大跨度预应力混凝土结构施工技术探讨

2015-10-31李正生黄桥伟

建材与装饰 2015年19期

关键词：跨度弯矩预应力

李正生　黄桥伟

（湖南省电力公司柘溪水力发电厂　湖南　安化　413508）

大跨度预应力混凝土结构施工技术探讨

李正生黄桥伟

（湖南省电力公司柘溪水力发电厂湖南安化413508）

随着社会经济的发展，城市建筑规模不断扩大，建筑物的质量要求也逐渐提高。混凝土结构施工时城市建筑施工的重要部分，而随着高大建筑物数量的不断增多，大跨度预应力混凝土结构施工技术得到了越来越广泛的运用。提高大跨度预应力混凝土结构施工技术水平，对于提高建筑物施工质量有着重要意义。本文主要对大跨度预应力混凝土结构施工中所需注意的问题进行了探讨，提出了施工的技术要点，旨在为大跨度预应力混凝土结构施工提供一定的借鉴。

大跨度；预应力；混凝土结构；施工技术

引言

随着城镇化步伐的加快，城市建筑工程日益增多，建筑物结构向着大跨度、大空间的方向发展，大跨度预应力混凝土结构的应用也越来越广泛，作为施工技术中的难点，加强其施工技术的研究，有利于提升建筑行业的技术水平，促进我国经济的发展。大跨度预应力混凝土结构工程设计力学、材料学等多门学科，施工技术复杂，是一项难度较大的系统工程。

1　大跨度预应力混凝土结构施工中需要注意的问题

1.1合理布置预应力筋

我国常用的预应力钢筋包括热处理钢筋、消除应力钢丝、钢绞线三种。其中热处理钢丝强度高、松弛小，以盘圆形式供应，便于实际施工；消除应力钢丝包括光面、螺旋肋和刻痕三种形式；钢绞线的混凝土粘结强度高，是由一股3根和一股7根不同直径的高强度钢丝绞制在一起制成的。

一般情况下，预应力筋布置会按照跨中与支座正负弯矩以抛物线的形式交替出现规律布设，各种无梁大板结构框架之间柱上板带跨中部分属于正弯矩区域，假如预应力的钢筋在此区域内弯起，负弯矩区将集中出现在柱附近区域，对板的受力极为不利。而正确的布置方式为在跨中大部分区域内不弯起预应力钢筋，而靠近在柱附近的负弯矩区将部分预应力钢筋弯起。这样的情况要求施工人员严格根据图纸说明进行施工，避免出现预应力钢筋布筋曲线的错误。此外，边跨板中预应力钢筋的布筋类型不适宜采用四段抛物线形式，否则会造成边跨梁附近应力过大，使板在边跨梁附近的抗裂性无法达到要求。在实际施工过程中，要采用二段抛物线或三段抛物线形式根据边跨板的受力特点进行钢筋布置。

最常用的钢筋布置方案时在跨中板带中占1/3左右，另2/3钢筋布置在柱上板带中。这种方法是最节省原材料的确保板受力合理的布置方案，但板跨相差超过20%及以上的多跨连续板则要使用长跨方向集中布筋的方法，即在跨中板带布1/3左右或均匀布置，短跨方向柱上板带布2/3的布置方案。

在具体的施工中，布置预应力筋主要要注意：①严格按照设计图纸进行预应力筋的铺放，处理好钢筋铺放布置的顺序，尽量减少钢筋交叉穿束的情况，固定好承压板及梁端钢筋网片等；②在铺设时，必须保证钢筋保护层的厚度，使其达到相应的设计要求；④在上下层钢筋间设置措施保证预应力筋的矢高，在此过程中，要防止钢绞线相互缠绕；⑤为防止钢绞线在浇捣混凝土时发生变位，应每隔5m进行一次固定；⑤在钢绞线与预埋管路发生冲突时，要以钢绞线优先。

1.2连续构件

大跨度预应力混凝土结构的连续构件设置能够增强其受弯承载力，使得预应力筋不仅可用作正弯矩筋亦能用作负弯矩筋，削弱了支座处附加弯矩对柱子的不利影响。因此，在实际施工中，要注意尽量将单跨预应力梁截面延伸以达到连续结构效果，使其支座形成的刚性节点，具备良好的结构性能。

1.3抗震性能

混凝土的预应力结构有普通混凝土结构所不具备的良好抗震性能。预应力混凝土结构多会用于需要抗震的地区，因此，在进行大跨度预应力混凝土结构施工时，要注意采取能够提高结构抗震性的施工方式，一般来说，就是采用竖向预应力加固普通钢筋混凝土结构。提高大跨度预应力混凝土的抗震性能，可以从以下几个方面着手：①在设计时对混凝土结构进行充分的理论分析，计算出构建在竖直和水平方向作用力下的内力包络图，调整支座和跨中截面；②进行符合延性要求的非预应力钢筋布置，测算出的配置情况；④对内力随截面位置变化情况图形进行核算。

2　大跨度预应力混凝土结构施工技术要点

2.1临时支撑施工

大跨度预应力混凝土结构多用于建筑的转换梁施工中，转换梁施工时所承受的荷载较大，因此，首先要做好其临时支撑工作，在实际施工过程中，普遍采用的支撑方法有常规施工法、叠合浇筑支撑法和设立钢结构支撑法。

2.1.1常规支撑法

常规支撑法在转换梁施工中应用最为广泛的是钢管脚手架支撑体系，这种体系的主要特点是一次支模一次浇筑混凝土成形，其施工工序较为简单，是一种常规的混凝土浇筑方法和模板支撑形式。

2.1.2叠合浇筑支撑法

叠合浇筑施工法主要运用了叠合梁的原理，实际操作过程中，需要将转换梁分为2～3次进行浇筑叠合成型。这种方法可以利用第一次浇筑混凝土形成的梁支承第二次浇筑混凝土的自重及施工荷载，以此类推。一般情况下，首次浇筑的混凝土高度为梁高的1/4。

2.1.3设立钢结构支撑法

普通的支撑法无法满足大跨度预应力混凝土结构施工的要求，因此在大跨度预应力混凝土结构的施工中，设立钢结构是最为常用的支撑法。钢结构支撑刚度较强，能够较好地满足大跨度预应力混凝土结构施工对于支撑体系强度和稳定性的要求，实际施工中，还可使用钢管脚手架作为钢结构支撑的辅助。

2.2混凝土工程施工

大跨度预应力混凝土工程施工中，要着重避免各种裂缝的产生，对于各种裂缝的防治需要根据裂缝产生的原因采取不同的裂缝控制措施，混凝土裂缝控制措施分类如表1所示。

表1　裂缝控制措施分类

大跨度预应力混凝土很大部分上属于大体积混凝土施工，其受到的混凝土的温度变化而出现裂缝的几率较大，因此，在混凝土工程施工中要重点控制混凝土工程中的温度裂缝和收缩裂缝。

混凝土的质量控制可以从原材料的选取、施工技术方法、建筑结构形式、混凝土养护等方面入手，做好混凝土工程中的温度检测，控制混凝土的绝热升温，保证混凝土的降温速度，减少混凝土因温度变化过快导致的裂缝，确保混凝土的浇筑质量，加强建筑结构的安全性，延长其使用寿命。为确保混凝土质量，可以在施工前对裂缝控制进行相关计算，为混凝土的裂缝控制提供理论依据。

2.3预应力工程施工

预应力工程施工方法分为先张法和后张法，两种方法的施工顺序分别如图1～2所示。预应力施工可以采用分阶段张拉技术，这种技术能够优化结构设计，是预应力施工的重要方法。在预应力工程施工前，必须严格检查施工所需要用到的钢绞线、锚具、夹片、波纹管等材料，保证其使用质量。施工时，需要特别注意：①为防止预应力筋被混凝土漏浆粘住，需要在混凝土初凝前经常性地拉动预应力筋；②混凝土浇筑后，往往需要经过很长一段时间才能进行预应力钢筋张拉和孔道灌浆，分阶段张拉技术需要间隔的时间更长，因此，需要采取预应力钢筋的保护措施，防止其锈蚀。

3　结语

我国建筑业已进入一个快速发展的时期，城市规模的不断扩大和高大建筑物的快速出现，决定了我国大跨度预应力混凝土结构施工技术将越来越广泛地运用到各个建筑工程项目中。大跨度预应力混凝土结构有着普通混凝土结构不具备的优点和特性，能够较好地适用于各种施工过程复杂、施工规模大、施工时间长的建筑工程中。因此，加强大跨度预应力混凝土结构施工技术的研究，有利于我国建筑行业的快速发展，推动我国城市的建设。