建筑平板结构有粘结预应力施工技术应用探讨

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摘要：预应力技术经过几十年的发展，已经成为一种相当成熟的结构技术，但其至今仍在不断地发展和进步。下面结合具体工程实例,针对房屋建筑中楼板采用有粘结预应力技术的做法作一些探讨。

关键词：有粘结预应力；楼板结构；施工工艺

中图分类号：TU378文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

湖南长沙某综合办公楼工程，共6层，为商业及办公用途、楼层平面尺寸为76.3m×65.52m，建筑高度24.3m，建筑面积37050m2，基本柱网尺寸为8.2m×8.2m，上部结构体系为现浇钢筋混凝土板柱-剪力墙结构，屋面板除周边一跨外均采用后张法有粘结预应力无梁平板结构，且均为连续双向板，板中采用有粘结预应力混凝土平板体系，板跨度8.2m、板厚200mm，板柱节点处设2m×2m×0.35m柱帽。板中双向配置有粘结预应力筋，柱帽上板带布置3束(3×3ϕs15.2钢绞线，间距1000)、跨中板带布置3束(3×3ϕs15.2钢绞线，间距1550)，均采用曲线形布置方式；沿柱网轴线方向设1000mm×200mm暗梁，配普通钢筋，平板上、下均配有ϕ10双向普通钢筋，仅在建筑物周边及楼梯位置设梁。梁板混凝土强度等级为C30。

2 预应力楼板结构的技术特点

2.1超长结构

楼层平面尺寸为76.30m×65.52m，属于超长不设缝结构。预应力是防止超长结构开裂的主要措施，为解决超长结构在早期混凝土养护期间收缩应力问题，在楼板、屋面板纵横方向中部分别设了一条宽800mm的加强带。

2.2预应力筋固定端、张拉端锚具形式

预应力筋的固定端为压花锚具，预埋在混凝土板中，它由梨形自锚头的一段钢绞线、与锚头连接的钢筋支架、螺旋筋、端部封堵的干硬性水泥浆体(见图1)。张拉端为内锚式，采用夹片扁锚，由夹片、锚板、铸铁承压锚以及附加箍筋四部份组成(见图2)，要求锚具不能突出板面、梁面。在锚具安装时适当调整梁、板普通钢筋位置，保证锚具安装位置准确。

图1 固定端压花锚大样 图 2 张拉端夹片锚大样

2.3板中双向预应力筋的布置及张拉板内有粘结预应力筋选用正反抛物线布置，曲线方程y=ax2+b(见图3)，预应力筋布置要保证曲线矢高，特别是跨中和支座处的矢高要准确。因楼板、屋面板平面尺寸大，预应力筋设计为2段分别布置张拉，最短的预应力筋15.4m，最长的58.02m。较短的预应力筋设计采用一端张拉，另一端用压花锚具固定，较长的预应力筋设计为二端同时张拉。

图3 预应力束曲线方程图

3 有粘结预应力施工准备

3.1主要机械设备

采用ZB4-500型高压电动油泵、YCQ25型液压千斤顶、UB3型压浆泵。张拉前对千斤顶、油泵和油压表进行配套标定，张拉设备应在标定的有效期内使用。3.2 材料检验

3.2.1钢绞线

本工程预应力筋采用1860级ϕs15.2高强度底松驰钢绞线，钢绞线进场应逐盘进行外观质量检查，钢绞线表面不得有油污、锈斑或机械损伤，钢绞线的捻距应均匀，切断后不松散；钢绞线的力学性能应按批抽样检验，试验结果应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224的规定。

3.2.2夹片锚具

本工程使用的夹片锚具工作锚板型号YMB15-3、工作夹片型号YMB15，进场应检查外观质量和外形尺寸，锚具表面应无污物、锈蚀、机械损伤和裂缝。从每批锚具中抽取5且不少于5套做硬度检验，试验结果应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370的规定。从同一批锚具中抽取6套锚具，与符合试验要求的预应力筋组装成3束预应力筋一锚具组装件做静载锚固性能试验，试验结果必须符合有关标准规定。

3.2.3金属波纹管

有粘结预应力平板孔道预埋采用扁形金属波纹管Ф70×19mm，接头采用大一号的金属波纹管Ф80×19mm，金属波纹管进场时应检查外观质量和外形尺寸，并做进场复验，其规格和性能应符合现行行业标准《预应力混凝土金属螺旋管》JG/T3013的规定。

3.2.4水泥、外加剂

灌浆用水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级42.5，外加剂采用AEA膨胀剂及减水剂，水泥和外加剂进场时应做复验，试验结果水泥质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175的规定，外加剂质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076等的规定。

4 后张法有粘结预应力楼板结构施工技术

4.1预应力筋下料

预应力筋下料长度应考虑设计曲线长度、张拉端外伸预留长度、张拉设备、锚具型号规格和施工方法等因素，本工程采用夹片式锚具与穿心式千斤顶进行预应力筋张拉，其下料长度L按下式计算：

一端张拉时L=L0+L1+L2+L3+L4(式1)

两端张拉时L=L0+2(L1+L2+L3) (式2)

式中：

L0———构件孔道长度；

L1———张拉端锚垫板厚度；

L2———夹片式工作锚具厚度；

L3———张拉端外露预留长度；

L4———锚固端长度。

预应力钢绞线的下料应在平整洁净的场地上直线定出下料长度，用砂轮切割机切断，不得用电弧切割，在钢绞线下实同时制作固定端压花锚具，压花梨形头尺寸不应小于ϕ95×150。对所下的预应力筋做好分区及类型编号并标明长度，以便布束张拉时识别。

4.2预应力筋的铺设

在绑扎完楼板暗梁骨架和板底层普通钢筋网之后，即可按预应力筋平面、剖面设计图定出每种编号预应力筋的布置、间距、走向，在模板上匮出预应力筋长度方向位置线及反弯点位置，并标注预应力筋编号，然后按每种编号的预应力筋曲线坐标铺放金属波纹管，金属波纹管连接采用比主管大一号的金属波纹管，连接管长度约250mm，在连接管的两端缠上塑料胶带以防漏浆。楼板均为双向板，先铺设一个方向的金属波纹管并穿入预应力筋，预应力筋的穿束要与施工图所示的编号相对应，经检查无误后再铺设另一方向的金属波纹管并穿入预应力筋，另一方向的金属波纹管铺放还要考虑两方向预应力筋在交叉点的高低相对关系进行穿插铺放。为保证两方向预应力筋的竖向位置，使其曲线光滑、走向正确，采用设置定位固定架，具体做法是根据曲线矢高沿金属波纹管长度方向每隔0.8m设置相应钢筋固定架，固定架可采用ϕ12钢筋制作，其高度按照曲线方程结合各柬形剖面大样经计算确定。

全部预应力筋铺放到位后，再仔细检查调整各固定架的高度、曲线走向、矢高，符合设计要求后，将波纹管绑扎在固定架上，且固定架与普通钢筋点焊牢固，防止浇筑混凝土过程移位。

4.3端部预埋安装

4.3.1固定端端部预埋安装

长度小于26m的预应力筋设计为一端张拉，固定端采用压花锚具。在穿入预应力筋前，金属波纹管端部先装上一个5圈Ф8的螺旋筋，钢绞线压花锚梨形头尺寸不应小于Ф95×150，直线段长度为1000～1100mm，压花孔穿入一根Ф10钢筋，为保证压花锚具不外露，按设计要求固定好压花端位置。

4.3.2张拉端端部预埋安装

张拉端锚具采用凹入形式，预应力筋铺设完后，安装固定张拉端成品铸铁承压锚(周边一跨梁处固定在离端部约100mm处)，采用短钢筋与四周普通钢筋焊牢，铸铁承压锚的竖向面应与预应力筋垂直。当张拉端在楼板暗梁或边梁时，特别是在梁的箍筋加密区钢筋较密集，应适当调整预埋铸铁承压锚周围的钢筋位置，以确保铸铁承压锚预埋位置准确，然后在承压锚外安装穴模。穴模采用80×100×180聚苯乙烯块作预埋，便于日后拆除，将聚苯乙烯块用铁钉固定在端部的模板上，与铸铁承压锚竖向接逢处用防水胶布缠紧，以防浇筑混凝土时水泥浆流入。端头预埋的承压锚周围在预应力筋张拉阶段将会出现高的压应力区，为避免高压应力导致混凝土开裂，根据设计图纸要求，张拉端铸铁承压锚周边加设至少4个Ф10附加箍筋，箍筋四角穿入Ф10钢筋绑扎固定，用来限制锚具端头混凝土裂缝的产生，以改善承压锚下的应力分布和减少端部的横向拉力。预应力筋在承压锚后的预留张拉长度不应小于500mm。