秦玉嬌 王有鵬 楊曉霞

/山東外國(guó)語(yǔ)職業(yè)學(xué)院

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在超高層建筑施工中的應(yīng)用

秦玉嬌 王有鵬 楊曉霞

/山東外國(guó)語(yǔ)職業(yè)學(xué)院

很多超高層建筑都應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，其具有自重輕、抗裂能力強(qiáng)、鋼材強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，可以保證超高層建筑對(duì)安全質(zhì)量的要求。本文即結(jié)合具體工程案例詳細(xì)闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在超高層建筑施工中的應(yīng)用。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)；超高層；鋼絞線；波紋管；張拉

一、超高層建筑的界定

對(duì)超高層建筑的定義，不同的國(guó)家有不同的標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)合國(guó)于1972年舉辦的國(guó)際高層建筑會(huì)議將超高層建筑定義為40層以上或者高度超過(guò)100m的高層建筑；日本將15層以上建筑定義為超高層建筑。我國(guó)對(duì)超高層建筑無(wú)明確的定義，但在國(guó)家現(xiàn)行建筑規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中均有一定說(shuō)明，可分別從建筑的房屋高度、不規(guī)則程度兩方面詳細(xì)界定超高層建筑。

（一）從房屋高度界定超高層建筑

對(duì)于一般建筑，規(guī)范根據(jù)建筑物的高度等級(jí)、房屋類型、結(jié)構(gòu)體系、抗震烈度的不同，從房屋高度方面明確了超高層建筑的最低房屋高度，即房屋高度超過(guò)一定數(shù)值的一般建筑屬于超高層建筑。

（二）從不規(guī)則程度界定超高層建筑

界定超高層建筑時(shí)，除了以一般建筑的房屋高度為依據(jù)外，還應(yīng)該考慮建筑的不規(guī)則程度，特別是不規(guī)則高層建筑，可能因其不規(guī)則程度而將其歸為超高層建筑范圍。通常，對(duì)于不規(guī)則的高層建筑，可以根據(jù)其不規(guī)則程度的大小來(lái)界定其是否屬于超高層建筑，而不規(guī)則程度的大小可以分別從“同時(shí)具有三項(xiàng)及其以上不規(guī)則”和“具有其中一項(xiàng)不規(guī)則”兩種情況進(jìn)行區(qū)別。

二、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）提高了構(gòu)件的抗裂能力

因?yàn)槌惺芡夂奢d之前預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受拉區(qū)已有預(yù)壓應(yīng)力存在，所以在外荷載作用下，只有當(dāng)混凝土的預(yù)應(yīng)力被全部抵消轉(zhuǎn)而受拉且拉應(yīng)變超過(guò)混凝土的極限拉應(yīng)變時(shí)，構(gòu)件才會(huì)開(kāi)裂。而普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中不存在預(yù)應(yīng)力，其開(kāi)裂荷載的大小僅由混凝土極限抗拉強(qiáng)度（為抗壓強(qiáng)度的1/10左右）所決定，因而抗裂能力很低。

（二）增大了構(gòu)件的剛度

因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正常使用時(shí)，在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下可能不開(kāi)裂或只有很小的裂縫，混凝土基本上處于彈性階段工作，因而構(gòu)件的剛度比普通鋼筋混凝土構(gòu)件有所增大。

（三）充分利用了高強(qiáng)度材料

普通鋼筋混凝土構(gòu)件不能充分利用高強(qiáng)度材料。而預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，預(yù)應(yīng)力鋼筋先被預(yù)拉，而后在外荷載作用下鋼筋拉應(yīng)力進(jìn)一步增大，應(yīng)而始終處于高拉應(yīng)力狀態(tài)，即能夠有效利用高強(qiáng)度鋼筋；而且鋼筋的強(qiáng)度高，可以減小需要的截面面積。

三、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在超高層建筑施工中的應(yīng)用

（一）工程概況

某超高層建筑，主體結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，在整個(gè)工程中總共有 26 條混凝土框架梁的施工采用了后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，且采用兩端對(duì)稱張拉，曲線預(yù)應(yīng)力筋為二次拋物線。鋼筋采用：Φ- HPB235 級(jí)，二級(jí)-HRB335 級(jí)，三級(jí)-HRB400 級(jí)。混凝土采用：預(yù)應(yīng)力梁混凝土等級(jí) C40（注意預(yù)應(yīng)力混凝土中嚴(yán)禁使用含有氯離子的外加劑）。

（二）施工工藝流程

后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁施工工藝流程：支梁底模→綁扎梁普通鋼筋→焊接波紋管固定點(diǎn)→支架波紋管→留排氣孔→安裝配件→布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→張拉預(yù)應(yīng)力筋→孔道灌漿→切割→錨具封閉。

（三）施工技術(shù)要點(diǎn)

1、支撐與模板

支撐與模板應(yīng)考慮能承受結(jié)構(gòu)自重和施工荷載，要求支撐有足夠的承載能力，穩(wěn)定性好。底模起拱按設(shè)計(jì)要求，一般取梁跨度的1%～1.5%，支撐的拆除應(yīng)從跨中向兩邊對(duì)稱進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力筋的張拉須在梁的側(cè)模拆除后進(jìn)行，以免側(cè)模阻礙梁中預(yù)應(yīng)力的建立，因此要考慮粱側(cè)模在底模不拆除的前提下拆除方便。

2、鋼絞線下料與制作

預(yù)應(yīng)力鋼絞線束一般比較長(zhǎng)，將其運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)后，需要將其卷成圓盤狀，在制造預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，需要將其開(kāi)盤冷拉，還要進(jìn)行下料編束。在下料前，施工人員應(yīng)避免鋼絞線出現(xiàn)變形問(wèn)題，還要避免出現(xiàn)應(yīng)力松弛情況，施工人員應(yīng)先對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線束進(jìn)行預(yù)拉，保證鋼絞線抗拉強(qiáng)度達(dá)到 85%以上。預(yù)拉時(shí)速度不宜過(guò)快，在預(yù)拉完成后還要保持5- 10min，然后再進(jìn)行放松。鋼絞線下料前還要再切割口兩側(cè)板扎鋼絲，一般是在切口50mm處位置，切割完成后要對(duì)割口進(jìn)行焊接，保證焊接的牢靠性，還要保證鋼絞線緊繃，不能出現(xiàn)過(guò)度松散的情況。另外，鋼絞線下料場(chǎng)還要保證平坦性，如果發(fā)現(xiàn)不平坦，可以在鋼絞線下墊方木。 下料的過(guò)程中應(yīng)將鋼絞線從盤卷中慢慢的抽出來(lái)，如果一次性全部取出，則可能出現(xiàn)相互纏繞在一起的問(wèn)題。

3、波紋管鋪放

鋪放前應(yīng)對(duì)波紋管進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)砂眼或脫扣應(yīng)用膠帶纏或截?cái)?。梁非預(yù)應(yīng)力筋綁扎成型后從一端或兩端將波紋管穿入梁內(nèi)，兩根管間加大一號(hào)的接頭管，并用膠帶封裹。對(duì)于折線形預(yù)應(yīng)力梁，鋪管時(shí)，為適應(yīng)4眼扁錨單根張拉鋼絞線的工藝要求，每根管事先穿入4根通長(zhǎng)連續(xù)的8鋼絲，作為穿鋼絞線時(shí)的牽引線，以克服折線形預(yù)應(yīng)力粱穿鋼絞線施工中的難題，在固定端設(shè)一灌漿（泌水）孔。

4、穿束

在鋪管的同時(shí)穿鋼絞線，采用特制的“子彈頭”將鋼絞線逐根穿入。鋪管穿束完成后，應(yīng)由專人檢查波紋管的位置、破損情況及鋼絞線外露長(zhǎng)度等。若鋼絞線外露長(zhǎng)度不滿足千斤頂工作長(zhǎng)度的要求，尚應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整。鋼絞線外露部分應(yīng)包裹，防止污染或銹蝕。當(dāng)波紋管及預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)完畢并自檢后，應(yīng)向監(jiān)理報(bào)驗(yàn)，符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，辦理隱蔽工程手續(xù)，從而進(jìn)行下道工序。

5、預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑

澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)避免振搗棒直接撞擊波紋管和鋼絞線，以免振壞波紋管，造成漏漿，萬(wàn)一波紋管內(nèi)漏漿會(huì)造成以后對(duì)預(yù)應(yīng)力筋張拉及灌漿不利的影響?；炷帘仨氄駬v密實(shí)，特別是鋼筋密集區(qū)、張拉端尤應(yīng)注意。混凝土澆搗結(jié)束后應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保持充分濕潤(rùn)，防止水份過(guò)早蒸發(fā)而表面產(chǎn)生裂縫。在澆筑中除留置竣工資料中需要的標(biāo)養(yǎng)試塊外，尚要留置施工試塊，并與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)，以確定張拉時(shí)間之用。

6、預(yù)應(yīng)力筋張拉施工

（1）張拉機(jī)具的配備

張拉千斤頂采用前卡式千斤頂單根張拉。油泵和千斤頂在張拉前必須進(jìn)行配套檢驗(yàn)，得出千斤頂出力和油壓表讀數(shù)之間的關(guān)系式，根據(jù)檢定結(jié)果和工程實(shí)際情況，計(jì)算出相應(yīng)張拉力下油壓表讀數(shù)值，壓力表的精度不宜低于1.5級(jí)，張拉機(jī)具運(yùn)行應(yīng)正常。

（2）預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制

張拉控制應(yīng)力σcon=0.71fptk=1302MPa。張拉程序：0→0.2σcon（初讀數(shù)）→1.0σcon（最后讀數(shù)）→持荷3min錨固。

預(yù)應(yīng)力張拉采用雙控法，即應(yīng)力控制（油壓表讀數(shù)），同時(shí)校核預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際伸長(zhǎng)值。實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值與計(jì)算值相比，應(yīng)在+6%～-6%范圍內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施后方可進(jìn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上，通過(guò)實(shí)踐證明，在超高層建筑工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還能保證建筑的抗震性能達(dá)到安全等級(jí)要求，值得大力推廣。

[1]高強(qiáng).預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].門窗.2014(11).

[2]呂洪.關(guān)于建筑預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)探析[J].江西建材.2015(16).