无粘结预应力梁施工质量问题分析

吕 杰

（盐城市第二建筑设计院有限公司，江苏 盐城 224000）

1 工程概况

某国际大酒店工程，屋面采用了无粘结预应力砼结构，YWKL梁截面尺寸550×1800mm，为减少预应力损失提高结构构件的抗裂度，该工程采用高强度低松弛无粘结钢绞线，配2-6UΦj15.2，fptk＝1860N/mm2，σcon＝0.75fptk，采用两端张拉，锚具采用单孔锚，预应力筋张拉程序为：0→0.2σcon→0.6σcon→1.0σcon，张拉端锚具采用外置式，见图 1。

图1 无粘结预应力屋面梁YWKL与柱连接张拉端大样图

2 无粘结预应力筋伸长值偏大原因分析

2.1 无粘结预应力筋张拉理论伸长值计算

预应力筋张拉理论伸长值计算按下式计算：△Li＝σcon[1+e-（kLT＋u∑θ）]L/2Es

其中：LT——预应力筋长度（m）LT＝（1＋8H2/3L2）L H——矢高

L——实际跨度 θ——预应力筋弯曲的总角度（rad）θ≈8H/L

k——每米孔道局部偏差对摩擦影响系数。按规范k取0.004

u——预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数。按规范u取0.12

Es——预应力筋的弹性模量。按规范Es取1.95×105N/mm2

从表1中可知：实测伸长值普遍偏长，超出规范允许上限1.06△Li范围，但离散性较小，实测伸长值很稳定。

表1 部分有代表性预应力梁预应力筋张拉伸长值统计

2.2 实测伸长值偏大原因分析

式中：NK——张拉端力（KN）；N1——被动端力（KN）；LT——预应力筋长度（m）；θ——预应力筋弯曲的总角度（rad）θ≈8H/L

表2 摩阻损失测试表

从表中可知：u值在0.1左右比 按规范取值u=0.12小，故理论计算时u值取值偏大，导致理论计算伸长值偏小，以致实测值伸长比理论伸长值大。

2.2.2 其它原因：工作锚夹片内缩值、张拉端锚头承压板与预应力筋不垂直、钢绞线截面积理论计算时采用公称面积，但各生产厂家控制的误差不同，将实际面积与公称面积相差2%～3%等原因，将导致实测伸长值偏大。

3 预应力梁与混凝土单向板间出现纵向裂缝原因分析

屋面无粘结预应力梁张拉完一半后，发现张拉完的梁与混凝土单向板间出现纵向裂缝，裂缝宽度0.2mm，边跨板与预应力梁间的裂缝较大。

3.1 裂缝原因分析

3.1.1 根据预应力梁结构平面布置图，屋面混凝土单向板的跨度较小，板的刚度较大，抗变形能力较差，故在无粘结预应力钢绞线张拉后，楼板对预应力大梁的反拱变形约束较高，导致无粘结预应力梁与混凝土单向板间出现纵向裂缝。对预应力作用下的跨中反拱计算如下：

1）短期刚度：

3）预应力作用下的跨中反拱

3.1.2 屋面找平、保温、防水层及面层还未施工，就进行预应力梁张拉，荷载较原设计荷载小，同时梁张拉后跨中存在向上反拱，以致预应力梁一次性张拉完后反拱值偏大。预应力张拉控制应力适当调低，并分阶段张拉，在屋面找平、保温、防水层及面层未施工前预应力筋先张拉到0.6σcon，待屋面找平、保温、防水层及面层施工完无粘结预应力筋再张拉到 1.0σcon。

3.1.3 屋面混凝土浇筑后的养护条件一般比楼面结构养护条件差。屋面梁板混凝土收缩量比楼面结构相对要大，该屋面张拉前已存在收缩裂缝，张拉后又附加一定的拉应力，致使板梁间产生表观裂缝。

4 结论

当预应力筋在张拉过程中，实测伸长值超过《混凝土工程施工及验收规范》规定时，应暂停张拉，采取措施予以调整，按现场实测数据等重新进行计算，使其调整到规范允许范围内再继续张拉。本工程施工时出现的裂缝属于正常裂缝，不影响结构的正常使用性能。

［1］蓝宗建,主编.混凝土结构设计原理[M].东南大学出版社,2002.

［2］吕志涛,孟少平,编.现代预应力设计[M].中国建筑工业出版社,1998.

［3］杨宗放,方先和,编.现代预应力混凝土施工[M].中国建筑工业出版社,1996.

［4］傅温,张玉明,王宏彬,编.高效预应混凝土工程技术[M].中国民航出版社,1996.