CN110607841A - 一种风洞预应力施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风洞预应力施工工艺，风洞底板及侧壁采用无粘结预应力结构，施工步骤如下：钢筋结构搭建、布设预应力筋及锚具、预应力端部构造、检查验收、混凝土浇筑、预应力筋张拉、灌浆、封锚。本发明通过在风洞结构中增设预应力筋的方式达到防裂抗裂的目的，给框架梁施加一个主动的持久的应力，在洞壁及底板中设置无粘结预应力筋，在顶板横梁中设置有粘结预应力筋，预应力筋沿洞长方向设置，通过预应力张拉在风洞的混凝土中均匀地建立起适合的预压应力，抵消一部分因混凝土收缩引起的拉应力，持久的主动压应力既能控制裂缝的产生，又能减小裂缝的缝隙尺寸，达到防裂抗裂的目的。

Description

一种风洞预应力施工工艺
技术领域
本发明涉及一种风洞预应力施工工艺。
背景技术
在建筑工程中，对超长钢筋混凝土结构来讲，随着混凝土结构温度的升降，其变形也发生膨胀和收缩，在收缩阶段混凝土中就会产生拉应力，与抗压强度相比混凝土的抗拉强度是比较低的，混凝土结构越长、温差变化越大，内部拉应力越大；拉应力超出混凝土抗拉强度后就产生了裂缝。虽然这些非结构性裂缝，一般不会影响构件承载力和结构安全，但结构裂缝过多将直接影响气流品质。为了控制温度裂缝发生，一般采用“放”和“抗”相结合的方法。
本工程包括低速风洞、停放大厅等部分组成。其中，洞体顶板横梁跨度、荷载较大，为了提高其承载能力，避免因结构本身自重及徐变导致混凝土构件发生变形，根据设计要求，通过增设预应力筋结合的防裂抗裂措施，给框架梁施加一个主动的持久的应力，在洞壁中设置无粘结预应力筋，通过预应力张拉在洞壁的混凝土中均匀地建立起适合的预压应力，抵消一部分因混凝土收缩引起的拉应力，达到防裂抗裂的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风洞预应力施工工艺，在洞体结构中增设预应力筋，沿洞长方向施加一个持久的主动压应力，持久的主动压应力既能控制裂缝的产生，又能减小裂缝的缝隙尺寸，达到防裂抗裂的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种风洞预应力施工工艺，风洞底板及侧壁采用无粘结预应力结构，施工步骤如下：
(a1)钢筋结构搭建：首先绑扎预应力梁的支架钢筋，再绑扎普通钢筋；
(a2)布设预应力筋及锚具：预应力筋采用φS15.2低松弛预应力钢绞线，将预应力筋沿支架钢筋穿入梁中，并用铁丝固定；
(a3)预应力端部构造：对预应力端部采取局部加强措施，使跨越后浇带的板内预应力筋的张拉端和固定端应相互错开；
(a4)检查验收：检查预应力筋是否符合设计要求，以及预应力端构造措施是否达标；
(a5)混凝土浇筑：在模板内浇筑混凝土，并利用振捣棒振捣使混凝土更加密实；
(a6)预应力筋张拉：采用应力控制方法张拉时，张拉力下预应力筋的实测伸长值与理论伸长值的相对允许偏差为±6％，则继续张拉，否则，立即停止张拉；
(a7)灌浆：在钢绞线张拉后静停12小时后，若无异常情况，则进行灌浆，利用灌浆泵将水泥浆从一端压入，待另—端溢出浓浆后，封闭出浆管；
(a8)封锚：对张拉记录和锚固状况进行复查，确认合格后用手提角磨机切除多余钢绞线，并用C40微膨胀细石混凝土封堵锚头。
进一步的，在风洞底板处的预应力筋铺设之前，应先绑扎底板下层钢筋网片，铺设预应力筋之后再绑扎底板上层钢筋网片，风洞顶板采用与底板相同的方法铺设。
进一步的，在风洞侧壁上铺设预应力筋时，保留一侧的侧壁模板不封，在钢筋绑扎完成之后将预应力筋从一端穿入，最后封闭模板。
进一步的，在无粘结预应力结构中，预应力筋在洞边或梁边时，利用预埋泡沫板留设张拉槽，在张拉前清除泡沫，张拉后用细石混凝土封闭锚具的张拉端。
一种风洞预应力施工工艺，在风洞顶板横梁中，采用有粘结预应力结构，采用步骤(a1)～(a8)的施工步骤，还包括如下施工步骤：
在步骤(a2)中，在将预应力筋穿入梁中之前，应先穿设金属波纹管，再将波纹管沿支架穿入梁中，并用铁丝固定，且在预应力筋的端部戴上专用塑料子弹头。
进一步的，在步骤(a2)中，两节波纹管通过专用接头管连接，且接头管两端通过胶带密封。
进一步的，所述波纹管弯曲设置，在曲线波纹管的最高点设置有排气孔。
进一步的，在有粘结预应力结构中，封锚所用混凝土突出梁端150mm，需要预埋插筋，并在端部加设钢筋网片。
在有粘结预应力结构或无粘结预应力结构中，预应力锚具的张拉端采用夹片锚具及其配套的锚垫板和螺旋筋，固定端采用挤压锚。
进一步的，在步骤(a6)中，预应力筋张拉的具体步骤如下：
(b1)检查混凝土拆模后的质量情况，清理锚垫板，安装锚板、夹片、千斤顶，使千斤顶、锚具、预应力筋对中同心；
(b2)记录张拉前的压力表读数、千斤顶的油缸伸长值，并计算出各级控制应力下千斤顶、压力表对应值、现场张拉记录单；
(b3)施加预应力后，将实际伸长值与理论伸长值进行对照分析，计算出伸长值的精度，并进行实际伸长值的复核，预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的相对允许偏差为±6％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在风洞结构中增设预应力筋的方式达到防裂抗裂的目的，给框架梁施加一个主动的持久的应力，在洞壁及底板中设置无粘结预应力筋，在顶板横梁中设置有粘结预应力筋，预应力筋沿洞长方向设置，通过预应力张拉在风洞的混凝土中均匀地建立起适合的预压应力，抵消一部分因混凝土收缩引起的拉应力，持久的主动压应力既能控制裂缝的产生，又能减小裂缝的缝隙尺寸，达到防裂抗裂的目的。
附图说明
图1为本发明预应力筋的安装位置示意图。
图2为本发明无粘结预应力筋施工工艺流程。
图3为本发明有粘结预应力筋的布置图。
图4为本发明无粘结预应力筋的布置图。
图5为本发明有粘结预应力结构的封锚示意图。
图6为本发明无粘结预应力结构的封锚示意图
其中，附图标记对应的名称为：
1-预应力筋，2-侧壁，3-底板，4-钢筋网片，5-支架钢筋，6-波纹管，7-锚具，8-细石混凝土，9-螺旋筋，10-插筋，11-锚垫板，12-锚板。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
本发明公开的一种风洞预应力施工工艺，在洞体结构中增设预应力筋，沿洞长方向施加一个持久的主动压应力，持久的主动压应力既能控制裂缝的产生，又能减小裂缝的缝隙尺寸，达到防裂抗裂的目的。在风洞洞壁中预应力筋沿洞长单向设置，如图1所示，预应力筋沿洞壁一圈间距为400mm，因洞壁高度、宽度是变化的，预应力筋在洞壁内的布置间距也是变化的，因此，在布置预应力筋时，以洞壁最宽或最高处为准，按间距400mm布置，并保持根数不变。
如图2所示，在风洞底板3及侧壁2采用无粘结预应力结构，施工步骤如下：
(a1)钢筋结构搭建：首先绑扎预应力梁的支架钢筋5，再绑扎普通钢筋。
(a2)布设预应力筋1及锚具7：预应力筋1采用φS15.2低松弛预应力钢绞线，将预应力筋1沿支架钢筋5穿入梁中，并用铁丝固定；预应力锚具7的张拉端采用夹片锚具7及其配套的锚垫板11和螺旋筋9，固定端采用挤压锚，一端张拉的预应力筋1使用油泵和挤压机制作挤压锚，挤压时应保持挤压模干净、光滑，油表平稳，压力在20～30Mpa。
(a3)预应力端部构造：对预应力端部采取局部加强措施，使跨越后浇带的板内预应力筋1的张拉端和固定端应相互错开。
(a4)检查验收：检查预应力筋1是否符合设计要求，以及预应力端构造措施是否达标。
(a5)混凝土浇筑：振捣棒应尽量避开预应力筋1的位置振捣，以保证预应力筋1不变形、不移位；特别对于后浇带部位的张拉端及钢筋比较密的部位，必须加强振捣，保证混凝土密实，但也不可过长时间振捣，以免造成混凝土分层或损伤预应力筋1。
(a6)预应力筋1张拉：采用应力控制方法张拉时，张拉力下预应力筋1的实测伸长值与理论伸长值的相对允许偏差为±6％，则继续张拉，否则，立即停止张拉。
预应力筋1张拉的具体步骤如下：
(b1)混凝土拆模，减少了对混凝土变形的约束，提高预应力张拉效果，检查混凝土拆模后的质量情况，清理锚垫板11，安装锚板12、夹片、千斤顶，使千斤顶、锚具7、预应力筋1对中同心；
(b2)记录张拉前的压力表读数、千斤顶的油缸伸长值，并计算出各级控制应力下千斤顶、压力表对应值、现场张拉记录单；
(b3)施加不同的预应力后，每测量一个伸长值，作为累计的基数，将实际伸长值与理论伸长值进行对照分析，计算出伸长值的精度，并进行实际伸长值的复核，在两者偏差超出±6％时，停止张拉，并采用重新测量伸长值、复核计算值、更换油表、重新标定千斤顶等措施予以调整正常后，才能继续。
在预应力张拉阶段，应先进行混凝土强度试压，满足要求后才可进行张拉。张拉前需拆除张拉端模板，预应力及时清理、安装锚具7张拉。张拉完成后及时进行封锚。在张拉过程中，应本着均匀、对称、协调分级的原则施加预应力，控制好加压速度每分钟不超过5Mpa，不使结构产生超应力、扭转及其他不利的受力状态，同时还应考虑尽量减少张拉设备的移动次数。
(a7)灌浆：在钢绞线张拉后静停12小时后，若无异常情况，则进行灌浆，利用灌浆泵将水泥浆从一端压入，待另—端溢出浓浆后，封闭出浆管，在灌浆时要保证每个孔道一次连续灌满，中间不得停歇。
(a8)封锚：对张拉记录和锚固状况进行复查，确认合格后用手提角磨机切除多余钢绞线，切除后锚具7外露的钢绞线不得少于30mm，一般不多于50mm，并用C40微膨胀细石混凝土8封堵锚头。当预应力筋1在洞边或梁边时，利用预埋泡沫板留设张拉槽，在张拉前清除泡沫，张拉后用细石混凝土8封闭张拉端，封锚示意图如图6所示。
本发明的风洞在高度方向采用分层浇筑的方式，无粘接预应力应按设计位置、间距、标高等控制因素分层预埋。预应力梁钢筋绑扎时，保留一侧的侧壁2模板不封，提前在模板上做好预应力筋1平面位置标记，便于铺放预应力筋1，同时，避免了今后加固改造时避开预应力筋1。在钢筋绑扎完成之后将预应力筋1从一端穿入，最后封闭模板；在风洞底板3处的预应力筋1铺设之前，应先绑扎底板3下层钢筋网片4，铺设预应力筋1之后再绑扎底板3上层钢筋网片4，风洞顶板采用与底板3相同的方法铺设，预应力筋1位于板厚中心，在板两层钢筋网片4上按1000～1500mm间距焊接支架钢筋5，将钢绞线绑扎在支架上，安装位置如图4所示。对因张拉要求预应力筋1需要穿出梁、柱或墙的侧模，则在有预应力筋1张拉端的地方，待预应力筋1张拉端就位后封模。
在风洞顶板横梁中，采用有粘结预应力结构，采用步骤(a1)～(a8)的施工步骤，还包括如下施工步骤：
在步骤(a2)中，在将预应力筋1穿入梁中之前，应先穿设金属波纹管6，再将波纹管6沿支架穿入梁中，并用铁丝固定，且在预应力筋1的端部戴上专用塑料子弹头，防止捅破波纹管6，发生漏浆事故。两节波纹管6通过专用接头管连接，接头管长度不小于200mm，连接好后在接头管两端用胶带密封，防止水泥浆进入管内堵塞孔道；波纹管6安装过程中，尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂，同时还应防止电火花烧伤管壁，发现破损及时用胶带修补。
本发明在有粘结预应力结构中的波纹管弯曲设置，在曲线波纹管的最高点设置有排气孔，支架钢筋按不超过1000mm的间距焊接，且支架钢筋直径不小于12mm，安装位置如图3所示。封锚所用混凝土突出梁端150mm，需要预埋插筋10，并在端部加设钢筋网片4。
本发明在有粘结预应力结构中的封锚示意图如图5所示，锚垫板11按设计位置留设，通过钢筋焊接或用螺栓在模板上固定，锚垫板11与梁、柱筋发生冲突时，可将普通钢筋做适当调整或弯折，保证预应力筋1位置准确，在后浇带处安装锚垫板11时，应注意垫板距梁边或板边的距离应满足构造要求，必要时扩大截面。波纹管6端部张拉端与预埋锚垫板11相接处应用胶带进行密封，波纹管6端部固定端应用棉纱或与浇注楼面混凝土所用同品牌、同标号水泥和棉纱后密封，固定端与波纹管6端部钢绞线裸露自由段长度不小于500mm。
预应力端部的混凝土除承受锚垫板11的局部承压力外，还承受抗劈裂等多种受力状态，为了保证预应力端部混凝土满足复杂的受力要求，应对预应力端部采取局部加强措施，如跨越后浇带的板内预应力筋1，其张拉端和固定端应相互错开，从而增加端部混凝土的压力承受能力。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，风洞底板及侧壁采用无粘结预应力结构，施工步骤如下：
(a1)钢筋结构搭建：首先绑扎预应力梁的支架钢筋，再绑扎普通钢筋；
(a2)布设预应力筋及锚具：预应力筋采用φS15.2低松弛预应力钢绞线，将预应力筋沿支架钢筋穿入梁中，并用铁丝固定；
(a3)预应力端部构造：对预应力端部采取局部加强措施，使跨越后浇带的板内预应力筋的张拉端和固定端应相互错开；
(a4)检查验收：检查预应力筋是否符合设计要求，以及预应力端构造措施是否达标；
(a5)混凝土浇筑：在模板内浇筑混凝土，并利用振捣棒振捣使混凝土更加密实；
(a6)预应力筋张拉：采用应力控制方法张拉时，张拉力下预应力筋的实测伸长值与理论伸长值的相对允许偏差为±6％，则继续张拉，否则，立即停止张拉；
(a7)灌浆：在钢绞线张拉后静停12小时后，若无异常情况，则进行灌浆，利用灌浆泵将水泥浆从一端压入，待另—端溢出浓浆后，封闭出浆管；
(a8)封锚：对张拉记录和锚固状况进行复查，确认合格后用手提角磨机切除多余钢绞线，并用C40微膨胀细石混凝土封堵锚头。
2.根据权利要求1所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，在风洞顶板横梁中，采用有粘结预应力结构，还包括如下施工步骤：
在步骤(a2)中，在将预应力筋穿入梁中之前，应先穿设金属波纹管，再将波纹管沿支架穿入梁中，并用铁丝固定，且在预应力筋的端部戴上专用塑料子弹头。
3.根据权利要求1所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，在风洞底板处的预应力筋铺设之前，应先绑扎底板下层钢筋网片，铺设预应力筋之后再绑扎底板上层钢筋网片，风洞顶板采用与底板相同的方法铺设。
4.根据权利要求3所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，在风洞侧壁上铺设预应力筋时，保留一侧的侧壁模板不封，在钢筋绑扎完成之后将预应力筋从一端穿入，最后封闭模板。
5.根据权利要求2所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，在步骤(a2)中，两节波纹管通过专用接头管连接，且接头管两端通过胶带密封。
6.根据权利要求1或2任一项所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，预应力锚具的张拉端采用夹片锚具及其配套的锚垫板和螺旋筋，固定端采用挤压锚。
7.根据权利要求5所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，所述波纹管弯曲设置，在曲线波纹管的最高点设置有排气孔。
8.根据权利要求6所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，在步骤(a6)中，预应力筋张拉的具体步骤如下：
(b1)检查混凝土拆模后的质量情况，清理锚垫板，安装锚板、夹片、千斤顶，使千斤顶、锚具、预应力筋对中同心；
(b2)记录张拉前的压力表读数、千斤顶的油缸伸长值，并计算出各级控制应力下千斤顶、压力表对应值、现场张拉记录单；
(b3)施加预应力后，将实际伸长值与理论伸长值进行对照分析，计算出伸长值的精度，并进行实际伸长值的复核，预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的相对允许偏差为±6％。
9.根据权利要求4所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，在无粘结预应力结构中，预应力筋在洞边或梁边时，利用预埋泡沫板留设张拉槽，在张拉前清除泡沫，张拉后用细石混凝土封闭锚具的张拉端。
10.根据权利要求7所述的一种风洞预应力施工工艺，其特征在于，在有粘结预应力结构中，封锚所用混凝土突出梁端150mm，需要预埋插筋，并在端部加设钢筋网片。
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