1与YWKL1跨中处为6T25,支座处为4T25+2o32;对YKL2相应为6T32,4T25+4T32。混凝土为C35。

2.2无粘结预应力混凝土框梁施工

2.2.1无粘结预应力筋布置

框架梁内配有Tj15.24的超高强低松弛无粘接钢绞线的规格及力学性能符合美国标准ASTM416-90a的规定。有关工程的大梁内预应力配筋详见图l所示。

2.2.2无粘结预应力施工顺序

支梁、板模板―梁钢筋制安―穿内梁预应力束(先纵向梁,后横向梁)―梁预应力束定位(包括固定端)―梁钢筋笼入模―检查预应力束定位,―板底筋制安―铺板内预应力束(按编网顺序)―板面筋制安―板预应力束定位―张拉端锚具预埋定位检查验收―浇混凝土―张拉端锚具处整理―预应力张拉―固锚、割束―张拉端二次砼浇筑封锚。

采用“逐层浇筑,逐层张拉”的施工顺序。该顺序是在上层预应力结构梁浇筑混凝土之前,下层预应力筋张拉完毕。

2.2.3无粘结预应力筋体系

(1)无粘结预应力筋

预应力钢材选用1860级Tj15.24高强低松弛钢铰线,其强度为1860N/mm2。所用材料质量符合无粘结预应力筋产品标准(JG3006-1993),力学性能符合美国国家ASTM416-90a的规定。

(2)张拉配套锚具

预应力筋用锚具:张拉端选用OVM15-1型夹片锚具,固定端采用GYJ45型压头机挤压成型。产品质量按预应力筋用锚具应用技术规程JGJ85-1992验收。达到I类锚具要求。

2.2.4无粘结预应力筋的铺设

(1)无粘结预应力筋的质量要求

a)预应力钢材:制作无粘结预应力筋用的钢丝和钢绞线,其质量应符合JG3006的要求,并应附有质量证明书。

b)防腐涂料:无粘结应力筋的涂料层具有良好的化学稳定性,对周围材料无侵蚀作用,不透水,不吸湿。抗腐蚀性强,性好,摩擦阻力小,在规定温度范围内高温不流淌,低温不变脆,并有一定的韧性。涂料层应符合JC3007标准要求。

c)护套材料:外包层材料应足够的韧性,抗磨性强,不侵蚀周围材料。

d)无粘结预应力筋技术性能详见有关规范。

(2)铺设工艺

无粘结预应力筋在平板结构中一般为双向曲线配置,因此其铺设顺序很重要。首先根据双向钢丝束交点的标高差,绘制钢丝束的铺设顺序图。其施工工序是:在非预应力底筋安装好后,按标记出的支承点位置焊设“马凳”支架,支架高度按计算的该位的钢丝束矢高来控制。同时,张拉端部节点上也要按不同型号的预应力筋的间距在裙梁外侧楼板(或边缘楼板上)开孔,按孔位通过端部的预留孔将承压板固定在外侧楼板上。承压板的垂直允许偏差为3mm。

根据绘制钢丝束的铺设顺序图,钢丝束低的底层钢丝束先行铺设,然后依次铺设高的上层钢丝束,这样可以避免铜丝束之间的相互穿插。钢丝束铺设波峰的形成是用钢筋制成的“马凳”来架设和调整的,一般每隔1m设一马凳。通常现场施工顺序是依次放置钢筋马凳,然后按顺序铺设钢丝束;钢丝束就位后,调整矢高及水平位置;经检查无误后,将无粘结预应力筋与非预应力筋绑扎牢固;接着在张拉端承压板内侧和固定端锚板前区安装螺旋筋,并固定牢靠。

钢丝束铺设好后,铺设非预应力面筋,再逐根检查定位螺栓是否有松动位移,并调整好缴头锚的埋人深度。要防止钢丝在浇筑混凝土施工过程中移位。

2.2.5无粘结预应力筋的张拉

(1)张拉准备

无粘结预应力筋张拉机具及仪表,应由专人使用和管理,并定期维护和校验。张拉设备应配套校验。压力表的精度不应低于1.5级;校验张拉设备用的试验机或测力计精度不得低于%;校验时千斤顶活塞的运行方向,应与实际张拉工作状态一致。张拉设备的校验期限,不应超过半年。当张拉设备出现反常现象时或在千斤顶检修后,应重新校验。

(2)设备安装

安装张拉设备时,对直线的无粘结预应力筋,应使张拉力的作用线与无粘结预应力筋中心线重合;对曲线的无粘结预应力筋,应使张拉力的作用线与无粘结预应力筋中心线末端的切线重合。

(3)张拉控制

无粘结预应力筋的张拉控制应力不宜超过0.75fptk,并应符合设计要求。如需提高张拉控制应力值时,不应大于钢绞线抗拉强度标准值的80%。

当施工需要超张拉时,无粘结预应力筋的张拉程序宜为:从应力为零开始张拉至1.03倍预应力筋的张拉控制应力lcon锚固。此时,最大张拉应力不应大于钢绞线抗拉强度标准值的80%。

当采用应力控制方法张拉时,应校核无粘结预应力筋的伸长值,当实际伸长值与设计计算伸长值相对偏差超过%时,应暂停张拉,查明原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉。

3结束语

本文对无粘结预应力混凝土结构在框梁结构下的施工、质量控制等方面进行了分析研究,结合工程示例的概况,讨论无粘结预应力混凝土框梁的施工。经过精心组织,精心施工,该工程无粘结预应力框架梁技术圆满完成。实践证明,无粘结预应力混凝土施工技术在解决大跨度,大空间方面的结构优势,加快了施工进度,从而在节约工程施工成本方面起到了一定的推动作用。

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