后张法预应力结构施工分析

姬海伟

(山西潞安工程有限公司，山西长治 046200)

1 工程概况

潞安矿业集团有限责任公司能化基地建设项目会展中心工程，建筑面积20 323 m2，地下1层，地上2层。单层最大建筑面积约8 000 m2，最大跨度25 m，框架主体结构为后张法预应力钢筋混凝土结构。

2 后张法预应力概述

1)混凝土浇筑前预埋预应力筋，待混凝土达到设计强度80%以上后，再进行张拉预应力钢筋(钢筋束)。

2)本工程后张法预应力应用了有粘结预应力施工和无粘结预应力施工。

3)有粘结预应力筋以曲线形式布置在大跨度框架梁中，通过预埋管道、穿筋、张拉、灌浆等工序使钢筋与混凝土结为整体，为混凝土结构建立预应力。有粘结预应力混凝土结构有良好的抗裂性和抗变形能力，耐久性高，可有效减小大跨度梁截面，节约材料，节约能源，使用性能优越。

4)无粘结预应力筋(预应力钢筋与混凝土不建立粘结力)主要布置在次梁及现浇板中，预应力筋经张拉受力后起到抵消大面积混凝土结构中温度应力的作用。

3 后张拉预应力施工工艺流程

施工工艺流程:预应力材料进场复验→构件普通钢筋安装→预埋波纹管→预应力筋下料、制作、安装→安装固定端部锚固系统→预埋灌浆管、排气管→隐蔽验收→浇筑混凝土→预应力筋张拉→孔道灌浆→切割、封锚。

4 后张法预应力张拉设备、钢绞线及预应力锚固系统

1)张拉设备:要使用与设计张拉力相匹配的张拉用千斤顶、高压油泵及压力表，且张拉前要先进行设备的标定。当使用期满或出现严重漏油或重要部件损坏、伸长量偏大或偏小、油表失灵更换等情况时，必须对设备进行重新标定。

2)钢绞线:应使用符合GB/T 224-1995预应力砼用钢绞线规范要求的钢绞线，并按规定进行现场抽样复验。如检验合格，则该检验报告中的数据就作为理论伸长值修正计算的依据。

3)锚固系统:包括张拉端锚具和固定端锚具。

5 后张法预应力施工要点

1)波纹管安装:有粘结预应力所用波纹管在使用前应进行刚度及密封检验，波纹管与垫板要密封，确保不漏浆;波纹管定位准确，固定牢固。

2)预应力筋安装:钢绞线可在混凝土浇筑之前或之后配筋编束穿入孔道，并防止钢绞线扭曲弯折，多束钢绞线安装时要相互理顺，避免缠绞。钢筋穿好后将束号在构件上注明，以便核对。

3)混凝土浇筑及振捣:浇筑混凝土时，严禁振捣棒直接碰撞波纹管、架立筋以及端部预埋部件，混凝土浇筑时必须有专人负责看管。

4)预应力筋张拉:预应力张拉采用双控，以控制张拉力值为主(预先换算成油压表读数)，伸长值作为校核。预应力梁不论是一端张拉或者两端张拉，必须一次到位。张拉过程中，预应力筋两端及千斤顶后不得站人，听从专人统一指挥。

5)孔道灌浆:灌浆料用不低于42.5级硅酸盐水泥调制的水泥浆，水灰比不大于0.45，强度不小于30 N/mm2。

6)施工安全:张拉场地应平整、通畅，张拉的两端有安全防护措施。

6 预应力理论伸长值的计算及修正

1)张拉工艺:工作锚具安装→千斤顶安装→千斤顶张拉→伸长值校核→持荷顶压→卸荷锚固→记录。

2)理论伸长值计算公式:

其中，ΔL为理论伸长值;NP为预应力筋的平均张拉力(不得大于钢绞线强度标准值的75%);LT为预应力筋的实际长度;AP为预应力筋截面面积;ES为预应力筋实测弹性模量。

3)伸长值修正。若实际伸长值与理论伸长值相差超过理论伸长值的±6%时，需对理论伸长值的计算进行修正。

理论伸长值计算公式:

其中，LT，Ap，ES均为定值，因此需对NP进行修正。

其中，Pj为张拉控制力，超张拉时按超张拉力取值;k为孔道局部偏摆系数;x为从张拉端至计算截面的孔道长度(以m计)，可近似取轴线投影长度，对一端张拉x=LT，对两端对称张拉，x=LT/2;μ为预应力筋与孔道壁的摩擦系数;θ为从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(以弧度计)，对一端张拉，θ取曲线孔道的总转角，对两端张拉，θ取曲线孔道的总转角的一半。

由上式可知，Pj，x，θ均为定值，因此k和μ的取值影响NP最终的数值。k和μ的取值，可根据CECS 180∶2005建筑工程预应力施工规程中第24页表5.3.1中的数值进行调整。对重要的预应力工程，应在现场测定实际的孔道摩擦损失。当实测孔道摩擦损失值偏大时，可采取超张拉措施。

7 结语

预应力混凝土结构可以有效地避免或限制使用阶段裂缝的开展;提高结构的刚度，减小构件的变形;充分利用高强钢材的机械性能，节约钢材;并能有效地减小构件的尺寸及结构的自重，减少工程的投资;会展中心工程中除应用了预应力混凝土结构外，由于单层面积较大，还设置了后浇带，后浇带区域预应力施工受后浇带混凝土浇筑时间和强度的要求，施工较晚，导致框架主体施工时间比一般框架主体施工时间较长，周转材料占用量较大。