1、浅谈水池构筑物预应力绕丝施工工艺中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号： 目前，建筑业始终是我国国民经济的重要支柱产业，国家日新月异的变化，人们物质生活与精神生活的迅速提高，建筑的旺盛需求,使建筑结构正面临着新的更大的挑战。预应力技术经过几十年的工程实践和不断研究,已发展成为一项比较成熟的工程技术,被广泛应用于房屋建筑、桥梁工程、工业建筑、水池构筑物等结构领域。由于此项技术具有较好的受力性能，明显改善整个结构的受力状态，在保温节能、工业化生产、快速施工、降低结构造价等方面发挥了巨大的优势，并取得了良好的经济效益，使经济技术指标得到了大大提高。随着预应力技术在多层大跨结构、高层建筑
2、结构、装配整体式结构等领域的实践与应用越来越广泛,充分表明了该技术在现代土木工程中具有广阔的发展前景。 1 工艺特点 1.1 预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。 1.2 在结构大跨度构件上施加轴向压力，延缓了外荷载作用下拉应力的出现，避免裂缝的出现和发展，保证了混凝土结构的耐久性。 1.3 由于采用了高强度钢材，从而减小了钢筋的总用量，对于节能减排、提高经济技术指标也有贡献。 1.4 将混凝土结构施工与预应力施工分为两个施工工序，有效保证了池壁的垂直度、平整度，并且可提高施工效率，提高工具周转率，大大缩短了施工周期。 2 适用范围 水池构筑物
3、预应力绕丝施工工艺适用于所有新建地下、半地下圆形的现浇混凝土结构、预制构件拼装结构的构筑物。 3 工艺原理 在圆形水池构筑物上施加预应力就象木桶加箍一样；在结构大跨度构件上施加轴向压力，延缓了外荷载作用下拉应力的出现；在受弯构件施加预应力就会产生一个和与荷载作用产生的变形相反的变形，荷载要构件沿他作用方向发生变形之前必须最先把这个与荷载相反的变形抵消，才能继续使构件沿荷载方向发生变形。这样，预应力就如同给构件多施加了一道防护。由于预应力等效荷载的存在，使得其在正常使用极限状态下平衡了一部分外荷载，从而减小了构件在正常使用过程中的挠度。预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，达到了推迟受拉
4、区混凝土开裂的目的，解决了大跨度钢筋混凝土结构的挠度和裂缝问题。 4 工艺流程及操作要点 4.1 工艺流程 设备组装试车壁板绕丝质量验收 4.2 绕丝工艺 4.2.1 绕丝顺序：由上至下逐圈进行。 4.2.2 张拉方式：连续张拉。 4.2.3 钢丝锚固：每两圆周锚固一次。 4.2.4 钢丝间距：按设计要求控制，且每米不少于设计圈数。 4.2.5 接头处理：采用 20 号铅丝密排绑扎，绑扎长度 250mm。 4.2.6 洞口处理：按设计要求在洞口两侧将钢丝锚固，待全部池壁绕丝完成后，钢丝保护层喷涂后，再用专用工具将钢丝切断。 4.2.7 两端加密：在池壁两端，绕丝机不能达到的部位，按设计要求在相
5、应部位进行钢丝加密，以补偿强度。 4.2.8 应力测定：用应力测定仪每两圈测定一次钢丝应力，并用它来调整整个绕丝过程中的钢丝应力，并按规范要求表格进行数据记录。 4.3 操作要点 4.3.1 施工条件 1 池壁现浇混凝土强度达到 100，壁板垂直度、整池圆周度、池壁平整度检查合格，顶部一定要平整。 2 池壁杯口以上，基坑与壁板之间 2m 以内不能有障碍物，池壁外围的土要低池壁的杯口 100mm 以上。 3 绕丝前应先清除池外壁表面砼，表面对拉螺栓全部用气焊割掉，并用防水砂浆封堵密实，高出壁板的所有障碍物要清干净。 4 池壁预留洞口用砖砌牢固，并用砂浆抹平，不得高于池壁表面（此工作要提前做，强度
6、要达到 80%以上方可） ，砌体内侧要做支撑加固以防绕丝机轮子行走时压力太大而破坏。 5 钢丝预留锚固槽要清理干净，其中不能有混凝土残余。 4.3.2 绕丝施工 1 钢丝接头采用 20 号铅丝并密排绑扎牢固，其搭接长度不小于250mm。 2 缠绕预应力钢丝，应由池壁顶向下进行，顺时针进行，第一圈距池顶的距离应按设计要求或缠丝机性能确定，并不宜大于 500mm。 3 池壁两端，机械绕丝不到的部位，加密丝距（至少两圈）补偿强度。4 已绕完的钢丝，不允许接触电气焊和触电。 5 绕丝机需用动力电源线从池壁外，通过池底的排泥管引入电源线。 6 在中心井到池壁处搭 3.0m 宽马道，以组装、检修绕丝机之用
7、，在搭设马道时马道的中心必须和池内中心点在一轴线，马道高度不能超过池壁顶部，低于池顶 100mm。 7 池壁两端绕丝设备不能缠绕的部位，顶端或底端附近局部加密。 8 预应力钢丝张拉应力控制在设计要求内，允许差值为6%。 4.3.3 锚具的设置要求 1 绕丝的开端及收尾必须设一套锚具。 2 每施工二周应设置一套锚具。 3 钢丝接头的两侧锚固槽各设一套锚具。 4 绕丝过程中，锚具的方向以一正一反为宜。相邻钢丝(预留洞处)的锚具分别锚在两个锚固槽内。同时还须在相邻的锚固槽内再增加一个锚具，其锚固方向与预留洞两侧的锚具方向相同。 5 锚具的锚固采用直径 5mm，长度 150mm 的铁钉，在锚固过程中，
8、严禁碰撞绕完的钢丝，锚固时，锚具的正面必须卡在锚固槽内，与槽的边缘靠紧。 4.3.4 钢丝接头 采用前接头法（见图 4.3.4） ，就是 1 根钢丝在牵制器前剩下 3m 左右时停车，卸去空盘，换上重盘（每盘约 3281m） ，将接头在牵制器前接好，将后钢丝盘反向转动，使钢丝仍然绷紧。接好后，继续开车，使接头缓慢通过牵制器，在应力盘上绕好。同时调整应力盘上钢丝接头，以防被压叠及挤出，直到钢丝接头走出应力盘，再继续开车。 图 4.3.4 钢丝前接头 4.3.5 钢丝伸长率的控制 用游标卡尺测得钢丝直径的变化数值，每两圈测一次，通过理论计算得出钢丝的伸长率的变化，根据预应力混凝土用钢丝GB/T522
9、3-2002 标准规定，伸长率不小于 3.5%，不大于 6%。 4.3.6 预应力换算 由于钢丝应力测定仪所测得的读数为频率-赫兹，因此根据实验室出具的测定仪标定数值，即测定仪读数与试验机拉力读数的对应关系，运用内插法计算出荷载（KN） ；测得应力值=荷载/截面积，进而与设计值比较，允许差值控制在5%。 5 材料和机具设备 5.1 施工材料 5.1.1 预应力钢丝 采用的高强碳素钢丝，其标准抗拉强度符合预应力混凝土用钢丝GB/T5223-2002 标准规定，已做抗拉、弯曲实验，具备材料出厂质量证明书及复试报告。 钢丝检验试验方法 1 钢丝表面质量用肉眼检查，钢丝表面不得有裂缝，飞刺、机械损伤，
10、氧化铁皮和油迹。 2 矫直回火钢丝的伸直性：取弦长为 10m 的钢丝，其弦与弧的最大自然矢高，光面钢丝不大于 20mm。 3 钢丝的拉力试验按线材拉力试验法YB3989 的规定进行，钢丝横断面积按钢丝直径计算。 4 钢丝弯曲试验线材反复弯曲试验法GB238-82 规定进行，弯曲半径应符合 R=15mm 标准。 5.1.2 预应力绕丝用锚具 锚具须进行以下测试： 1 外观检查：每批抽检率 10(每 200 套为一批)但不少于 10 套，检验锚具的尺寸及形状要根据钢丝的直径及锚固槽的尺寸而定。 2 硬度检验：每批抽检率 5，但不少于 5 套。锚具需用 45 号高强度钢制造，加工出厂时需有专项检测数
11、据报告。 3 锚固力试验：每批抽检率 3 。锚固力不得低于预应力钢丝标准抗拉强度的 90 。 锚具均应有厂家的检测报告、合格证书，并有复试报告。 5.2 施工设备 5.2.1 预应力筒形链条横梁悬挂式绕丝机 绕丝机装置由中心井字架、绕丝桁架、行走小车、绕丝机、操作平台等 5 部分组成。 5.2.2 绕丝机的辅助设备 1 盘条托架：将钢丝在地面整理好，供绕丝机使用。 2 钢丝缠绕机：将钢丝缠到绕丝机的钢丝盘上。 3 钢丝绑扎机：将已经快绕完的钢丝和新接上的钢丝牢固地绑扎在一起，达到能传递应力的目的。 4 钢丝应力测定仪：准确测量钢丝中的预应力值，对应力进行过程中控制，确保应力达到设计要求。 6
12、质量控制 6.1 施工前质量控制 预应力钢丝具备材料出厂质量证明书，并有复试报告。 所有工人必须进行技术培训，持证上岗。 6.2 施工阶段质量控制 由质量检查员对绕丝施工进行过程中控制，对每一次的应力测定值进行现场监督检查。 6.3 质量控制标准应符合规定给水排水构筑物工程施工及验收规范（GB50141-2008） 。 7 效益分析 在保证施工质量的前提下，方便了施工，缩短了施工周期，提高了工效，节约了周转工具的租赁费用、人工费、材料费，降低了施工成本，产生了良好的经济效益；又改善了混凝土受力结构，提高了混凝土的耐久性，延长了使用寿命，形成了很好的社会效益。施工简便快捷，无任何建筑垃圾产生，对环境无污染，技术前景广阔，在预应力施工领域值得大力推广。
