喬俊蕭

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046204)

1 工程概況

潞安能化會展中心工程，結(jié)構(gòu)跨度較大，正?？缍葹?0.8 m，最大跨度為25 m，且單層面積達(dá)7 200 m2。為了解決大跨度框架結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫和實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，本工程設(shè)計(jì)采用了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土，分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力兩種。工程應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼絞線數(shù)量為98余噸，型號為 φs15.2 和 φUs15.2兩種。

2 材料和設(shè)備

1)材料準(zhǔn)備:鋼絞線、夾片錨具、擠壓錨具、承壓板、波紋管等。2)機(jī)具準(zhǔn)備:高壓電動油泵、千斤頂、液壓擠壓機(jī)、砂輪切割機(jī)等。

3 施工工藝

3.1 傳統(tǒng)施工工藝流程

加工預(yù)應(yīng)力筋、錨具、承壓鐵板、螺旋筋、馬鐙→支底模、綁扎鋼筋、支側(cè)?！趥?cè)模上彈線確定(鋼絞線)波紋管安放位置→安放波紋管→預(yù)應(yīng)力筋端部承壓鐵板、螺旋筋安裝和固定→預(yù)應(yīng)力筋穿束→安放馬鐙及(鋼絞線)波紋管固定→設(shè)置灌漿孔/排氣孔→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆側(cè)模→張拉預(yù)應(yīng)力筋→孔道灌漿→預(yù)應(yīng)力筋端部錨固處理→拆底模。

3.2 本工程施工工藝流程

加工預(yù)應(yīng)力筋、錨具、承壓鐵板、螺旋筋→支底模、綁扎鋼筋骨架→在箍筋上彈線確定(鋼絞線)波紋管安放位置→安放波紋管→預(yù)應(yīng)力筋端部承壓鐵板、螺旋筋安裝和固定→預(yù)應(yīng)力筋穿束→綁扎箍筋、拉結(jié)筋及(鋼絞線)波紋管固定→側(cè)模安裝→設(shè)置灌漿孔/排氣孔→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆側(cè)?！鷱埨A(yù)應(yīng)力筋→孔道灌漿→預(yù)應(yīng)力筋端部錨固處理→拆底模。

3.3 施工工藝簡述

1)檢驗(yàn)、檢查各種原材料、成品材料、機(jī)械設(shè)備是否符合要求。2)按照規(guī)范和設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋或者鋼絞線下料，保證尺寸、型號和根數(shù)準(zhǔn)確無誤。3)安裝板模板和梁底模，綁扎梁鋼筋骨架和板底筋。4)在板模板上用粉筆畫出板上的預(yù)應(yīng)力筋位置和數(shù)量，在梁骨架的箍筋上標(biāo)注曲線筋的上標(biāo)和下標(biāo)。5)安裝鋼絞線并固定，如為有粘結(jié)的鋼絞線則需要固定波紋管，然后進(jìn)行波紋管內(nèi)穿束，鋼絞線前套一個(gè)子彈頭形的殼帽，穿束時(shí)用人工把鋼絞線束平順地穿入波紋管內(nèi)，并檢查穿出鋼絞線數(shù)量是否與穿入鋼絞線數(shù)量相一致。固定時(shí)，不再制作馬鐙筋或者支架，因曲線預(yù)應(yīng)力筋均在梁內(nèi)，而梁內(nèi)均要設(shè)置拉結(jié)筋，根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的坐標(biāo)，通過調(diào)整拉結(jié)筋的上下位置，進(jìn)行固定。同時(shí)，針對上部弧頂較難固定的問題，設(shè)置一個(gè)“U”形筋。優(yōu)點(diǎn):節(jié)約了材料，效果固定更加有效，不易受到擾動。6)制作、安裝固定端和張拉端，設(shè)置排氣孔和灌漿口。張拉端如在梁內(nèi)或者板內(nèi)，則利用泡沫板制作穴模。7)預(yù)應(yīng)力鋼絞線檢查和驗(yàn)收。8)綁扎梁剩余鋼筋和板上部鋼筋，同時(shí)進(jìn)行封模。9)混凝土施工。澆筑混凝土，認(rèn)真振搗，尤其是喇叭口承壓板周圍的混凝土嚴(yán)禁漏振，振搗時(shí)，嚴(yán)格控制振搗棒，防止直接碰撞波紋管、架立筋以及端部預(yù)埋部件。預(yù)應(yīng)力梁混凝土澆筑時(shí)，增加制作兩組混凝土試塊，同預(yù)應(yīng)力梁混凝土同條件養(yǎng)護(hù)，以供張拉使用，澆筑混凝土?xí)r預(yù)應(yīng)力施工方必須由專人負(fù)責(zé)看管。10)預(yù)應(yīng)力張拉端設(shè)置，并進(jìn)行張拉。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值75%時(shí)，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉，張拉工序如下:計(jì)算伸長值列表和張拉力計(jì)算表→安裝錨具→設(shè)備調(diào)試→試張拉→控制張拉應(yīng)力并記錄伸長值→校核預(yù)應(yīng)力伸長值→灌漿(有粘結(jié))。張拉采用“應(yīng)力控制，伸長校核”法，每束預(yù)應(yīng)力筋在張拉以前先計(jì)算理論伸長值和控制壓力表讀數(shù)作為施工張拉的依據(jù)，每一束預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，都要做詳細(xì)記錄。張拉控制應(yīng)力應(yīng)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，伸長值以實(shí)際張拉長度與應(yīng)力變形值確定是否合格。11)灌漿，并進(jìn)行張拉端預(yù)應(yīng)力鋼絞線的切割和張拉端部位的處理。有波紋管的預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后，待12 h以后才能灌漿，并在48 h之內(nèi)完成灌漿。灌漿采用42.5級水泥拌制的素水泥漿。在某個(gè)波紋管內(nèi)灌漿必須連續(xù)，中途不得停頓，一次灌滿為止。灌漿采用的水泥、灌漿設(shè)備必須檢驗(yàn)合格。灌漿前，檢查排氣孔是否通暢。灌漿或者張拉完成24 h后，采用砂輪鋸切斷超長部分的預(yù)應(yīng)力筋，嚴(yán)禁采用電弧切割。應(yīng)力筋張拉端錨具和外露預(yù)應(yīng)力筋封堵前均勻涂上一層環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑，對張拉端錨具和外露預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行防腐處理，設(shè)專人支模。

4 施工工藝比較

4.1 傳統(tǒng)工藝

傳統(tǒng)工藝是在模板安裝和鋼筋安裝完成后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。不足之處:預(yù)應(yīng)力施工難度較大，造成鋼筋和模板位移，甚至有時(shí)還要切斷鋼筋，會有大量的后續(xù)修整工作(見圖1)。

4.2 本工程工藝

在底模安裝完成后，綁扎骨架鋼筋，然后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工，避免了對模板和鋼筋的擾動，降低了施工難度(見圖2)。

4.3 鋼絞線和波紋管的固定方法不同

1)傳統(tǒng)工藝:制作專門的馬鐙筋或者支架進(jìn)行固定。缺點(diǎn):馬鐙或者支架容易在混凝土施工時(shí)遭到擾動而產(chǎn)生位置變動，且馬鐙或者支架不易固定，一般需要焊接在梁鋼筋上，造成梁鋼筋損傷。上部弧頂?shù)奈恢幂^難固定(見圖3)。2)本工程工藝:不再制作馬鐙筋或者支架，因曲線預(yù)應(yīng)力筋均在梁內(nèi)，而梁內(nèi)均要設(shè)置拉結(jié)筋，根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的坐標(biāo)，通過調(diào)整拉結(jié)筋的上下位置，進(jìn)行固定。同時(shí)，針對上部弧頂較難固定的問題，設(shè)置一個(gè)“U”形筋。優(yōu)點(diǎn):節(jié)約了材料，效果固定更加有效，不易受到擾動(見圖3)。

4.4 采用深化設(shè)計(jì)理論進(jìn)行分段施工

1)原設(shè)計(jì)為通長張拉，張拉方式為兩端張拉。但是，本工程單層面積過大，采用此種方式，會造成工序無法銜接、工人大量窩工，最終導(dǎo)致工期嚴(yán)重延長。

2)本工程通過探討、驗(yàn)證后，做出深化設(shè)計(jì)，確定了分段施工分段張拉，張拉方式采用兩端張拉和一端張拉相結(jié)合的方式，形成了流水施工，避免了人員窩工，大大縮短了工期。并且因?yàn)榉侄魏螅瑥埨L度減小，則張拉應(yīng)力損失減小，應(yīng)力分布更加合理。

5 與國內(nèi)同類型工藝比較

1)本工程預(yù)應(yīng)力筋采用了鋼絞線，相比預(yù)應(yīng)力鋼絲極大的提高了預(yù)應(yīng)力筋的剛度和柔度，抗震性能更好，且使得預(yù)應(yīng)力的應(yīng)力損失更小。2)高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼絞線的結(jié)合使用，使得建筑物的跨度不斷增大，結(jié)構(gòu)整體性能更好，且能極大的減小混凝土構(gòu)件的尺寸，使建筑物更加輕型化，整體經(jīng)濟(jì)更加合理。3)與國內(nèi)的同類設(shè)計(jì)相比，本工程采用曲線和直線預(yù)應(yīng)力鋼筋結(jié)合的設(shè)計(jì)，既節(jié)約了鋼絞線用量，也解決了溫度應(yīng)力的問題。4)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，國內(nèi)驗(yàn)收合格率為90%，而本工程合格率達(dá)95%以上。

6 社會、經(jīng)濟(jì)效益

1)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在本工程中共應(yīng)用有8 254 m3，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土較普通鋼筋混凝土節(jié)約混凝土約20%，節(jié)約混凝土1 650.8 m3，共取得經(jīng)濟(jì)效益1 650.8×360=594 288元。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土較之普通混凝土鋼筋節(jié)約普通鋼筋4%，本工程鋼筋總量為1 750 t，節(jié)約為70 t，經(jīng)濟(jì)效果為70×5 350=374 500元。采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，增加費(fèi)約為572 000元，則共計(jì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益:594 288+374 500-572 000=396 788元。經(jīng)濟(jì)效益明顯。2)采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，減小了混凝土和鋼材的使用數(shù)量，間接的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和環(huán)保目標(biāo)，具有良好的社會效益。3)解決了大跨度施工難題和大體積、大跨度混凝土溫度應(yīng)力的問題。4)由于建筑材料使用量減小，從而對人工數(shù)量和對環(huán)境的污染物排放減小，具有良好的環(huán)境效益。

[1] 深圳市藍(lán)森建筑設(shè)計(jì)有限公司.潞安能化會展中心工程施工圖紙[Z].

[2] 《建筑施工手冊》編寫組.建筑施工手冊[M].第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.