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預應力混凝土工程施工必備基礎知識

來源:http://www.gzywhl.cn/ 日期:2019-10-14 發布人:admin
它是在構件承受外力之前,預先在構件的受拉區對混凝土施加預壓力,這種壓力稱為預應力。

構件在使用階段的外荷載作用下產生的拉應力,要抵消預壓應力,推遲了混凝土裂縫出現的同時也限制了裂縫的開展,從而提高了構件的抗裂度和剛度。

施加預加應力的方法是:張拉受拉區中的預應力鋼筋,通過預應力鋼筋和混凝土之間的粘結力或錨具,將預應力鋼筋的彈性收縮力傳遞到混凝土構件中,并產生預壓應力。

一、預應力鋼筋的種類

1、冷拔低碳鋼絲

是由直徑6—10mm的Ⅰ級鋼筋(R235)在常溫下通過拔絲模冷拔而成,一般拔3—5mm。

點:屈服強度顯著提高,但塑性降低,適于小型構件的預應力筋。

2、冷拉鋼筋

是將Ⅱ~Ⅲ級熱軋鋼筋(RL335、RL400)在常溫下通過張拉到超過屈服點的某一應力,使其產生一定塑性變形后卸荷,再經過時效處理而成。

冷拉鋼筋的彈性模量有所降低,而屈服強度和硬度有所提高,可直接用作預應力鋼筋。

3、碳素鋼絲(應力鋼絲)

碳素鋼絲是由高碳鋼條經淬火、酸洗、拉拔制成。尚需經過矯直回火處理。

用作先張法預應力筋時,鋼絲表面需經過刻痕處理以保證高墻鋼絲與混凝土的可靠粘結。

4、鋼絞線

柔軟,施工方便,但較貴。

常用的是:標準抗壓強度為1860MPa的高強、低松弛鋼絞線。

5、熱處理鋼筋

普通熱軋中碳合金鋼經淬火和回火調質熱處理制成,具有高強度、高韌性和高粘結力等優點。

二、對混凝土的要求

★在預應力混凝土結構中,混凝土的強度等級不應低于C30;

★當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋時,混凝土強度等級不宜低于C40。

★在預應力混凝土構件的施工中,不能摻入對鋼筋有侵蝕作用的氯鹽、氯化鈉等。

三、先張法

先張法是在澆筑混凝土前張拉預應力筋,并將預應力筋臨時固定在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土。待混凝土達到一定強度70%,保證預應力筋與混凝土有足夠粘結力時,放松預應力筋,借助預應力筋與混凝土之間的粘接,使混凝土產生預壓應力。

先張法多用于預制構件廠生產定型的中小構件,也常用于生產預應力橋垮結構等。

(一)臺座

臺座承受全部預應力的拉力,故應具有足夠的強度、剛度和穩定性。

1、墩式臺座

一般用于生產中小型構件。

2、槽式臺座

可承受較大的張拉應力和力矩。適于生產吊車梁、屋架、箱梁等張拉力較大的預應力構件。

(二)張拉機具和夾具 

1、夾具

進行張拉和臨時固定的工具,可以重復使用。要求:工作方便可靠、構造簡單、加工方便。

(1)張拉夾具。將預應力筋與張拉機械連接起來,張拉時夾持預應力筋的工具。

常用的有:偏心式夾具、銷片式夾具、鐓式夾具、鉗式夾具。

(2)錨固夾具。將預應力筋臨時固定在臺座橫梁上的工具。

常用的有:錐形夾具、楔形夾具、穿心式夾具、鐓頭鋼筋夾具。

2、張拉機具

(1)穿心式千斤頂。

(2)卷   揚   機。

(3)電動螺桿張拉機。

(三)先張法施工工藝

1、預應力筋的張拉

可單根張拉或多根同時張拉。多根張拉時,應先調整初應力,使其相互之間的應力一致。

如實際伸長值大于計算伸長值的10%,或小于計算伸長值的5%,應暫停張拉,查明原因調整后繼續。

2、混凝土的澆筑和養護

盡量減少混凝土的收縮和徐變,以減少預應力損失。

混凝土采用濕熱養護時,應采用二次升溫制度養護混凝土,開始養護時的溫差不得大于20℃,待混凝土強度達到10MPa后,再按一般升溫制度養護,以減少溫差應力損失。

3、預應力筋的放張

放張預應力筋時,混凝土強度必須符合設計要求;當設計無要求時,則不低于設計的混凝土立方體強度標準值得70%。

放張注意事項:

(1)預應力筋放張應緩慢進行;

(2)預應力筋數量較少時刻逐根放張,較多時,應同時放張,以免引起構件翹曲、開裂和斷筋現象。

(3)預應力筋應采取砂輪機或切斷機切斷,不得使用電弧焊切割。

四、后張法

在制作構件時,預留孔道,待混凝土達到規定強度后,張拉預應力筋。

后張法適于:現場生產大型預應力構件、特種結構和構筑物。還可作為預應力預制構件的拼裝手段。

(一)錨具

后張法預應力筋、錨具、張拉機具是配套使用的。

錨具是建立在預應力值和保證結構的關鍵,要求錨具尺寸形狀準確,有足夠的強度和剛度,受力后變形小,錨固可靠,不致產生預應力筋的滑移和斷裂。還要求取材容易,加工容易,成本低,使用方便。

1、單根粗鋼筋錨具

張拉端采用螺絲端桿錨具,固定端采用鐓錨具或幫條錨具。

2、鋼筋束錨具

張拉端常采用JM—12型錨具,非張拉端采用鐓頭錨具。

3、鋼絲束錨具

張拉端常采用錐形螺桿錨具、鋼質錐形錨具,非張拉端采用鐓頭錨具。

(二)張拉機具

1、拉桿式千斤頂

適于張拉帶有螺桿式和鐓式錨具的單根粗鋼筋、鋼筋束、鋼絲束;

2、穿心式千斤頂

常用的為YC--60型,適于張拉各種預應力筋,是應用廣泛的張拉機具。

3、錐錨式雙作用千斤頂

適于張拉以KT—Z型錨具的鋼筋束、鋼絞線束;以鋼質錐形錨具為張拉錨具的鋼絲束。

(三)后張法施工工藝

1、孔道的預留

(1)鋼管抽芯法;可留直線孔道。

(2)膠管抽芯法;可留直線、曲線孔道。用40—50 cm間距的鋼筋井字架固定

(3)預埋波紋管。用不大于80cm間距的鋼筋井字架固定。 

2、預應力鋼筋張拉

混凝土的強度應按設計規定,設計無規定時,則不低于設計混凝土立方體抗壓強度標準值的70%。

張拉注意事項:

(1)構件長度小于24m的直線預應力筋可一端張拉,但張拉端宜分別設置在構件的兩端;對曲線預應力筋和構件長度大于24m的預應力筋,應采用兩端同時張拉,亦可在一端張拉后,再在另一端補足預應力值。

(2)對配有多根預應力筋的構件,應分批對稱張拉。

(3)對平臥疊層澆筑的預應力構件;平臥重疊澆筑的構件宜先上后下逐層張拉,可逐層增大張拉力來彌補該應力損失,但底層超張拉值不宜比張拉力大5%(鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋)或9%(冷拉Ⅱ~Ⅲ級鋼筋),并保證底層構件的控制應力值不超過規定限值。

(4)在預應力筋張拉時,往往要采取超張拉的方法來彌補應力損失,但可能超過規定限值,可采用:

先采取同一張拉值,而后復位補足;

分兩個階段建立預應力,即全部預應力張拉到一定值(如90%),再二次張拉控制應力;

(5)當采用應力控制張拉時,應校核預應力筋的伸長值,如實際伸長值比計算伸長值大10%或小于5%,應暫停張拉,在采取措施予以糾正后,方可繼續張拉。

3、孔道壓漿

張拉后應隨即進行壓漿,以防預應力筋銹蝕,同時增加結構的抗裂性和耐久性。

★灰漿除滿足強度和粘結力要求外,尚需要有較大的流動性和較小的壓縮性、泌水性。

★宜采用標號不低于42.5的普通硅酸鹽水泥配置的水泥漿,水泥漿強度不低于20MPa,

★水灰比宜控制在0.4—0.45之間,攪拌后3h的泌水率在20%以內。

壓漿前,孔道應濕潤,壓漿應緩慢注入,不得中斷;灌漿順序應先下后上;曲線灌漿,宜從點壓入水泥漿,點排出空氣及溢出濃漿為止。

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