預應力技術(shù)在超高層建筑施工中的應用

秦玉嬌++王有鵬++楊曉霞

【摘 要】很多超高層建筑都應用了預應力結(jié)構(gòu)，其具有自重輕、抗裂能力強、鋼材強度高等優(yōu)點，可以保證超高層建筑對安全質(zhì)量的要求。本文即結(jié)合具體工程案例詳細闡述了預應力技術(shù)在超高層建筑施工中的應用。

【關(guān)鍵詞】預應力技術(shù)；超高層；鋼絞線；波紋管；張拉

一、超高層建筑的界定

對超高層建筑的定義，不同的國家有不同的標準。聯(lián)合國于1972年舉辦的國際高層建筑會議將超高層建筑定義為40層以上或者高度超過100m的高層建筑；日本將15層以上建筑定義為超高層建筑。我國對超高層建筑無明確的定義，但在國家現(xiàn)行建筑規(guī)范和行業(yè)標準中均有一定說明，可分別從建筑的房屋高度、不規(guī)則程度兩方面詳細界定超高層建筑。

（一）從房屋高度界定超高層建筑

對于一般建筑，規(guī)范根據(jù)建筑物的高度等級、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，除了以一般建筑的房屋高度為依據(jù)外，還應該考慮建筑的不規(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“同時具有三項及其以上不規(guī)則”和“具有其中一項不規(guī)則”兩種情況進行區(qū)別。

二、預應力技術(shù)的優(yōu)勢

（一）提高了構(gòu)件的抗裂能力

因為承受外荷載之前預應力混凝土構(gòu)件的受拉區(qū)已有預壓應力存在，所以在外荷載作用下，只有當混凝土的預應力被全部抵消轉(zhuǎn)而受拉且拉應變超過混凝土的極限拉應變時，構(gòu)件才會開裂。而普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中不存在預應力，其開裂荷載的大小僅由混凝土極限抗拉強度（為抗壓強度的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

因為預應力混凝土構(gòu)件正常使用時，在荷載效應標準組合下可能不開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）充分利用了高強度材料

普通鋼筋混凝土構(gòu)件不能充分利用高強度材料。而預應力混凝土構(gòu)件中，預應力鋼筋先被預拉，而后在外荷載作用下鋼筋拉應力進一步增大，應而始終處于高拉應力狀態(tài)，即能夠有效利用高強度鋼筋；而且鋼筋的強度高，可以減小需要的截面面積。

三、預應力技術(shù)在超高層建筑施工中的應用

（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)預應力混凝土技術(shù)，且采用兩端對稱張拉，曲線預應力筋為二次拋物線。鋼筋采用：Φ- HPB235 級，二級-HRB335 級，三級-HRB400 級?；炷敛捎茫侯A應力梁混凝土等級 C40（注意預應力混凝土中嚴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)預應力混凝土框架梁施工工藝流程：支梁底?！壴浩胀ㄤ摻睢附硬y管固定點→支架波紋管→留排氣孔→安裝配件→布設(shè)預應力筋→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護→張拉預應力筋→孔道灌漿→切割→錨具封閉。

（三）施工技術(shù)要點

1、支撐與模板

支撐與模板應考慮能承受結(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)計要求，一般取梁跨度的1%～1.5%，支撐的拆除應從跨中向兩邊對稱進行。預應力筋的張拉須在梁的側(cè)模拆除后進行，以免側(cè)模阻礙梁中預應力的建立，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

預應力鋼絞線束一般比較長，將其運送到施工現(xiàn)場后，需要將其卷成圓盤狀，在制造預應力筋時，需要將其開盤冷拉，還要進行下料編束。在下料前，施工人員應避免鋼絞線出現(xiàn)變形問題，還要避免出現(xiàn)應力松弛情況，施工人員應先對預應力鋼絞線束進行預拉，保證鋼絞線抗拉強度達到 85%以上。預拉時速度不宜過快，在預拉完成后還要保持5- 10min，然后再進行放松。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，切割完成后要對割口進行焊接，保證焊接的牢靠性，還要保證鋼絞線緊繃，不能出現(xiàn)過度松散的情況。另外，鋼絞線下料場還要保證平坦性，如果發(fā)現(xiàn)不平坦，可以在鋼絞線下墊方木。 下料的過程中應將鋼絞線從盤卷中慢慢的抽出來，如果一次性全部取出，則可能出現(xiàn)相互纏繞在一起的問題。

3、波紋管鋪放

鋪放前應對波紋管進行檢查，如發(fā)現(xiàn)砂眼或脫扣應用膠帶纏或截斷。梁非預應力筋綁扎成型后從一端或兩端將波紋管穿入梁內(nèi)，兩根管間加大一號的接頭管，并用膠帶封裹。對于折線形預應力梁，鋪管時，為適應4眼扁錨單根張拉鋼絞線的工藝要求，每根管事先穿入4根通長連續(xù)的8鋼絲，作為穿鋼絞線時的牽引線，以克服折線形預應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，應由專人檢查波紋管的位置、破損情況及鋼絞線外露長度等。若鋼絞線外露長度不滿足千斤頂工作長度的要求，尚應作適當調(diào)整。鋼絞線外露部分應包裹，防止污染或銹蝕。當波紋管及預應力筋鋪設(shè)完畢并自檢后，應向監(jiān)理報驗，符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求，辦理隱蔽工程手續(xù)，從而進行下道工序。

5、預應力混凝土澆筑

澆筑混凝土時，應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，萬一波紋管內(nèi)漏漿會造成以后對預應力筋張拉及灌漿不利的影響?；炷帘仨氄駬v密實，特別是鋼筋密集區(qū)、張拉端尤應注意?；炷翝矒v結(jié)束后應加強養(yǎng)護，保持充分濕潤，防止水份過早蒸發(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養(yǎng)試塊外，尚要留置施工試塊，并與構(gòu)件同條件養(yǎng)護，以確定張拉時間之用。

6、預應力筋張拉施工

（1）張拉機具的配備

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行配套檢驗，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)果和工程實際情況，計算出相應張拉力下油壓表讀數(shù)值，壓力表的精度不宜低于1.5級，張拉機具運行應正常。

（2）預應力筋的張拉控制

張拉控制應力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。

預應力張拉采用雙控法，即應力控制（油壓表讀數(shù)），同時校核預應力筋實際伸長值。實測伸長值與計算值相比，應在+6%～-6%范圍內(nèi)，否則應暫停張拉，待查明原因并采取措施后方可進行。

四、結(jié)語

綜上，通過實踐證明，在超高層建筑工程中應用預應力施工技術(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到安全等級要求，值得大力推廣。

參考文獻：

[1]高強.預應力施工技術(shù)在建筑工程中的應用[J].門窗.2014（11）.

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