郭喜梅
摘 要:現(xiàn)階段超高層、大跨度的建筑工程不斷增多,這些工程施工中通常會(huì)使用到預(yù)應(yīng)力技術(shù)。其作用是顯著改善土木工程的整體受力結(jié)構(gòu),提高其承載力、耐久度和抗?jié)B性等多種性能,保障了土木工程的安全性和高質(zhì)量。對(duì)于不同類型、結(jié)構(gòu)的土木工程,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)也不盡相同。對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō),應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際,合理制定預(yù)應(yīng)力施工方案,明確流程及要點(diǎn),才能發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞:土木工程;預(yù)應(yīng)力;轉(zhuǎn)換層;鋼絞線
一、土木工程預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特點(diǎn)
對(duì)于以混凝土作為主體材料的土木工程來(lái)說(shuō),受到混凝土自身特性的影響,雖然能夠提供較強(qiáng)的強(qiáng)度和剛度,但是承受的拉應(yīng)力較差。這也是一些高層建筑或大跨度橋梁工程中,混凝土結(jié)構(gòu)比較容易形成裂縫的根本原因?;炷两Y(jié)構(gòu)工程中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù),通過(guò)對(duì)混凝土內(nèi)部的鋼筋進(jìn)行拉張,以達(dá)到增強(qiáng)鋼筋混凝土整體拉應(yīng)力的目的,使得土木工程可以在更高的高度和更長(zhǎng)的跨度下,仍然保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)量安全。
預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在:(1)抗裂、抗裂。通過(guò)張拉鋼筋產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,抵消掉混凝土結(jié)構(gòu)所受的一部分拉力,從而可以支撐混凝土結(jié)構(gòu)承載更大的壓力、拉力,保障了高層及大跨度工程的穩(wěn)定性。(2)防腐、滲透。結(jié)構(gòu)腐蝕和雨水滲透是土木工程常見的質(zhì)量通病,使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以通過(guò)改善混凝土結(jié)構(gòu)性能,在防止內(nèi)部鋼筋腐蝕以及外部混凝土開裂滲透等問(wèn)題上也有明顯效果。
二、土木工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用
1、在框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
在現(xiàn)代的土木工程中,框架結(jié)構(gòu)是一種常見的模式,可以顯著擴(kuò)充室內(nèi)空間,增加使用面積。但是框架結(jié)構(gòu)也有一個(gè)比較明顯的缺點(diǎn),就是對(duì)于發(fā)揮支撐作用的梁、柱的承載力有極高的要求。特別是在一些高層建筑中,為了安全起見,必須要對(duì)框架結(jié)構(gòu)中的一些承力構(gòu)件,運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固。
2、在受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
在一些大跨度的場(chǎng)館工程中,會(huì)大量使用到受彎結(jié)構(gòu),通過(guò)增加材料的彎度,提供一定的支撐力,保證大跨度結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。后期隨著工程的進(jìn)行,受彎構(gòu)件所承擔(dān)的壓力逐漸增加,此時(shí)需要通過(guò)粘貼碳纖維的方式,保證受彎構(gòu)件的穩(wěn)定性,防止受彎構(gòu)件突然斷裂。在粘貼碳纖維之前,也需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。其目的是增強(qiáng)碳纖維材料的初始抗應(yīng)力,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后的碳纖維材料,粘貼到受彎構(gòu)件上,才能保證兩者能夠緊密的粘貼,更好的提升受彎結(jié)構(gòu)的整體承載力。
3、在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以起到協(xié)調(diào)受力均衡、保障建筑整體受力穩(wěn)定的目的。對(duì)于一些多層、多用途的建筑工程,不同用途、不同結(jié)構(gòu)的兩個(gè)樓層之間,需要增加轉(zhuǎn)換層。例如很多高層建筑,低層是商業(yè)區(qū),高層是辦公區(qū),從商業(yè)區(qū)向辦公區(qū)過(guò)渡的兩個(gè)樓層,由于建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,受力點(diǎn)的分布也有差異。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中,可以讓上部樓層所承受的壓力,均勻的傳達(dá)到下部樓層,這樣就避免了因?yàn)槭芰Σ痪庠斐山ㄖ蚣茏冃紊踔潦前l(fā)生事故的情況。
三、土木工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)
1、材料的選擇
預(yù)應(yīng)力施工中,波紋管是一種必不可少的材料,并且波紋管的材料、質(zhì)量和使用性能,將會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的效果發(fā)揮產(chǎn)生直接影響。因此在建筑工程中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù),首先要根據(jù)施工方案,挑選符合施工要求的高質(zhì)量材料。以波紋管為例,目前波紋管種類繁多,從材質(zhì)上來(lái)看有塑膠、金屬、合金等幾種。普通民用建筑選擇塑膠波紋管即可,具有剛度較好、成本較低且耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)。另外,塑膠波紋管還可以根據(jù)預(yù)應(yīng)力施工需要,將其加熱軟化后彎曲成多種形狀,更好的滿足了施工要求。
2、錨座的安裝
為避免預(yù)應(yīng)力張拉端槽口開的過(guò)大而切斷豎向鋼筋,應(yīng)采用深埋錨工藝即錨墊板栓接一段套筒。安裝時(shí),需要首先根據(jù)施工圖紙確定錨座的位置及尺寸。要注意核對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉端的方向,應(yīng)當(dāng)保證與鋼筋安裝方向一致。同時(shí),張拉口的開度也要進(jìn)行控制,開度過(guò)大可能會(huì)影響張拉效果,開度偏小會(huì)增加摩擦力,張拉難度較大。錨座安裝完畢后,還要檢查是否固定牢固,確定不存在問(wèn)題后進(jìn)行波紋管的連接施工。應(yīng)保證波紋管的材質(zhì)、規(guī)格等均符合要求,然后找準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙上對(duì)應(yīng)的位置,將波紋管固定好。
3、穿束
鋼絞線穿入方法可分為整束穿入法和單根穿入法;整束穿入法是事先將鋼絞線理成束,并用專用穿束網(wǎng)兜將其網(wǎng)住。單根穿入法是在單根鋼絞線頭部用膠布包裹成錐形以防端部松散,采用人工將鋼絞線逐個(gè)穿入管道。在高層或大跨度建筑中,對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的要求加高,一般選擇整束穿入,可以加快施工效率,并且在提供預(yù)應(yīng)力上也有更明顯的效果。
4、預(yù)應(yīng)力張拉
在U形預(yù)應(yīng)力鋼束安裝過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)保證預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉伸長(zhǎng)量符合要求,如果張拉伸長(zhǎng)量不達(dá)標(biāo),那么U形預(yù)應(yīng)力的實(shí)際性能就無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在具體的計(jì)算過(guò)程中應(yīng)當(dāng)通過(guò)假定摩擦系數(shù)的方式對(duì)鋼絞線的數(shù)量、噸位及曲率半徑影響予以忽略。在張拉時(shí),現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要嚴(yán)格遵循相關(guān)的技術(shù)規(guī)范,并嚴(yán)格按照順序完成張拉(具體流程如下圖1所示)。同時(shí),也要做到具體情況具體分析,綜合考慮本次工程所用鋼絞線的數(shù)量等情況,完成張拉。張拉結(jié)束后,應(yīng)當(dāng)組織技術(shù)人員對(duì)鋼絞線的形變量進(jìn)行精確測(cè)量,以確定張拉效果是否滿足施工設(shè)計(jì)要求。
5、封錨
經(jīng)過(guò)檢測(cè)計(jì)算確定張拉形變量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后,開始封錨。鋼絞線張拉完畢后,做上標(biāo)記,嚴(yán)禁撞擊錨頭,隨后還要繼續(xù)觀察24h,鋼絞線且沒有回縮的異常變化后,應(yīng)割除錨具外多余的鋼絞線。封錨后隨即進(jìn)行管道壓漿,目的是固定鋼絞線,避免后期預(yù)應(yīng)力回彈導(dǎo)致鋼絞線松動(dòng)、回收。
結(jié)語(yǔ):土木工程中的混凝土材料,本身也有一定的承載力和抗拉力。但是隨著工程高度的增加或是跨度的拉長(zhǎng),混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫情況,影響建筑使用安全。為了應(yīng)對(duì)這種情況,就需要使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。施工單位首先要掌握預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工要點(diǎn),切實(shí)提高施工技術(shù)水平以及加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督。同時(shí),也要堅(jiān)持具體工程具體分析,針對(duì)工程特點(diǎn)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力施工方案,確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)真正發(fā)揮作用。
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