大直径筒仓无粘结预应力施工技术的研究

剌 江 红

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046000)

大直径筒仓无粘结预应力施工技术的研究

剌 江 红

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046000)

结合工程实例，介绍了大直径筒仓无粘结预应力施工工艺的原理，对预应力筋铺放、张拉、伸长量计算等操作要点进行了论述，并给出了施工机械设备材料、质量、安全、环保等措施，指出该工艺具有良好的经济与社会效益。

筒仓，预应力，张拉，伸长量，效益

随着我国经济发展，工业工程建设的持续拓展，筒体结构在工业工程占有的比重越来越大，尤其是针对大直径、连体筒仓等结构的无粘结预应力将被广泛应用于工业工程建设中。本工程技术主要通过对大直径筒仓结构无粘结预应力的研究，从钢绞线的下料切割、穿束至张拉、封锚全过程出发，来提升滑模的施工速度，加快工程的施工进度。

1 工程概况

襄垣县王桥镇工业园区180项目，筒仓工程有2座，内径27 m，筒壁厚400 mm，总体高度57.3 m。筒仓的仓壁预应力筋按环向布置，每座仓7.400 m～49.68 m，共设置88圈7-φj15.2无粘结预应力，预应力中心距仓壁内侧250 mm，距仓壁外侧150 mm。

2 施工工艺原理

无粘结预应力施工工艺就是在构件中预先铺放无粘结预应力筋，在构件混凝土强度达到设计要求后，承受外部荷载以前，预先采用张拉预应力筋的方法，使构件受拉区域先受到压应力，来抵消部分或全部使用阶段拉应力，限制裂缝出现，提高构件刚度。筒仓结构中滑模施工工艺主要是利用穿心式爬升千斤顶，依附绝缘支撑杆，由千斤顶带动工具式模板滑升，完成混凝土浇筑。

3 施工流程及操作要点

3.1 施工流程图

施工准备→对照图纸实体放样→钢筋绑扎→滑模安装→安装锚垫板及螺旋筋→铺放预应力筋→混凝土浇筑→预应力张拉。

3.2 操作要点

1)预应力筋铺放。a.基本要求：预应力筋每束的两端外露40 cm，张拉端外露长度30 cm，每30 cm校核无粘结筋的间距及标高。b.预应力筋位置的控制：滑升系统的操作平台至提升架下横梁间50 cm，无粘结束的间距为30 cm。每个提升间隔可以铺放一圈预应力筋，数量为14根。c.预应力原材控制：施工时把无粘结预应力筋吊运至提升平台上，肉眼观察是否有破损，局部破损可用水密性胶带进行缠绕修补，大面积蜂窝的预应力筋全部报废。d.预应力筋位置的控制：在筒壁上标出预应力筋30 cm的位置并焊接支架。e.标高及垂直度的控制：在预应力筋铺放过程中，平台每滑升3 m～4 m高度后用水平仪和经纬仪校核，保证30 cm为提升高度。

2)预应力筋张拉。张拉端锚固系统构造见图1。a.预应力筋原始长度的测量。现浇无粘结预应力混凝土，直接用钢尺测出张拉端无粘结预应力筋外露长度40 cm。b.锚具组装。安装锚具：将张拉端清理干净，无粘结预应力筋剥皮后塞入锚具孔内。夹片安装：锚具安装完毕后，将每根预应力筋理顺再安装夹片，夹片应以夹紧预应力筋为准。c.预应力筋张拉。现场筒仓筒壁为C30混凝土，其抗压强度达到100%时进行预应力张拉。同一圈中的两束A圈，B圈(相对错开90°)预应力，采用隔圈同时张拉(如图2所示)。伸长值的实测值与理论值之间的误差应在-6%～6%之间(见表1)。d.张拉记录。在张拉记录表上填清所有项目，如预应力筋号、千斤顶号以及油表号等；张拉完毕后归类整理张拉原始记录。

表1 预应力筋张拉参数表

3.3 预应力张拉伸长量计算

根据CECS 180∶2005建筑工程预应力施工规程5.5.1-2项预应力筋平均张拉力计算公式计算。

其中，Pm为预应力筋平均张拉力，N；Pj为预应力张拉端的张拉力，N。

根据JGJ/T 92—2004无粘结混凝土技术规程要求，系数k取0.004，摩擦系数μ取0.09，图纸设计采用高强度低松弛钢绞线φs15.2 mm，整根钢绞线截面积为140 mm2,其力学性能为：fpk=1 860 MPa,Ep=1.95×105MPa，锚下控制应力为0.7fpk，考虑锚固体系摩阻损失，采取超张拉3%，则：σcon=0.7fpk×1.03=1 341.1 MPa。

7根预应力筋的张拉力为1 314.24 kN。

平均张拉力计算：

设计单根无粘结预应力筋在池壁中净长度x=46.2 m。

分切线的夹角之和θ=2.921 8 rad。

因为筒仓中预应力筋采用两端张拉的方式，其中的x,θ均取一半，然后将各数据代入平均张拉力计算公式中得：

7根预应力钢束的平均张拉力Pm=1 182.5 kN。

3.4 预应力钢束理论伸长量计算

根据CECS 180∶2005建筑工程预应力施工规程第5.5.1-1项预应力筋的伸长值计算公式为：

将以上各钢束相关数据分别代入此公式得：103%钢束伸长量：ΔL=286 mm。

4 机械设备与材料

1)主要机械设备配置表见表2。

表2 主要机械设备配置表 台

2)主要材料配置表见表3。

表3 主要材料配置表 t

5 质量控制

1)执行标准。GB/T 14370—2007预应力筋用锚具、夹具及连接器，GB 50204—2002混凝土结构工程施工及验收规范，GB/T 5224—2003预应力混凝土用钢绞线规范要求。

2)预应力原材的质量控制。a.预应力原材料进场后，检查制造商的商标或永久性标记是否齐全。b.安装前，对原材料的各项性能指标进行检测，合格后方可使用。

6 安全措施

1)进入现场必须戴好安全帽；2)成盘预应力筋开盘时应采取措施防止尾端弹出伤人；3)严格防止与电源搭接，电源不准裸露；4)高处作业时，应有安全防护；5)在预应力筋张拉轴线的前方和高处作业时，结构边缘与设备之间不得站人；6)油泵使用前应进行常规检查，重点是安全阀在设定油压下不能自动开通；7)输油路做到“三不用”，即输油管破损不用，接口损伤不用，接口螺母不扭紧、不到位不用；不准带压检修油路；8)使用油泵不得超过额定油压，千斤顶不得超过规定张拉最大行程；油泵和千斤顶的连接必须到位；9)电气应做到：接地良好、电源不裸露，不带电检修，检修工作由电工操作；10)切筋时，应防止断筋飞出伤人。

7 环保措施

1)施工现场临时道路全部硬化，在大门口设置车辆清洗处，对出场车辆进行清洗。2)严格管理施工垃圾，做到分类整理，不乱丢、乱抛。3)在施工过程中，自觉地形成环保意识，减少施工产生的噪声和环境污染。4)预应力钢筋的张拉设备定期保养、维护，避免油管漏油污染作业面。5)张拉过程中割下的预应力筋或保护皮，集中堆放、回收利用。

8 效益分析

1)减少筒壁的拉应力，使混凝土不开裂，克服普通钢筋混凝土在使用阶段出现裂缝。2)施工时不需要留洞、灌浆，张拉不占用时间、工期缩短。3)减少构件截面尺寸，降低用钢量。4)由于减少工序和工程量，用工随之减少，减轻了劳动强度。5)在工期、质量及安全上均受到了建设单位和监理单位的一致好评，为我公司赢得了良好社会信誉，为公司在长治市的市场上发展打下了良好的基础。6)该预应力施工简单，安装方便，价格低廉，减少工序，没有对周边环境造成污染。7)在施工中运用了无粘结预应力混凝土后，节约了材料，降低了造价，减轻了结构自重，增加了耐久性，提高了抗裂度和刚度。

9 结语

通过对大直径筒仓无粘结技术的研究与应用，节约了材料，降低了成本，减轻结构自重，在施工中减少了不必要的施工工序，各项机具安装拆卸简单，减少用工，是值得我们研究的一门技术。

[1] 姜福财，刘言松，于明丽.无粘结预应力技术在筒仓结构施工中的应用[J].山东水利,2010(11)：76-78.

[2] 王 晶.无粘结预应力技术在圆形混凝土筒仓中的应用[J].贵州工业大学学报(自然科学版)，2001,30(3)：91-94.

[3] 阎玉敏，杨东晖，王海飙.滑模施工技术在预应力筒仓工程中的应用[J].森林工程，2010,26(3)：37-39.

[4] 段春勇，王振辉，杜红军.预应力钢绞线在大直径筒仓中的应用[J].中小企业管理与科技，2009(25)：55-58.

Study on unbonded prestressed construction technology of large-diameter silo

La Jianghong

(Shanxi3rdBuildingEngineeringCorporation,Changzhi046000,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces unbonded prestressed construction technology principles of large-diameter silo, discusses prestressed reinforcement paving, tension and elongation calculation and other points, and shows construction machinery equipment material, quality, safety and environment protection and other measures, and finally points out its good economic and social benefits.

silo， prestress, tension, elongation, benefit

2015-06-08

剌江红(1980- )，女，工程师

1009-6825(2015)23-0087-02

TU757

A