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第6章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程施工
6.1預(yù)應(yīng)力混凝土概述6.1.1預(yù)應(yīng)力混凝土的概念及其發(fā)展情況預(yù)應(yīng)力混凝土是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外荷載之前,預(yù)先對(duì)其在外荷載作用下的受拉區(qū)施加預(yù)壓力,促使其產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力,這樣當(dāng)結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí),必須先抵消事先施加的這一預(yù)壓應(yīng)力,然后才能隨著荷載的增加,使受拉區(qū)的混凝土受拉開裂。這種預(yù)先施加預(yù)壓應(yīng)力的鋼筋混凝土就叫做預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用(一)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用(二)
目前預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用主要有:裝配整體式預(yù)應(yīng)力板、柱結(jié)構(gòu)、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆大板結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力薄板疊合板結(jié)構(gòu)、大跨度預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)、豎向預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)等。預(yù)應(yīng)力混凝土,與普通鋼筋混凝土比較,具有構(gòu)件截面小、自重輕、剛度大、抗裂度高、耐久性好、節(jié)省材料、降低造價(jià)和擴(kuò)大預(yù)制裝配化程度的優(yōu)點(diǎn)。
預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用(三)
5.1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土,與普通鋼筋混凝土比較,具有構(gòu)件截面小、自重輕、剛度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等優(yōu)點(diǎn),在大開間、大跨度與重荷載的結(jié)構(gòu)中,采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),可減少材料用量,擴(kuò)大使用功能,綜合經(jīng)濟(jì)效益好,在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中具有廣闊的發(fā)展前景。缺點(diǎn)是構(gòu)件制作過程增加了張拉工序,技術(shù)要求高,并需要專用的張拉設(shè)備、錨具、夾具和臺(tái)座等。5.3.2先張法施工先張法是在澆筑混凝土構(gòu)件之前張拉預(yù)應(yīng)力筋,將其臨時(shí)錨固在臺(tái)座或鋼模上,然后澆筑混凝土構(gòu)件,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(一般不低于混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%),并使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間有足夠粘結(jié)力時(shí),放松預(yù)應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力筋彈性回縮,借助于混凝土與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié),對(duì)混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。
6.2.1先張法施工的設(shè)備和機(jī)具1.臺(tái)座制作臺(tái)座按構(gòu)造形式分墩式和槽式兩類,其一般技術(shù)要求:長(zhǎng)度:以100m為宜;寬度:臺(tái)座的寬度主要取決于構(gòu)件的布筋寬度、張拉與澆筑混凝土是否方便,一般不大于2m.;臺(tái)面表面:要求光滑,無起灰、起砂、起毛、裂縫、起殼等現(xiàn)象;臺(tái)面平整度:2m直尺檢查,不大于2mm;伸縮縫:視當(dāng)?shù)販夭疃?,一般?yīng)每隔10-15m設(shè)置一道,最好按幾種主要產(chǎn)品寬度組合模數(shù)考慮;縫寬3-5cm;排水坡度:約3‰-5‰。(1)墩式臺(tái)座墩式臺(tái)座是由臺(tái)墩、臺(tái)面與橫梁組成。臺(tái)墩和臺(tái)面共同承受拉力。墩式臺(tái)座用以生產(chǎn)各種形式的中小型構(gòu)件。圖5.1墩式臺(tái)座
1-鋼筋混凝土墩式臺(tái)座;2-橫梁3-混凝土臺(tái)面;4-牛腿;5-預(yù)應(yīng)力筋①
臺(tái)墩
臺(tái)墩是承力結(jié)構(gòu),由鋼筋混凝土澆筑而成。承力臺(tái)墩設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性和強(qiáng)度驗(yàn)算。穩(wěn)定性驗(yàn)算一般包括抗傾覆驗(yàn)算與抗滑移驗(yàn)算。抗傾覆系數(shù)不得小于1.5,抗滑移系數(shù)不得小于1.3。
抗傾覆驗(yàn)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖如所示,按下式計(jì)算: 式中:K0—臺(tái)座的抗傾覆安全系數(shù);
M—由張拉力產(chǎn)生的傾覆力矩,kN·m;M=T·e
e—張拉合力T的作用點(diǎn)到傾覆轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)o的力臂,m;
M’-抗傾覆力矩,kN·m。
圖5.2墩式臺(tái)座的穩(wěn)定型驗(yàn)算簡(jiǎn)圖
如忽略土壓力,則
M’=G1.l1+G2.l2
抗滑移能力按下式驗(yàn)算:式中Ke—抗滑移安全系數(shù);
T—張拉力合力,kN;
T1—抗滑移的力,kN;對(duì)于獨(dú)立的臺(tái)墩,由側(cè)壁上壓力和底部摩阻力等產(chǎn)生;對(duì)與臺(tái)面共同工作的臺(tái)墩,其水平推力幾乎全部傳給臺(tái)面,不存在滑移問題,可不作抗滑移計(jì)算,此時(shí)應(yīng)驗(yàn)算臺(tái)面的強(qiáng)度。
②臺(tái)面臺(tái)面是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件成型的胎模,要求地基堅(jiān)實(shí)平整,它是在厚150mm夯實(shí)碎石墊層上,澆筑60~100mm厚C20混凝土面層,原漿壓實(shí)抹光而成。臺(tái)面要求堅(jiān)硬、平整、光滑,沿其縱向有3%的排水坡度。③橫梁橫梁以墩座牛腿為支承點(diǎn)安裝其上,是錨固夾具臨時(shí)固定預(yù)應(yīng)力筋的支承點(diǎn),也是張拉機(jī)械張拉預(yù)應(yīng)力筋的支座。橫梁常采用型鋼或鋼筋混凝土制作。
(2)槽式臺(tái)座槽式臺(tái)座由端柱、傳力柱、上下橫梁和臺(tái)面組成。槽式臺(tái)座既可承受拉力,又可作蒸汽養(yǎng)護(hù)槽,適用于張拉噸位較高的大型構(gòu)件,如屋架、吊車梁等。槽式臺(tái)座構(gòu)造如圖所示。槽式臺(tái)座需進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。端柱和傳力柱的強(qiáng)度按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。槽式臺(tái)座端柱抗傾覆力矩由端柱、橫梁自重力矩及部分張拉力矩組成。
圖5.4槽式臺(tái)座1)槽式臺(tái)座構(gòu)造臺(tái)座的長(zhǎng)度一般為45m(可生產(chǎn)6根6m吊車梁)~76m(可生產(chǎn)10根6m吊車梁或3榀24m屋架或4榀18m屋架),寬度隨構(gòu)件外形及制作方式而定,一般不小于1m;槽式臺(tái)座一般與地面相平,以便運(yùn)送混凝土和蒸汽養(yǎng)護(hù),但需考慮地下水位和排水等問題;端柱、傳力柱的端面必須平整,對(duì)接接頭必須緊密,柱與柱墊連接必須牢靠。2)槽式臺(tái)座計(jì)算要點(diǎn)槽式臺(tái)座亦需進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。端柱和傳力柱的強(qiáng)度按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。槽式臺(tái)座端柱抗傾覆力矩由端柱、橫梁自重力及部分張拉力組成。(3)鋼模臺(tái)座鋼模臺(tái)座是將制作構(gòu)件的模板作為預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固支座的一種臺(tái)座,如圖圖5.5所示。將鋼模板做成具有相當(dāng)剛度的結(jié)構(gòu),將鋼筋直接放置在模板上進(jìn)行張拉。這種模板主要在流水線構(gòu)件生產(chǎn)中應(yīng)用。
圖5.5鋼模臺(tái)座1-側(cè)模;2-底模;3-活動(dòng)鉸;4-預(yù)應(yīng)力筋錨固孔
先張法夾具分為兩類:一類是錨固夾具,將預(yù)應(yīng)力筋固定在臺(tái)座上;另一類是張拉夾具,張拉時(shí)夾持預(yù)應(yīng)力筋。先張法常采用的預(yù)應(yīng)力筋有鋼筋和鋼絲,夾具也分為鋼筋?yuàn)A具和鋼絲夾具。(1)
鋼絲錨固夾具
圓錐齒板式夾具(錐銷夾具):可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具,如圖5.6所示。
鐓頭夾具:如圖5.11所示,采用鐓頭夾具時(shí),將預(yù)應(yīng)力筋端部熱鐓或冷鐓,通過承力分孔板錨固。
5.1.1.2夾具
圖5.6鋼絲錨固夾
a)圓錐齒板式b)圓錐槽式c)楔形1-套筒;2-齒板;3-鋼絲;4-錐塞;5-錨板;6-楔塊
鋼絲的張拉夾具主要有鉗式、偏心式、楔形夾具等,在施工時(shí),只要按圖5.7所示的方法夾住鋼絲即可。
圖5.7鋼絲的張拉夾具
a)鉗式b)偏心式c)楔形1-鋼絲;2-鉗齒;3-拉鉤;4-偏心齒條;5-拉還;6-錨板;7-楔塊2)鋼絲的張拉機(jī)具,鋼絲張拉分單根張拉和多根張拉。圖5.8四橫梁油壓千斤頂張拉裝置1-臺(tái)座;2-前橫梁;3-后橫梁;4-預(yù)應(yīng)力筋;5、6-拉力架橫梁圖5.9用卷?yè)P(yáng)機(jī)張拉的設(shè)備布置1-臺(tái)座;2-放松裝置;3-橫梁;4-鋼筋;5-鐓頭;6-墊塊;7-穿心式夾具;8-張拉機(jī)具;9-彈簧測(cè)力計(jì);10-固定梁;11-滑輪組;12-卷?yè)P(yáng)機(jī)(2)鋼筋錨固夾具鋼筋錨固常用圓套筒兩片式夾具、螺絲端桿夾具等。圓套筒三片式夾具由套筒和夾片組。其型號(hào)有YJ12、YJ14,適用于先張法;用YC-18型千斤頂張拉時(shí),適用于錨固直徑為12mm、14mm的單根冷拉HRB335、HRB400、RRB400級(jí)鋼筋。圖5.10圓錐形兩片式夾具1-銷片;2-套筒;3-預(yù)應(yīng)力筋圖5.11鐓頭式錨具
1-墊片;2-鐓頭鋼絲;3-承力板圖5.12壓銷式張拉夾具
1-鋼筋;2-銷片(楔);3-銷片;4-壓銷3)鋼筋的張拉機(jī)具,先張法粗鋼筋的張拉,分單根鋼筋和多根鋼筋成組張拉。
(a)(b)
圖5.13單根鐓粗頭鋼筋?yuàn)A具(a)1-鐓頭夾具;2-張拉套筒;
(b)1-鐓頭夾具;2-拉頭;3-張拉螺桿;4-螺母張拉直徑12~20mm的單根鋼筋、鋼絞線或小型鋼絲束,可用YC-20型穿心式千斤頂圖5.14YC-200型穿心式千斤頂外形1—撐頭;2—吊環(huán);3—后油嘴;4—前油嘴;5—端蓋圖5.15用YC-20型穿心式千斤頂張拉鋼筋示意圖
a)張拉;b)復(fù)位1-偏心塊夾具;2-彈性頂壓頭;3-夾具;4-臺(tái)座橫梁;5-預(yù)應(yīng)力筋圖5.16單根鐓粗頭鋼筋?yuàn)A具 (a)外形圖;(b)原理圖 1-鐓頭夾具;2-拉頭;3-張拉螺桿;4-螺母5.2.2先張法施工工藝清理臺(tái)座支底模或涂隔離劑、安放鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力筋制作張拉預(yù)應(yīng)力筋張拉機(jī)具標(biāo)定調(diào)整初應(yīng)力支模、安設(shè)預(yù)埋件、網(wǎng)片澆筑砼制作試塊養(yǎng)護(hù)拆模放張及切斷預(yù)應(yīng)力鋼筋出槽堆放壓試塊先張法生產(chǎn)工藝流程
先張法施工示意圖
1、張拉程序
張拉程序可按下列之一進(jìn)行:
或
其中σcon為預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力為了減少應(yīng)力松弛損失,預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用的張力程序。預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉工作量大時(shí),宜采用一次張拉程序:2、張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力是指在張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)所達(dá)到的規(guī)定應(yīng)力,應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定采用??刂茟?yīng)力的數(shù)值直接影響預(yù)應(yīng)力的效果。施工中采用超張拉工藝,使超張拉應(yīng)力比控制應(yīng)力提高3%~5%。預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力,應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。施工中預(yù)應(yīng)力筋需要超張拉時(shí),可比設(shè)計(jì)要求提高3%~5%,但其最大張拉控制應(yīng)力不得超過表5.1的規(guī)定。表5.1最大張拉控制應(yīng)力允許值
鋼筋種類張拉方法先張法后張法碳素鋼絲、鋼絞線、刻痕鋼絲熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲冷拉鋼筋0.80fptk
0.75fptk0.95fptk0.75fptk0.70fptk0.90fptkfptk為預(yù)應(yīng)力鋼筋極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
3、預(yù)應(yīng)力值的校核預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力,一般用伸長(zhǎng)值校核。預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值ΔL按下式計(jì)算:
式中FP—預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力,kN;軸線張拉取張拉端的拉力;兩端張拉的曲線筋取張拉端的拉力與跨中扣除孔道摩阻損失后拉力的平均值;
L—預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度,mm;
AP—預(yù)應(yīng)力筋的截面面積,mm2;
ES—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量,kN/mm2。圖5.192CN-1型雙控鋼絲內(nèi)力測(cè)定儀(鋼絲測(cè)力計(jì))1-鋼絲旋鈕;2-測(cè)定儀掛鉤;3-測(cè)頭;4-測(cè)撓度百分表;5-測(cè)力百分表;6-彈簧;7-推桿;8-表架;9-螺絲(4)張拉注意事項(xiàng)
1)張拉時(shí),張拉機(jī)具與預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在一條直線上;同時(shí)在臺(tái)面上每隔一定距離放一根圓鋼筋頭或相當(dāng)于保護(hù)層厚度的其他墊塊,以防預(yù)應(yīng)力筋因自重而下垂,破壞隔離劑,污染預(yù)應(yīng)力筋。
2)頂緊錨塞時(shí),用力不要過猛,以防鋼絲折斷;在擰緊螺母時(shí),應(yīng)注意壓力表讀數(shù)始終保持所需的張拉力。
3)預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后,對(duì)設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于5mm,也不得大于構(gòu)件截面最短邊長(zhǎng)的4%。
4)在張拉過程中發(fā)生斷絲或滑脫鋼絲時(shí),應(yīng)予以更換。
5)臺(tái)座兩端應(yīng)有防護(hù)設(shè)施。張拉時(shí)沿臺(tái)座長(zhǎng)度方向每隔4~5m放一個(gè)防護(hù)架,兩端嚴(yán)禁站人,也不準(zhǔn)進(jìn)入臺(tái)座。2.混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)確定預(yù)應(yīng)力混凝土的配合比時(shí),應(yīng)盡量減少混凝土的收縮和徐變,以減少預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后,鋼筋綁扎、模板拼裝和混凝土澆筑等工作應(yīng)盡快跟上?;炷翍?yīng)振搗密實(shí)?;炷翝仓r(shí),振動(dòng)器不得碰撞預(yù)應(yīng)力筋?;炷廖催_(dá)到強(qiáng)度前,也不允許碰撞或踩動(dòng)預(yù)應(yīng)力筋。采用重疊法生產(chǎn)構(gòu)件時(shí),應(yīng)待下層構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度達(dá)到5.0Mpa后,方可澆筑上層構(gòu)件的混凝土?;炷量刹捎米匀火B(yǎng)護(hù)或濕熱養(yǎng)護(hù)。但必須注意,當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)采取正確的養(yǎng)護(hù)制度以減少由于溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固在臺(tái)座上,溫度升高預(yù)應(yīng)力筋膨脹伸長(zhǎng),使預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力減小。在這種情況下混凝土逐漸硬結(jié),而預(yù)應(yīng)力筋由于溫度升高而引起的應(yīng)力減小則永遠(yuǎn)不能恢復(fù)。(1)放張順序
預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí),應(yīng)緩慢放松錨固裝置,使各根預(yù)應(yīng)力筋緩慢放松。
預(yù)應(yīng)力筋放張順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí),可按下列要求進(jìn)行:承受軸心預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時(shí)放張;承受偏心預(yù)壓力構(gòu)件,應(yīng)先同時(shí)放張預(yù)壓力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋,再同時(shí)放張預(yù)壓力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋。長(zhǎng)線臺(tái)座生產(chǎn)的鋼弦構(gòu)件,剪斷鋼絲宜從臺(tái)座中部開始;疊層生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,宜按自上而下的順序進(jìn)行放松;板類構(gòu)件放松時(shí),從兩邊逐漸向中心進(jìn)行。
3、預(yù)應(yīng)力筋放張與截?cái)?/p>
(2)
放張方法
①放張單根預(yù)應(yīng)力筋,一般采用千斤頂放張,如圖(a)所示。②構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋較多時(shí),整批同時(shí)放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。砂箱裝置如圖(b)所示。楔塊放張裝置如圖(c)所示。③對(duì)于配置預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量不多的混凝土構(gòu)件放張時(shí),可以采用鋼絲鉗剪斷、鋸割等。5.3后張法施工
后張法:是在構(gòu)件制作時(shí),在設(shè)計(jì)放置預(yù)應(yīng)力筋的部位預(yù)先預(yù)留孔道,待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后在孔道內(nèi)穿入預(yù)應(yīng)力筋,并用張拉機(jī)具夾持預(yù)應(yīng)力筋將其張拉至設(shè)計(jì)規(guī)定的控制應(yīng)力,然后借助錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固在預(yù)制構(gòu)件的端部,最后進(jìn)行孔道灌漿(無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件不需要灌漿)。特點(diǎn):直接在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力筋,構(gòu)件在張拉過程中完成混凝土的彈性壓縮,因此不直接影響預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力值的建立。錨具是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的一個(gè)組成部分,永久留在構(gòu)件上,不能重復(fù)使用。后張法施工分為有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力施工和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工。
后張法的施工(一)后張法的施工(二)后張法的施工(三)后張法的施工(四)5.3.1錨具與張拉機(jī)械在后張法中,預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具是配套的。在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,鋼筋(或鋼絲)張拉以后,需采取一定措施錨固在構(gòu)件的兩端,以維持其預(yù)加應(yīng)力。這種用于錨固預(yù)應(yīng)力筋的工具就稱為錨具。它與先張法中使用的夾具不同,使用時(shí)將永遠(yuǎn)保留在構(gòu)件上不再取下,故后張法構(gòu)件上使用的錨具又稱為工作錨。錨具的靜載錨固性能,應(yīng)由預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件靜載試驗(yàn)測(cè)定的錨具效率系數(shù)(ηa)和達(dá)到實(shí)測(cè)極限拉力時(shí)組裝件受力長(zhǎng)度的總應(yīng)變(εapu)確定。錨具效率系數(shù)(ηa)應(yīng)按下式計(jì)算:式中Fapu——預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件的實(shí)測(cè)極限拉力;
Fpm——預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際平均極限抗拉力。由預(yù)應(yīng)力鋼材試件實(shí)測(cè)確數(shù)荷載平均值計(jì)算得出;
ηp——預(yù)應(yīng)力筋的效率系數(shù)。ηp應(yīng)按下列規(guī)定取用:預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件中預(yù)應(yīng)力鋼材為1至5根時(shí),ηp=1;6至12根時(shí),ηp=0.98;20根以上時(shí),ηp=0.97。1、單根粗鋼筋
(1)錨具
單根粗鋼筋的預(yù)應(yīng)力筋,如果采用一端張拉,則在張拉端用螺絲端桿錨具,固定端用幫條錨具或鐓頭錨具;如果采用兩端張拉,則兩端均用螺絲端桿錨具。螺絲端桿錨具如圖5-22所示,適用于14~36mm的冷拉一、二級(jí)鋼筋。
幫條錨具如圖5-23、5-24所示。
鐓頭錨具由鐓頭和墊板組成如圖5-25所示。
圖5.22螺絲端桿錨具a)螺絲端桿錨具b)螺絲端桿c)螺母d)墊板1-鋼筋;2-螺絲端桿;3-螺母;4-焊接接頭圖5.23幫條錨具大樣圖1-襯板;2-幫條;3-預(yù)應(yīng)力筋圖5.24幫條錨具1-幫條;2-襯板;3-預(yù)應(yīng)力筋圖5.25鋼絲鐓頭錨具示意圖(a)張拉端;(b)固定端1-錨環(huán);2-螺母;3-錨板;4-墊板;5-鐓頭預(yù)應(yīng)力鋼絲2、
張拉設(shè)備
拉桿式千斤頂:與螺絲端桿錨具配套的張拉設(shè)備為。常用的有YDL600-150型油壓千斤頂,公稱張拉力600KN,張拉行程150mm。YL60型千斤頂是一種通用型的拉桿式液壓千斤頂(圖5.26)。適用于張拉采用螺絲端桿錨具的粗鋼筋或帶鐓頭錨具的鋼筋束。穿心式千斤頂、普通液壓千斤頂圖5.26拉桿式千斤頂張拉原理1—主油缸;2—主缸活塞;3—進(jìn)油孔;4—回油缸;5—回油活塞;6—回油孔;7—連接器;8—傳力架;9—拉桿;10—螺母;11—預(yù)應(yīng)力筋;12—混凝土構(gòu)件;13—預(yù)埋鐵板;14—螺絲端桿3.預(yù)應(yīng)力鋼筋束和鋼絞線束鋼筋束和鋼紋線束具有強(qiáng)度高、柔性好的優(yōu)點(diǎn),目前常用的錨具有JM12型、精鑄JM12型、KT-Z型(可鍛鑄鐵錐形)以及XM型錨具。(1)JM12型錨具:JM12型錨具性能好,錨固時(shí)鋼筋束或鋼絞線束被單根夾緊,不受直徑誤差的影響,且預(yù)應(yīng)力筋是在呈直線狀態(tài)下被張拉和錨固,受力性能好。圖5.27JM-12錨具1-預(yù)應(yīng)力筋;2-夾片;3-錨環(huán);4-墊板(2)KT-Z型錨具:使用該錨具時(shí),預(yù)應(yīng)力筋在錨環(huán)小口處形成彎折,因而產(chǎn)生摩擦損失,該損失值,對(duì)鋼筋束約為控制應(yīng)力σcon的4%;對(duì)鋼絞線束則約為控制應(yīng)力σcon的2%。圖5.28KT-Z型錨具1—錨環(huán);2—錨塞(3)XM型錨具:它既適用于錨固鉸線束,又適用于錨固鋼絲束;既可錨固單根預(yù)應(yīng)力筋,又可錨固多根預(yù)應(yīng)力筋。當(dāng)用于錨固多根預(yù)應(yīng)力筋時(shí),既可單根張拉、逐根錨固,又可成組張拉,成組錨固。
圖5.29XM型錨具a)裝配;b)錨板1—錨板;2—夾片(三片);3—鋼絞線(4)握裹式錨具:鋼絞線束的固定端的錨具除了可以采用與張拉端相同的錨具外,還可選用握裹式錨具。握裹式錨具有擠壓錨具與壓花錨具兩類。
1)擠壓錨具是利用液壓壓頭機(jī)將套筒齊緊在鋼絞線端頭上一種錨具。
圖5.30擠壓錨具的構(gòu)造1—波紋管;2—螺旋筋;3—鋼紋線;4—鋼墊板;5—擠壓錨具
2)壓花錨具是利用法液壓壓花機(jī)將鋼絞線端頭壓成梨形散花狀的種錨具(圖5.31)。梨形頭的尺寸對(duì)于Φ15鋼絞線不小于Φ95mm×150mm。
圖5.31壓花錨具圖5.32多根鋼紋線壓花錨具4.預(yù)應(yīng)力鋼筋束和鋼絞線束的張拉設(shè)備JM12型錨具宜選用相應(yīng)的YC-60型穿心式千斤頂來張拉預(yù)應(yīng)力筋(圖5.33)。KT-Z型錨具用于螺紋鋼筋束時(shí),宜用錐錨式雙作用千斤頂張拉(圖5.34);用于鋼絞線束,則宜用YC-60型雙作用千斤頂張拉。鋼質(zhì)錐形錨具用錐錨式雙作用千斤頂進(jìn)行張拉。鐓頭錨具用YC-60千斤頂(穿心式千斤頂)或拉桿式千斤頂張拉。大跨度結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)鋼絲束等引伸量大者,用穿心式千斤頂為宜,錐形螺桿錨具宜用拉桿式千斤頂或穿心千斤頂張拉。圖5.33JM12型錨具和YC60型千斤頂?shù)陌惭b示意圖1—工作錨;2—YC60型千斤頂;3—工具錨;4—預(yù)應(yīng)力筋束圖5.34錐錨式千斤頂1—張拉油缸;2—頂壓油缸(張拉活塞);3—頂壓活塞4—彈簧;5—預(yù)應(yīng)力筋;6—楔塊;7—對(duì)中套;8—錨塞9—錨環(huán);10—構(gòu)件5.鋼絲束錨具和張拉設(shè)備鋼絲束一般由幾根到幾十根直徑3~5mm平行的碳素鋼絲組成。目前常用的錨具有鋼質(zhì)錐形錨具、錐形螺桿錨具和鋼絲束鐓頭錨具。(1)鋼質(zhì)錐形錨具由錨環(huán)和錨塞組成,(如圖5.35、36),用于錨固以錐錨式雙作用千斤頂張拉的鋼絲束。錨環(huán)內(nèi)孔的錐度應(yīng)與錨塞的錐度一致。錨塞上刻有細(xì)齒槽,夾緊鋼絲防止滑動(dòng)。錐形錨具的主要缺點(diǎn)是當(dāng)鋼絲直徑誤差較大時(shí),易產(chǎn)生單根滑絲現(xiàn)象,且滑絲后很難補(bǔ)救,如用加大頂錨力的辦法來防止滑絲,過大的頂錨力易使鋼絲咬傷。圖5.35鋼質(zhì)錐形錨具照片
圖5.36鋼質(zhì)錐形錨具安裝示意圖1—錨環(huán);2—錨塞;3—鋼絲束;4—構(gòu)件(2)鋼絲束鐓頭錨具用于錨固12~54束根ф5碳素鋼絲的鋼絲束。分DM5A型和DM5B型兩種,DM5A型用于張拉端,DM5B型用于固定端(圖5.37)。鐓頭錨具的滑移值不應(yīng)大于1mm。鐓頭錨具的鐓頭強(qiáng)度,不得低于鋼絲規(guī)定抗拉強(qiáng)度的98%。張拉時(shí),張拉螺絲桿一端與錨環(huán)內(nèi)絲扣連接,另一端與拉桿式千斤頂?shù)睦^連接,當(dāng)張拉到控制應(yīng)力時(shí),錨環(huán)被拉出,則擰緊錨環(huán)外絲扣上的螺母加以錨固。圖5.37鋼絲束鐓頭錨具1—錨環(huán);2—螺母3—錨板(3)錐形螺桿錨具用于錨固14,16,20,24和28根直徑5mm的鋼絲束。它由錐形螺桿、套筒、螺母等組成(圖5.38)。錐形螺桿錨具與YL-60,YL-90拉桿式千斤頂配套使用,YC-60,YC-90穿心式千斤頂亦可應(yīng)用。
圖5.38錐形螺桿錨具1—套筒;2—錐形螺桿;3—墊板;4—螺母圖5.39錐形螺桿錨具與拉桿式千斤頂?shù)陌惭b示意圖
1—鋼絲束;2—套筒;3—錐形螺桿;4—墊板;5—螺母;6—千斤頂連接螺母;7—拉桿式千斤頂;8—預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件6.鋼絲束的張拉設(shè)備鋼質(zhì)錐形錨具用錐錨式雙作用千斤頂進(jìn)行張拉。鐓頭錨具用YC-60千斤頂(穿心式千斤頂)或拉桿式千斤頂張拉。大跨度結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)鋼絲束等引伸量大者,用穿心式千斤頂為宜,錐形螺桿錨具宜用拉桿式千斤頂或穿心千斤頂張拉。采用千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力筋,預(yù)應(yīng)力的大小時(shí)通過油壓表的讀數(shù)控制。油表讀數(shù)表示千斤頂活塞單位面積的油壓力。如張拉力時(shí)N,活塞面積是F,則油壓的相應(yīng)讀數(shù)是P。即
7.千斤頂使用注意事項(xiàng)
(1)千斤頂不允許在超過規(guī)定的負(fù)荷和行程的情況下使用。
(2)千斤頂在使用時(shí)必須保證活塞外露部分的清潔,如果沾上灰塵雜物,應(yīng)及時(shí)用油擦洗干凈。使用完畢后,各油缸應(yīng)回程到底,保持進(jìn)、出口的潔凈,加覆蓋保護(hù),妥善保管。
(3)千斤頂張拉升壓時(shí),應(yīng)觀察有無漏油和千斤頂位置是否偏斜,必要時(shí)應(yīng)回油調(diào)整。進(jìn)油升壓必須徐緩、均勻、平穩(wěn),回油降壓時(shí)應(yīng)緩慢松開回油閥,并使各油缸回程到底。
(4)雙作用千斤頂在張拉過程中,應(yīng)使頂壓油缸全部回油。在頂壓過程中,張拉油缸應(yīng)予持荷,以保證恒定的張拉力,待頂壓錨固完成時(shí),張拉缸再回油。5.3.2預(yù)應(yīng)力筋的制作預(yù)應(yīng)力筋按材料類型可分金屬、非金屬預(yù)應(yīng)力筋等。常用的金屬預(yù)應(yīng)力筋有鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋圖5.40螺旋肋鋼絲外形
圖5.41三面刻痕鋼絲外形圖5.42精軋螺紋鋼筋外形圖5.43預(yù)應(yīng)力鋼絞線外形1、單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋制作單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的制作,包括配料、對(duì)焊、冷拉等工序。預(yù)應(yīng)力筋的下料長(zhǎng)度應(yīng)計(jì)算確定,計(jì)算時(shí)要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的孔道長(zhǎng)度、錨具厚度、千斤頂長(zhǎng)度、焊接接頭或鐓頭的預(yù)留量、冷拉伸長(zhǎng)值、彈性回縮值等?,F(xiàn)以兩端用螺絲端桿錨具預(yù)應(yīng)力筋為例來說明其下料長(zhǎng)度計(jì)算方法。圖5.44粗鋼筋與錨具連接圖及下料長(zhǎng)度計(jì)算示意圖
a)螺絲端桿錨具的連接;b)幫條錨具的連接1-螺絲端桿;2-粗鋼筋;3-對(duì)焊接頭;4-墊板5-螺母;6-幫條錨具;7-混凝土構(gòu)件(1)兩端采用螺絲端桿錨具的預(yù)應(yīng)力筋,預(yù)應(yīng)力筋的成品長(zhǎng)度如圖(5-45a):預(yù)應(yīng)力筋的成品長(zhǎng)度(即預(yù)應(yīng)力筋和螺絲端桿對(duì)焊并經(jīng)冷拉后的全長(zhǎng))L1:
L1=l+2l2
預(yù)應(yīng)力筋(不包括螺絲端桿)冷拉后需達(dá)到的長(zhǎng)度L0:
L0=L1-2l1預(yù)應(yīng)力筋(不包括螺絲端桿)冷拉前的下料長(zhǎng)度L:冷拉率為r,彈性回縮率δ,對(duì)焊接頭的壓縮量Δ(2)一端用螺絲端桿另一端用幫條錨具時(shí),預(yù)應(yīng)力筋的成品長(zhǎng)度如圖(5-45b)所示:在不同場(chǎng)合下,用拉伸機(jī)張拉時(shí),l2的計(jì)算取值有:張拉端(5-14)錨固端(5-15)2、鋼筋束、鋼絞線的制作
鋼筋束所用鋼筋是成圓盤供應(yīng),不需對(duì)焊接頭。鋼筋束或鋼絞線束預(yù)應(yīng)力筋的制作包括開盤冷拉、下料、編束等工序。預(yù)應(yīng)力鋼筋束下料應(yīng)在冷拉后進(jìn)行。當(dāng)采用鐓頭錨具時(shí),則應(yīng)增加鐓頭工序。
(1)當(dāng)采用JM型或XM型錨具,用穿心式千斤頂張拉時(shí),鋼筋束和鋼絲束的下料長(zhǎng)度L應(yīng)等于構(gòu)件孔道長(zhǎng)度加上兩端為張拉、錨固所需的外露長(zhǎng)度,如圖5.45所示。可按下式計(jì)算:兩端張拉時(shí):
L=l+2(l1+l2+l3+100)一端張拉時(shí):
L=l+2(l1+100)+l2+l3
圖5.45鋼絞線或鋼絲束下料計(jì)算簡(jiǎn)圖1-混凝土構(gòu)件;2-孔道;3-鋼絞線或鋼絲束;4-夾片式工作錨5-穿心式千斤頂;6-夾片式工作錨(2)當(dāng)采用KT-Z型錨具,錐錨式雙作用千斤頂張拉時(shí),預(yù)應(yīng)力筋或鋼絞線的下料長(zhǎng)度按圖5-34所示用下式計(jì)算:①當(dāng)兩端張拉時(shí)
②當(dāng)一端張拉時(shí)
3.鋼絲束的制作鋼絲束的制作,隨錨具形式不同制作方式也有差異,一般包括調(diào)直、下料、編束和安裝錨具等工序。用鋼質(zhì)錐形具錨固的鋼絲束,其制作和下料長(zhǎng)度計(jì)算基本上同鋼筋束。用鐓頭錨具錨固的鋼絲束,其下料長(zhǎng)度應(yīng)力求精確,對(duì)直的或一般曲率的鋼絲束,下料長(zhǎng)度的相對(duì)誤差要控制在L/5000以內(nèi),并且不大于5mm。為此,要求鋼絲在應(yīng)力狀態(tài)下切斷下料,下料的控制應(yīng)力為300N/mm2。鋼絲下料長(zhǎng)度,取決于是A型或B型錨具以及一端張拉或兩端張拉。圖5.46鋼絲束編束示意圖1—鋼絲;2—鉛絲;3—襯圈后張法:先制作混凝土構(gòu)件,并在預(yù)應(yīng)力筋的位置預(yù)留出相應(yīng)孔道,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值后,穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉,并利用錨具把預(yù)應(yīng)力筋錨固,最后進(jìn)行孔道灌漿。預(yù)應(yīng)力混凝土后張法生產(chǎn)工藝流程見圖5.47所示。
5.3.3后張法施工工藝圖5.47后張法施工流程圖后張法施工由于直接在鋼筋混凝土構(gòu)件上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉,所以不需要固定臺(tái)座設(shè)備,不受地點(diǎn)限制,它既適用于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn),也適用于現(xiàn)場(chǎng)施工大型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,而且后張法又是預(yù)制構(gòu)件拼裝的手段。
后張法的工藝流程見圖5.18所示。
有粘結(jié)后張法施工
圖5.48有粘結(jié)后張法施工示意圖(a)制作混凝土構(gòu)件(b)張拉預(yù)應(yīng)力筋(c)錨固和孔道灌漿1-混凝土構(gòu)件;2-預(yù)留孔道;3-預(yù)應(yīng)力筋;4-張拉千斤頂;5-錨具
1.孔道留設(shè)孔道留設(shè)是后張法構(gòu)件制作中的關(guān)鍵工作??椎乐睆饺Q于預(yù)應(yīng)力筋和錨具??椎懒粼O(shè)方法:鋼管抽芯法、膠管抽芯法預(yù)埋波紋管法。預(yù)埋波紋管法只是用于曲線形孔道。(1)
鋼管抽芯法預(yù)先將平直、表面圓滑的鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋孔道位置上。在開始澆筑至澆筑后拔管前,間隔一定時(shí)間要緩慢勻速地轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管;待混凝土初凝后至終凝之前,用卷?yè)P(yáng)機(jī)勻速拔出鋼管即在構(gòu)件中形成孔道。
鋼管抽芯法只用于留設(shè)直線孔道,鋼管長(zhǎng)度不宜超過15m,鋼管兩端各伸出構(gòu)件500mm左右,以便轉(zhuǎn)動(dòng)和抽管。構(gòu)件較長(zhǎng)時(shí),可采用兩根鋼管,中間用套管連接(圖5.33)。抽管時(shí)間與水泥品種、澆筑氣溫和養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。
采用鋼筋束鐓頭錨具和錐形螺桿錨具留設(shè)孔道時(shí),張拉端的擴(kuò)大孔也可用鋼管成型,留孔時(shí)應(yīng)注意端部擴(kuò)孔應(yīng)與中間孔道同心。
圖5.49鋼管連接方法1-鋼管;2-白鐵皮套管;3-硬木塞;4-支架(2)膠管抽芯法膠管采用5~7層帆布夾層,壁厚6~7mm的普通橡膠管,用于直線、曲線或折線孔道成型。膠管一端密封,另一端接上閥門,安放在孔道設(shè)計(jì)位置上;待混凝土初凝后、終凝前,將膠管閥門打開放水(或放氣)降壓,膠管回縮與混凝土自行脫落。一般按先上后下、先曲后直的順序?qū)⒛z管抽出。圖5.50膠管密封裝置(a)膠管封頭;(b)膠管與閥門連接1-膠管;2-鐵絲密纏;3-鋼管堵頭;4-閥門圖5.51膠管連接方法1-膠管;2-白鐵皮套管;3-釘子;4-厚1mm的鋼管;5-硬木塞(3)預(yù)埋管法預(yù)埋管法是用鋼筋井字架將黑鐵皮管、薄鋼管或金屬螺旋管固定在設(shè)計(jì)位置上,在混凝土構(gòu)件中埋管成型的一種施工方法。適用于預(yù)應(yīng)力筋密集或曲線預(yù)應(yīng)力筋的孔道埋設(shè),但電熱后張法施工中,不得采用波紋管或其他金屬管埋設(shè)的管道。
圖5.52金屬螺旋管(a)圓形單波紋(b)圓形雙波紋(c)扁形金屬螺旋管有不同的形狀,標(biāo)準(zhǔn)型圓形螺旋管用途最廣,扁形螺旋管僅用于板類構(gòu)件。
圖5.53波紋管在實(shí)際工程中的應(yīng)用金屬螺旋管的連接,采用大一號(hào)同型螺旋管。接頭管的長(zhǎng)度為200~300mm,其兩端用密封膠帶或塑料熱縮管封裹,
圖5.54金屬螺旋管的連接1-螺旋管;2-接頭管;3-密封膠帶
金屬螺旋管的固定,采用鋼筋支托,間距不大于0.8m,曲線孔應(yīng)加密,并用鐵線綁牢。圖5.55金屬螺旋管的固定1-梁側(cè)模;2-箍筋;3-鋼筋支托;4-螺旋管;5-墊塊1)塑料波紋管安裝與連接塑料波紋管的鋼筋支托間距不大于0.8~1.0m.。塑料波紋管接長(zhǎng):采用熔焊法或高密度聚乙烯塑料套管。塑料波紋管與錨墊板連接,采用高密度聚乙烯套管。塑料波紋管與排氣管連接;在波紋管上熱熔排氣孔,然后用塑料弧形壓板連接。塑料波紋管的最小彎曲半徑為0.9-1.5m.,如圖5.56。圖5.56金屬螺旋管(波紋管)的固定1—箍筋;2一鋼筋托架;3—波紋管;4一后綁的鋼筋;5—墊塊;6—梁側(cè)模
2)灌槳孔、排氣孔和泌水管在預(yù)應(yīng)力筋孔道兩端,應(yīng)設(shè)置灌漿孔和排氣孔。灌漿孔可設(shè)置在錨墊板上或利用灌漿管引至構(gòu)件外,其間距對(duì)抽芯成型孔道不宜大于12m,孔徑應(yīng)能保證漿液暢通,一般不宜小于20mm。曲線預(yù)應(yīng)力筋孔道的每個(gè)波峰處,應(yīng)設(shè)置泌水管。泌水管伸出梁面的高度不宜小于0.5m,泌水管也可兼作灌漿孔用。
圖5.57用木塞留灌漿口
1-底模;2-側(cè)模;3-抽芯管;4-20木塞
圖5.58螺旋管上留灌漿口1-螺旋管;2-海綿墊;3-塑料弧形壓板;4-塑料管;
5-鐵絲扎緊構(gòu)件中留設(shè)孔道主要為穿預(yù)應(yīng)力鋼筋(束)及張拉錨固后灌漿用??椎懒粼O(shè)的基本要求:a預(yù)留孔道的規(guī)格、數(shù)量、位置和形狀應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;b預(yù)留孔道的定位應(yīng)牢固,澆筑混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)移位和變形;c孔道應(yīng)平順,端部的預(yù)埋錨墊板應(yīng)垂直于孔道中心線;d成孔用管道應(yīng)密封良好,接頭應(yīng)嚴(yán)密且不得漏漿;e在曲線孔道的波峰部位應(yīng)設(shè)置泌水管,灌漿孔與泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。排氣孔不得遺漏或堵塞;f曲線孔道控制點(diǎn)的豎向位置偏差應(yīng)符合表5.2的規(guī)定。2.穿預(yù)應(yīng)力筋穿筋前,應(yīng)檢查鋼筋(或束)的規(guī)格、總長(zhǎng)是否符合要求。同時(shí)要考慮鋼筋接頭位置是否符合規(guī)范的規(guī)定。穿筋時(shí),帶有瑞桿螺絲的預(yù)應(yīng)力筋,應(yīng)將絲扣保護(hù)好,以免損壞。鋼筋束或鋼絲束應(yīng)將鋼筋或鋼絲順序編號(hào),并套上穿束器。先把鋼筋或穿束器的引線由一端穿入孔道,在另一端穿出,然后逐漸將鋼筋或鋼絲束拉出到另一端。穿完后要將預(yù)應(yīng)力筋的螺紋保護(hù)好3.預(yù)應(yīng)力筋張拉張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí),構(gòu)件混凝土強(qiáng)度應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定,如設(shè)計(jì)無規(guī)定則不宜低于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%。因此,一般情況下,在澆筑混凝土?xí)r除了按常規(guī)留置試塊外,還應(yīng)該留置同條件養(yǎng)護(hù)試塊和用于判定混凝土是否可以張拉的試塊。用塊體拼裝的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,其拼裝立縫處混凝土或砂漿的強(qiáng)度,如設(shè)計(jì)無規(guī)定則不宜低于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的40%,且不低于15N/mm2。(1)張拉順序和張拉制度
預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序,應(yīng)使混凝土不產(chǎn)生超應(yīng)力、構(gòu)件不扭轉(zhuǎn)與側(cè)彎、結(jié)構(gòu)不變位等,因此,對(duì)稱張拉是一條重要原則。圖5.59預(yù)應(yīng)力混凝土屋架下弦桿與吊車梁的預(yù)應(yīng)力筋張拉順序。圖5.59預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序(a)(b)屋架下弦桿;(c)吊車梁1)對(duì)配有多根預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,由于不可能同時(shí)一次張拉完預(yù)應(yīng)力筋,應(yīng)分批、對(duì)稱的進(jìn)行張拉。2)平臥重疊構(gòu)件張拉,后張法預(yù)應(yīng)力混凝土屋架等構(gòu)件一般在施工現(xiàn)場(chǎng)平臥重疊制作,重疊層數(shù)為3~4層。其張拉順序宜先上后下逐層進(jìn)行。為了減少上下層之間因摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失,可逐層加大張拉力。
表5.3平臥重疊澆筑構(gòu)件逐層增加的張拉力百分?jǐn)?shù)(2)張拉方法為了減少預(yù)應(yīng)力筋與預(yù)留孔道摩擦引起的損失對(duì)于抽芯成形孔道:1)曲線形預(yù)應(yīng)力筋和長(zhǎng)度大于24米的直線形預(yù)應(yīng)力筋,應(yīng)采取兩端同時(shí)張拉的方法。2)長(zhǎng)度小于或等于24米的直線形預(yù)應(yīng)力筋,可一端張拉。對(duì)預(yù)埋波紋管孔道:1)曲線形預(yù)應(yīng)力筋和長(zhǎng)度大于30米的直線形預(yù)應(yīng)力筋,宜采取兩端同時(shí)張拉的方法。2)長(zhǎng)度小于或等于30米的直線形預(yù)應(yīng)力筋,可一端張拉。3)同一截面中有多根一端張拉的預(yù)應(yīng)力筋時(shí),張拉端宜分別設(shè)置在構(gòu)件的兩端,當(dāng)兩端同時(shí)張拉同一根預(yù)應(yīng)力筋時(shí),為減少預(yù)應(yīng)力損失,施工時(shí)宜采用先張拉一端錨固后,再在另一端補(bǔ)足張拉力后進(jìn)行錨固。(3)張拉伸長(zhǎng)值校核預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí),通過伸長(zhǎng)值的校核,可以綜合反映張拉力是否足夠,孔道摩阻損失是否偏大,以及預(yù)應(yīng)力筋是否有異?,F(xiàn)象等。因此,對(duì)張拉伸長(zhǎng)值的校核,要引起重視。采用圖解法時(shí),圖5.60以伸長(zhǎng)值為橫坐標(biāo),張拉力為縱坐標(biāo),將各級(jí)張拉力的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值標(biāo)在圖上,繪成張拉力與伸長(zhǎng)值關(guān)系線CAB,然后延長(zhǎng)此線與橫坐標(biāo)交于O′點(diǎn),則O0′段即為推算伸長(zhǎng)在錨固時(shí)應(yīng)檢查張拉端預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮值,以免由于錨固引起的預(yù)應(yīng)力損失超過設(shè)計(jì)值,如實(shí)測(cè)的預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮量大于規(guī)定值,則應(yīng)改善操作工藝,更換限位板或采取超張拉辦法彌補(bǔ)。圖5.60預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際張拉伸長(zhǎng)值圖解(4)孔道灌漿預(yù)應(yīng)力筋張拉后,應(yīng)盡快地用灰漿泵將水泥漿壓灌到預(yù)應(yīng)力孔道中去。灌漿用水泥漿應(yīng)有足夠的粘結(jié)力,且應(yīng)有較大的流動(dòng)性,較小的干縮性和泌水性。灌漿前,用壓力水沖洗和濕潤(rùn)孔道。灌漿順序應(yīng)先下后上,以免上層孔道漏漿把下層孔道堵塞。灌漿工作應(yīng)緩慢均勻連續(xù)進(jìn)行,不得中斷。5.4無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工后張法無粘結(jié):無需預(yù)留管道與灌漿,而是將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋同普通鋼筋一樣鋪設(shè)在結(jié)構(gòu)模板設(shè)計(jì)位置上,用20~22號(hào)鐵絲與非預(yù)應(yīng)力鋼絲綁扎牢靠后澆筑混凝土;待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,對(duì)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉和錨固,借助于構(gòu)件兩端錨具傳遞預(yù)壓應(yīng)力。無粘接預(yù)應(yīng)力鋼筋(一)無粘接預(yù)應(yīng)力鋼筋(二)無粘接預(yù)應(yīng)力鋼筋的鋪設(shè)5.4.1無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的制作及質(zhì)量要求1.原材料的準(zhǔn)備(1)一般要求無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是由7根φ5mm高強(qiáng)鋼絲組成的鋼絲束或扭結(jié)成的鋼絞線,通過專門設(shè)備涂包涂料層和包裹外包層構(gòu)成的(圖5.39)。涂料層一般采用防腐瀝青。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土中,錨具必須具有可靠的錨固能力,要求不低于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度的95%。
圖5.61無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋1-塑料外包層;2-防腐潤(rùn)滑脂;3-鋼絞線(或碳素鋼絲束)(2)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束表面涂料,由于需長(zhǎng)期保護(hù)預(yù)應(yīng)力束不受腐蝕,其性能應(yīng)符合下列要求:
1)在-20℃~+70℃溫度范圍內(nèi),低溫不脆化,高溫化學(xué)穩(wěn)定性好;2)必須具有足夠的韌性、抗破損性;3)對(duì)周圍材料(如混凝土、鋼材)無侵蝕作用;4)防水性好。(3)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋涂料層應(yīng)采用專用防腐油脂,其性能應(yīng)符合下列要求:
1)在-20~+70℃溫度范圍內(nèi),不流淌,不裂縫,不變脆,并有一定韌性;2)使用期內(nèi),化學(xué)穩(wěn)定性好;3)對(duì)周圍材料(如混凝土、鋼材和外包材料)無侵蝕作用;4)不透水,不吸濕,防水性好;5)防腐性能好;6)潤(rùn)滑性能好,摩擦阻力小。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋外包層材料,應(yīng)采用高密度聚乙烯,嚴(yán)禁使用聚氯乙烯。2.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束的制作一般有纏紙工藝、擠壓涂層工藝兩種制作方法。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束制作的纏紙工藝是在纏紙機(jī)上連續(xù)作業(yè),完成編束、涂油、鐓頭、纏塑料布和切斷等工序。擠壓涂層工藝主要是鋼絲通過裝置涂油,涂油鋼絲束通過塑料擠壓機(jī)涂刷塑料薄膜,再經(jīng)冷卻筒槽成型塑料套管,如圖5.62。這種無粘結(jié)束擠壓涂層工藝與電線、電纜包裹塑料套管的工藝相似,并具有效率高、質(zhì)量好、設(shè)備性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。圖5.62環(huán)氧涂層鋼絞線
(a)有粘結(jié)型(b)無粘結(jié)型1-鋼絞線;2-環(huán)氧樹脂涂層;3-聚乙烯護(hù)套;4-油脂3.錨具無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中,錨具是把預(yù)應(yīng)力束的張拉力傳遞給混凝土的工具,外荷載引起預(yù)應(yīng)力束內(nèi)力的變化全部由錨具承擔(dān)。因此,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束的錨具不僅受力比有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的錨具大,而且承受的是重復(fù)荷載。因而無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束的錨具應(yīng)有更高的要求。一般要求無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束的錨具至少應(yīng)能承受預(yù)應(yīng)力束最小規(guī)定極限強(qiáng)度的95%,而不超過預(yù)期的滑動(dòng)值,張拉端錨固系統(tǒng)如圖5.63所示。
圖5.63張拉端錨固系統(tǒng)構(gòu)造(a)圓套筒錨具(b)墊板連體式錨具1-夾片;2-錨環(huán);3-承壓板;4-螺旋筋;5-無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋;6-穴模;7-連體錨板;8-塑料保護(hù)套;9-密封連接件及螺母;10-模板我國(guó)
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