预应力楼板施工技术

预应力楼板施工技术

摘要：本文介绍了预应力混凝土技术在建筑楼板上的应用，重点介绍了无粘结预应力的施工技术，给出了一些实用的施工要点。

关键词：施工技术；无粘结预应力；预应力楼板

1 预应力混凝土工程概述

1.1预应力混凝土

随着我国建筑事业的飞速发展，一大批高层、大跨建筑相继建成。而预应力以其良好的抗裂度、刚度；节省材料；可以减小梁的竖向剪力和主拉应力等特点，越来越多地被应用于这些建筑中。自80年代初以来这项新技术逐步全面推广。

预应力混凝土是在外荷载作用前，在结构或构件受拉区，通过对钢筋进行张拉、锚固、放松，来预先建立起有内应力的混凝土。内拉力的大小与分布应能抵消或减小给定外荷载所产生的压力。

预应力混凝土能充分发挥混凝土和钢材的各自特性，能提高混凝土构件的刚度、抗裂度和耐久性，可以有效的利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。与普通混凝土相比，在同样的条件下具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省（可以节约钢材40%~50%、混凝土20%~40%）的优点，并能扩大预制装配化程度。虽然预应力混凝土施工需要专门的机械设备，工艺复杂，操作要求高，但在跨度较大的结构中，其综合经济效益较好。此外，在一定范围内，以预应力混凝土结构代替钢结构，可以节约钢材、降低成本，并免去维修工作。

1.2 预应力常用材料与工具

1、预应力钢材：分为预应力和非预应力钢筋。非预应力筋可采用HRB335、HRB400

级钢筋，也可采用JPB235级和RRB400级钢筋。预应力筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。当采用冷加工钢筋及其它钢筋时，应符合专门标准的规定。

2、锚固材料：分为夹具和锚具。一般认为当预应力构件制成后能够取下重复使用的称夹具；留在构件上不再取下的称锚具。夹具和锚具主要依靠摩阻、握裹和承压锚固来夹住或锚住钢筋。常见的有以下几种。

3、张拉千斤顶：常用的有拉杆式千斤顶、台座式千斤顶、穿心式千斤顶和锥锚式千斤顶。选用时应依据预应力筋的张拉力和所用的锚具形式确定。

1.3 预应力混凝土楼板体系

建筑结构楼板的形式有预应力的和非预应力形式的。非预应力形式有现浇式，预应力的有无粘结预应力式和有粘结预应力式的。

无粘结预应力楼板：是现在绝大多数现浇预应力混凝土无梁楼板经常采用的方案，其优点是施工方便，但其最大缺点是仅靠锚具，存在连续破坏的风险，为此在实际工程中设计人员往往会加大无粘结预应力混凝土楼板中普通非预应力钢筋的用量，以满足混凝土的抗裂要求。

有粘结预应力楼板：该方案不利之处在于留孔用的金属波纹管多为圆管，在无梁楼板结构中应用时预应力筋的有效高度难以保证，施工工艺相对复杂，但从设计角度而言，有粘结预应力混凝土的抗裂要求可放得更松，其强度可充分发挥，预应力筋及普通钢筋用量均可适当减少，楼盖结构的综合经济效益优于无粘结预应力。

现实许多商业工程中一般要求大柱网、大开间、最佳的使用层高、大荷重的楼盖体系；还有大跨度的桥梁、仓储类结构。根据无粘结预应力的特点，在灌注混凝土前，预应力筋可如同非预应力筋一样按设计要求铺放在模板内,然后浇筑混凝土，不需要预留孔道、穿筋及灌浆等复杂的工序，待混凝土达到一定强度即可进行张拉，施工方便，尤其对于需要连续曲线配筋的土建结构工程。由此采用无粘结预应力对于降低造价，缩短工期等均有许多优点。以下以无粘结预应力为重点说明。

2 无粘结预应力楼板施工技术

2.1 无粘结预应力筋

20世纪30年代，出现由粗钢筋经镀锌或涂层保护制作施工时采用花篮螺丝施加预应力；也曾试用涂以沥青并缠绕纸带的无粘结钢束，但在当时没有受到重视。

20世纪50年代，最初的无粘结筋采用直径6.5mm、强度1600MPa级的应力消除钢丝，经涂油脂后用纸带缠绕包裹制作而成，采用镦头式锚具，在美国得到较大的推广应用。

20世纪60、70年代，出现了内涂油脂外包塑料护套的钢绞线无粘结预应力筋，并逐步得以改进，终致采用热挤涂塑工艺制作的无粘结预应力筋取得了成功。

图 1 无粘结预应力筋

无粘结预应力筋的涂料层需采用防锈、润滑材料，一般可取用沥青、建筑油脂、蜡、环氧树脂等。最常用的材料为建筑油脂。无粘结预应力筋涂层外的套管(包裹层)是预应力筋防腐蚀的第二道防线，同时它还具有保护防腐润滑涂料的作用，所以护套材料应采用高密度聚乙烯或聚丙烯而不得采用聚氯乙烯。

用于制作无粘结预应力筋的钢绞线或碳素钢丝，其性能应符合国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB 5224-85和《预应力混凝土用钢丝》GB 5223-85的规定。无粘结预应力筋用的钢绞线和钢丝不应有死弯，当有死弯时必须切断。无粘结预应力筋中的每根钢丝应是通长的，严禁有接头。

如：预应力筋采用外包高压聚乙烯塑料涂包的无粘结15s φ低松弛钢绞线，钢绞线由7束5φ单根钢线扭绞而成，强度标准值为1860MPa ，伸长率不低于3.5%。

2.2 混凝土及锚具要求

按照无粘结预应力混凝土结构技术规程，无粘结预应力混凝土结构的混凝土强度等级，对于板不应低于C30。

常用的有螺丝端杆锚具、锥形锚具、墩头锚具和夹具式锚具等。必须满足《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》 JGJ85和 《预应力筋用锚具、夹具和连接器》 GB/T 14370以及其它相关规范的有关规定。针对楼板的特点，如可以采用OVM 型锚具（图2）。

图 2 OVM 型锚具

2.3 施工工艺

目前国内无粘结预应力混凝土施工技术发展较快，技术成果不断积累，设计与施工水平逐步提高，建筑面积正高速增加。该原理是在非预应力构造钢筋混凝土楼板中布置单层双向预应力钢绞线，待混凝土强度达到设计标准后，利用无粘结预应力筋可在结构混凝土内滑动的特性，进行预应力筋的张拉、锚固，预应力筋借助两端锚固作用建立应力，从而达到对结构产生预应力的目的。

图 3 锚固示意图