超長梁、板結(jié)構(gòu)施工中如何應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)

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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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)施工中大面積采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，獲得2003年上半年度上海市優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程及2004年用戶滿意工程。
    一、結(jié)構(gòu)施工方案選擇及工程特點
    1、結(jié)構(gòu)方案
    本工程為工業(yè)廠房，混凝土框架結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)。特別在頂板上安裝機(jī)械設(shè)備，荷載較大，其基本柱網(wǎng)尺寸為8×8米，采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁板式結(jié)構(gòu)：柱上設(shè)預(yù)應(yīng)力扁梁，截面尺寸為800×600毫米，預(yù)應(yīng)力板厚為200毫米。
    2、設(shè)置伸縮縫
    頂板總長度為175.89米，為超長梁板結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計圖紙和施工規(guī)范的要求，允許設(shè)兩道伸縮縫，將整個結(jié)構(gòu)分為85.89米、90米兩段。
    3、防止混凝土開裂的措施
    結(jié)構(gòu)分為兩段后，每段長度仍然屬于超長不設(shè)縫結(jié)構(gòu)，由于超長不設(shè)縫結(jié)構(gòu)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(shè)若干后澆帶，將結(jié)構(gòu)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(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋，全部完成后每段內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋是連續(xù)的，給結(jié)構(gòu)施加適當(dāng)?shù)妮S向預(yù)壓應(yīng)力，以防止混凝土因溫度變化而開裂。
    4、預(yù)應(yīng)力方法選擇
    本工程的梁、板均采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土，主要原因是：與常用的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力相比，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土抗裂更容易滿足要求；有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度可充分發(fā)揮，而無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度只能發(fā)揮80%-85%左右，同等條件下前者預(yù)應(yīng)力筋用量較少；無粘結(jié)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(jié)構(gòu)中不宜采用。
    二、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面
    本工程預(yù)應(yīng)力筋采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，強(qiáng)度等級為1860MPa ，規(guī)格為Φj15.2。
    在結(jié)構(gòu)正常使用時，預(yù)應(yīng)力筋主要可起到抗裂、控制撓度等作用。我們在施工中的預(yù)應(yīng)力取值比規(guī)范相應(yīng)要求略微放松，但卻可達(dá)到較佳的經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)相關(guān)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(yù)應(yīng)力筋，在結(jié)構(gòu)中形成約1.5N/mm2的軸向預(yù)壓應(yīng)力，作為防止超長結(jié)構(gòu)開裂的措施。
    三、預(yù)應(yīng)力施工
    1、預(yù)應(yīng)力筋設(shè)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(yù)應(yīng)力筋，經(jīng)檢查合格后再鋪另一方向。為保證第二方向預(yù)應(yīng)力筋的剖面位置，并使其曲線光滑，除設(shè)置定位固定架外，還要視其與先鋪的第一方向的預(yù)應(yīng)力筋在交叉點處的高低相對關(guān)系進(jìn)行穿插鋪放。
    2、張拉端部的節(jié)點安裝
    在預(yù)應(yīng)力梁與柱的節(jié)點處設(shè)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(shè)
    在固定端處設(shè)排氣泌水孔，排氣孔的設(shè)置用塑料蓋板墊海綿壓緊在波紋管上，并用膠帶密封。
    4、質(zhì)量控制
    本工程面積較大，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)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(yù)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(yù)應(yīng)力筋張拉施工工藝
    混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉。為使結(jié)構(gòu)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(yīng)力控制，伸長值校核。張拉前先由設(shè)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(dǎo)文件，在張拉過程中隨時校核。
    對扁錨中預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行逐根張拉時，后張拉的預(yù)應(yīng)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(jìn)行整束張拉。
    6、孔道灌漿及端部處理
    預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后，兩天內(nèi)進(jìn)行本層的孔道灌漿，灌漿孔設(shè)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(xì)石混凝土封閉。

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