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大跨度預應力混凝土結構施工技術的應用淺述論文

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摘 要:預應力技術可以有效增強構件的承載力,同時使預應力材料得到有效節約,因此在建築中廣泛應用。當前施工工藝日漸成熟,相關建築規範也逐漸完善,因此這一方法在工程實踐中的應用更加廣泛,尤其在大跨度預應力樑施工方面,已經取得了顯著的效果。文章根據筆者工作實踐,對大跨度預應力混凝土結構施工技術的應用進行了分析和探討。

大跨度預應力混凝土結構施工技術的應用淺述論文

關鍵詞:大跨度預應力;混凝土結構;施工應用

1 大跨度預應力施工概述

1.1 材料用具選擇

熱處理鋼筋、鋼絲、鋼絞線在品種、規格、直徑方面都必須與國家的相關標準和設計要求相適應,並且要求出廠質量證明書及複試報告完備真實;錨具、連接器、夾具這三者的形式必須與相關的技術要求相適應,同時根據《混凝土結構工程施工質量驗收規範》(GB50204—2015)來進行驗收以及組裝件的靜載試驗;對於冷拉Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級鋼筋來說,冷拉後的機械性能試驗報告是必不可少的;灌漿所使用的水泥,強度等級必須等於或高於42.5MPa,普通硅酸鹽水泥根據設計要求選用。

1.2 主要流程

開始下料以前必須按照設計要求檢查預應力筋的規格、品種等。有黏結預應力筋展開後必須是平順的,不能彎折,而且不允許存在裂紋、小刺、機械損傷、油污等[2]。在進行下料時,要全面考慮曲線長度、施工方法、張拉設備等影響因素。在切割預應力筋的時候必須使用砂輪鋸或切斷機,保證不使用電弧切割。除此之外,運輸、堆放時必須對其按照類別進行有效存放並注意防水防潮。佈設過程中,要讓波紋管形成預留孔道,要完全按照設計要求來確定其規格、形狀、數量等。具體來說需要做好以下5點:(1)孔道平順的同時端部的預埋錨墊板與孔道中心線互相垂直;(2)每兩個灌漿孔之間的距離都不超過30m;(3)成孔的密封性相對較好,而且接頭很嚴密,不會出現漏漿現象;(4)要使用切實可行的防鏽蝕措施,在對鋼絞線進行編束時候,需要先理順再將其紮成捆;(5)在曲線孔道的波峯部位需要安裝一個排氣兼泌水管,如果需要則在最低點設定排水孔。澆築是施工過程中的一個重要流程,要想使工程獲得有效的質量,在着手澆築工作的時候,首先要檢查並覈實好有黏結預應力束數量、規格、灌漿管及其端部的預埋處理、控制尺寸等方面,只有當這些方面都符合相關標準的時候才能進行澆築。在完成澆築工作時,必須定期進行養護,從而保證其承壓力達到一定標準。開始進行張拉時必須把承壓板面清理乾淨,在對錨具進行安裝的過程中,要確保錨板位置放正,而且要打緊夾片應並使其均勻放置。在灌漿的過程中,要保證孔道內的水泥漿密實飽滿。在着手工作的時候要先將孔道進行清潔,然後再均勻地灌漿,速度要平穩既不能太快,也不能在期間停止,並應排氣通順。拌制水泥漿時必須根據配合比報告進行。水灰比要小於等於0.45,而且要保證攪拌後3h泌水率處於2%~3%範圍內。除此之外,灌漿用的水泥漿抗壓強度需要大於等於30MPa。最後是封錨,透過機械方法對外露部分進行切割,值得注意的是外露長度需要大於等於預應力筋直徑的1.5倍,同時保證在30mm以上。

2 房屋建築後張法施工實例

2.1 施工情況

某工程屬於高端養老社區項目,方案設計由美國波特曼建築設計完成,結構設計爲華東建築設計研究院有限公司。本項目7#社區中心爲該高檔社區配套綜合服務中心,屋面設計爲格構式桁架樑,南北總長114.74m,東西方向寬46.74m,格構樑淨高14.1m,跨度22.7m,懸挑端長9.22m,樑截面尺寸爲700mm×1800mm,混凝土設計強度爲C40,預應力鋼絲爲準15.2mm,抗拉強度標準值fptk=1860MPa的高強低鬆弛鋼絞線,屬於大跨超高結構,設計在該屋面大截面樑內設定有黏結預應力鋼筋,用混凝土結構實現空間造型效果。

2.2 大跨度有黏結預應力樑施工

預應力鋼絞線的強度等級是1860MPa,使用金屬波紋管,錨具是LQM型夾片錨具,使用高效早強減水劑和微膨脹劑,灌漿材料是普通硅酸鹽水泥。使用ZB-500高壓電動油泵和穿心式千斤頂。施工時對預應力孔道曲線佈置圖進行了深化,現場按照預應力孔道對波紋管位置進行驗收。具體施工過程中,以設計要求爲依據進行埋管,每2個埋設的波紋管距離是0.6~1.0m,如果波紋管的接頭密封性不好,就要用膠帶予以修補;當完成波紋管埋好工作時,需要進行的是鋼絞線穿束,在穿束之前需要包紮鋼絞線,確保整束穿入;在安裝灌漿孔之前需要鋪設預應力筋,然後再埋設灌漿管,灌漿孔高度要比混凝土表面高0.3m;澆築混凝土的時候,需要在專門人員的看護下進行,此外還要加強對其養護,從而使混凝土的承壓力得到有效增強。

2.3 勁性混凝土鋼結構施工工藝

勁性混凝土鋼結構安裝工藝首先應採取支撐體系或臨時支撐體系以實現對構件的固定,保證鋼柱在焊接前後的空間位置準確。在整個安裝過程中,時刻關注勁性混凝土柱的空間位置,確保其空間位置準確才能繼續下一道工序。使用經緯儀進行鋼柱垂直度測量,經緯儀的角度可根據鋼柱軸線上的障礙物進行適當調整。

2.4 鋼結構吊裝施工

鋼結構吊裝施工首先應準備好相關器械,清除現場所有對桁架拼裝造成影響的障礙物。對鋼結構吊裝圖紙和現場環境進行檢查,包括標高和中心線。要求操作人員和管理人員持證上崗,做好任務合理分配,提高施工安全係數。在吊裝現場安裝安全網,進一步確保現場施工安全。隨後將桅杆置頂。將吊裝平臺設定在頂層下一層處,採用焊接的方式加固該層層柱與牛腿,並將吊杆的根部固定於牛腿之上。

2.5 鋼桁架地面拼裝

鋼桁架地面拼裝首先要符合國家施工要求。平臺鋪設要從地面開始,並利用水準儀確保鋼桁架上平面的平面度,一般要求平面度低於10mm,以確保其穩定性。施工企業應建立構件規格和使用條件明細表,拼裝前根據規格對鋼桁架進行復查,從而確保其尺寸的正確性。安裝前和安裝中要注意鋼桁架表面的'清潔度,調整墊板厚度以實現對鋼桁架地面組裝的起拱,確定起拱值。焊接連接處還需注意焊縫的尺寸和焊接工藝的需求。

2.6 高層大跨度鋼結構吊裝焊接工藝分析

焊接是高層大跨度鋼結構吊裝的主要方法。焊接人員應具備專業的技術知識,持證上崗。焊接材料、焊接方法、焊接接頭形式的選擇應符合施工標準。焊接引弧和熄弧必須在焊道以內。對於需採用多層多道焊的材質,應連續施焊以確保焊縫質量。一旦發現氣孔、斷裂等焊接缺陷,應馬上解決。一些焊縫需熱處理,應準確把握熱處理的時間、溫度,保溫時間要在2h以上。降低焊接殘餘應力以減少焊接變形。鋼結構焊接具有一定的順序性,焊接過程要確保其順序的正確性。如採取先焊接中心框架,再逐漸向周圍擴展的焊接方式。高層大跨度鋼結構焊接的最重要問題是同一根樑的兩端不可同時焊接。

3 現代大跨度空間鋼結構施工技術的方法

3.1 高空散裝

高空散裝施工一般用於鋼含量較低的工程當中。這是一項安全係數比較大的施工方法,它能夠在一定程度上確保施工的安全,一般情況下不會出現意外。但是這種方法也有缺陷,就是需要在施工時搭建許多的鐵架來進行施工,這不僅大大增加施工的成本,也因搭鐵架而降低了施工的效率,一般在比較小的工程中會採取這種方法。

3.2 整體提法

整體施工法和高空散裝法一樣,都是需要較高成本的施工方法,他不適用於建築大型商場那種用鋼量高的建築物,一般很少有人用這種施工方法,原因是因爲成本高,超出預算許多,不是最佳方案。整體施工法屬於大跨度空間鋼結構施工中一項較爲重要的施工手段,是我國發明的一項較爲省力的施工方法。

3.3 高空原地安裝

高空原地安裝需要在施工現場安裝高臺,施工人員在高臺上完成零件的原地安裝。這種方法可以保持鋼結構的原狀,儘可能減少材料的變形,能夠最大限度地提高工程質量,是能夠提高經濟效益的好方法,也是大跨度空間鋼結構施工中所常用的方法之一。施工過程中比較容易出現失衡而導致發生建築事故,這時候可能會造成整個建築的垮塌,所以施工時需要嚴格按照施工要求進行嚴格的要求,不能出現一點紕漏。

3.4 滑移施工

滑移施工是一項考驗技術的技術方法,他的要求比較高,在滑移之前要確保空間鋼結構的規範整齊,不能在滑移中出現失衡現象。滑移施工成本低,能夠低成本高效率完成施工,是許多施工隊的首要選擇。它符合我國的市場要求,能夠實現規模經濟,是非常受歡迎的一項大跨度空間鋼結構施工技術的手段。目前,許多大型建築的基本框架都是用這種技術完成的。

4 結語

大跨度預應力技術不斷的實踐與發展中逐漸被完善,現如今已經是比較成熟的一項技術。文章透過對預應力技術要點以及在混凝土結構當中的應用進行分析,證明預應力技術在土建行業中存在巨大的發展空間。透過在土建行業當中充分的運用預應力技術,可以促進我國建築行業的發展,爲我國建築設施的發展開拓道路。

參考文獻

[1] 王波蘭,王雲.超高大跨度大截面後張法有黏結預應力樑施工技術[J].浙江建築,2014(31):28-32.

[2] 林添忠.大跨度後張法有黏結預應力樑施工探討[J].建材發展導向(下),2010(08):55-56.