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摘要：近年来我国工业建筑在煤炭、化工等领域的建设和技改工程逐渐增多，无粘结预应力技术在大直径筒仓工程中逐步被广泛应用。与有粘结预应力相比，因其施工工序少，施工方便，且容易弯成曲线形状等，解决了有粘结预应力施工因灌浆工艺的不完善，缠丝施工中由于钢丝布置过密导致灌浆与混凝土两层皮，引起预应力钢筋锈蚀从而导致的安全隐患。该技术施工的大直径筒仓工序少、工艺先进、施工速度快、工程质量容易控制，为项目创造了良好的经济效益。
关键词：大直径筒仓；无粘结预应力；混凝土施工应用技术
1.工程概况
陕西彬长小庄矿井选煤厂原煤仓工程由三座圆形筒仓组成，高54m，其内径25m，仓壁厚为370mm，仓壁为C40混凝土，仓顶盖为C40钢筋混凝土正截锥壳。每座筒仓均从+20.959m～+47.437m共设置了49圈7-Φj15.2无粘结预应力筋，仓壁预应力筋按环向布置，预应力筋中心距仓壁内侧220mm，距仓壁外侧150mm。原煤仓设4个扶壁柱，扶壁柱宽3.0m。每一周圈由2段无粘结预应力筋组成。无粘结预应力筋为180度包角，相邻两圈无粘结筋的张拉端交错90度布置，分别锚固在2个扶壁柱上。锚具垫板封锚采用C40混凝土浇灌补平。该工程采用无粘结预应力技术与滑模柔性平台施工工艺相结合。
2.工艺原理
大直径筒仓无粘结预应力混凝土施工工艺是在筒仓滑模过程中，按设计要求将预先组装好的无粘结预应力筋固定于仓壁模板内，整个过程要与仓壁钢筋绑扎同时进行，并与滑模速度相协调。待滑模结束且仓壁混凝土达到设计强度后，利用无粘结预应力筋与周围混凝土不粘连、可在结构内滑动的特性，进行张拉，再利用工作锚具将钢绞线锁紧固定于端头的锚固板上，用微膨胀混凝土封闭锚固端，从而达到用高强度钢材来承担仓壁的环拉力对大直径筒仓产生预压应力的效果。此种结构的锚具至少应能发挥预应力钢材实际极限强度的95％且不超过预期的变形。
3.1大直径筒仓无粘结预应力混凝土施工操作要点
3.1.1无粘结预应力筋下料：圆形筒仓根据直径的大小一般沿仓周壁均匀布置4个或6个扶壁式锚固肋，每圈分别由两束（三束）预应力筋组成。下料长度根据不同的张拉方法和锚固形式，增加预留长度50～100mm。
3.1.2端头承压板和螺旋筋的设置：端头承压板和螺旋筋的埋设可用螺栓固定于模板内表面，端头承压板应固定牢靠，与预应力筋中心线末端的切线相垂直，其中心高度应与无粘结筋的矢高要求相吻合。张拉端头采用端头承压板外配置穴模，安装带穴模的张拉端锚具时，各部件之间不应有缝隙。
3.1.3无粘结预应力筋的铺设和固定：仓壁无粘结预应力筋铺设之前，先绑扎仓壁普通钢筋，以形成基本骨架。在无粘结预应力筋设计标高处，点焊工具式钢筋卡环（上下U形钢筋封闭），间距一般为1000～1500mm，用于控制预应力筋位置的准确性。采用滑模工艺浇注混凝土，仓壁中部布设滑模爬杆，预应力筋与爬杆位置发生冲突时，将预应力筋铺设在爬杆外侧。
3.1.4混凝土的浇筑和养护：筒仓滑模采用大流动性的泵送混凝土施工，浇筑时严禁碰撞无粘结预应力筋、支撑架及端部预埋件，张拉端、固定端混凝土必须振捣密实。出模混凝土应按要求进行养护。
3.1.5张拉：结构混凝土强度达到设计或规范要求后，即可按设计给定的张拉顺序和张拉应力。张拉应自下而上，逐环进行，为使仓壁对称受力，采用4台千斤顶对一环两根无粘结预应力筋同时张拉。
3.1.6封堵锚固端：先用砂轮锯或其他机械方法切割超长部分的无粘结预应力筋，外露长度不宜小于30mm，然后内灌防腐油脂，套上塑料封端帽。对封闭部分的混凝土仓壁和混凝土锚固肋进行凿毛，涂刷粘结剂，再安设模板，由下往上逐层用微胀细石混凝土张拉穴槽，外面再刷一层防水涂料。严防水气进入，锈蚀锚具或预应力筋。
3.1.7锚具：具产品性能要求应符合现行国家标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2007的规定，采用I类锚具。于两端同时张拉锚固，对于常用直径为Φj12.7、Φj15.2为钢丝束的无粘结预应力筋的锚具备，选用群锚锚具。锚固采用锚具置于混凝土穴槽内的作法，张拉后，用工作锚具将其锚固，并用微膨胀混凝土进行封堵，其形式如图1所示。
3.1.8仓壁非预应力钢筋。仓壁非预应力钢筋宜采用HRB335级、HRB400级热轧带肋钢筋。同时为满足无粘结预应力筋布设的需要，在两排立筋中应间隔1000～1500mm设一个定位支架，以便控制主筋位置。
4.质量控制
4.1对钢绞线的检验及要求。
4.1.1、进场的预应力钢绞线采用设计指定产品，并应具有产品质量保证书，产品质量符合国家现行标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2014的规定。
4.1.2、钢绞线的外观检查应逐盘进行，以保证钢绞线表面无油污、锈斑或机械损伤。镀锌、涂环氧钢绞线、无粘结钢绞线等涂层表面应均匀、光滑、无裂纹、无明显折皱。
4.1.3、按规范要求在使用前进行力学性能检验。
4.1.4、铺设检查，检查预应力筋的下料长度和其摆放位置的准确性和牢固程度。
4.2对混凝土的质量要求及检查。检查混凝土同条件试块的抗压强度，确认其达到设计要求后，方可进行张拉。检查端头锚具承压板与混凝土表面的平整度，其平整度应不大于3mm。
4.3对锚夹具的质量检查。锚夹具的检验应按现行规范《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2010执行。
4.4静载锚固性能试验。对经过检验合格的锚具，取出6套，组装成3个预应力组装件，进行静载锚固性能试验，应满足《无粘结预应力混凝土结构技术规程》（JGJ92-2004）要求。
4.5对张拉设备的检验。张拉设备的检验期限，正常使用不宜超过半年，对新购置的张拉设备和使用过程中发生异常情况的，要及时进行配套检验，并应有校验报告。压力表的精度不应低于1.5级，校验张拉设备用的试验机或测力计精度不得低于±2%，校验时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致。
4.6严格按张拉施工操作规程施工，各张拉小组服从统一指挥，采用对讲机相互间协调配合，保证整个筒仓所建立的预应力值均匀准确。
5效益分析
5.1社会经济效益。采用无粘结预应力混凝土技术与普通预应力混凝土技术相比，仓壁混凝土厚度可大大减小，可节省混凝土和钢筋用量。同时，减少了施工设备的投入量，与绕丝及电热张拉相比较，无需外围再满搭设脚手架，无需变压器、半导体测温仪、电压、电流测量仪及喷浆等设备。
5.2质量效益。采用该技术施工的大直径筒仓抗裂性和刚度得到有效提高。无需预留孔道、灌浆等复杂、繁琐的工序，施工简便，操作容易，工程质量容易控制。
5.3工期效益。预应力筋的铺设可与非预应力筋同时进行，预应力筋的铺设不影响滑模施工，施工速度快，施工周期短。同时，采用该技术施工不受气候的影响。冬期施工中，仅在锚端封堵时，局部采取防冻保温措施，费用很少，工期效益明显。