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房建工程大跨度预应力混凝土梁施工技术实践研究
摘要:在大跨度建筑项目中使用后张法无粘结预应力施工技术,整个工程项目的施工建设质量提升到了一个新的高度,确保了工程项目的施工建设质量与设计标准保持着高度统一,长结构混凝土工程项目的板面裂纹的等问题得到了高效处理,推动了无粘结预应力工程项目施工建设取得长足发展。结果表明,施工中应用的大跨度预应力混凝土梁施工技术与延性能力较好,为建筑工程提供了质量保障。
关键词:房建工程;大跨度预应力;混凝土梁;施工技术
中图分类号:TU741 文献标识码:A
引言
与传统的现浇施工相比,装配式建筑的施工现场不需要大量的人力和物力,多数建筑部件、构件在生产车间完成,减少了建材的损耗和建筑垃圾的产生,降低了整个建筑生命周期的碳排放,是有利于实现双碳目标的建造方式,并且顺应国家绿色发展和可持续发展理念,是建筑领域的重要发展方向。 与此同时,施工控制系统的持续优化与完善,不仅显著提升了施工过程中的监测效率与准确性,还成功实现了对工程竣工后安全状态的全面检查与评估。尽管预应力混凝土连续梁桥的施工控制技术已趋于成熟,但持续的技术创新与优化仍是确保桥梁工程质量与安全的关键所在。但仍需对理论进行深化研究,并进一步完善其控制技术。
1、研究背景
大跨度预应力混凝土梁可以有效地增加建筑物的空间跨度,扩大建筑物的功能,提高空间质量,因此在现代建筑中得到了广泛的应用。但是,其施工难度大,对模板支架体系、钢筋工程、混凝土工程、预应力张拉工艺等有很高的技术要求,需要深入研究关键施工技术,优化施工工艺,创新建造方法,以保证工程质量,提高施工效率。提升建筑结构强度与承载能力预应力先张法通过预先对钢筋施加拉力,以便在混凝土硬化阶段引发预压应力,有效应对外部拉应力,提升结构抗力。使得结构在承受大跨度、重载等复杂工况时仍能保持稳定性和安全性。采用预应力先张法能缩减建筑构件的截面尺寸,从而释放出更多的使用空间,有利于提升建筑的经济效益和审美价值。在现代建筑工程中,预应力先张法的应用有利于适应复杂环境,满足特殊需求。例如,在地震多发区、高温高湿环境等特殊条件下,传统施工方法往往难以保证结构的安全性和稳定性。而预应力先张法通过提高构件的承载能力和抗裂性能,在恶劣环境下仍能保持较好的工作状态。
2、设计要求
无粘结预应力筋由钢绞线组成,涂有防腐润滑剂和外部PE。预应力筋为1×7U-φS15.2mm高强低松弛预应力钢绞线,fpdk=1860MPa,直径15.2mm,单束钢绞线面积Ap=140mm2,预应力钢绞线的质量要保持在1.22kg/m以上。外观、弯曲强度、抗压强度、拉伸剪切强度、拉伸剪切强度下降率(湿热老化性能和高低温交变性能)。并严格按照GB/T 5224-2023《预应力混凝土用钢绞线》试验标准来开展复检工作,确保检验项目与标准技术能够达到相关要求。处理预应力钢绞线外包防腐时,防腐材料的质量一定要满足以下标准:温度控制在-20℃~70℃之间,确保在低温环境中不会有脆化的情况发生。注重对其抗疲劳破坏性和韧性的提升,使其能够在高温环境中保持着良好的状态,不会给四周材料造成任何侵蚀,没有吸水、进水的问题发生,内部油脂润滑性与摩擦阻力保持高度一致。聚丙烯和聚乙烯等材料是外包材料的主要材质,而聚氯乙烯则不能使用到外包材料中。张拉端锚具采用夹片锚,固定端采用挤压锚或夹片锚,质量应符合JGJ 85-2010《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》的规定,复检静载锚固性能满足GB/T 14370-2015《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的规定。钢绞线的长度在30m以内时,张拉施工采取一端张拉施工的方式;钢绞线的长度在30m以上时,张拉施工采取两端张拉施工的方式[1]。
3、房建工程大跨度预应力混凝土梁施工技术
3.1、建立有限元模型
在施工准备阶段,建立一系列的计算模型是非常重要的,其中有限元建模是必不可少的。模型的设计是通过科学分析来建立,深入探索施工过程中悬臂结构的全部位移与内力变化的规律,以期达到缩短整体施工周期的目标。然而必须认识到计算模型的构建本身便是 项复杂而艰巨的任务,它要求紧密贴合实际情况进行精准无误的计算,以确保模型的有效性和可靠性。为实现这一目标,需对悬臂浇筑的全过程进行详尽模拟,精准确定各施工单元的长度,以此为基础构建有限元分析模型,从而显著提升施工效率与便捷性。在模拟过程中必须全面考量多个维度,包括但不限于合龙阶段各体系间的相互转换、连续施工过程中从 块至合龙段各悬臂的多种显著状态,以及工程竣工后可能出现的各类负面影响[2]。
3.2、钢筋连接
钢筋工程是混凝土施工的重要组成部分,钢筋连接方法对施工效率和成本影响较大。传统的钢筋绑扎搭接方法十分耗时费力,采用新型套筒挤压连接技术,可实现钢筋快速可靠连接。该方法利用连接套筒,通过特制的液压机械,将钢筋插入套筒两端,挤压变形,形成永久连接,其强度可达到钢筋的抗拉极限强度。该技术简便快捷,一人一机即可高效操作,连接单个接头,显著减少了现场工作量,提高了劳动生产效率。套筒连接无须焊接,可避免出现钢筋的热影响,连接性能稳定可靠,同时节省了大量的钢筋,符合绿色施工理念[3]。
3.3、张拉作业
在预应力张拉施工前,应详细检查混凝土浇筑施工质量,真正掌握张拉端混凝土的张拉应力,消除各种影响张拉施工的因素。对预应力钢绞线裸露在外的长度进行仔细检查,确保能与张拉作业施工要求保持一致,对张拉设备、仪表和相关机具的运行状态进行细致观察。标定千斤顶时,需要有资质的标定检测机构使用主动态方式完成相关操作。严格按照相关程序完成预应力钢绞线张拉施工作业,安装张拉设备时,钢绞线中心线与张拉作用线要保持在同一轴线上,在张拉过程中,千斤顶的回油速度、进油速度要始终保持平稳。张拉施工的核心内容为应力控制,同时做好伸长值校核工作,比较计算理论伸长值与实际测量获得的伸长值,二者之间的误差要控制在6%左右。对压力表的精准度进行及时校验,张拉压力表的数据值误差保持在0.1MPa左右,不能出现预应力钢绞线滑丝或断丝,如果出现此类问题,要及时开展再次张拉操作[4]。
3.4、温度控制
在预应力板梁的施工过程中,温度对混凝土的性能和裂缝的控制有显著的影响。因此,必须采取全面细致的温度调节策略。在高温条件下,建设队伍必须实施多种降温策略,以减少高温对混凝土造成的负面影响。例如,采用遮阳网,篷布等遮阳设施,显著减少直接日照带来的热量,有效降低混凝土表层温度,防止水分快速蒸发以及由此引发的干燥收缩裂缝。同时,可以定期向混凝土表面喷洒水分,直接降低温度,维持混凝土表面的湿润状态,有效减缓内部水分的蒸发速度,进而减少收缩所引起的应力。在温度较低的条件下,混凝土结构可能因冻结产生裂缝,为了避免出现此类状况,必须实施严密的保温策略,利用草帘、泡沫板等保温材料,有效隔离外部冷空气,降低混凝土热量流失,维持其内部温度[5]。
结束语
大跨度现浇预应力混凝土连续梁施工技术作为一项高度复杂的工程技术,对施工技术管控提出了极高的要求。应进一步加强“产学研用”联动,强化科技成果转化,完善技术标准规范,有力推动大跨度预应力混凝土梁高质量发展。
参考文献:
[1]温舒骏.大跨度预应力混凝土梁施工技术[J].广东建材,2023,39(06):96-98.
[2]张绮雯,韦斌,何俊甫,等.预应力后张法在大跨度钢筋混凝土梁施工中的应用[J].四川水泥,2023,(06):146-148.
[3]张涛.大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁施工技术[J].交通世界,2023,(16):153-155.DOI:10.16248/j.cnki.11-3723/u.2023.16.051.