预应力技术在大型储煤筒仓工程中的应用

□文/王 耆 刘少荣

1 工程概况

中国华电石家庄鹿华热电厂储煤筒仓采用大直径预应力混凝土结构，应用了无粘结预应力技术，需要把握材料的选型和张拉端、固定端的布置以及张拉方法和张拉程序、控制工程质量等方面的因素，才能使预应力应用取得良好效果。

根据设计图纸，在筒仓的环形锥斗壁环向3.8～6.3 m、斗壁环向和径向4.2～18.45 m、仓壁18.45～37m的环向布置预应力钢筋。预应力筋根据长度和损失计算采用一端张拉或双端张拉形式，环向预应力筋按照包裹180°的方式在扶壁柱上设置张拉端，张拉控制应力为1 395 N/mm2，张拉端采用单孔夹片式锚具，在仓壁径向布置的预应力筋采用单端张拉，固定端采用挤压锚。混凝土强度达到100%设计要求强度之后进行张拉。

2 设计特点

1）储煤筒仓的仓壁由于储煤，在压力作用下产生环向压力，将使仓壁产生裂缝，而采用无粘结预应力技术的钢筋混凝土筒仓充分利用了混凝土的抗压强度和钢绞线抗拉强度高的特点，仓壁和斗壁均布置了环向无粘结预应力筋，同时斗壁还布置了径向直线无粘结预应力筋。对仓壁、斗壁施加预应力，用钢绞线来承担仓壁、斗壁的环拉力，防止仓壁、斗壁开裂，达到减小仓壁厚度，节省大量混凝土和钢材。

2）为形成完整的环向预应力，环向预应力筋分别采用180°包角布置，即筒仓筒壁每层预应力筋由两束无粘结筋组成，每束筋各绕圆周180°，相邻两层预应力筋的张拉端错开90°，以形成完整连续的环向预应力，为方便环向预应力筋的张拉，筒壁预应力筋张拉端均设置了扶壁柱。

3）为保证每根预应力筋的应力应变都能够符合设计要求，工程均采用了逐根张拉工艺，从而保证了对每一根预应力筋实行双控，即同时控制预应力筋的应力和应变，而且由于该工艺只需小吨位单根张拉设备即可，轻便、简单、易于操作，方便了施工，提高了工作效率，缩短了工期。

4）预应力施工前要根据设计图纸进行二次深化设计，然后按照深化设计图纸进行施工图翻样工作，以便指导现场施工。施工翻样图包括预应力筋下料图和位置详图；预应力筋与非预应力筋的位置关系详图；预应力束锚固端的位置及安装详图；预应力筋环形斗壁布置图，见图1和图2。

图1 预应力筋环形斗壁张拉端构造及钢筋布置

图2 预应力筋环形斗壁布置

3 预应力施工工艺

3.1 预应力筋制作

无粘结筋应按施工图上结构尺寸和数量，考虑预应力筋的曲线长度、张拉设备及不同形式的组装要求，每根预应力筋的每个张拉端预留出≮30 cm的张拉长度进行下料。

3.2 预应力筋铺放

1）节点安装。预应力筋伸出承压板长度（预留张拉长度）≥30 cm；将木端模固定好；凸出混凝土表面的张拉端承压板应用钉子固定在端模上（凹入混凝土表面的张拉端承压板处设置穴模）；螺旋筋应固定在张拉端及锚固端的承压板后面，不得少于3～4圈；各部位之间不应有缝隙；预应力筋必须与承压板面垂直，其在承压板后应有≮30 cm的直线段。

2）安放架立筋。按照施工图纸中预应力筋矢高的要求，将编号的架立筋安放就位并固定。为保证预应力钢筋的矢高准确、曲线顺滑，要求每隔1 m左右设置一个。

3）铺放预应力筋。无粘结预应力筋应按施工图纸要求进行铺放，铺放过程中平面位置及剖面位置应定位准确。

仓壁、斗壁中各有4个扶壁柱，环向预应力钢筋按180°包角放置，张拉端上下错层布置。斗壁中环向预应力钢筋间距为顺斗壁斜向均匀分布，见图3-图5。

图3 扶壁柱构造

图4 仓壁内暗扶壁柱构造

图5 预应力筋布置

3.3 混凝土的浇筑及振捣

浇筑混凝土时应认真振捣，保证混凝土的密实。尤其是承压板、锚板周围的混凝土严禁漏振，不得有蜂窝或孔洞，保证密实。振捣时，应避免踏压碰撞预应力筋以及端部预埋部件。

在混凝土初凝之后（浇筑后2～3 d），应及时拆除端模，清理穴模。

3.4 预应力筋张拉

张拉环向预应力筋时采用隔圈张拉的方式，即先在1、3扶壁柱上布置4套机具，同时张拉单号束，全部完成后转移机具至2、4扶壁柱张拉双号束至结束，见图6。

图6 预应力筋水平展开

4 结论

1）施工时采用了单根无粘结预应力筋合并集团束和单根预应力筋张拉的施工工艺，有效的满足了结构的要求，同时该工艺小吨位张拉设备，轻便、简单、便于操作，降低了施工难度。

2）大容积、大直径的钢筋混凝土筒仓在设计施工中，对仓壁和斗壁施加预应力，可以有效地减小仓壁的厚度，节省大量的混凝土和钢材。