胡宏青

(山西建筑工程(集團(tuán))總公司，山西太原 030006)

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土是在混凝土澆筑前張拉鋼筋，預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞給混凝土。

1 特點(diǎn)

1)預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼筋混凝土比較，具有截面小、自重輕、剛度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等優(yōu)點(diǎn)。2)預(yù)應(yīng)力混凝土施工，需要專門的材料與設(shè)備，特殊的工藝、單價(jià)較高。3)可以減少材料用量，擴(kuò)大使用功能，綜合經(jīng)濟(jì)效益好。

2 適用范圍

適用于大開(kāi)間、大跨度與重荷載的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

3 工藝原理

先張法是先將預(yù)應(yīng)力筋張拉到設(shè)計(jì)控制應(yīng)力，用夾具臨時(shí)固定在臺(tái)座或鋼模上，然后澆筑混凝土;待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，放松預(yù)應(yīng)力筋，靠預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力使混凝土構(gòu)件獲得預(yù)壓應(yīng)力。

先張法的工藝流程見(jiàn)圖1。

4 施工工藝順序及施工要點(diǎn)

4．1 槽式臺(tái)座構(gòu)造

槽式臺(tái)座由端柱、傳力柱、柱墊、橫梁和臺(tái)面等組成，既可承受張拉力，又可作蒸汽養(yǎng)護(hù)槽，適用于張拉噸位較高的大型構(gòu)件，如吊車梁、屋架等。1)臺(tái)座長(zhǎng)度一般30 m，寬度隨構(gòu)件外形及制作方法而定，一般不小于1 m。2)槽式臺(tái)座一般與地面相平，以便運(yùn)送混凝土和蒸汽養(yǎng)護(hù)，但需考慮地下水位和排水等問(wèn)題。3)端柱、傳力柱的端面必須平整，對(duì)接接頭必須緊密;柱與柱墊連接必須牢靠。

4．2 預(yù)應(yīng)力筋的制作

采用HRB400鋼筋作預(yù)應(yīng)力筋，先對(duì)鋼筋進(jìn)行冷拉，冷拉鋼筋是用熱軋鋼筋經(jīng)強(qiáng)力拉伸(拉應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn))制成，其力學(xué)性能應(yīng)符合表1規(guī)定。

預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)先對(duì)焊后冷拉，以免因焊接而降低冷拉后的強(qiáng)度并可檢驗(yàn)對(duì)焊接頭質(zhì)量。

圖1 先張法工藝流程

表1 冷拉鋼筋力學(xué)性能

鋼筋冷拉速度不宜過(guò)快，待拉到規(guī)定長(zhǎng)度或控制應(yīng)力后，應(yīng)稍停，然后再行放松。

冷拉鋼筋制成后，應(yīng)分批驗(yàn)收，每批由不大于20 t的同級(jí)別、同直徑的冷拉鋼筋組成。

冷拉鋼筋的表面不得有裂紋和局部縮頸，作預(yù)應(yīng)力筋時(shí)應(yīng)逐根檢查。

4．3 預(yù)應(yīng)力筋成品下料長(zhǎng)度

其中，L1為承臺(tái)長(zhǎng)度;L2上為鋼橫梁寬度尺寸;L3為螺栓端桿傳出橫梁外長(zhǎng)度(包括螺母及墊板厚度、螺栓與千斤頂連接所需長(zhǎng)度，一般為100 mm)，預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度見(jiàn)圖2。

圖2 預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度

4．4 鋼筋骨架綁扎

梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋不得有綁扎及焊接接頭，在梁長(zhǎng)范圍內(nèi)不得在鋼筋上焊有任何附件，箍筋與架立筋采用綁扎。

4．5 預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)

長(zhǎng)線臺(tái)座臺(tái)面(或胎模)在鋪放鋼筋前應(yīng)涂刷隔離劑，隔離劑不應(yīng)沾污鋼筋，以免影響鋼筋與混凝土的粘結(jié)。如果預(yù)應(yīng)力筋遭受污染，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)娜軇┘右郧逑锤蓛?。為了確保預(yù)應(yīng)力筋位置準(zhǔn)確在兩端部加設(shè)梳筋板。

4．6 預(yù)應(yīng)力筋張拉

1)單根鋼筋張拉。直徑不小于12 mm的冷拉Ⅲ級(jí)～Ⅳ級(jí)鋼筋，可采用YLT-32G拉桿式千斤頂在雙橫梁式臺(tái)座上單根張拉，螺桿夾具或夾片具錨固。

2)鋼筋張拉程序:

3)預(yù)應(yīng)力值校核。預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力，張拉力值采用控制應(yīng)力和伸長(zhǎng)值雙控制的辦法，以控制應(yīng)力值為主要考核指標(biāo)。在張拉過(guò)程中實(shí)際伸長(zhǎng)值大于計(jì)算伸長(zhǎng)值10%或小于伸長(zhǎng)值5%時(shí)，應(yīng)停止張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。

4)張拉注意事項(xiàng)。張拉時(shí)，張拉機(jī)具與預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在一條直線上，同時(shí)在臺(tái)面上每隔一定距離放一根圓鋼筋頭或相當(dāng)于保護(hù)層厚度的其他墊塊，以防預(yù)應(yīng)力筋因自重而下垂，破壞隔離劑沾污預(yù)應(yīng)力筋。

預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后，對(duì)設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于5 mm，也不得大于構(gòu)件截面最短邊長(zhǎng)的4%。

臺(tái)座兩端應(yīng)有防護(hù)措施，張拉時(shí)沿臺(tái)座長(zhǎng)度方向每隔4 m～5 m放一個(gè)防護(hù)架，兩端嚴(yán)禁站人，也不得進(jìn)入臺(tái)座。

4．7 模板制作與安裝

底模與側(cè)模采用鋼模板制作，底模一般采用槽鋼，側(cè)模面板、加勁肋、邊框等選料根據(jù)構(gòu)件大小、形狀及所承受的側(cè)壓力計(jì)算確定，制成單塊大模板便于組合拼裝。

立側(cè)模前，首先在底模側(cè)面粘貼10 mm～15 mm厚海綿條，保證底模與側(cè)模之間無(wú)縫隙。

將側(cè)模按構(gòu)件放線位置從中間向兩端豎直安裝好封頭模板，調(diào)整模板的設(shè)計(jì)高度。上部用與構(gòu)件頂部截面尺寸相同的內(nèi)外鋼卡固定，下部穿對(duì)拉螺栓緊固，最后進(jìn)行模板調(diào)直，加設(shè)斜撐，保證模板垂直度、平整度、軸線偏差控制在規(guī)范之內(nèi)。

預(yù)埋件錨筋與鋼板的焊接，應(yīng)優(yōu)先采用埋弧焊和錨塞焊。

當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓坎淮笥?2 t，上翼緣預(yù)留的直徑為25 mm軌道聯(lián)結(jié)螺栓孔，要求位置準(zhǔn)確、光滑暢通，如施工困難不能保證質(zhì)量時(shí)，則預(yù)埋25 mm的水煤氣管。

梁內(nèi)設(shè)置的吊釣，用未經(jīng)冷拉的Ⅰ級(jí)鋼筋制作，埋入梁內(nèi)長(zhǎng)度不應(yīng)小于30d，當(dāng)梁高為900時(shí)其直徑為16，當(dāng)梁高為1 200時(shí)直徑為18，當(dāng)梁高為1 500時(shí)直徑為20。

4．8 混凝土澆筑

混凝土應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥作膠結(jié)料，并不得摻用氯化鈣、氯化鈉等對(duì)鋼筋有腐蝕作用的外加劑，混凝土坍落度控制在30 mm～50 mm。混凝土澆筑時(shí)宜采用分層澆筑法，澆筑高度一般控制在500 mm為宜，粗細(xì)振搗棒要配合使用，保證混凝土振搗密實(shí)。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，養(yǎng)護(hù)溫度不宜超過(guò)60℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在20 h～25 h為宜，作好測(cè)溫記錄，以保證構(gòu)件的出池強(qiáng)度。

4．9 預(yù)應(yīng)力筋放張

預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;如設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定，不應(yīng)低于強(qiáng)度等級(jí)的75%。

1)放張順序。

先上部預(yù)應(yīng)力筋，后下部預(yù)應(yīng)力筋，下部則先中間后兩邊，預(yù)應(yīng)力筋的放張速度不應(yīng)過(guò)快，應(yīng)分階段、對(duì)稱、相互交錯(cuò)地進(jìn)行，以防放張過(guò)程中構(gòu)件產(chǎn)生彎曲、裂紋和預(yù)應(yīng)力筋斷裂。預(yù)應(yīng)力筋外露長(zhǎng)度為10 mm～15 mm，多余部分切斷。

在寒冷地區(qū)，為防止預(yù)應(yīng)力筋脆斷，施工時(shí)應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生撞擊、刻痕等缺陷。

2)放張方法。

采用預(yù)熱熔割法。采用氧炔焰預(yù)熱粗鋼筋放張時(shí)，應(yīng)在烘燒區(qū)輪換加熱每根鋼筋，使其同步升溫，此時(shí)鋼筋內(nèi)力徐徐下降，外形慢慢伸長(zhǎng)，待鋼筋出現(xiàn)縮頸，即可切斷。此法應(yīng)注意防止燒傷構(gòu)件。

3)放張注意事項(xiàng)。

放張前，應(yīng)拆除側(cè)模，使放張時(shí)構(gòu)件能自由壓縮，否則將損壞模板或使構(gòu)件開(kāi)裂。用氧炔焰切割時(shí)，應(yīng)采取隔熱措施，防止燒傷構(gòu)件端部混凝土。

5 質(zhì)量與安全要求

1)吊車梁的制作偏差不得超過(guò)表2允許值。

表2 吊車梁制作偏差允許值 mm

2)安全注意事項(xiàng)。

a．在預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，作業(yè)人員不得站在預(yù)應(yīng)力筋的兩端，同時(shí)在張拉千斤頂?shù)暮竺鎽?yīng)設(shè)立防護(hù)裝置。b．操作千斤頂和測(cè)量伸長(zhǎng)值的人員，應(yīng)站在千斤頂側(cè)面操作，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。油泵開(kāi)動(dòng)過(guò)程中，不得擅自離開(kāi)崗位。