超长结构温度预应力筋控制裂缝施工技术研究

李 永 魁

(山西八建集团有限公司，山西 太原 030027)



超长结构温度预应力筋控制裂缝施工技术研究

李 永 魁

(山西八建集团有限公司，山西 太原 030027)

针对目前超长混凝土结构裂缝控制的难题，通过超长结构工程设置后浇带及温度预应力技术等综合措施，充分发挥两种技术融合的优势，对后浇带进行封闭之前，张拉预应力筋，从而实现预应力效应的充分建立；后浇带完成封闭以后，结构会形成整体受力，从而解决超长结构的裂缝问题。

超长结构，预应力，伸缩缝，施工工艺

对于控制超规范不留设伸缩缝的超长混凝土结构，由于温度和收缩产生的裂缝方面我国已经有了丰富的工程经验，取得了一定的成果。主要控制裂缝的方法：综合运用设计、材料、施工等多方面技术措施把裂缝范围控制在无害之内。而所谓综合各种方法也即“抗与放”的两种理念。本文结合多个公共场馆工程超长结构的实践，通过运用抗放原理，结合后浇带与预应力技术的优势，对预应力控制超长结构裂缝进行了研究探讨，可对同类工程的施工提供借鉴。

1 技术特点

这种综合技术的特点主要在于，温度预应力筋布设技术以及后浇带法都是针对工程的超长结构而设置的，进而实现抗裂的作用和效果。通过融合两种技术优势，先张拉预应力筋，然后形成整体受力状况，促进工程质量提升的作用。

2 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

3 操作要点

3.1 预应力筋搭接布置

由于工程混凝土结构属超长、超大型，为了确保能够有效满足截面预压应力的要求，必须对一定长度范围内的预应力筋进行适当分段处理。因此，可以说预应力筋的搭接是关键，可采用集中搭接和交叉搭接两种方式。

3.2 预应力节点构造

1)对于柱边张拉节点来说，需要注意的是锚具的排列要达到构造要求，在排列柱纵筋时要留出一定的间距方便张拉端垫板进行安装预留，若用外置张拉端，锚具所造成的凸出柱边要小于200 mm～500 mm。

2)对于中间搭接节点来说，综合配筋密度以及工程预应力梁的截面特点考虑，搭接节点要运用梁侧内凹以及梁侧加腋这两种方式，而非无法采用梁面张拉的方法来设置张拉端。对于局部竖向双排板底张拉端进行设置时，如果距离板底较近，则对于运用变角张拉法放置千斤顶较为不利。

3.3 预应力张拉节点做法

预应力梁中间搭接节点张拉端采用梁侧加腋和梁侧内凹张拉的做法。

1)在梁柱间设置对称、加腋方案。

出于支模方便考虑，可以在框架梁两侧以及柱子与框架梁交界处，设置两个接近最小梁高度的对称长方体。根据预应力建筑施工质量及管理要求，运用内置式张拉端，并在完成预应力施工后，用防水砂浆或者细石混凝土进行封闭处理。考虑到水平管道以及钢筋框架等因素可能造成的影响，所以一般将锚垫板设置在中上部加腋区界面的位置。

2)梁侧内凹张拉方案。

考虑到梁截面比较大的情况，运用内凹的方式对梁侧内无法加腋的地方进行张拉。因为不需要开槽，减少了预应力梁截面削弱情况，提高施工质量。但是在处理节点预埋方面还是有点难度的。

3.4 关于预应力张拉的方法和顺序

预应力张拉施工的关键，在于其施加过程和顺序的设定是否合理。

1)要求每一施工段的主梁要同时进行张拉，顺序如下：

a.以区来划分，沿着条梁的中间向两边逐个张拉，进而使整个区域范围内的变形达到一致。

b.按照预应力梁划分，梁内搭接分段预应力筋的过程中，需按梁跨方向逐个张拉各跨预应力筋；张拉完一跨梁之后，才能张拉后一跨梁，降低未张拉跨内梁截面产生受拉裂缝概率。

2)为避免梁体因受张拉影响而产生偏心受力较大，一般按先中间后周边的次序进行张拉。若只有两个平行孔，那么可采用不对称张拉法：先张拉两者其中的一束，再对另一束进行张拉。

3.5 顶板后张无粘结预应力施工

一般来说，温度预应力筋需要在板中局部配置无粘结预应力束；无粘结筋铺放应待板底层普通钢筋绑扎完毕后再穿设，无粘结预应力束铺放完毕后方可绑扎板的上层普通钢筋。

3.5.1 铺束无粘结预应力

1)在梁板底模已经支好，普通钢筋底筋被绑扎好以后，根据预应力筋在施工图上的位置，用φ10或φ12钢筋制作网片，安设好马凳筋，然后以无粘结预应力钢绞线实施穿设。

2)无粘结预应力筋要保持顺直且平行穿设，且水平偏摆要求要小于100 mm，竖向偏差要求小于20 mm。

3)无粘结筋应牢牢地固定在事先安放好的固定支架上。普通钢筋放好后，按设计矢高要求实施定位预应力支架钢筋的安装，严格按照施工图纸要求排设间距。用φ12以上的钢筋制作支架，为确保准确定位，最好把定位支架放置于板纵筋之上且与纵筋固定牢固。

4)楼盖板上洞口处预应力筋避让处理可采用三种做法：

a.将预应力筋偏移位置，可与其相邻筋并束处理；

b.局部偏移，以避开洞口；

c.若洞口较大时，预应力筋需断开搭接。

3.5.2 预应力束固定端、张拉端处理

1)预应力锚具不应凸出结构面以外，所以，在预应力筋的高度及位置固定好之后，要安放并固定预应力筋端部穴模以及螺旋筋等；张拉端和固定端可互换位置。

2)为确保顺利进行张拉，在靠近无粘结筋端模板处设置大于300 mm的平直段，利用铁丝等材料绑扎牢靠。

3)浇筑混凝土时，不能让无粘结筋与振捣棒长时间碰撞或接触，确保钢绞线不会发生偏离或伤损保护皮。

4)各种管线安装要避让预应力筋，电焊次数要在穿设完预应力筋后相应减少，避免对其造成损伤。

3.5.3 封端保护

1)用砂轮将多余预应力筋进行切除，严禁使用电弧切段法处理无粘结预应力筋;

2)用防腐专用润滑脂对外露预应力筋进行涂抹，并用封端塑料套罩上；

3)用不含氯离子的同标号混凝土插捣密实后，对后浇部分的张拉端进行封堵，以保护锚具。

3.6 预应力张拉

在具体进行实际张拉前，要制定详细的方案，搭建规范的操作平台，拆除端部模板。然后针对各区段实际情况设定张拉任务单和通知单，内容方面要将具体张拉顺序以及所要求控制的张拉伸长值等全部涵盖。具体张拉过程要把孔道灌浆等情况详细登记到张拉记录单上。

3.6.1 张拉准备工作

1)关于设备的标定。

张拉设备采用1.0级防震性油压表。

标定张拉设备千斤顶的检测单位，资质必须达标，且标定后要相应提供检测报告，有效期6个月。

2)材料复验。

在进行具体张拉之前，要再次确认锚具、钢绞线等材料的复验报告及其是否达标和有效。

3)签署张拉通知单。

施工现场要想进行预应力张拉施工，必须先向监理单位申请验收张拉施工安全设施、强度、混凝土施工技术资料以及相关构件资料等，通过后即可取得有效签署的张拉通知单。

3.6.2 关于预应力张拉控制

1)混凝土强度。

一般要求，施工所用混凝土强度不能小于设计要求的80%，才允许进行张拉。

2)张拉控制。

在控制预应力束过程中，主要针对张拉力进行控制，并将张拉伸长值作为最终校核的依据。

取0.75倍钢绞线的强度作为张拉控制应力标准值。

3.6.3 张拉顺序

1)要同步张拉每个单元预应力梁，张拉具体顺序如下：依次由中间梁拉向两边梁，保持区域变形一致。按预应力梁划分，搭接梁内分段预应力筋时，依梁跨方向逐个张拉各跨预应力束；降低未张拉跨的梁截面产生受拉裂缝的可能。

2)为减少梁体受张拉影响产生偏心受力较大，按先中间后周边的次序进行张拉。若只有两个平行孔，允许不对称张拉。

3.6.4 张拉具体流程

1)一端张拉流程。

0→10%控制应力→20%控制应力→100%控制应力(持荷2 min)→锚固→卸荷。这一流程需要注意的是，每一阶段都要读数量测伸长值。

2)两端张拉流程。

0→初应力(也就是10%控制应力)→20%控制应力→100%控制应力(持续2 min负荷)→锚固一端→补足张拉力，锚固另一端→两端卸荷。基本和一端张拉流程一样，需要注意每一阶段读数量测伸长值。

4 质量控制要点

1)筋束型控制点在竖向位置上的允许偏差应符合相关规范规定。

2)锚具夹片内缩量不大于6 mm。

3)锚具封闭保护规定：

a.采用防机械损伤和免受侵蚀的有效保护锚具措施；

b.凸出式锚固端锚具要有不小于50 mm厚度的保护层；

c.正常环境下，外露预应力筋要有不小于20 mm厚度的保护层；在易受腐蚀环境下，外露预应力筋要有不小于50 mm厚度的保护层。

5 结语

超长结构温度预应力筋控制裂缝施工技术，能够有效地解决裂缝问题，增强结构耐久性。这一技术，有效的实现了抗裂，能够很好的降低工程裂缝产生的一系列质量问题和其他不利于企业发展的因素，提高了整体结构质量及耐久性，具有广泛的经济效益和社会效益。

On construction techniques for controlling super-long structural temperature prestressed reinforcing steel in controlling cracks

Li Yongkui

(ShanxiEighthConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030027,China)

According to the difficulties in controlling the super-long concrete structure in China, the paper adopts the comprehensive measures of the post-cast strip and temperature prestressed technique in the super-long structure, exerts the advantages of the two techniques, realizes the establishment of the prestressed effect by stretching the prestressed steel before the enclosure of the post-cast strip, and indicates the overall stress of the structure after the enclosure of the post-cast strip, so as to solve the cracks on the super-long structure.

super-long structure, prestress, expansion joint, construction craft

1009-6825(2017)17-0089-03

2017-03-06

李永魁(1976- )，男，工程师

TU745

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