超長梁、板結構施工中如何應用預應力技術

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本人組織施工的上海外高橋保稅區(qū)新發(fā)展有限公司53號廠房工程，為3層現(xiàn)澆混凝土框架結構，一層高度為9米、二、三層為6米，建筑平面尺寸為60.83×175.89米。本工程在梁、板結構施工中大面積采用有粘結預應力混凝土技術，獲得2003年上半年度上海市優(yōu)質結構工程及2004年用戶滿意工程。
    一、結構施工方案選擇及工程特點
    1、結構方案
    本工程為工業(yè)廠房，混凝土框架結構，其柱網(wǎng)因建筑功能需要很不規(guī)則，且跨度較大，采用鋼筋混凝土梁板式結構。特別在頂板上安裝機械設備，荷載較大，其基本柱網(wǎng)尺寸為8×8米，采用預應力混凝土梁板式結構：柱上設預應力扁梁，截面尺寸為800×600毫米，預應力板厚為200毫米。
    2、設置伸縮縫
    頂板總長度為175.89米，為超長梁板結構，根據(jù)設計圖紙和施工規(guī)范的要求，允許設兩道伸縮縫，將整個結構分為85.89米、90米兩段。
    3、防止混凝土開裂的措施
    結構分為兩段后，每段長度仍然屬于超長不設縫結構，由于超長不設縫結構施工的難度大，而且容易產(chǎn)生混凝土收縮裂縫。因此，在工程施工過程中采用在每段內(nèi)設若干后澆帶，將結構分成長度合適的數(shù)塊，以防止混凝土因早期收縮而開裂。梁板均采用預應力結構，預應力筋在后澆帶之間、后澆帶與建筑物邊緣之間通長布置，跨過后澆帶布置短預應力筋，全部完成后每段內(nèi)預應力筋是連續(xù)的，給結構施加適當?shù)妮S向預壓應力，以防止混凝土因溫度變化而開裂。
    4、預應力方法選擇
    本工程的梁、板均采用有粘結預應力混凝土，主要原因是：與常用的無粘結預應力相比，有粘結預應力混凝土抗裂更容易滿足要求；有粘結預應力筋強度可充分發(fā)揮，而無粘結預應力筋強度只能發(fā)揮80%-85%左右，同等條件下前者預應力筋用量較少；無粘結筋的作用全部依賴于錨具，存在連續(xù)倒塌的隱患，在連續(xù)多跨的結構中不宜采用。
    二、結構設計方面
    本工程預應力筋采用高強低松弛鋼絞線，強度等級為1860MPa ，規(guī)格為Φj15.2。
    在結構正常使用時，預應力筋主要可起到抗裂、控制撓度等作用。我們在施工中的預應力取值比規(guī)范相應要求略微放松，但卻可達到較佳的經(jīng)濟效益，根據(jù)相關文件及我們的工程經(jīng)驗，在配合其他措施的條件下可以滿足耐久性的要求。梁、板在正常使用期間不開裂。
    按上述要求所配的預應力筋，在結構中形成約1.5N/mm2的軸向預壓應力，作為防止超長結構開裂的措施。
    三、預應力施工
    1、預應力筋設置的原則及步驟
    在后澆帶之間的通長筋為兩端張拉，跨過后澆帶的短筋采用一端固定、另一端張拉形式。
    樓板均為雙向板，先鋪放一個方向的波紋管并穿入預應力筋，經(jīng)檢查合格后再鋪另一方向。為保證第二方向預應力筋的剖面位置，并使其曲線光滑，除設置定位固定架外，還要視其與先鋪的第一方向的預應力筋在交叉點處的高低相對關系進行穿插鋪放。
    2、張拉端部的節(jié)點安裝
    在預應力梁與柱的節(jié)點處設置張拉端時，錨具的布置要與梁、柱普通鋼筋布置密切配合，方可避免鋼筋位置矛盾、相互打架。
    3、排氣泌水孔的留設
    在固定端處設排氣泌水孔，排氣孔的設置用塑料蓋板墊海綿壓緊在波紋管上，并用膠帶密封。
    4、質量控制
    本工程面積較大，有粘結預應力混凝土梁板的排氣泌水孔較多，且均留在板面上，施工中容易堵塞或被誤拔。我們在排氣泌水孔內(nèi)均預插入一根短鋼筋并用膠帶紙與排水管纏在一起，在灌漿之前才拔出，從而防止了孔道堵塞現(xiàn)象。
    5、預應力筋張拉施工工藝
    混凝土強度達到75%設計強度后進行預應力筋張拉。為使結構均衡受力，用2臺千斤頂在后澆帶兩邊對稱張拉。
    千斤頂為YDC240Q型前卡式千斤頂。采用雙控(張拉力、伸長值) 原則，應力控制，伸長值校核。張拉前先由設計人員計算出各類筋的理論伸長值，寫出“張拉要點”交施工人員作為張拉時的指導文件，在張拉過程中隨時校核。
    對扁錨中預應力筋進行逐根張拉時，后張拉的預應力筋伸長值明顯偏短。所以在張拉要點中給出整束筋的平均伸長值以便控制。如將來條件具備還是宜對扁錨體系進行整束張拉。
    6、孔道灌漿及端部處理
    預應力筋張拉完畢后，兩天內(nèi)進行本層的孔道灌漿，灌漿孔設置在承壓板上。采用PO32.5普通硅酸鹽水泥，摻加適量的減水劑，由張拉端灌入，待固定端的排氣泌水孔出濃漿后，封堵排氣孔，靜置10分鐘后，采用二次灌漿方法，灌漿加壓到0.5MPa，以保證孔道內(nèi)漿體密實。
    灌漿完成后，切除錨具外的鋼絞線(剩30毫米)，采用C40細石混凝土封閉。

    本工程的實踐表明，有粘結預應力梁、板的施工可以達到較快的施工進度，在各塊之間進行流水施工，預應力施工只占用很少的工期。
    有粘結梁板的抗裂控制、超長及超短預應力束張拉控制應力等方面的成功應用，為工程按期完工、創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)造了條件