摘要：通過無粘結預應力技術在水池上的應用，淺談無粘結預應力張拉過程中的施工準備及施工工藝。
　　關鍵詞：無粘結預應力，施工工藝，應用總結
　　
　　無粘結預應力技術解決了大跨度或超混凝土結構在荷載、溫度或收縮等效應下產生的裂縫，能提高結構、構件的性能，降低造價。
　　石家莊橋西污水處理廠二沉池共4座，整池為圓形無粘結預應力砼結構，池內徑50米，高5.55m，池壁厚為350mm，池壁采用120o包角環向無粘結預應力鋼絞線環錨張拉。設計沿圓周均勻設置3個錨固槽，用以進行預應力筋的錨固。鋼絞線環形布置，每環2根張拉時，同時用6臺千斤頂對3端同時張拉。
　　無粘結預應力鋼絞線采用低松弛預應力鋼絞線，其公稱直徑d=15.2mm（7φ5），抗拉強度標準值為1870MPa。無粘結預應力筋的錨具OVM，HM15-2T環錨，并做好錨具及無粘結筋的復試報告。預應力錨具采用與預應力鋼絞線對應的夾片錨具，與錨具配套使用的墊板尺寸為100mm×100mm，厚度為14mm，材質為Q235B。
　　1、 施工準備
　　1.1. 技術準備
　　根據本工程預應力施工特點，確定合理的施工方案，編制詳細的施工作業指導書，做好技術交底工作，并對預應力施工人員進行專業技術培訓。
　　1.2. 材料準備：
　　預應力鋼絞線進場后要成批驗收，每批數量不大于60t，從每批鋼絞線中任取3盤，每盤所選的鋼絞線端部正常部位取一根試樣進行試驗，如有一項不合格時則不合格盤報廢。再從未試驗過的鋼絞線中取雙倍數量的試樣進行不合格項的復驗。如仍有一項不合格，則該批判為不合格品。
　　本工程池壁為無粘結預應力混凝土，鋼絞線必須是通長的，嚴禁有接頭。無粘結鋼絞線護套輕微破損者應外報防水塑料膠帶修補，嚴重破損者不得使用。
　　1.3. 機具準備：
　　采用YCN-25油壓千斤頂及夾片錨具6套，每臺千斤頂配校兩塊壓力表，壓力表精度等級等于或高于1.5級；校驗張拉設備用的測力計，其精度不低于±2%。
　　2、 施工工藝
　　2.1. 工藝流程：
　　池壁非預應力鋼筋綁扎→按預應力布筋標高焊接支架→鋪設無粘結預應力筋并綁扎→檢查、調整及固定預應力筋→錨固槽安裝固定→支設模板并澆筑砼、養護→砼強度100%后預應力張拉→錨具密封及錨固槽封堵
　　2.2. 預應力鋼筋綁扎
　　預應力鋼筋運至現場后，要及時檢查規格、尺寸和數量，并逐根檢查其端部配件無誤后，方可分類堆放。
　　預應力鋼筋綁扎順序：先由下向上綁扎水平環向鋼筋，鋼筋綁扎時，將鋼絞線的兩端要扎緊并裹塑膠布。同時，要將鋼絞線托起，避免其被鋼筋破壞，以利于通過，施工時設專人前端牽引，后端推送，然后將預應力鋼筋綁扎在預應力定位鋼筋上。其綁扎方法與普通鋼筋相同，鋼筋安裝前要認真測量、定位，做好預應力鋼筋位置標志。
　　環向鋼絞線鋪放時，要用鋼筋做成定位支架，用以控制鋼絞線位置。施工時要特別注意預應力筋外包塑皮的保護，嚴禁在周圍施焊，如塑皮破損后，應用防水膠帶進行纏繞包裹保護。預應力鋼絞線伸出錨固槽的長度應滿足張拉要求。下圖為預應力筋平面及立面布置圖。
　　
　　2.3. 混凝土澆筑
　　鋼絞線鋪放、安裝完畢后，填寫分項工程報驗單和隱蔽工程驗收記錄及時報請監理工程師進行隱蔽工程驗收，確認鋼絞線安裝質量合格后，方可澆筑混凝土。
　　混凝土澆筑時，搭設馬凳以避免踏壓碰撞鋼絞線、支撐架以及端部預埋部件，防止其位置發生變化。池壁混凝土必須振搗密實。
　　2.4. 混凝土養護：
　　混凝土澆筑完畢對混凝土進行保濕養護。可在池壁側面滿掛舊氈布，在混凝土強度達到100%前保持表面濕潤狀態。
　　錨具系統安裝：環狀鋼絞線末端的切線要與錨具的承壓板相垂直。
　　2.5. 預應力鋼絞線張拉
　　張拉前要對同條件混凝土試塊進行抗壓強度試驗，當混凝土立方抗壓強度達到設計要求強度的100%后，方可進行預應力鋼絞線的張拉。張拉前混凝土要保持濕潤，并要清理干凈承壓板板面，并檢查承壓板下面的混凝土質量，如有局部缺陷，要認真處理至符合要求。
　　對千斤頂、液壓機進行試驗，檢測其運行狀態是否正常。
　　安裝千斤頂支撐架，并檢查張拉所用的工具如扳手、錘子、卡具等是否準備齊全。
　　2.5.1 試張拉
　　正式張拉開始前，先進行試張拉，用以檢測張拉機械、設備的情況；測試預應力筋的摩擦阻力；檢測預應力筋的應力變形是否符合要求。
　　試張拉方法：在預應力筋的兩端各安裝一臺千斤頂，測試時首先將固定端的千斤頂油缸拉出少許，并將回油閥關死；然后開動千斤頂進行張拉，當張拉端壓力表讀數達到預定張拉力時固定端壓力讀數并換算成張拉力。兩端張拉力之差即為預應力筋的摩擦阻力。
　　2.5.2 張拉
　　張拉方式：預應力鋼筋張拉采用單端張拉，由下向上隔圈依次張拉，每圓周有三個張拉端，每端配有2套張拉設備要同時張拉。
　　張拉順序：池壁采用包角120°預應力鋼絞線，張拉時配備6套張拉設備同時進行張拉、同時回頂，每束鋼絞線的兩端同時張拉，每圈的兩束也同時張拉，張拉施工人員并做好記錄。
　　張拉程序：0→1.05%ócon（持荷2min）→ócon
　　安裝張拉設備：安裝時對水平環狀預應力筋應使張拉力的作用線與鋼絞線中心線末端的切線重合。
　　張拉方式采用分級張拉，第一級張拉至設計張拉力的10%，第二級張拉至設計張拉力。圓周處三個張拉端的千斤頂要同步給壓，超張拉達到設計要求后，穩壓2分鐘不降壓，可以進行回油退頂。
　　張拉時密切觀察壓力表讀數用以控制張拉力。張拉時采用雙控制，張拉過程中以應力控制為主，伸長值進行校核，如果實際伸長值大于計算值的10%或小于計算值的5%，要暫停張拉，查明原因，采取措施予以調整后再繼續張拉。
　　預應力筋張拉過程中，認真填寫無粘結預應力張拉記錄表，記錄好各項數據。
　　2.6. 錨固與封錨
　　待千斤頂同時達到設計張拉力后，各千斤頂同時回油退頂，預應力筋錨具自動錨固。張拉錨固后，采用砂輪鋸切除超長部分的預應力筋，嚴禁采用電弧焊切割。無粘結預應力筋切斷后露出錨具夾片外的長度不得大于30mm。
　　錨具密封：張拉錨固后及時對錨具進行全封閉防腐處理，裸露的鋼絞線采用塑料護套進行包裹。
　　封端砼澆筑：首先將錨固槽砼接觸面進行鑿毛處理，將浮塵、雜物清理干凈，然后安裝模板，澆水濕潤，采用C45細石膨脹砼封堵錨固槽。
　　
　　3、 計算
　　1.已知條件：鋼絞線長度：二沉池53.91米；
　　鋼絞線截面面積：Ap=139mm2；
　　鋼絞線彈性模量：Ep=195KN/mm2；
　　張拉控制應力：σcon=1302MPa；
　　張拉力：187KN。
　　2.孔道摩擦引起的預應力損失σl2計算：
　　σl2=σcon×（1-1/ekx＋μθ）式1
　　其中x為張拉端至計算截面長度
　　取：26.96米；
　　θ為包角角度，取：θ=60°=1.047rad
　　查表可知：k=0.0040;μ=0.12
　　計算kx+μθ=0.0040×26.96+0.12×1.047=0.233＞0.2
　　式1=1302×（1-1/e0.233）=271MPa
　　3.伸長值計算：（一端）
　　△Lp=FpmLp/ApEp式2
　　其中：Fpm=0.5×187+0.5×（1302-271）×139×10-3=165KN
　　式2=（165×26960）÷（139×195）=164mm
　　4、 成品保護
　　1） 預應力筋成盤運輸時，盤徑不宜小于2米，每盤長度不宜超過200米，長途運輸必須采取有效的包裝措施。
　　2） 預應力筋裝卸吊裝時，應保持在成盤或順直狀態下起吊、搬運，不得摔、砸、踩、踏，嚴禁鋼絲繩或其他堅硬吊具與預應力筋外包層直接接觸。
　　3） 安裝錨具時嚴禁用鐵器敲砸。
　　4） 張拉前，預應力筋應避免破皮、漏油，發現問題及時用防水膠布包纏。
　　5） 避免磕碰砼棱角。
　　5、 應用總結
　　本工程二沉池通過采用無粘結預應力技術，有效防止了超長結構砼裂縫的出現。通過水池滿水試驗觀察，未發現滲漏。可以預計，隨著無粘結預應力技術的日漸成熟和完善，它必將在更多的工程中發揮越來越大的作用。 發表論文