摘要：為切實(shí)保證無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。本文就財(cái)富中心工程闡述了在施工中要加強(qiáng)張拉后預(yù)應(yīng)力筋張拉端處理。施工程序的優(yōu)化有利于保證預(yù)應(yīng)力的效果，減小預(yù)應(yīng)力損失。
　　關(guān)鍵詞：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，關(guān)鍵技術(shù)，耐久性，探討
　　O引言
　　隨著計(jì)算分析手段以及材料科學(xué)的不斷進(jìn)步，結(jié)構(gòu)工程師有可能在一定限度內(nèi)設(shè)計(jì)出遠(yuǎn)超過現(xiàn)行規(guī)范所規(guī)定的伸縮縫間距的超長(zhǎng)混凝士結(jié)構(gòu)。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)是解決超大面積樓蓋溫度應(yīng)力的新技術(shù)，這樣可使結(jié)構(gòu)受拉區(qū)域預(yù)先受到壓應(yīng)力作用，而這種壓應(yīng)力將能抵消一部分或全部由使用荷載或溫度所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而推遲裂縫出現(xiàn)的時(shí)間和減小裂縫的寬度，提高結(jié)構(gòu)的剛度。
　　1工程概況
　　財(cái)富中心工程分為A、B、C三個(gè)區(qū)，總建筑面積56000㎡，其主體下部相連，長(zhǎng)151．1m，寬32.6m。為有效抵抗溫度收縮應(yīng)力，在地下一層墻體、地下一層頂板、二、四層頂板采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)。預(yù)應(yīng)力筋采用1860級(jí)鋼絞線，鋼絞線結(jié)構(gòu)1×7，直徑D=15.20mm，面積140mm2，伸長(zhǎng)率≥3．5％，無粘結(jié)塑料皮厚度O．8～1.2mm，張拉控制應(yīng)力為0.75，混凝土強(qiáng)度達(dá)到100％后方張拉預(yù)應(yīng)力筋，張拉施工采用應(yīng)力應(yīng)變雙控。張拉端錨具采用夾片式錨具，固定端采用擠壓式錨具，均采用DZM系列錨具。按規(guī)范要求，錨具采用I類錨具：錨具效率系數(shù)ηa≥O．95，試件破斷時(shí)的總應(yīng)變En≥2％.
　　該工程的基本特點(diǎn)有：
　　(1)超大面積、超長(zhǎng)度連續(xù)預(yù)應(yīng)力樓板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工，后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形的設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量控制復(fù)雜；
　　(2)為解決超長(zhǎng)超寬樓板混凝土的收縮問題，樓板沿長(zhǎng)方向設(shè)置了兩條后澆帶，預(yù)應(yīng)力筋的二次設(shè)計(jì)、施工及張拉與施工流水相結(jié)合，施工質(zhì)量控制難度大。
　　(3)后澆帶的設(shè)置數(shù)量及后澆帶混凝土的澆筑時(shí)間、預(yù)應(yīng)力的張拉時(shí)間的設(shè)定對(duì)混凝土有效應(yīng)力的建立影響較大，同時(shí)，混凝土的配合比設(shè)計(jì)、混凝土材料選擇、鋼筋的設(shè)置、混凝土的養(yǎng)護(hù)等因素對(duì)無縫設(shè)計(jì)施工的影響也很大。
　　2該工程中幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)
　　2．1預(yù)應(yīng)力鋼絞線固定
　　該工程中混凝土樓板設(shè)計(jì)為多跨連續(xù)雙向板，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋需要配置成兩個(gè)方向的懸垂曲線．無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋相互穿插，施工操作較難。所以在施工前應(yīng)計(jì)算出各向無粘結(jié)筋各搭接點(diǎn)的標(biāo)高并作比較，將標(biāo)高點(diǎn)低于與其相交的各筋的無粘結(jié)筋先放置，按此規(guī)律編出全部無粘結(jié)筋的鋪設(shè)順序。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)，通常是在底部鋼筋鋪設(shè)后進(jìn)行，水電管線一般宜在無粘結(jié)筋鋪設(shè)后進(jìn)行，且不得將無粘結(jié)筋的豎向位置抬高或壓低，支座處的負(fù)彎矩鋼筋通常是在最后鋪設(shè)。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的曲線開頭就位并固定牢固，其垂直方向位置可用支撐鋼筋或馬凳控制，其間距為1～2m，無粘結(jié)筋的水平位置在圖中用鐵馬凳固守好。在支座部位，無粘結(jié)筋可直接綁扎在梁或墻的頂部鋼筋上；在跨中部位，無粘結(jié)筋可直接梆扎在板的底部鋼筋上。
　　(1)錨固端的固定。預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固端一般設(shè)置于構(gòu)件的端部或中部。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的錨固端采用擠壓錨具采取內(nèi)埋式做法(見圖1)。

　　圖1無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋錨固端節(jié)點(diǎn)大樣
　　
　　對(duì)多根無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，為避免內(nèi)埋或錨固端拉力過于集中致使混凝土開裂，可采取錯(cuò)開位置錨固，分段張拉，預(yù)應(yīng)力筋的張拉端應(yīng)設(shè)在板面的凹槽處，其錨固端埋設(shè)在板內(nèi)。在預(yù)應(yīng)力筋搭接處，由于無粘結(jié)筋的有效高度減少而影響到混凝土的抗彎能力，在錨具附近的混凝土將產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力引起的應(yīng)變超出混凝土允許應(yīng)變值時(shí)將產(chǎn)生裂縫，此時(shí)需增加一些非預(yù)應(yīng)力鋼筋來補(bǔ)足(見圖2)。

　　圖2無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋搭接鋪設(shè)分段張拉構(gòu)造
　　錨固位于柱端時(shí)，應(yīng)考慮錨具的形狀和尺寸，避免與柱鋼筋相碰。同時(shí)錨固端應(yīng)采取構(gòu)造措施避開梁柱核心區(qū)，以減少對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的削弱。
　　(2)張拉端固定。張拉端模板應(yīng)按施工圖中規(guī)定的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)筋的位置鉆孔，張拉端的承壓板應(yīng)采用釘子固定在端模板上或用點(diǎn)焊固定在鋼筋上。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力曲線或折線筋末端的切線應(yīng)與承壓板相垂直，曲線段的起始點(diǎn)至張拉端錨固點(diǎn)應(yīng)有不少于300mm的直線段。凹口采用塑料、泡沫或木塊等形成(見圖3)。

　　圖3無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋板面張拉端節(jié)點(diǎn)大樣
　　2．2預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前的混凝土裂縫控制
　　(1)合理留設(shè)后澆帶，避免在預(yù)應(yīng)力開始工作前結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮裂縫。留設(shè)后澆帶對(duì)減少混凝土收縮的影響十分重要。一般混凝土澆筑24—30h達(dá)最高溫度(比入模溫度高約30—35℃)，此時(shí)水化熱溫差最大，10～30d降至周圍溫度，此期間混凝土產(chǎn)生15％～25％的收縮，此為“早期裂縫活動(dòng)期”。往后3—6個(gè)月，混凝土收縮完成60％～80％，可能出現(xiàn)“中期裂縫”。一年左右，混凝土收縮完成95％，可能出現(xiàn)“后期裂縫”。在正常施工條件下，后澆帶間距20～30m，保留40～60d(“早期溫差”及至少30％的收縮已完成)。但后澆帶間距小會(huì)造成施工時(shí)間過長(zhǎng)、錨具使用過多，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，采用早期張拉部分預(yù)應(yīng)力筋的方法，后澆帶的間距可為50—80m。后澆帶留的時(shí)間最好為2個(gè)月，不宜少于6周。使得混凝土充分收縮之后再封后澆帶，以減少混凝土后期的收縮。同時(shí)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到混凝土早期膨脹大，后期的收縮也大，混凝土更容易開裂。考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全，膨脹不能太大。可選用膨脹率不大但后期收縮小的添加劑(在混凝土中加入適量的UEA膨脹劑)，并應(yīng)注意添加劑的使用對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)的要求。
　　(2)減少收縮變形的約束力，也就是減少混凝土收縮變形由于約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力，拉應(yīng)力減少到低于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)裂縫破壞。解決約束問題可以采用滑動(dòng)約束，基面可采用橡膠板，也可根據(jù)摩阻力系數(shù)為定值時(shí)，摩阻力由正壓力決定的原理，可將滑動(dòng)面做成向混凝土收縮滑動(dòng)方向傾斜，將垂直壓力分解為水平向滑動(dòng)分力及與滑動(dòng)面垂直分力，有效地減少預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)向內(nèi)滑動(dòng)的約束力，可經(jīng)過試驗(yàn)與計(jì)算確定傾斜角度，也可在橡膠墊板上涂硅脂等潤(rùn)滑劑，減少摩擦系數(shù)，以保證摩阻約束應(yīng)力，低于混凝土的抗拉應(yīng)力。

　　2．3施工程序的優(yōu)化
　　通過現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)踐，可以歸納出以下的預(yù)應(yīng)力施工順序具有合理性：張拉施工應(yīng)安排在混凝土強(qiáng)度已達(dá)到或接近設(shè)計(jì)強(qiáng)度。如一次性張拉到位，會(huì)造成板體反拱較大，甚至造成跨中頂部混凝土開裂。
　　解決途徑一：可先張拉部分預(yù)應(yīng)力筋或張拉力取50％，待模板完全拆除后完成1O0％的張拉，但這樣將會(huì)大大延長(zhǎng)工期。解決途徑二：進(jìn)行100％張拉．但需在張拉過程中堆載，控制板體反拱量，至施工完畢逐漸去除堆載。
　　在一般情況下，預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)按(JGJ92—2004)《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》6．3的規(guī)定進(jìn)行。但是，預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩阻，不僅僅與管道的長(zhǎng)度有關(guān)，而且還與管道的成型方式、曲率半徑有較大的關(guān)系。同時(shí)張拉端還有鋼筋回縮產(chǎn)生的應(yīng)力損失。因此，在某些情況下，采用一端張拉比兩端張拉還要有利，再者從施工角度考慮，一端張拉方式張拉次數(shù)少，施工也較簡(jiǎn)便。
　　預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，可采用分批、分階段對(duì)稱張拉，以免構(gòu)件往過大的偏心壓力下側(cè)面開裂。同時(shí)應(yīng)盡量減少張拉設(shè)備移動(dòng)次數(shù)。分批張拉時(shí)應(yīng)分批計(jì)算張拉的強(qiáng)應(yīng)力損失值，分別加到先行張拉預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力值內(nèi)。預(yù)應(yīng)力筋張拉錨同時(shí)．無論采用何種錨具，都會(huì)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力筋的回縮，引起預(yù)應(yīng)力損失。施工過程中，可從以下三方面對(duì)該項(xiàng)損失作出補(bǔ)償：
　　(1)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋適度超張拉，然后錨固；
　　(2)在鋼筋張拉錨固后，利用撐腳將張拉千斤頂直接支撐在梁端混凝土上，再張拉鋼筋．然后在錨具墊板之問加上適當(dāng)厚度的鋼墊片；
　　(3)從錨夾具的結(jié)構(gòu)上考慮．采用回縮量小的螺紋式錨具，或者在回縮量較大錨具外四周加上螺紋、螺帽，采用二次張拉，同樣可以克服由于回縮造成的預(yù)應(yīng)力損失。
　　2．4耐久性處理
　　預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題是用戶非常關(guān)心的問題。在預(yù)應(yīng)力筋曲線底部位置鑿小洞并刮去塑料油脂，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕程度進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋從完全沒有腐蝕到產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕的狀態(tài)均存在。其結(jié)論為無粘結(jié)鋼筋存在油脂千枯受腐蝕嚴(yán)重問題，主要原因是澆注混凝土?xí)r，端部密封不嚴(yán)使水滲入造成預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕。為了有效保證預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，避免預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕，在施工中采用了以下措施：
　　(1)對(duì)于預(yù)應(yīng)力筋張拉端外露錨具的情況，用砂輪切割機(jī)切斷，保留在錨具外側(cè)的外露預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度不應(yīng)小于3cm，進(jìn)行防腐后套上護(hù)套。
　　(2)在張拉端，應(yīng)將預(yù)應(yīng)力筋的外塑料皮距端頭400-60Omm先割斷，待節(jié)點(diǎn)組裝后，再將塑料包皮套穿在預(yù)應(yīng)力筋上，以防止?jié)仓�混凝土�(xí)r，裸露的預(yù)應(yīng)力筋與混凝土粘連。
　　(3)后澆帶支模后采用高一級(jí)微膨脹混凝土澆筑，要求處理好接茬，混凝土振搗密實(shí)。
　　(4)對(duì)于張拉端外露的錨具，在支模后采用C4O微膨脹混凝土澆筑并振搗密實(shí)。
　　3結(jié)語
　　該工程合理設(shè)置后澆帶與采用補(bǔ)償收縮混凝土相結(jié)合，施工中嚴(yán)格控制材料、施工工藝要點(diǎn)，有效地杜絕了混凝土的裂縫，工程質(zhì)量可靠。為避免大跨度現(xiàn)澆梁板施加預(yù)應(yīng)力過程中產(chǎn)生的柱頂附加彎矩及柱支座約束力的影響，梁端支座可采用滑動(dòng)一鉸接式鋼支座，待預(yù)應(yīng)力施加后支座再與梁端埋件焊接，并用混凝土澆筑齊。滑動(dòng)約束有利于減少收縮變形的約束力，減少混凝土收縮變形由于約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力減少到低于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)裂縫破壞。