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摘要:文章首先简要分析了预应力混凝土结构的类型及其特点,在此基础上依托工程实例对有粘结预应力技术在综合楼建筑框架梁结构施工的具体应用进行论述。期望通过本文的研究能够对同类工程提供借鉴参考。
关键词:有粘结预应力;建筑;框架梁结构;施工
1预应力混凝土结构的类型及其特点分析
1.1结构类型
⑴按照预应力施工工艺的不同,可将预应力混凝土结构分为以下两种类型:①先张法。具体是指在混凝土构件浇筑前,利用台座对预应力筋进行张拉,待混凝土达到设计强度后,将施加在预应力筋上的拉力逐步释放,并在预应力筋回缩的过程中,对混凝土施工预应力。②后张法。当混凝土构件浇筑完毕且强度达到设计值以后,借助预先设置在构件内的孔道将预应力筋穿入,以构件为支撑,使用液压千斤顶对预应力筋进行张拉,再用特制的锚具将预应力筋锚固,进而形成永久的预加力,最后在孔道内灌入水泥浆使预应力筋与混凝土成为整体结构。
⑵按照预应力体系又可分为有粘结预应力和无粘结预应力两种。①有粘结预应力。具体是指沿着预应力筋的长度在其周围与混凝土粘结在混凝土结构,较为常见的有先张预应力结构、预设孔道穿筋压浆的后张预应力结构。②无粘结预应力是指预应力筋伸缩变形较为自由且不予混凝土粘结的结构。
1.2结构特点
预应力混凝土结构具有如下特点:
⑴与普通的钢混结构相比,预应力混凝土一般不会过早地出现开裂等质量问题,预应力筋的加入极大程度地提高了混凝土构件的刚度和抗裂性。
⑵能够对强度较高的钢材和强度等级高的混凝土进行充分利用,进一步节约了施工材料,结构本身的自重也大幅度降低。由于预应力混凝土采用的都是高强度的材料,故此能减少钢筋的使用量和构件的截面尺寸,与一般的钢混结构相比,钢材用量可节约30%~50%左右,在跨度较大的承重结构中,其经济效益更加明显。
⑶因预应力混凝土开裂的速度比较缓慢,故此结构本身的刚度较大,在预应力施加的过程中还能产生出反拱,结构的挠度较小。
⑷抗疲劳性能较好,有利于提高结构承受荷载的能力。
2有粘结预应力技术在综合楼建筑框架梁结构施工的具体应用
为了便于本文研究,下面依托工程实例,对有粘结预应力技术在综合楼建筑框架梁结构施工中的具体应用进行论述。某建筑工程为一栋综合楼建筑,地下1层,地上12层,采用的是框架+剪力墙的结构,总体建筑面积为18050㎡。该建筑主要是以会议和办公为主,为满足大型会议室及办公大厅对空间的要求,在结构设计时,采取了少梁柱的原则,部分楼层的梁板结构采用的是预应力混凝土结构。下面本文重点对有粘结预应力技术在该工况框架梁施工中的应用进行分析。
2.1施工工艺流程
施工准备→预应力筋制作→孔道预留→穿束→张拉→灌浆→封锚。
2.2施工准备
⑴机械设备。本工程中,使用的主要机械设备有液压千斤顶、压力灌浆机、电焊机、切割机等等。
⑵混凝土的制备。在施工中要尽量选用高强度的水泥,以保证混凝土的强度、收缩和徐变符合施工要求。混凝土配比中,要减少水泥用量,降低水灰比,选用优质骨料。具体做法如下:配置干硬性混凝土,将水灰比控制在0.5以下,用水量控制在1.5kN/m3以下,可适当掺入减水剂;选用不低于混凝土设计强度1.2倍的高强度水泥,以硅酸盐水泥为主,不能使用矿渣水泥,适当掺入早强剂,以弥补硅酸盐水泥早期强度较低的缺陷。同时,也不能使用火山灰水泥,因为这类水泥的早期强度低且收缩率大,不适于预应力构件混凝土的拌制;不允许在混凝土中随意掺入氯盐,因为氯盐会增大混凝土的收缩率,引起钢筋锈蚀。尤其对于预应力钢筋而言,掺入氯盐会造成应力腐蚀问题。
2.3预应力筋制作
在充分考虑锚具形式、张拉设备、张拉伸长值、弹性压缩、构件孔道长度、施工方法等因素的基础上,确定预应力筋下料长度。
⑴钢丝的下料。在平整的施工场地上进行预应力筋下料,可将矫直回火开盘后伸直性很好的钢丝直接下料。及时剔除有电接头或表面机械损伤的钢丝,以免影响预应力筋的制作质量;若钢丝束两端采用镦头锚具,则必须严格控制钢丝的等长。同束钢丝中最长与最短钢丝之差不能超过L/5000,L为钢丝下料的计算长度;对每束钢丝都进行编束,保证钢丝束两端钢丝的排列顺序一致,为有序进行穿束和张拉奠定基础。不同的锚具形式,其钢丝的编束方法也有所不同。
⑵钢铰线下料。在平坦的施工场地上进行钢铰线下料,并在下方垫上彩条布或方木;将钢铰线盘成卷状,放在线盘内,为保证施工安全,下料过程中应从盘卷中央逐步抽出钢铰线。用砂轮切割机切割钢铰线下端,禁止使用电弧切割;在钢铰线编束时,要将其理顺,保证各根钢铰线的松紧一致。若下料时采用单根穿入孔道的施工工艺,则可不进行钢铰线编束。
2.4孔道预留
本工程采用预埋波纹管法,波纹管选用镀锌波纹金属软管,该波纹管能够根据施工要求做成折线、曲线等不同形状的孔道,并且还可以将波纹管直接留在构件中,不需要进行抽管施工。在波纹管施工中,应注意以下几个方面:
⑴先在构件的侧模上弹线,以孔底为准按照弹线进行布管;使用钢筋卡子和铁丝固定扎牢波纹管;将垫块垫在箍筋下面,并将钢筋卡子焊在箍筋上;卡子间距≤600mm,波纹管的连接选用大一号的同型波纹管,连接长度控制在200mm,并用塑料热塑管或密封胶带进行封口处理。
⑵不能反复弯曲波纹管,以避免出现管壁开裂情况;在安装过程中,防止电焊火花烧伤管壁;安装完毕后,认真检查管壁是否存在破损问题,接头处是否密封良好。若密封不良,则要用胶带及时修补。
⑶在进行灌浆孔、泌水孔施工时,要用带嘴的塑料弧形压板和海绵垫片覆盖在波纹管上的开口,用铁丝扎牢。之后,连接外径为20mm,内径为16mm的塑料管,使塑料管垂直向上延伸到屋面以上500mm,灌浆孔的间距要控制在30m范围内。在塑料管内临时布设钢筋,以避免浇筑混凝土时压扁塑料管,待浇筑完毕后再拔掉钢筋。
⑷在留设孔道时,根据设计要求留设灌浆孔和排气孔。通常情况下,在构件两端和中间每隔12m处留一个灌浆孔,灌浆孔的直径为20~25mm。灌浆孔用木塞抽芯成型,在施工过程中,将木塞抵紧钢管,将其固定,避免受混凝土振捣影响而脱开,对成孔质量造成不利影响。待孔道抽芯完毕后,将木塞拔出,并对孔洞的通畅情况进行检查。
⑸为了保证孔道灌浆密实,应在锚具上预留排气孔,保证孔道两端排气通顺。如果锚具上没有预留排气孔,那么应另外设置排气槽(边长3~5mm)或排气孔(孔径3~5mm)。
2.5穿束
按照穿束与混凝土间的先后关系,可分为两种穿束方式,一种是先穿束,一种是后穿束;按照穿束的数量又可分为整束串和单根穿。穿束过程可由人工、卷扬机或是穿束机进行。具体施工中可借助起重设备将预应力筋吊起,操作人员站在脚手架上将预应力筋逐步穿入孔道内。若是波曲线束,则可采用特制的牵引头,由操作人员在前面牵引,后方推送。在穿束过程中需要特别注意的是,预应力筋末端的切线应当与锚垫板相互垂直,曲线段的起始点与张拉锚固点之间应当有不小于300mm的直线段。
3结论
综上所述,预应力混凝土结构以其自身诸多的优点在工程中获得了广泛的应用。本文依托工程实例对预应力混凝土结构中的有粘结预应力混凝土结构在综合楼建筑框架梁结构施工中的应用进行了论述,重点对有粘结预应力的施工技术要点进行分析,通过该技术的应用,不但节约了钢筋和混凝土的用量,而且还提高了框架梁的刚度及耐久性,进一步提升了建筑结构的整体稳定性。
参考文献
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