学文网摘要：超长圆形池体采用后张无粘结预应力混凝土结构，无粘结预应力混凝土是指采用无粘结预应力钢筋（经过涂抹防锈油脂、用聚乙烯材料包裹）和普通钢筋共同配筋的混凝土结构。施工时，预应力筋和普通钢筋均铺设于模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计要求后再进行张拉锚固。预应力混凝土从极大程度上改善了混凝土的抗裂性能，降低了配筋率，减轻了构件自重，且施工简单、速度快。
关键词：无粘结预应力、钢绞线、张拉
中***分类号： TU757.1 文献标识码： A 文章编号：
前言
无粘结预应力混凝土技术在我国近年有了长足发展和应用，多数用于混凝土梁、桁架、板等矩形构件，而用于圆形构筑物则较多为水厂池体工程。由河北省第二建筑工程公司承建的山西大同市西郊污水厂改扩建工程，共包含2座二沉池和2座初沉池，均采用了无粘结预应力混凝土技术。施工结果表明：应用此技术施工的圆形构筑物工艺先进、工序少，不仅能缩短施工工期，并且能获得良好的经济效益。为此，本文就无粘结预应力施工工艺浅谈自己的看法。
工程概况
大同市西郊污水处理厂改扩建工程由中国市***工程华北设计研究总院设计，工程建成后二级处理总规模达到10万m3/d。
本工程设计2座初沉池和2座二沉池大直径圆形构筑物，均采用无粘结预应力混凝土技术。其中初沉池内直径28米，池高4.4米，沿高度设钢绞线22环，每环两根，4个锚固肋，共计44根；二沉池内直径38米，池高5.0米，沿高度设钢绞线26环，每环两根，4个锚固肋，共计52根。池壁厚度均为250mm，锚固肋处池壁均为450mm厚。
工艺原理
对于直径较大的圆形池体，因昼夜温差和季节温差的变化均会引起很大的环向拉应力，而无粘结预应力砼技术是通过把高强度的预应力筋张拉锚固，靠锚具将张拉力传给混凝土构件，从而满足池体强度要求和抗裂要求。无粘结预应力混凝土施工工艺就是在绑扎构筑物池壁钢筋的同时，将预应力筋按设计要求固定在钢筋托架上，然后合模、浇筑混凝土。待混凝土达到设计要求强度后，利用预应力筋与混凝土不粘结，可滑动的特点，在两端用千斤顶进行张拉，再利用锚具将钢绞线固定，用混凝土封锚，从而达到对圆形构筑物池壁产生预压应力的效果。
工艺流程及施工要求
5.1工艺流程
施工准备绑扎池壁钢筋架设钢绞线定位架立筋铺设钢绞线安放端头锚垫板及螺旋筋隐蔽验收支设内、外侧模板浇筑混凝土混凝土养护拆模（达到设计强度后）锚固肋混凝土凿毛、割断外露塑料套管并清理油脂安装锚夹具、千斤顶预应力张拉切断钢绞线锚具及钢绞线防腐封锚混凝土
5.2预应力施工操作要点
5.2.1材料及设备准备
钢绞线：采用具有产品质量合格证的无粘结预应力钢绞线。预应力钢绞线进场后及时组织取样复检，合格后方可使用。所采购的钢绞线不能有死弯，必须是通长的，严禁有接头。在装卸吊装时，保持成盘状态，吊装和搬运时不得摔砸、踩踏，严禁直接使用钢丝绳和其它坚硬吊具与外包层直接接触。吊运时使用吊装带或套胶管的钢丝绳，避免破坏钢绞线外包层。
露天堆放时需覆盖防雨苫布，下面垫方木，防止预应力筋的端头锈蚀，并采取防晒措施；锚夹具需涂油包封在室内存放。
单孔无粘结筋锚具系统：设计采用VM15-1型锚具，锚具标准符合《预应力筋锚具，夹具和连结器应用技术规程》（JGJ/T85－2002）的要求。
张拉设备：采用YCN-25油压千斤顶及夹片锚具，每台千斤顶配备压力表，压力表精度等级等于或高于1.5级；校验张拉设备用的测力计，其精度不低于±2%。
5.2.2材料检验及设备的检查和标定
材料检验
无粘结预应力钢绞线进行外观检查：外包装完整，钢绞线塑料套管无破损。
锚具进行外观检查、硬度检查、静载锚固性能试验。
外观检查：从每批中抽取10％且不少于10套，检查其外观和尺寸，不得有夹渣、裂缝等缺陷，其内缩量不应大于5mm。如有一套表面有裂纹或尺寸超过规定的允许偏差，取双倍数量重做检查。
硬度检查：从每批重抽取5％且不少于5套，检查其硬度。每个零件测试三点，如有一个不合格，取双倍数量重做检查。如仍有一个零件不合格，逐个检查，合格者方可使用。
静载锚固性能试验：经上述两项检验合格后，从同一批中抽取4套锚具，组装成2个预应力筋锚具组装件进行静载锚固性能试验；如有一个不合格，取双倍数量重做试验。如有一套不合格，则该批锚具判为不合格产品。
设备检查和标定
材料设备除要求具有出厂合格证外，进厂后还需要进行检查与标定。施工期间定期进行设备标定校准。
千斤顶、油泵、压力表配套进行标定，给定张拉作用力与压力表之间的关系曲线。标定期不超过六个月。
无粘结预应力筋张拉机具及仪表由专人使用和管理，并定期维护和校验。张拉设备配套检验。校验时千斤顶活塞运行方向，与实际张拉工作状态一致。合格后方可使用。
5.2.2钢绞线的下料
两端张拉：L＝L′+2×（L1+L2）
L′——为孔道长度
L1——工作锚具厚度+千斤顶长度+工具锚厚度（L1一般取400mm～500mm）
L2——固定端预应力筋外露长度（一般取100mm）。
无粘结筋的下料作业在平整的场地上进行，定出下料长度，两端设置固定标志，每端有专人负责。每次下料时将预应力筋拉直后，用砂轮锯切割。严禁使用电弧焊，造成高强钢材制成的钢绞线局部加热和急骤冷却，引起脆性变态，在小于允许张拉力的荷载下脆断。下料长度要准确，避免钢绞线下料过短而无法锚固张拉。
下料完成后，逐根对预应力护套进行外观检查，凡破坏处用塑料胶带缠绕修补，胶带的搭接长度不小于二分之一胶带宽度。
5.2.3预应力筋的铺设
预应力筋的绑扎时必须保证位置正确、平顺、绑扎牢固。施工时设专人前端牵引，后端推送，同时要将钢绞线托起，避免其被钢筋破坏，以利于通过。预应力筋穿入后，每根预应力筋端部留出工作长度，然后从该端部开始依次用铅丝将其绑扎在定位支架上，绑扎时用力适度，注意保护预应力筋护套，以防破坏、漏油。每圈预应力筋绑扎就位后，再次检查每根预应力筋护套，及时修补破损部位，如有严重破坏，重新进行更换。
环向钢绞线铺放时，要用钢筋做成定位支架，用以控制钢绞线位置。托架筋高程为：预应力筋设计高程减预应力筋半径。托架筋与预应力筋用铅丝绑扎牢固。
在遇到工艺预留洞口位置时，预应力筋平缓绕过，将钢绞线升到管顶（底），弯起点设置、高程、曲线长度及间距按设计要求。在与普通钢筋位置发生矛盾时，适当调整普通钢筋位置。
锚具系统安装：钢绞线穿过螺旋筋和锚垫板，末端要与锚垫板相垂直，且要求钢绞线与螺旋筋和锚垫板同心，从而使张拉作用线与锚垫板面垂直。锚垫板要紧贴固定在模板内表面，要确保锚垫板表面与浇筑混凝土表面平整，平整度不宜大于3mm。
5.2.4混凝土浇筑和养护
钢绞线铺放、安装完毕后，及时填写分项工程报验单并报请监理工程师进行隐蔽工程验收，确认钢绞线安装合格后，方可浇筑混凝土。
混凝土浇筑时，振捣棒应避免碰撞钢绞线、支撑架以及端部预埋锚垫板及螺旋筋部件，防止其位置发生变化。预应力钢绞线两端混凝土必须振捣密实。试验人员做好同期试块，及时测定混凝土强度值，为预应力筋张拉提供依据。
混凝土浇筑完毕12小时内按规范要求对混凝土进行养护。
5.2.5预应力筋张拉
待混凝土强度达到设计要求后，即可实施张拉作业。若设计无具体要求时，不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%。
张拉工艺流程
混凝土浇筑混凝土养护拆模及锚固肋混凝土凿毛割断外露塑料套管并清理油脂安装锚夹具安装千斤顶同步加压量测回油撤泵切断无粘结筋锚具及钢绞线防腐封锚混凝土
张拉方式
张拉方式：池壁均匀布设4个锚固肋，每环2根预应力筋，张拉时，按设计要求先自下而上隔圈张拉，再自上而下隔圈张拉。即先进行锚固肋1、3张拉，再进行锚固肋2、4张拉。同一圈2根预应力筋用4台千斤顶对4端同步张拉，且采用一次张拉。张拉时对每根预应力筋进行编号。
准备工作：
张拉前割除外露预应力筋保护层，杯口杂物清理干净，并清理干净锚垫板板面，并检查垫板下面的混凝土质量，如有局部缺陷，要认真处理至符合要求。
张拉前在锚固肋两侧搭设双排脚手架，铺设脚手板，必须保证架体的稳定性。
对千斤顶、液压机进行试验，检测其运行状态是否正常。
张拉：
张拉设备：使用YCN25型全液压预应力前卡式千斤顶及高压油泵。
a.张拉顺序：预应力钢绞线张拉时配备4套张拉设备对每圈的两根预应力筋的两端同时同步张拉，张拉时设总指挥一名，听到总指挥口令后，四台千斤顶同时启动，保证张拉同步进行。
b.安装张拉设备：安装时应使张拉力的作用线与预应力钢筋中心线重合；对水平环状预应力筋应使张拉力的作用线与钢绞线中心线末端的切线重合。
c.张拉时密切观察压力表读数用以控制张拉力，并用伸长值进行校核，如果实际伸长值与设计计算伸长值相对偏差超过±6%时，要暂停张拉，查明原因，采取措施予以调整后再继续张拉。
d.张拉方式采用分级张拉，第一级张拉至设计张拉力的10%，第二级张拉至设计张拉力。两端的千斤顶要同步给压，达到设计规定的张拉力后，稳压2分钟压力不降低，可以进行回油退顶。
e.预应力筋张拉过程中，认真填写无粘结预应力张拉记录表，记录好张拉前外露钢绞线长度、张拉力达到10%时长度和达到设计要求张拉力时长度。然后进行伸长值的核算。
锚固与封锚：
⑴待千斤顶同时达到设计张拉力后，各千斤顶同时回油退顶，预应力筋锚具自动锚固。锚固后，采用砂轮锯切除超长部分的预应力筋，严禁采用电弧焊切割。无粘结预应力筋切断后露出锚具夹片外的长度不得小于30mm。
⑵锚具密封：张拉锚固后及时对锚固区进行防护处理，先在锚具及承压板表面涂防腐油脂，然后外套塑料帽进行密封。
⑶封端砼浇注：按设计要求将锚具及外露钢绞线密封，封闭要严密。
转载请注明出处学文网 » 无粘结预应力施工工艺应用