預(yù)應(yīng)力技術(shù)在大型儲煤筒倉工程中的應(yīng)用

□文/王 耆 劉少榮

1 工程概況

中國華電石家莊鹿華熱電廠儲煤筒倉采用大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)用了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，需要把握材料的選型和張拉端、固定端的布置以及張拉方法和張拉程序、控制工程質(zhì)量等方面的因素，才能使預(yù)應(yīng)力應(yīng)用取得良好效果。

根據(jù)設(shè)計圖紙，在筒倉的環(huán)形錐斗壁環(huán)向3.8～6.3 m、斗壁環(huán)向和徑向4.2～18.45 m、倉壁18.45～37m的環(huán)向布置預(yù)應(yīng)力鋼筋。預(yù)應(yīng)力筋根據(jù)長度和損失計算采用一端張拉或雙端張拉形式，環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋按照包裹180°的方式在扶壁柱上設(shè)置張拉端，張拉控制應(yīng)力為1 395 N/mm2，張拉端采用單孔夾片式錨具，在倉壁徑向布置的預(yù)應(yīng)力筋采用單端張拉，固定端采用擠壓錨?；炷翉?qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計要求強(qiáng)度之后進(jìn)行張拉。

2 設(shè)計特點(diǎn)

1）儲煤筒倉的倉壁由于儲煤，在壓力作用下產(chǎn)生環(huán)向壓力，將使倉壁產(chǎn)生裂縫，而采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的鋼筋混凝土筒倉充分利用了混凝土的抗壓強(qiáng)度和鋼絞線抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)，倉壁和斗壁均布置了環(huán)向無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，同時斗壁還布置了徑向直線無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。對倉壁、斗壁施加預(yù)應(yīng)力，用鋼絞線來承擔(dān)倉壁、斗壁的環(huán)拉力，防止倉壁、斗壁開裂，達(dá)到減小倉壁厚度，節(jié)省大量混凝土和鋼材。

2）為形成完整的環(huán)向預(yù)應(yīng)力，環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋分別采用180°包角布置，即筒倉筒壁每層預(yù)應(yīng)力筋由兩束無粘結(jié)筋組成，每束筋各繞圓周180°，相鄰兩層預(yù)應(yīng)力筋的張拉端錯開90°，以形成完整連續(xù)的環(huán)向預(yù)應(yīng)力，為方便環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋的張拉，筒壁預(yù)應(yīng)力筋張拉端均設(shè)置了扶壁柱。

3）為保證每根預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力應(yīng)變都能夠符合設(shè)計要求，工程均采用了逐根張拉工藝，從而保證了對每一根預(yù)應(yīng)力筋實(shí)行雙控，即同時控制預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力和應(yīng)變，而且由于該工藝只需小噸位單根張拉設(shè)備即可，輕便、簡單、易于操作，方便了施工，提高了工作效率，縮短了工期。

4）預(yù)應(yīng)力施工前要根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行二次深化設(shè)計，然后按照深化設(shè)計圖紙進(jìn)行施工圖翻樣工作，以便指導(dǎo)現(xiàn)場施工。施工翻樣圖包括預(yù)應(yīng)力筋下料圖和位置詳圖；預(yù)應(yīng)力筋與非預(yù)應(yīng)力筋的位置關(guān)系詳圖；預(yù)應(yīng)力束錨固端的位置及安裝詳圖；預(yù)應(yīng)力筋環(huán)形斗壁布置圖，見圖1和圖2。

圖1 預(yù)應(yīng)力筋環(huán)形斗壁張拉端構(gòu)造及鋼筋布置

圖2 預(yù)應(yīng)力筋環(huán)形斗壁布置

3 預(yù)應(yīng)力施工工藝

3.1 預(yù)應(yīng)力筋制作

無粘結(jié)筋應(yīng)按施工圖上結(jié)構(gòu)尺寸和數(shù)量，考慮預(yù)應(yīng)力筋的曲線長度、張拉設(shè)備及不同形式的組裝要求，每根預(yù)應(yīng)力筋的每個張拉端預(yù)留出≮30 cm的張拉長度進(jìn)行下料。

3.2 預(yù)應(yīng)力筋鋪放

1）節(jié)點(diǎn)安裝。預(yù)應(yīng)力筋伸出承壓板長度（預(yù)留張拉長度）≥30 cm；將木端模固定好；凸出混凝土表面的張拉端承壓板應(yīng)用釘子固定在端模上（凹入混凝土表面的張拉端承壓板處設(shè)置穴模）；螺旋筋應(yīng)固定在張拉端及錨固端的承壓板后面，不得少于3～4圈；各部位之間不應(yīng)有縫隙；預(yù)應(yīng)力筋必須與承壓板面垂直，其在承壓板后應(yīng)有≮30 cm的直線段。

2）安放架立筋。按照施工圖紙中預(yù)應(yīng)力筋矢高的要求，將編號的架立筋安放就位并固定。為保證預(yù)應(yīng)力鋼筋的矢高準(zhǔn)確、曲線順滑，要求每隔1 m左右設(shè)置一個。

3）鋪放預(yù)應(yīng)力筋。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)按施工圖紙要求進(jìn)行鋪放，鋪放過程中平面位置及剖面位置應(yīng)定位準(zhǔn)確。

倉壁、斗壁中各有4個扶壁柱，環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋按180°包角放置，張拉端上下錯層布置。斗壁中環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋間距為順斗壁斜向均勻分布，見圖3-圖5。

圖3 扶壁柱構(gòu)造

圖4 倉壁內(nèi)暗扶壁柱構(gòu)造

圖5 預(yù)應(yīng)力筋布置

3.3 混凝土的澆筑及振搗

澆筑混凝土?xí)r應(yīng)認(rèn)真振搗，保證混凝土的密實(shí)。尤其是承壓板、錨板周圍的混凝土嚴(yán)禁漏振，不得有蜂窩或孔洞，保證密實(shí)。振搗時，應(yīng)避免踏壓碰撞預(yù)應(yīng)力筋以及端部預(yù)埋部件。

在混凝土初凝之后（澆筑后2～3 d），應(yīng)及時拆除端模，清理穴模。

3.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉

張拉環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋時采用隔圈張拉的方式，即先在1、3扶壁柱上布置4套機(jī)具，同時張拉單號束，全部完成后轉(zhuǎn)移機(jī)具至2、4扶壁柱張拉雙號束至結(jié)束，見圖6。

圖6 預(yù)應(yīng)力筋水平展開

4 結(jié)論

1）施工時采用了單根無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋合并集團(tuán)束和單根預(yù)應(yīng)力筋張拉的施工工藝，有效的滿足了結(jié)構(gòu)的要求，同時該工藝小噸位張拉設(shè)備，輕便、簡單、便于操作，降低了施工難度。

2）大容積、大直徑的鋼筋混凝土筒倉在設(shè)計施工中，對倉壁和斗壁施加預(yù)應(yīng)力，可以有效地減小倉壁的厚度，節(jié)省大量的混凝土和鋼材。