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摘要:本文介绍了在宜宾迁建机场航站楼项目中大跨度缓粘结预应力混凝土梁施工技术及特点,给出了大跨度缓粘结预应力混凝土梁施工过程中注意的事项及质量控制措施,为以后的缓粘结预应力施工提供参考。
关键词:大跨度;缓粘结预应力混凝土梁施工技术;质量控制;应用前景
1 前言
后张法缓粘结预应力技术是传统后张法预应力技术的一次重大革新,是预应力技术不断发展,不断进步的创新产物。缓粘结预应力技术秉承了后张法无粘结预应力技术施工方便、造价低的优点,同时又具备有后张法粘结预应力技术结构延性好、抗震性能优等特点。本文以四川省宜宾迁建机场航站楼项目为例,通过对大跨度后张法缓粘结预应力混凝土梁的施工,对其施工步骤和注意事项进行了总结。
2 工程简介
本项目为四川宜宾机场迁建工程,位于宜宾市宗场镇,总建筑面积为2.4万㎡。地上两层,东西长280m,南北宽54m,总建筑高度23m,结构类型为框架结构。场地抗震设防烈度为7度,抗震措施用抗震设防烈度8度,场地地震动峰值加速度0.10g。航站楼柱距为16m×14m,为满足框架梁的强度、挠度及裂缝控制要求,本项目框架梁均采用后张法缓粘结预应力混凝土结构。预应力梁混凝土强度等级为C40。
缓粘结预应力筋是由钢绞线、缓粘结胶粘剂和外包PE组成。缓粘结预应力钢绞线为ф15.2mm,fptk=1860 MPa,弹性模量Ep=195GPa。外包PE表面必须有凹凸不平的压痕,肋高不得低于1.2mm。肋中缓凝粘胶合剂充盈。
3 工艺原理
通过缓粘结胶粘剂的固化实现预应力筋与混凝土之间从无粘结逐渐过渡到有粘结的一种预应力形式。是指缓粘结胶粘剂在缓粘结预应力梁施工阶段相当于无粘结的防腐油脂,具有一定流动性及对钢材有良好的附着性。施工完成后随时间推移胶凝材料逐渐固化,与预应力筋、外包护套之间产生粘结力。外包高强护套材料表面通过机械压成如波纹管状的波纹,当胶凝材料完全固化后,通过缓粘结粘合剂凹凸不平的压痕与周围混凝土咬合,预应力筋不能在混凝土中自由滑动,缓粘结预应力便产生有粘结预应力筋的力学效果。
4 施工工艺及要点
4.1 工艺流程(后张法缓粘结预应力梁)
支梁底模、梁骨架钢筋绑→在梁箍筋上定位矢高→焊接(或绑扎)钢绞线支架→预应力筋穿入梁内调整、绑扎、编束、固定→安装张拉端、固定端锚垫→绑扎梁拉钩筋、合侧模→浇筑混凝土→预留同条件混凝土试块报告达到张拉强度后做好预应力筋张拉准备工作→清理张拉端锚垫板表面混凝土→测量预应力筋外漏长度并记录数据→安装锚具→千斤顶就位开始张拉→当预应力筋张拉控制应力为σcon=0.75fptk 时测量记录预应力筋外露长度→切割多余预应力并做好张拉端防腐处理→混凝土封锚张拉端。
4.2 施工要点
(1)梁内敷设缓粘结预应力筋时应符合以下要求:
a.铺放前应依据设计图纸通过计算确定缓粘结预应力筋的位置,其竖向矢高宜采用架立钢筋控制,梁内架立钢筋间距不宜大于1m;
b.缓粘结预应力筋束形控制点的设计位置竖向偏差应符合表1:
表1 束形控制点的设计位置坚向允许偏差
c.各种管线的敷设不应将缓粘结预应力筋的竖向位置抬高或压低。
d.缓粘结预应力钢绞线应分束布置,每束钢绞线根数不直多于5根。当采取多根缓粘结预应力筋成束布置时,各根应保持平行走向,防止相互扭绞;
e.混凝土梁中预应力束的竖向净间距不应小于缓粘结预应力束的等效直径的1.5倍,水平方向的净间距不应小于缓粘结预应力束的等效外径的2倍,且不应小于粗骨料粒径的1.25倍;使用插入式振捣器振捣时,水平间距不应小于80mm。
f.成束布置的预应力钢绞线在端部宜分散开并单根锚固,分散距离不宜小于80mm。
(2)张拉端和固定端的安装应符合下列要求:
a.张拉端承压板应采用可靠措施固定在端部模板上,且应保持张抗作用线与承压板面垂直,为此,项目部总结形成《一种用于缓粘结预应力筋板面张拉端的锚垫板》专利一项,应用于缓粘结张拉端构造。
b.张拉端锚具系统安装时,缓粘结预应力筋的外露长度应根据张拉机具所需的长度确定,根据本项目施工经验,预留长度≥600mm,穴模与承压板之间不应有缝隙 。
c.张拉端和固定端均应按要求配置螺旋筋,螺旋筋均应紧靠承压板,井保证与缓粘结预应力筋对中和固定可靠 。
(3)缓粘结预应力筋的张拉应符合以下要求:
a.张拉时间的确定:①同条件养护的混凝土试块抗压强度不应低于设计强度等级的75%。②缓粘结预应力筋应在张拉适用期内进行张拉。
b.张拉温度要求:①当温度低于5℃时不宜进行缓粘结预应力筋张拉。若工程需要在低于5℃进行张拉时,应采用升温措施减小由粘滞力产生的预应力损失。②当温度高于20℃时可不持荷超张拉;③当气温在5℃~20℃之间进行缓粘结预应力筋张拉时应采用持荷超张拉方式,即缓粘结预应力筋应力从零张拉至1.05σcon,并应在持荷一定时间后进行锚固,持荷时间与张拉温度的关系如表2。
表2 持荷时间与构件温度之间的关系
注:中间温度可按线性插值确定。
c.预应力张拉采取控制应力和伸长值双控措施,即控制张拉力的同时校核预应力筋的张拉伸长值。实际伸长值与理论伸长值偏差超过±6%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。
5 效益分析及应用前景
a.经济效益:与非预应力结构比较,节约构件截面尺寸,节约砼及钢筋用量,提高建筑使用空间。与传统后张法有粘结预应力结构比较,减少梁下加腋构造及张拉洞口预留的设计,减少施工工序,能极大节约施工工期,降低工程管理成本。
b.社会效益:后张法缓粘结预应力施工技术在本项目已成功应用,工程施工的全过程处于安全、高效、优质的可控状态,无安全事故发生。项目的预应力工程经当地政府质量监督部门及相关单位一次验收合格,工程质量符合《缓粘结预应力混凝土结构技术规程》的要求,得到了各参建方的一致认可。
c.应用前景:缓粘结预应力技术是在有粘结和无粘结之后发展起来的一种新的预应力技术,具有无粘结预应力技术施工方便、造价低和有粘结预应力技术结构延性好、抗震性能优等特点,是预应力技术发展的方向,其应用前景十分广泛。
参考文献
[1]李佩勋,缓粘结预应力综合技术的研究和发展,工业建筑。2008,38(11):1-5.
[2]尚仁杰,吴转琴 缓粘结预应力结构技术规程中的关键技术(J)工业建筑增刊,2010年,226-230.
[3]中华人民共和国行业标准:缓粘结预应力混凝土结构技术规程(JGJ387-2017).
论文作者:夏志强,郭效法,谭建国,李小龙,代永春
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
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