摘要：以緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在西安某地鐵車輛段大跨梁施工中的應(yīng)用為依托，介紹了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋研究成果，分析緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，從模板搭設(shè)和鋼筋綁扎、緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的定位和穿束、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、注漿和封錨等方面，闡述了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在大跨地鐵車輛段大跨梁施工中的主要工藝，參考既有文獻(xiàn)確定本工程緩粘劑的張拉適用期，可為類似工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛段；緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋；大跨梁施工；張拉適用期

0" "引言

為了滿足眾多地鐵車輛的檢修和存放需求，地鐵車輛段建設(shè)規(guī)模也在不斷加大，大跨地鐵車輛段結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。為了減小大跨梁板結(jié)構(gòu)在自重和外荷載作用下產(chǎn)生的撓度，房建工程的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在地鐵車輛段結(jié)構(gòu)工程中開始應(yīng)用[1]。

目前眾多學(xué)者對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的材料、受力性能和施工工藝進(jìn)行研究并，取得了許多有益成果。蔣方新等[2]研究了環(huán)氧樹脂摻量對(duì)緩粘結(jié)劑拉伸和剪切強(qiáng)度的影響，董晨[3]通過室內(nèi)恒溫試驗(yàn)研發(fā)的粘結(jié)劑能夠較好滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和散熱要求。李偉龍等[4]通過對(duì)比分析給出了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋縫隙寬度的修正值。陳尚志等[5]通過摩擦損失試驗(yàn)得到了大直徑緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋摩擦系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)取值。徐建設(shè)等[6]研究發(fā)現(xiàn)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁抗裂和卸載后回復(fù)原狀態(tài)的能力更好。

在上述研究的基礎(chǔ)上，本文以緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在西安某地鐵車輛段大跨梁施工中的應(yīng)用為依托，研究了其緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的整體施工工藝進(jìn)行了論述，以期為類似工程施工提供可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

1" "緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)按照施加的順序分為先張法和后張法，其中后張法又根據(jù)混凝土與預(yù)應(yīng)力筋之間有無粘結(jié)作用分為有粘結(jié)和無粘結(jié)混凝土。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及既有文獻(xiàn)可知，這兩種預(yù)應(yīng)力筋均存在部分缺陷。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋放置在孔道內(nèi)，直接與空氣接觸易氧化銹蝕，且由于預(yù)應(yīng)力完全由錨具承擔(dān)，使用過程中錨具和預(yù)應(yīng)力筋因預(yù)應(yīng)力松弛會(huì)造成預(yù)應(yīng)力筋作用減弱；而有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工時(shí)需要預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔道，且需要穿束、灌漿等一系列復(fù)雜的工藝流程。

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為一種新型的預(yù)應(yīng)力張拉方法，其施工時(shí)在預(yù)應(yīng)力筋周圍涂抹緩粘劑，預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后，其外側(cè)緩粘劑硬化后即可實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋與凝固的漿液之間產(chǎn)生粘結(jié)，達(dá)到保持預(yù)應(yīng)力的目的。

2" "緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由鋼絞線、緩粘劑和護(hù)套組成。在預(yù)應(yīng)力張拉前，先在鋼絞線的外側(cè)涂抹一定厚度的緩粘劑，此后緩粘劑開始固化。待緩粘劑流動(dòng)度降低至設(shè)計(jì)要求的狀況時(shí)，在鋼絞線外側(cè)包裹高強(qiáng)度護(hù)套。該護(hù)套外面表設(shè)置不小于1.2mm高度的橫肋和豎肋，形似熱軋帶肋鋼筋。通過其橫肋和豎肋的咬合作用，可使預(yù)應(yīng)力筋與波紋管中壓注的漿液產(chǎn)生高效粘結(jié)。

由于緩粘劑具有一定的流動(dòng)性，為防止緩粘劑流失，在包裹護(hù)套時(shí)應(yīng)注意保護(hù)護(hù)套。同時(shí)確保選取試驗(yàn)段測(cè)量護(hù)套外形滿足規(guī)范要求，避免影響預(yù)應(yīng)力張拉效果。緩粘劑固化具有時(shí)效性，為保證預(yù)應(yīng)力張拉效果，需要在張拉適用期內(nèi)對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，使其達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

3" "大跨梁緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工工藝

3.1" "模板安裝和鋼筋綁扎

3.1.1" "模板搭設(shè)

大跨梁模板分為底模、側(cè)模和頂模，為了大跨梁結(jié)構(gòu)施工的便利性，其模板施工順序有一定差異，但是其施工要求基本一致。模板施工要求表面光滑，方便脫模，模板之間線條平順、外表美觀。大跨梁張拉時(shí)其中間會(huì)起拱，在梁體自重和外荷載作用下應(yīng)力集中于其端部，會(huì)造成該端部破損。為此在端部預(yù)設(shè)承壓鋼板以緩解應(yīng)力集中。

為了確?；炷脸尚椭蟮男Ч０搴湍０逯Ъ苄枰獫M足下列要求：一是模板和模板支架應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求，保證在施工荷載條件下其結(jié)構(gòu)具有良好的成型效果。二是模板的尺寸、形狀和規(guī)格應(yīng)精準(zhǔn)，模板鋪設(shè)前其結(jié)構(gòu)表面應(yīng)光潔，模板之間接縫應(yīng)緊密，避免混凝土澆筑跑漿。三是確保模板支架的安裝牢固可靠，支架底部基礎(chǔ)需滿足承載力要求，防止支架坍塌引起安全事故。四是為減小操作難度，選用的模板支架應(yīng)固定化、通用化，以方便支架安裝。

3.1.2" "鋼筋綁扎

鋼筋綁扎要確保大跨梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和線性精度符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。按照鋼筋圖紙將單根鋼筋加工成型，拉運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行綁扎。綁扎時(shí)按圖紙將鋼筋排列的間距和位置在模板上劃線定位。先綁扎底板鋼筋，再綁扎腹板鋼筋，鋼筋交叉處使用綁絲捆綁牢固。

綁扎過程中要按照?qǐng)D紙要求留出安裝波紋管的位置，在鋼筋密集位置要留出混凝土澆筑通道。按照大跨梁鋼筋保護(hù)層的厚度預(yù)制預(yù)制混凝土墊塊，該墊塊的混凝土材料與大跨梁相同，預(yù)制完成后牢固地綁扎在跨梁主筋與模板之間。

3.2" "緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的定位和穿束

3.2.1" "預(yù)應(yīng)力筋下料

預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度分為一端張拉和兩端張拉兩種。其中一端張拉時(shí)的下料長(zhǎng)度按公式（1）計(jì)算，兩端張拉時(shí)的下料長(zhǎng)度按公式（2）計(jì)算，該公式如下：

L=LT+LQ+LC+LW1" " " " " " " （1）

L=LT+LQ+LC+LW2" " " " " " " （2）

式中：L為預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度，LT為預(yù)應(yīng)力筋投影長(zhǎng)度，LQ為預(yù)應(yīng)力筋曲線段的增加長(zhǎng)度，LC為預(yù)應(yīng)力筋錨固施工需要的操作長(zhǎng)度，LW1為一端張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度，LW2為兩端張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度。

為方便張拉操作，一端張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度應(yīng)不小于1.0m；兩端張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度應(yīng)不小于1.8m。預(yù)應(yīng)力筋采用低松弛、高強(qiáng)度、直徑為15.2mm的標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線制作，其極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa。

3.2.2" "安放定位支架和波紋管

波紋管的定位支架采用?12mm螺紋鋼筋加工制作。為保證定位支架安放位置的準(zhǔn)確性，將定位支架放置于箍筋中間并與箍筋進(jìn)行焊接固定。一根波紋管長(zhǎng)度為5～6m，波紋管對(duì)接完畢后在接口處采用膠帶纏繞密實(shí)，防止?jié)仓炷習(xí)r漏入漿液。波紋管與定位鋼筋之間的交叉點(diǎn)采用綁扎連接固定，以確保波紋管在混凝土澆筑和振搗時(shí)不發(fā)生偏移。預(yù)應(yīng)力筋張拉端的錨墊板應(yīng)與邊梁主筋端頭錨固段焊接，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)與錨墊板垂直。

3.2.3" "緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋穿束

預(yù)應(yīng)力筋要在安放波紋管之前完成綁扎、涂覆緩粘劑和包裹高強(qiáng)護(hù)套，形成緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。波紋管與定位鋼筋綁扎連接完成后，從大胯梁一端開始向波紋管中進(jìn)行緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋穿束施工，依次穿向大胯梁的另一端，并保持其設(shè)定的曲線狀態(tài)。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋穿束完畢后，穿入張拉端螺旋筋、承壓板。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋端300mm區(qū)段內(nèi)與承壓板垂直。張拉端和固定端承壓板節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)如圖2、圖3所示。

3.3" "混凝土澆筑

在大跨梁混凝土澆筑前，首先檢查波紋管有無破損，若有破損采用膠帶進(jìn)行修補(bǔ)。為保證修復(fù)效果，膠帶的搭接長(zhǎng)度應(yīng)≥1/2膠帶寬度。

為了防止混凝土澆筑和振搗時(shí)的沖擊力損壞波紋管，應(yīng)避免振搗棒直接沖擊預(yù)波紋管，并盡可能遠(yuǎn)離波紋管。當(dāng)必需緊貼波紋管振搗時(shí)，應(yīng)將每次振搗時(shí)間控制在10s以內(nèi)。當(dāng)大跨梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行拆模，拆模后需要仔細(xì)檢查混凝土外觀質(zhì)量，并在預(yù)應(yīng)力張拉前進(jìn)行修復(fù)。

3.4" "預(yù)應(yīng)力張拉

經(jīng)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后，進(jìn)行緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉施工。以張拉應(yīng)力和張拉后緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值，作為預(yù)應(yīng)力張拉是否滿足設(shè)計(jì)要求的控制要素。張拉時(shí)應(yīng)考慮錨具回縮、孔道摩擦力、預(yù)應(yīng)力筋徐變等引起的預(yù)應(yīng)力損失。

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，采用一端張拉或者兩端張拉的方式進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。若結(jié)構(gòu)特殊或預(yù)應(yīng)力束所需預(yù)應(yīng)力較大，也可采用分級(jí)張拉的方式進(jìn)行多次張拉。曲線預(yù)應(yīng)力筋理論張拉伸長(zhǎng)值計(jì)算公式如下：

?LT=（exp[-（kLT+uθ）]）Fj/（2Ap Ep）" " " （3）

式中：?LT為曲線預(yù)應(yīng)力筋理論張拉伸長(zhǎng)值，k為孔道局部偏差摩擦影響系數(shù)；LT為張拉端至固定端孔道長(zhǎng)度；u為預(yù)應(yīng)力筋與孔道間的摩擦系數(shù)；θ為張拉端至固定端曲線孔道部分切線的總夾角；Fj為預(yù)應(yīng)力筋張拉力；Ap為預(yù)應(yīng)力筋截面積；Ep為預(yù)應(yīng)力筋彈性模量。

3.5" "注漿

預(yù)應(yīng)力張拉后，向波紋管中注入42.5普通硅酸鹽水泥漿液，其28d標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度應(yīng)≥30MPa。灌漿前需檢查孔道的通暢度，若孔道不暢可采用壓縮空氣沿某一方向吹除雜物。在預(yù)應(yīng)力張拉完成48h內(nèi)應(yīng)進(jìn)行注漿，注漿壓力控制在0.5～0.6MPa，水泥漿密封所有的張拉端均要防止?jié){體外溢。為防止?jié){液凝固，漿液自完成拌制到壓入孔道的時(shí)間不應(yīng)大于40min，注漿完畢后根據(jù)需要再進(jìn)行補(bǔ)漿。

3.6" "封錨

在鋼絞線與結(jié)構(gòu)之間設(shè)置承壓板。注漿完畢后，采用砂輪鋸切除多余的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，切割完畢后及時(shí)清理周邊雜物，沖洗表面的油污。為防止鋼絞線徐變至混凝土內(nèi)，外露鋼絞線的長(zhǎng)度須≥30cm。

采用比結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土填補(bǔ)預(yù)應(yīng)力孔道。對(duì)于結(jié)構(gòu)斷面較大的預(yù)應(yīng)力孔道應(yīng)分次填充，確?？椎捞畛涿軐?shí)。為防止孔道處產(chǎn)生冷縫，混凝土終凝前，使用膩?zhàn)哟陦夯炷帘砻?，防止縫隙出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力孔道封堵如圖4所示。

4" "緩粘劑的張拉適用期

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉適用期是一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。《緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線專用粘合劑》（JG/T 370—2012）規(guī)定，張拉適用期是指緩粘劑從配制到用于預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉的總時(shí)間?！毒徴辰Y(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 387—2017）規(guī)定，緩粘劑的張拉適用期需要根據(jù)工程進(jìn)度和緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的生產(chǎn)時(shí)間確定。

在標(biāo)準(zhǔn)溫度25℃和張拉適用期內(nèi)，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力大小可以進(jìn)行理論計(jì)算。其中預(yù)應(yīng)力筋的摩擦系數(shù)取值為0.12，局部偏差摩擦系數(shù)取值為0.006。由于工程條件的復(fù)雜性，現(xiàn)場(chǎng)施工條件難以與理論計(jì)算一致，因此需根據(jù)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，采用試驗(yàn)方法確定緩粘結(jié)筋的張拉適用期。本工程根據(jù)上述試驗(yàn)方法和施工經(jīng)驗(yàn)確定緩粘劑的張拉適用期為240d。

5" "結(jié)束語

本文以緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在西安某地鐵車輛段大跨梁施工中的應(yīng)用為依托，分析緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)造特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，從模板搭設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋的定位和穿束、混凝土澆筑、緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉、灌漿和封錨等角度，綜合分析了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在大跨地鐵車輛段混大跨梁中的主要施工工藝措施，通過既有文獻(xiàn)試驗(yàn)方法以及施工經(jīng)驗(yàn)確定了本工程緩粘的張拉適用期，研究結(jié)論可為類似工程施工提供參考。

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