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文檔簡介
1、建研(北京)結(jié)構(gòu)工程有限公司第一章 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工的基本常識1.1 預(yù)應(yīng)力的基本概念1.1.1 什么是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)就是在結(jié)構(gòu)承受外荷載作用之前,預(yù)先采用人為的方法,在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成一種預(yù)先的應(yīng)力狀態(tài),使結(jié)構(gòu)在使用階段產(chǎn)生拉(壓)應(yīng)力的區(qū)域預(yù)先受到壓(拉)應(yīng)力,這種壓(拉)應(yīng)力可以抵消全部或一部分在使用階段由外荷載產(chǎn)生的拉(壓)應(yīng)力,從而達到推遲裂縫出現(xiàn)、限制裂縫開展和提高結(jié)構(gòu)剛度的目的。以簡支梁跨中截面為例,在使用階段垂直向下荷載作用下,梁跨中截面的下部受拉。如果在使用荷載施加之前,我們采取某種方法使該截面的下部預(yù)先受到一定的壓應(yīng)力,這樣,當(dāng)施加使用荷載時,使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力
2、將首先平衡掉預(yù)先形成的壓應(yīng)力,然后才產(chǎn)生拉應(yīng)力,兩者抵消后最終產(chǎn)生的拉應(yīng)力將比沒有預(yù)加壓應(yīng)力時小得多。當(dāng)預(yù)加壓應(yīng)力的值等于或大于荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力時,甚至在混凝土中根本不產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于混凝土的抗壓能力遠遠大于抗拉能力,在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,我們主要是預(yù)先在構(gòu)件的混凝土中形成壓應(yīng)力,用來抵消使用荷載條件下的拉應(yīng)力,減小截面混凝土的拉應(yīng)力,達到提高構(gòu)件的承載能力,減少和推遲混凝土受拉裂縫產(chǎn)生的效果。這里應(yīng)當(dāng)注意的是,所談的壓應(yīng)力或拉應(yīng)力都是針對構(gòu)件的某個截面甚至截面的某一邊來說的,如果將施加壓應(yīng)力的位置搞反了,不但不能提高構(gòu)件的承載能力,反而會大大降低構(gòu)件的承載能力。因此在施工中應(yīng)嚴格按設(shè)計的
3、預(yù)應(yīng)力鋼筋位置進行布筋。為了在混凝土中預(yù)加應(yīng)力,一般在構(gòu)件內(nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋,對其進行張拉并錨固后,利用預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性回縮力在混凝土中形成壓應(yīng)力。如果預(yù)應(yīng)力鋼筋布置成曲線形狀,則對構(gòu)件來說還將產(chǎn)生與使用荷載相反效果的附加荷載,這種荷載與使用荷載是相互抵消的,因此也會產(chǎn)生減小構(gòu)件應(yīng)力的效果。1.1.2預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的優(yōu)點a可以有效地避免或限制使用階段裂縫的開展;b可以提高結(jié)構(gòu)的剛度,減小構(gòu)件的變形;c可以充分利用高強鋼材的機械性能,節(jié)約鋼材;d可以充分利用材料的性能,有效地減小構(gòu)件的尺寸,為建筑物提供更大的有效空間;e可以減小結(jié)構(gòu)的自重;f可以減少工程的投資。1.1.3預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的分類對于預(yù)應(yīng)力鋼筋
4、混凝土結(jié)構(gòu)來說,主要有如下三種分類方法:a按照預(yù)應(yīng)力施加的時間進行分類有先張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。這里的先后是相對于混凝土的澆筑時間來說的,在澆筑混凝土之前就對鋼筋施加應(yīng)力的稱為先張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,如在臺座上施工的預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板就屬于先張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件;反之在混凝土澆筑之后才對鋼筋施加應(yīng)力的稱為后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,在現(xiàn)場施工的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件多為后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的主要特點是都要采取鋼筋張拉之前混凝土不對鋼筋產(chǎn)生握裹力的措施,比如采用預(yù)埋波紋管和采用抽拔鋼管的辦法在混凝土中留設(shè)孔道,或者直接在鋼筋的表面滿涂潤滑脂后用塑料皮包裹的辦法。本公司施工的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件多數(shù)為后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。b按照預(yù)應(yīng)力鋼
5、筋作用的方式分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。對于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件來說,在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉錨固后,預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性回縮力傳遞到混凝土上有兩種方式:一種是通過混凝土對預(yù)應(yīng)力鋼筋的直接握裹,將彈性回縮力沿鋼筋的長度均勻地傳遞到混凝土上,這樣就形成了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。另一種方式是預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土之間沒有握裹力(雖然還有一部分摩擦力),鋼筋的彈性回縮力通過在預(yù)應(yīng)力鋼筋的兩端的錨固端施加到構(gòu)件上,這樣就形成了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。由此可見這里說的“粘結(jié)”指的是混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)。對于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,預(yù)應(yīng)力鋼筋是和混凝土結(jié)合在一起共同工作的,構(gòu)件的受力性能比無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件要好,因此在梁等重要構(gòu)件
6、一般采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件一般用在板等次要構(gòu)件上。在施工中,一般有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后都要進行灌漿,使預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土之間產(chǎn)生可靠的粘結(jié)力。c按照預(yù)應(yīng)力抵消使用荷載條件下應(yīng)力的多少分為部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。當(dāng)在構(gòu)件中預(yù)先施加的應(yīng)力小于使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力時,構(gòu)件在使用荷載作用下混凝土中仍然會有拉應(yīng)力存在,這樣的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件稱之為部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。當(dāng)預(yù)先施加的壓應(yīng)力大于或等于使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力時,構(gòu)件在使用荷載作用下混凝土中將不會有拉應(yīng)力存在,這樣的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件稱之為全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。籠統(tǒng)地講,我們將預(yù)先施加的應(yīng)力和使用荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力的比值成為預(yù)應(yīng)力度。預(yù)應(yīng)力度小
7、于1的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件為部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,預(yù)應(yīng)力度大于等于1的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件為全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。1.1.4預(yù)應(yīng)力損失的基本概念我們對預(yù)應(yīng)力鋼筋進行張拉,但是并不是我們張拉時施加的力都能夠保持下來,形成對混凝土產(chǎn)生的預(yù)加應(yīng)力,其中相當(dāng)大的部分都因為各種各樣的原因被釋放掉了,這些消耗掉的部分我們稱之為預(yù)應(yīng)力損失。a第一批預(yù)應(yīng)力損失第一批預(yù)應(yīng)力損失是指在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件施工過程中就產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失,包括錨具變形和混凝土內(nèi)縮損失、孔道摩擦損失、加熱養(yǎng)護由于溫差引起的損失等。錨具變形和鋼筋內(nèi)縮損失是在錨具錨固、張拉機具放張后,由于錨具在受壓后產(chǎn)生壓應(yīng)變產(chǎn)生的損失;鋼筋與夾片及夾具與錨環(huán)之間產(chǎn)生滑移產(chǎn)生的損失;錨具各零件之間和
8、錨具與混凝土之間的間隙被壓縮產(chǎn)生的張拉應(yīng)力損失。為了減少這部分損失,錨具應(yīng)選用高硬度的材料,施工中應(yīng)盡可能將夾片頂緊和減小各零件之間的間隙??椎滥Σ翐p失是指由于預(yù)留孔道和預(yù)應(yīng)力鋼筋之間摩擦力的影響,使鋼筋的張拉應(yīng)力隨著到張拉端的距離增大而變小,這樣在遠離張拉端位置鋼筋的實際拉力要比張拉端的位置要小一些,這個差值就是孔道摩擦損失。為了減小這部分損失,應(yīng)盡可能保持預(yù)留孔道的光滑。在工廠預(yù)制先張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時,有時具有加熱養(yǎng)護的條件。這時一般的施工程序是在沒有進行加熱的條件下先對預(yù)應(yīng)力鋼筋進行張拉,進行混凝土澆筑成形,然后將成形后的構(gòu)件連同預(yù)應(yīng)力鋼筋一起進行加熱養(yǎng)護,待混凝土強度達到規(guī)定要求后,將與混
9、凝土粘結(jié)在一起的預(yù)應(yīng)力鋼筋剪斷放張,形成成品構(gòu)件。這個過程中,在構(gòu)件進行加熱養(yǎng)護時,混凝土還沒有強度,預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力為零,而在冷環(huán)境下張拉過的鋼筋在受熱后將產(chǎn)生溫度變形而伸長,這樣有一部分張拉的彈性伸長量就被溫度伸長所替代,使鋼筋的彈性伸長相應(yīng)變小,而由于混凝土和鋼材的溫度伸長率很接近,當(dāng)構(gòu)件降溫后混凝土和鋼材將粘結(jié)在一起一同回縮,那么被溫度伸長所替代的彈性伸長將不會再恢復(fù),這樣實際由彈性伸長回縮產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力就變小了,這樣產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失我們稱之為加熱養(yǎng)護由溫差引起的損失。這部分損失在我們經(jīng)常施工的現(xiàn)場澆筑的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件當(dāng)中是不存在的。b第二批預(yù)應(yīng)力損失第二批預(yù)應(yīng)力損失是構(gòu)
10、件制作完成后,在使用過程中隨著時間的推移產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失,包括鋼筋應(yīng)力松弛損失、混凝土收縮徐變損失、螺旋和環(huán)形配筋的環(huán)形預(yù)應(yīng)力構(gòu)件由于局部混凝土的擠壓產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失等。減少第二批預(yù)應(yīng)力損失的措施一般是在材料選用及材料質(zhì)量方面采取措施。1.1.5預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的主要控制指標(biāo)在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的設(shè)計過程中主要考慮的技術(shù)指標(biāo)為構(gòu)件的強度、裂縫、變形和結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力度。這些技術(shù)指標(biāo)最終體現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力鋼筋強度、數(shù)量、錨具的選擇、預(yù)應(yīng)力鋼筋的布筋形狀和鋼筋的張拉控制應(yīng)力等,所有這些都是實現(xiàn)設(shè)計意圖的必要保證,缺一不可。因此在進行預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的施工過程中,必須做到進場材料的質(zhì)量檢驗、準確鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和嚴格按照設(shè)計要求的張拉
11、控制應(yīng)力對預(yù)應(yīng)力鋼筋進行張拉,對于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋還要對預(yù)留孔道進行灌漿。預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉機具多采用油壓千斤頂和與之配套的油泵。在張拉時是通過油泵的油壓顯示來控制施加到預(yù)應(yīng)力鋼筋上的拉(壓)力的。而每一套機具在相同油壓下施加拉力是不同的,為了保證張拉控制應(yīng)力的實現(xiàn),在張拉之前必須對張拉機具的拉力油壓對應(yīng)關(guān)系進行標(biāo)定,并根據(jù)標(biāo)定值進行張拉油壓控制。在預(yù)應(yīng)力張拉施工之前,還應(yīng)根據(jù)鋼筋的長度、曲線的形狀和張拉控制應(yīng)力換算出鋼筋的預(yù)期伸長值,并在施工過程中進行測量。在施工中一般以表壓值作為主要的控制指標(biāo),以計算預(yù)期的鋼筋伸長值作為校驗指標(biāo)。通過鋼筋伸長值的測量可以判斷孔道內(nèi)鋼筋的變形是否均勻,和有無孔
12、道堵塞現(xiàn)象。1.1.6預(yù)應(yīng)力鋼筋在構(gòu)件中的作用A、利用預(yù)應(yīng)力鋼筋的回縮彈性在構(gòu)件中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。B、利用鋼筋布置的形狀給構(gòu)件產(chǎn)生與外荷載相平衡的方向荷載。C、利用預(yù)應(yīng)力鋼筋抵抗外荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)。1.1.7施加預(yù)應(yīng)力的方法A、采用張拉鋼筋的方式施加預(yù)應(yīng)力。B、采用給鋼筋加溫的方式施加預(yù)應(yīng)力。C、利用其它使鋼筋產(chǎn)生變形的辦法施加預(yù)應(yīng)力。1.1.8常見預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件就混凝土結(jié)構(gòu)而言,在實際工程中常見的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件有預(yù)應(yīng)力混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土板、預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、預(yù)應(yīng)力特種結(jié)構(gòu)(如環(huán)形預(yù)應(yīng)力混凝土水池等)。另外還有預(yù)應(yīng)力混凝土大偏心柱、邊坡處理中的錨拉樁等。所有這些構(gòu)件都包括預(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和現(xiàn)澆
13、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件兩種。1.1.9常見的預(yù)應(yīng)力鋼筋布筋形式由于各種預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的工作狀態(tài)不同,構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置形式有所不同。常見的預(yù)應(yīng)力鋼筋的布筋形式有直線形、折線形和曲線形等。所有這些布筋形式的選用原則是將預(yù)應(yīng)力鋼筋布置在構(gòu)件的受拉部位,并考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋在構(gòu)件中產(chǎn)生的應(yīng)力與荷載產(chǎn)生的應(yīng)力方向相反。直線形常用于抗拉構(gòu)件,如:錨拉樁、屋架的下弦拉桿等;也可用于單跨的抗彎構(gòu)件,如:單跨簡支梁、單跨簡支板等。折線形常用于作用有較大集中荷載的單跨簡支梁等。折線形鋼筋在轉(zhuǎn)折處應(yīng)做弧形轉(zhuǎn)折。曲線形常用于連續(xù)梁、框架梁、框架柱和預(yù)應(yīng)力特種結(jié)構(gòu)等。1.2 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在施工中差別1.2.1鋼筋的差別
14、預(yù)應(yīng)力鋼筋一般采用高強低松弛的鋼材,可以是鋼筋或鋼絲的形式,也可以是將鋼絲編成鋼絞線的形式。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中鋼筋的強度一般都比普通預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中鋼筋的強度高。1.2.2預(yù)應(yīng)力鋼筋鋪設(shè)方法的特點a由于預(yù)應(yīng)力鋼筋多采用鋼絲或由鋼絲變成的鋼絞線,柔性比較大,因此在鋪設(shè)時需要有較多的固定措施。b后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的鋼絞線需要鋪設(shè)在預(yù)留的孔道當(dāng)中,以便在混凝土澆筑完成后進行預(yù)應(yīng)力的施加。1.2.3預(yù)應(yīng)力構(gòu)件施工要求的特點a預(yù)應(yīng)力鋼筋的定位必須準確,這種定位包括豎向和橫向兩個方向上的定位。b預(yù)應(yīng)力鋼筋相配套的部件必須安裝牢靠。波紋管和通氣管必須保證其完整性和密閉性,錨墊板必須和所連接的預(yù)應(yīng)力鋼筋垂直。c預(yù)應(yīng)
15、力構(gòu)件在混凝土振搗過程中必須注意不得使預(yù)應(yīng)力鋼筋或波紋管及其配件移位。不得損傷波紋管和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的塑料包裹層。必須更加強調(diào)混凝土的密實性,尤其是張拉端附近的混凝土由于鋼筋較多,更應(yīng)注意保證混凝土的密實性。為了保證預(yù)應(yīng)力鋼筋的及時張拉,應(yīng)多留一些試塊用于混凝土強度的中間檢測。1.2.4拆模問題根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土的特點,在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉之前構(gòu)件的承載能力較低,因此構(gòu)件的豎向支撐模板在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉之前不得拆除;而為了減少模板對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件側(cè)向變形的限制,在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉之前應(yīng)將構(gòu)件的側(cè)模拆除。因此,預(yù)應(yīng)力構(gòu)件一般都會有二次拆模的問題。1.3 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的圖紙及有關(guān)的計算1.3.1預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的施工
16、圖紙除了與非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)布置、梁柱配筋圖以外,作為非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)特有的圖紙包括預(yù)應(yīng)力鋼筋曲線圖、預(yù)應(yīng)力有關(guān)節(jié)點構(gòu)造圖和有關(guān)的設(shè)計說明。在結(jié)構(gòu)布置圖中,預(yù)應(yīng)力構(gòu)件編號的第一個字符一般為字母“Y”。預(yù)應(yīng)力鋼筋曲線圖中一般包括曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的坐標(biāo)。預(yù)應(yīng)力設(shè)計說明中一般包括預(yù)應(yīng)力的施工要求:如預(yù)應(yīng)力鋼筋及錨具的選型、預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力、灌漿封錨等有關(guān)材料要求、預(yù)應(yīng)力張拉時要求的混凝土強度及其它有關(guān)注意事項。1.3.2預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長值的估算由于有孔道摩擦損失,預(yù)應(yīng)力鋼筋在混凝土構(gòu)件中各個截面處的應(yīng)力是不同的,在利用預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進行伸長值的計算中必須考慮計算范圍內(nèi)鋼筋應(yīng)力的變化情
17、況。對于直線孔道預(yù)應(yīng)力鋼筋由于孔道摩擦損失較小,可以忽略鋼筋應(yīng)力變化的影響,直接按公式 L=Fj×L/(Ap×Es)進行計算其中,F(xiàn)j預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉端的拉力。L計算范圍內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋的長度。Es預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量。Ap預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積。對于曲線孔道預(yù)應(yīng)力鋼筋,則必須考慮鋼筋應(yīng)力變化的影響。如果精確的考慮鋼筋應(yīng)力的變化來計算鋼筋伸長值,應(yīng)該采用隨著應(yīng)力的變化沿鋼筋全長進行積分的辦法計算。但由于孔道摩擦力計算是一種概率統(tǒng)計基礎(chǔ)上的計算,計算值與實際值之間還是有誤差的,從而帶來伸長值計算的誤差。因此在工程使用中一般可以采用考慮孔道摩擦的近似計算辦法,計算公式為L=Fp
18、5;Lt/(Ap×Es)。其中,F(xiàn)p各截面預(yù)應(yīng)力鋼筋拉力的平均值。Fp = Fj×(1-(Lt+)/2) 從張拉端到計算截面曲線孔道部分切線夾角的弧度值。Lt預(yù)應(yīng)力鋼筋的計算長度。對于多曲線段或由直線段和曲線段組成的曲線應(yīng)分段進行計算,然后進行疊加。- 48 -第二章 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的材料與檢驗2.1預(yù)應(yīng)力鋼筋2.1.1預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)對鋼筋的要求1、要有高強度。只有高強度的鋼筋才能對混凝土施加較大的預(yù)應(yīng)力,同時可以充分發(fā)揮由于施加了預(yù)應(yīng)力混凝土受壓區(qū)延緩出現(xiàn)帶來的結(jié)構(gòu)承載能力的提高。2、要求有較好的延性。預(yù)應(yīng)力鋼筋是構(gòu)件中的主要承力件,沒有足夠的延性將使結(jié)構(gòu)構(gòu)呈現(xiàn)脆性破壞。3、與混
19、凝土有較好的粘結(jié)性(無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)除外)?;炷僚c預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效粘結(jié),可以保證鋼筋和混凝土更好地共同工作。2.1.2增加鋼筋強度的方法1改變鋼筋的化學(xué)成份。即煉鋼法,在鐵中增加碳的含量可大大提高其強度,但大于一定范圍將影響其塑性,故在預(yù)應(yīng)力鋼筋的化學(xué)成分中一般不大于0.8,其它如Si、Mn、Cr、NI、及V等都可明顯改善鋼的性能。2改變鋼的內(nèi)部全部組織,即熱處理方法。當(dāng)鋼鐵的化學(xué)成分一定以后,它的全相組織對強度、塑性等性能影響也很大。因而采用合理的熱處理方法即可改善性能,在預(yù)應(yīng)力鋼筋中油淬火、回火鋼絲應(yīng)用就很廣。3冷強化法。冷作變形能夠改變鋼材的晶格位置,形成錯位,因而形成材料中的內(nèi)應(yīng)力。
20、這種內(nèi)應(yīng)力也可改變材料的性能,我們大量的使用冷拉鋼絲,鋼絞線等都是經(jīng)過冷拉強化后的材料拉應(yīng)力越大,強度提高越多,但延性越低。綜合應(yīng)用以上三種方法,選用最經(jīng)濟同時最優(yōu)化的組合就制成了我們現(xiàn)在常用的預(yù)應(yīng)力鋼筋。2.1.3常用的預(yù)應(yīng)力鋼筋性能及檢驗一、消除應(yīng)力鋼絲與冷拉鋼絲的力學(xué)性能及尺寸允許偏差。1、性能的尺寸偏差見表2.1、.2、.3。2、冷拉鋼絲代號RCD;消除應(yīng)力代號S;消除應(yīng)力刻痕代號SI;消除應(yīng)力螺旋鋼絲代號SH。3、對于鋼絲的檢查分自檢與復(fù)檢兩種。自檢應(yīng)檢查鋼絲直徑是否在符合表2.1規(guī)定;鋼絲表面不應(yīng)有裂紋、小刺、機械損傷、氧化鐵皮和油污。消除應(yīng)力鋼絲取弦長1m的鋼絲,其自然矢高不大于
21、20mm。復(fù)檢應(yīng)由有資格的檢測單位進行。復(fù)檢項目有抗拉強度(b)、規(guī)定非比例伸長應(yīng)力(2)及伸長率三項。彎曲及松馳不要求復(fù)檢。特性:表面的冷拉鋼絲一般不采用。施工中如遇此種鋼絲要特別小心,因其伸長值只有2,屬脆性材料。表2.1 鋼絲尺寸及允許偏差鋼絲公稱直徑mm直徑允許偏差mm橫截面積mm2每米理論重量kg/m3.00±0.047.070.0554.0012.570.0995.00±0.0519.630.1546.0028.270.2227.00±0.0538.480.3028.0050.260.3949.0063.620.499 注:計算鋼絲理論重量時鋼的密度為
22、7.85g/cm3。表2.2 消除應(yīng)力鋼絲的力學(xué)性能公稱 直徑mm抗拉強度b Mpa不小于規(guī)定非比例伸長應(yīng)力b Mpa不小于伸長率(L0=100mm)%不小于彎曲次數(shù)松 馳次數(shù)/180o不小于彎曲半徑mm初始應(yīng)力相當(dāng)于公稱抗拉強度的百分數(shù)1000h應(yīng)力損失,不大于級松馳級松馳4.001470157016701770125013301410150043106070804.58121.02.54.55.004156.0015701670133014207001470157012501330208.009.0025注:1級松馳即普通松馳級松馳即低松馳它們分別適用所有鋼絲。2屈服強度p0.2值不小于公
23、稱抗拉強度的85。3如需鐓頭錨固,訂貨合同中應(yīng)注明要求條件。二、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線1、鋼絞線尺寸允許偏差及拉伸性能見表2.4、2.5、2.6。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的規(guī)格分性能見表2.7。表2.4 1x 3結(jié)構(gòu)鋼絞線尺寸及允許偏差鋼絞線結(jié)構(gòu)公稱直徑·mm鋼絞線測量尺寸mm鋼絞線測量尺寸允許偏差mm鋼絞線公稱截面積mm2每1000mm的絞線理論重量kg絞 線鋼 絲1X310.805.009.33+0.3059.346512.906.0011.20-0.1585.4671表2.5 1x 7結(jié)構(gòu)鋼絞線尺寸及允許偏差鋼絞線結(jié)構(gòu)公稱直徑mm直徑允許偏差mm鋼絞線公稱截面積mm2每1000mm的絞線理
24、論重量kg中心鋼絲直徑加大范圍不不于,17標(biāo)準型9.50+0.30-0.1554.84322.011.1074.258012.70-0.40-0.2098.777415.20139110117模拔型12.7011289015.201651295表2.6 鋼絞線尺寸及拉伸性能鋼絞線結(jié)構(gòu)鋼絞線公稱直徑mm強度級別Mpa整根鋼絞線的最大負荷kN屈服負荷kN伸長率1000 h松馳率,不大于級松馳級松馳初 始 負 荷 不小于70公稱最大負荷 80公稱最大負荷 70公稱最大負荷 80公稱最大負荷 1310.80172010286.73.58.0122.54.512.9014712517標(biāo)準型9.50186
25、010286.611.10186013811712.70186018415615.2017202392031860259220模拔型12.70186020917815.201820300255注:1級松馳即普通松馳級,級松馳即低松馳級,它們分別適用所有鋼絞線。2屈服負荷不小于整根鋼絞線公稱最大負荷的85。表2.7 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力金的規(guī)格與性能項目規(guī)格和性能碳素鋼絲束75鋼絞線1X712.01X715.01000 h松馳值,%(初始負荷為70%破斷負荷)不大于級松馳8.08.08.0級松馳2.52.52.5截面積,mm2137.4189.45139.98重量,kgm1.080.7防府潤滑脂重量
26、183;g/m大于504350高密度聚乙稀護套厚度·mm0.81.20.81.20.81.2摩擦試驗: 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與壁之間的摩擦系數(shù) 考慮無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋壁每米長度局部 偏差對摩擦的影響系數(shù)0.10.00350.120.0010.12 鋼材的抗拉強度b,也服強度.0.2及伸長率與表2.6規(guī)格相同.2、自檢時有粘結(jié)鋼絞的鋼絲表面不僅有裂紋、小刺、機械損傷、皮坑及油污。無粘結(jié)鋼絞線護套不得有破裂和明顯折皺。復(fù)檢按表2.6檢查b、0.2及伸長率。三、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋(包括螺紋鋼筋與光圓鋼筋)1、該鋼筋是熱軋后淬火和回火的調(diào)質(zhì)處理鋼筋,其規(guī)格、化學(xué)成份和機械性能見表2.8、表2.9
27、。表2.8 鋼號的化學(xué)成分牌號化學(xué)成分CSiMnCrPS不大于40Si2Mn0.36-0.451.40-1.900.80-1.200.0450.04548Si2Mn0.44-0.531.40-1.900.80-1.200.0450.04545Si2Cr0.41-0.511.55-1.950.40-0.700.30-0.600.0450.045表 2.9 公稱直徑Mm牌號屈服強度0.2kgf/mm2(N/mm2)抗拉強度bkgf/mm2(N/mm2)伸長率10%松馳不小于不大于640Si2Mn135(1325)150(1470)6初始栽荷70%b3.58.248Si2Mn1045Si2Cr 注;
28、括號中的單位及數(shù)值系國際單位制(SI)。2、其標(biāo)記代號為:RB1508.2GB44631984其中RB為代號,150指強度級別,8.2表示公稱直徑,GB44631984是生產(chǎn)標(biāo)準。3、自檢不可有肉眼可見的裂紋、結(jié)疤、折疊,表面不得有油污 等影響使用的缺陷。復(fù)檢只檢驗屈服強度0.2、抗拉強度b及伸長率。4以上三種預(yù)應(yīng)力鋼筋均不得電焊或氣焊。復(fù)檢中每個工程應(yīng)取樣一支檢驗,如不合格該盤應(yīng)退貨,再取兩盤從中各取一支檢驗,如再有不合格時,應(yīng)與供方協(xié)商整批做退貨處理。2.2混凝土2.2.1混凝土的性能混凝土是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的重要組成。它是由水泥、水、沙子和石子等原料攪拌后入模澆筑,并經(jīng)養(yǎng)護硬化做成的人工石材。
29、混凝土按規(guī)范規(guī)定分12個強度等級,它們的機械性能由下表列出:表2.10 混凝土的性能強度類別符號混凝土強度級別C7.5C10C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60軸心抗壓fck56.71013.5172023.52729.5323436彎曲抗壓fcmk5.57.5111518.5222629.532.53537.539.5抗拉ftk0.750.91.21.51.7522.252.452.62.752.852.95軸心抗壓 設(shè)計值fc3.757.51012.51517.519.521.523.52526.5彎曲抗壓 設(shè)計值fcm4.15.58.51113.516.51921
30、.523.52627.529抗拉設(shè)計值ft0.550.650.91.11.31.51.651.81.922.12.2彈性模量EC(x104)1.451.752.42.552.83003.153.253.353.453.553.60注:混凝土標(biāo)號的強度值是指混凝土強度等級,系采用150mm的立方體試件經(jīng)標(biāo)準方法的標(biāo)準養(yǎng)護,在28d齡期時用標(biāo)準試驗方法測得具有95保證率的抗壓強度值。用feu表示。Fck=0.67fcu ftk=(0.70.75) fck 強度越大,取值越小。2.2.2影響混凝土強度的因素與預(yù)應(yīng)力施工混凝土是一種復(fù)合材料。對于我們搞預(yù)應(yīng)力工程的人員,應(yīng)當(dāng)了解它具有的特性,以便分析工
31、程質(zhì)量。1混凝土與原料的關(guān)系。首先混凝土的性能與其骨料(石子、沙子)有密切關(guān)系。骨料的強度低,混凝土的強度也會低。2水泥與水。水泥與水結(jié)合凝膠體把骨料凝結(jié)在一起,因此水泥質(zhì)量(水泥標(biāo)號、種類)和水泥與水的混合比例以及凝固時的條件(包括相對濕度、溫度以及養(yǎng)護時間等)影響也很大。在高層建筑中常用的是標(biāo)號425的硅酸鹽水泥和普通水泥。3添加劑。添加劑主要用于改善混凝土的性能,如:調(diào)整混凝土的硬化時間、減少混凝土的用水量、改善混凝土的密實性、提高混凝土的抗凍性等。品種很多,機理各不相同。在預(yù)應(yīng)力混凝土中不得使用帶有腐蝕性的添加劑,如氯化鈣、純堿氯化鈉等。2.2.3預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對混凝土的要求預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中的
32、混凝土首先要求必須是高強度的,當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋強度1000Mpa時混凝土C40。其次,澆筑成型的混凝土尤其要注意其密實性,不能有疏松、孔洞等缺陷,出現(xiàn)疏松、孔洞時應(yīng)清除全部疏松孔洞部分。然后用高于原標(biāo)號12級的混凝土并加適當(dāng)?shù)奈⑴蛎泟┏涮钚扪a后方可使用。2.2.4預(yù)應(yīng)力張拉前混凝土裂縫產(chǎn)生的原因1混凝土的收縮與膨脹?;炷猎诮Y(jié)硬過程中,體積會發(fā)生變化。當(dāng)在空氣中結(jié)硬時,體積會收縮,而在水中結(jié)硬時,體積會膨脹。總的來說,收縮值比膨脹值大的多。收縮變形隨時間而變化,第一年可達(50400)x106k,頭7天收縮量為1/4k,頭兩個月測可達(0.3-0.4)k,因此,收縮裂紋在早期就可出現(xiàn)?;炷潦湛s變形
33、的大小,影響因素很多,重要的有如下幾方面:混凝土的組成:水泥用量大,水灰比大,收縮就大;而骨料配合好,密度大,彈性模量高,粒度大可減小收縮。構(gòu)件的養(yǎng)護條件,高溫濕養(yǎng)收縮就小。反之,高溫干養(yǎng)收縮就大的多,特別容易出現(xiàn)裂紋?;炷恋淖罱K收縮量與構(gòu)件的體表比有關(guān),體表比越小的構(gòu)件收縮量較大,出現(xiàn)裂紋的可能性也越大?;炷恋木€脹的系數(shù)約為(1.01.5)X105,而鋼的線脹系數(shù)為1.2X10-5兩者基本相同,因而引起的內(nèi)應(yīng)力很小,對混凝土?xí)划a(chǎn)生有害影響。2施工載荷與支護由于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要由預(yù)應(yīng)力鋼筋筋承受荷載,因而在混凝土強度未達到一定標(biāo)準,預(yù)應(yīng)力筋未進行張拉時,預(yù)應(yīng)力鋼筋是不起作用的。構(gòu)件的
34、自重可使構(gòu)件產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,甚至可能拉裂。因此在此期間支護非常重要,支護一定要牢固,決不許拆除或損壞。在施工中,施工設(shè)備、施工物料及施工人員均構(gòu)成對構(gòu)件的外力,這種外力隨機性很大。因此,施工中應(yīng)特別注意不可使這些外力過大,對構(gòu)件造成無法挽救的影響。2.2.5裂縫綜合分析在對混凝土構(gòu)件施加應(yīng)力之前,為減少構(gòu)件預(yù)壓變形的阻力,應(yīng)將不影響支撐的側(cè)向模板拆除。拆除側(cè)向模板之后,應(yīng)仔細檢查混凝土構(gòu)件的變形情況及澆筑質(zhì)量。變形情況主要是垂直方向梁的平直度與上拱度(或下垂度)。澆筑質(zhì)量除前面說的孔洞、疏松以外,則應(yīng)特別注意裂縫情況,并應(yīng)認真區(qū)分是收縮裂縫還是受外力產(chǎn)生的受彎裂縫。收縮裂縫的特點是:1裂縫位
35、置在梁的側(cè)面分布不規(guī)則,上、中、下各部均可出現(xiàn)。2裂縫呈形,中間較寬,兩端漸小。受彎裂縫的特點是:1、裂縫垂直于桿件的長度方向,一般有等間距的數(shù)條;2、梁中裂縫在中心線以下,與柱接近處在中心線以上; 3、裂縫形狀,當(dāng)在梁中部時梁底最寬,并向上逐漸縮小,接近柱子時正好相反;4、梁中底部裂縫一般與側(cè)面裂縫相聯(lián)通。剪切裂縫的特點是:1、裂縫一般沿斜向開展;2、裂縫多為貫通形。一般情況下,當(dāng)裂縫寬度較小且不貫通時,收縮裂縫對預(yù)應(yīng)力的張拉影響較小,在施加預(yù)應(yīng)力之后可減小。受彎裂縫應(yīng)慎重對待:裂縫較小而且裂縫的較寬端在預(yù)應(yīng)力鋼筋同測時,可以考慮進行預(yù)應(yīng)力張拉,張拉后裂縫也可消除或減小;裂縫寬度較大或裂縫的
36、較寬端和預(yù)應(yīng)力鋼筋不在同一側(cè)時,則不應(yīng)直接進行預(yù)應(yīng)力的張拉施工。注:剪切裂縫必須進行處理后方可進行預(yù)應(yīng)力的張拉施工。2.2.6混凝土預(yù)制構(gòu)件尺寸偏差對預(yù)應(yīng)力施工的影響混凝土預(yù)制構(gòu)件主要是梁類預(yù)制構(gòu)件,如吊車梁、托架、折線形屋架等。這些構(gòu)件的特點是載荷面大、跨度大,而斷面尺寸相對較小。因此,如果混凝土構(gòu)件尺寸不準確,施加的應(yīng)力不對稱,將會加大構(gòu)件的變形,甚至造成破壞。如折線形屋架在下弦桿施壓過程中因構(gòu)件彎曲或預(yù)應(yīng)力筋的孔道不直而造成桿件失穩(wěn),致使整個折線形屋架折斷。為預(yù)防事故的發(fā)生,張拉前應(yīng)檢查混凝土預(yù)制構(gòu)件的尺寸偏差,下面列出各種構(gòu)件的允許偏差值:表2.11 混凝土預(yù)制構(gòu)件的允許偏差項次項 目
37、允許偏差mm項次項 目允許偏差mm1長度板、梁1056側(cè)向彎曲梁、柱、板L/750且不大于202柱5107側(cè)向彎曲 墻薄腹梁、桁架L/1000且不大于203墻板±58對角線、板、墻板104薄腹梁、桁架15109表面平整55寬度、高度、板、梁、柱、墻板、薄腹梁、桁架±510預(yù)應(yīng)力構(gòu)件預(yù)留孔道位置3當(dāng)構(gòu)件超出偏差值時,應(yīng)做出記錄,才采取適當(dāng)措施。對該類構(gòu)件在張拉時應(yīng)根據(jù)實際情況對側(cè)彎變形及超拱彎形做出測量的安排,并監(jiān)視在張拉過程中側(cè)彎及起拱變形情況使之保持在許可的變形范圍內(nèi)。如果遇到無法克服的變形狀況或其它危及構(gòu)件安全的狀況,應(yīng)立即停止張拉,經(jīng)分析研究后處理。張拉過程中側(cè)彎的位
38、移尺寸不得過其斷面有效尺寸的2,起拱位移不得超過梁長尺寸的0.1。2.2.7混凝土徐變的影響混凝土在載荷的長期作用下,隨時間增長的變形稱為徐變。影響徐變的因素有三:內(nèi)在因素,環(huán)境影響和應(yīng)力條件。前兩條內(nèi)容與收縮基本相同。第三條與預(yù)應(yīng)力有關(guān),當(dāng)預(yù)應(yīng)力導(dǎo)致混凝土應(yīng)力大于(0.550.75)軸心抗壓設(shè)計值時,將會產(chǎn)生非線性徐變,這是不可接受的。在壓應(yīng)力小于0.550.75時,隨壓應(yīng)力的減小,徐變也隨之減小。如圖: 1.5 1.0 0.5 0 5 10 15 時間 t時間 壓力與徐變的關(guān)系 線性徐變與非線性徐變隨著混凝土徐變的發(fā)生,預(yù)應(yīng)力值相應(yīng)減小。因此,混凝土未達到強度之前進行張拉,將會大大增加徐變
39、和應(yīng)力損失。一般規(guī)定,混凝土強度應(yīng)達到標(biāo)號強度100方可張拉。但設(shè)計中已經(jīng)明確指出可在80強度時張拉的,可按設(shè)計規(guī)定執(zhí)行。第三章 后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工3.1概述3.1.1概念在后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中凡張拉后通過灌漿或其它措施使預(yù)應(yīng)力束與混凝土產(chǎn)生粘結(jié)力而不能發(fā)生縱向相對滑動的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)叫做后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)是通過在構(gòu)件中預(yù)留孔道,允許孔道內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋在張拉時可自由滑動,張拉完成后在孔道內(nèi)灌注水泥漿或其它類似材料,而使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土永久粘結(jié)不產(chǎn)生滑動的施工技術(shù)。后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在房屋建筑中主要用于框架、剛架結(jié)構(gòu)、各種梁系結(jié)構(gòu),平板樓蓋結(jié)構(gòu)也可采用預(yù)留扁形孔道施工的后張有粘結(jié)
40、預(yù)應(yīng)力工藝。在特種工程結(jié)構(gòu)中,該技術(shù)主要用于水工、核能、海洋結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域,其特有工藝也可用于結(jié)構(gòu)加固、重物提升與平移、深基坊支護等特殊部位,以解決工程難題。3.1.2后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝分為先穿束和后穿束兩種:1、先穿束:支設(shè)底模鋼筋骨架綁扎敷管成孔支模、穿束混凝土澆筑張拉灌漿封錨2、后穿束: 支設(shè)底模鋼筋骨架綁扎敷管成孔支模混凝土澆筑穿束張拉灌漿封錨準 備 階 段張拉及封錨階段施 工 階 段 張拉、灌漿、封錨孔道敷設(shè)、穿束、混凝土澆筑下料、編束模板工程、鋼筋工程張 拉材料進場、復(fù)拉 圖3.1后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝圖注:對于分體拼裝構(gòu)件還應(yīng)增加分體驗收、拼裝、立縫、
41、灌漿和連接板焊接等工序。3.2預(yù)應(yīng)力筋下料3.2.1下料長度的計算預(yù)應(yīng)力筋下料長度的計算應(yīng)綜合考慮預(yù)應(yīng)力鋼材品種,錨具形式、焊接接頭、冷拉伸長率、鐓粗頭、彈性縮率、構(gòu)件孔道長度、張拉設(shè)備與施工方法等因素。1、冷拉鋼筋下料長度用螺絲端桿錨具,以拉桿或千斤頂在構(gòu)件上張拉時(1)兩端用螺絲端桿錨具,下料長度: L(L+2L2-2L1)/(1+r-)+nLo(2)一端用螺絲端桿,另一端用幫條錨具 L(L+L2+L3-L1)/(1+r-)+nLo式中:L1為預(yù)應(yīng)力筋的成品長度 Lo為預(yù)應(yīng)力筋鋼筋部分的成品長度 L為預(yù)應(yīng)力筋部分的下料長度 L構(gòu)件的孔道長度或臺座長度 L1螺絲端桿長度 L2螺絲端桿伸出構(gòu)件
42、的長度張拉端:L22Hh5mm固定端:L2Hh10mm式中:H為螺母高度;h為墊板厚度;L3鐓頭或邦條錨具長度;Lo每個對焊接頭的壓縮長度;n為對焊接頭的數(shù)量;r鋼筋冷拉位長率;鋼筋冷拉彈性回縮率。見圖3.2圖3.2 冷拉鋼筋下料長度計算示意圖2、鋼絲束下料長度(1)采用鋼質(zhì)錐形錨具,以錐錨式千斤頂在構(gòu)件上張拉時鋼絲下料長度兩端張拉:Ll+2(l1+l2+80)一端張拉:Ll+2(l1+80)+l2式中:L為構(gòu)件的孔道長度; (直線型孔道按構(gòu)件投影長度, l1為錨環(huán)厚度; 曲線型孔道按孔道實際長度。)l2千斤頂分絲頭至開盤外端距離,對YZ85型千斤頂為470mm(包括大缸伸出40mm)。(2)
43、采用鐓頭錨具,以拉桿式或穿心式千斤頂在構(gòu)件上張拉時鋼絲的下料長度L計算。 Ll+2(h+)-K(H-H1)-L-CL構(gòu)件的孔道長度按實際丈量 h錨底部厚度或錨板厚度鋼絲鐓頭長度對S5取10mm K系數(shù)一端張拉時取0.5,兩端張拉時取1.0H錨環(huán)高度 H1螺母高度。L鋼絲束張拉伸長值 C張拉時構(gòu)件混凝土彈性壓縮值。3、鋼絞線下料長度采用夾片錨具(JM、XM、QM與OVM)以穿心式千斤頂在構(gòu)件上張拉時鋼絞線束下料長度L(1)兩端張拉:LLT+2l1(2)一端張拉:LLT+l1式中:L為構(gòu)件孔道實際長度 孔道是直線型時取構(gòu)件投影長度,即投影長度尺寸加張拉尺寸; 孔道是曲線型時如圖3.3;圖3.3 曲
44、線預(yù)應(yīng)力束示意圖lT(18H23L22)L2 式中:L2為投影長度;H為拋物線的矢高 對多段曲線或由直線段與曲線段組成的曲線筋,lT應(yīng)分段計算,然后疊加。L1為工作長度;YDC2000千斤頂取800m;QYD270千斤頂取200m,變向張拉增加400mm。3.2.2預(yù)應(yīng)力筋制做的基本要求:下料工藝:鋼絞線盤卷就位搭設(shè)放線架外觀檢查放線校核、斷料成盤1、安線:鋼絞線一般成卷交貨,無軸包裝、盤重大、盤卷小,為防止在下料過程鋼絞紊亂并彈出傷人,事先要設(shè)放線架。下料時將鋼絞線盤卷在立放狀態(tài)下,由內(nèi)圈道抽出這樣較為安全方便。放線架措施要以將盤卷先固定穩(wěn)定為目的的,防止鋼絞線發(fā)散、失穩(wěn),需要緊貼鋼絞線,并
45、根據(jù)盤卷就位形成(立面、平面)措施。在施工中多采用立面狀態(tài),如下圖3.4:圖3.4 放線示意圖在前后立面各有(橫3、豎4)7根鋼管搭成護架,兩護架之間鋼絞線側(cè)面用鋼管連接,在后側(cè)盤卷與護架之間加設(shè)檔板,下線由內(nèi)圈抽出線頭,通過護架中孔而出。鋼絞線下料場應(yīng)平坦下墊方木或彩條布,不宜將鋼絞線直接接觸地面以免生銹,也不宜在混凝土地面上生拉硬拽,磨傷鋼絞線。2、外觀檢查(1) 成品鋼絞線不得有裂縫、小刺、劈裂、機械損傷、氧化鐵皮、潤滑劑、油漬,但允許有浮銹和回火色;(2) 直徑15.20mm,即鋼絞線外接圓直徑誤差0.2+0.4mm。捻矩為鋼絞線公稱直徑的1216倍。(3) 伸直線,取弦長為1m的鋼絞
46、線,其弦與弧最大自然矢高不大于25mm。3、切斷鋼絞線為高強鋼材,如局部受熱后急劇冷卻,將引起該部位馬氏體組織脆性變態(tài),小于張拉力的荷載即可能造成脆斷,危險性很大,因此在現(xiàn)場加工和斷料或者靠近鋼絞線燒割和焊接時要非常小心,使預(yù)應(yīng)力筋不受過高溫度、焊接火燒或接地電流的影響。鋼絞線斷料宜采用砂輪切割機切割,斷料時要保證切口整齊,不歪斜、不發(fā)散。斷料前應(yīng)檢查鋼絞線長度是否順直,到達下料擋頭。斷料后應(yīng)再復(fù)核下料長度是否正確(誤差控制在100mm150mm,然后再成批下料,為保證下料長度正確,故采用鋼管限位法或用牽引索拉緊狀態(tài)下進行。4、收盤根據(jù)線的長度盤成線圈,并用鐵絲扎牢,貼上標(biāo)簽,標(biāo)明長度、型號,
47、以利于運輸和施工。3.2.3鋼絲下料1、操作工藝同鋼絞線。鋼絲下料場一般應(yīng)在平坦的場面進行,下料精確度要求更高,采用鐓頭錨具時,鋼絲的等長要求較嚴,同束鋼絲下料長度15m及大于15m的構(gòu)件,相對差值(指同束最長與最短鋼絲之差)不應(yīng)大于5mm;長度為6m及小于6m的構(gòu)件,當(dāng)鋼絲采用鐓頭夾具成組張拉時,其下料長度的相對差值不得大于2mm。為達到張拉要求,建議采用鋼管限位法。2、鋼絲編束為保證鋼絲束兩端鋼絲排列順序一致。穿束與張拉時不至紊亂,各鋼絲受力均勻,每束鋼絲都必須進行編束,隨著所用錨具形式不同,編束方法也有差異。采用鐓頭錨具時,根據(jù)鋼絲分圈布置的特點,首先將內(nèi)圈和外圈鋼絲分別用鋼絲順序編孔,
48、然后將內(nèi)圈鋼絲放在外圈鋼絲內(nèi)扎牢。為了簡化鋼絲編束,鋼絲的一端可直接穿入錨環(huán),另一端距端部約20cm處編束,以便穿錨板時鋼絲不紊亂。鋼絲束的中間部分可根據(jù)長度適當(dāng)編扎幾道。采用鋼質(zhì)錐形錨或錐形螺桿錨具時,鋼絲編束可分為空心束和實心束兩種,但都需要圓盤梳絲板理順鋼絲,并在距鋼絲端510mm處編孔一道,使張拉分絲時不致紊亂。采用空心束時,每隔1.5m放一個彈簧襯圈,其優(yōu)點是束內(nèi)空心。灌漿時每根鋼絲都被水泥漿包裹,鋼絲束握裹力好。但鋼絲束外徑大、穿束困難,鋼絲受力也不勻。采用實心束可簡化工藝,減少孔道摩擦損失。3、成品或半成品預(yù)應(yīng)力鋼材存放加工后預(yù)應(yīng)力鋼材現(xiàn)在雖臨時堆放,但也應(yīng)加強防護措施,成盤鋼絞
49、線應(yīng)擱置方木支墊上,離地高度100mm,鋼絞線堆放支點不于四個,方木寬度不少于100mm,并按長度、部位分組堆放,上面覆蓋防雨布。4、下料安全事項(1) 預(yù)應(yīng)力下料應(yīng)有安全技術(shù)交底,包括:用電設(shè)備安全規(guī)定,操作安全事項;(2) 因預(yù)應(yīng)力供貸狀態(tài),其內(nèi)應(yīng)力較高,放線及切割時易彈出傷人,同時還造成預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼絞線易夾持砂輪鋸片,引起碎片飛出傷人;(3) 在放線時,要順著鋼絞線彈出力讓其移動旋轉(zhuǎn),不可抓持過死,更不宜戴手套。3.3固定端制作3.3.1擠壓錨具1、擠壓錨具是利用液壓壓頭機將套筒擠緊在鋼絲線端頭上的(握裹式錨具),鋼套筒采用45號鋼,其尺寸:對J15鋼絞線為35*58mm,套筒內(nèi)襯有硬
50、鋼絲螺旋圈,錨具下設(shè)有鋼墊板與螺旋筋,這種錨具適用構(gòu)件端部的設(shè)計力大或端部受到限制的情況。2、擠壓前檢查(準備):擠壓機和油泵液壓系統(tǒng)連接到位,擠壓機活塞載空運行23次無異后方能擠壓。擠壓時鋼絞線斷面整齊,不得歪斜。鋼絞線、鋼絲襯套、擠壓元件、擠壓模、擠壓桿屬于同一系列,能配套使用。3、擠壓操作:(1)將鋼絲襯套慢慢旋入鋼絞線端部,用雙手使其并緊同時旋轉(zhuǎn),緊緊地裹在鋼絞線上各鋼絲并攏,其一端與鋼絞線平齊,否則錨固不牢。鋼絲襯套可由2條拼成;(2)再把擠壓元件安裝到位;安裝時,鋼絞線、擠壓套、擠壓模、活塞連桿保持同軸;(3)在擠壓元件上刷潤滑劑,同時鋼絞線應(yīng)頂緊擠壓機頂桿凹槽,扶正對中;(4)操
51、縱油泵,向擠壓機供壓,在擠壓過程中不得間歇,一次完成;(5)擠壓時鋼絞線15系列時,表壓大于15Mpa,小于45Mpa;(6)擠壓元件通過喇叭口形模具,壓力降低,操縱閥桿使千斤頂回程完成了擠壓工序;(7)檢查擠壓錨頭外徑尺寸,能通過止通規(guī)產(chǎn)品合格,否則說明擠壓模孔磨損嚴重,需要更換或用千分尺測量擠壓后錨固頭外徑尺寸,15系列外徑不得大于30.65mm。為確保擠壓后擠壓錨的質(zhì)量,應(yīng)嚴格執(zhí)行國家的混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(GB500592)進行驗收。當(dāng)擠壓元件調(diào)質(zhì)不勻,或熱處理指標(biāo)不到或安裝不同軸時造成在擠壓過程中表壓雖已達到最高表壓但擠壓元件還不能通喇叭形模具,此時應(yīng)停止擠壓,沿擠壓機邊緣處
52、切掉鋼絞線,反裝上模具,開動油泵用千斤頂活塞將擠壓元件退掉,然后重新制作。4、擠壓注意事項:(1)每次擠壓后應(yīng)清理??字械奈勰?、鐵銹及碎鋼絲,并涂油或在擠壓件上抹油。(2)擠壓工藝完工后將活塞回程到位,油管卸掉后擠壓機油嘴戴好防塵帽。(3)定期進行檢查螺母有無松動,對于易損件要及時更換。(4)要存放好、防雨、防曬、防塵。3.3.2壓花錨具壓花錨具是利用液壓壓花機將鋼絞線端頭壓成梨形散花頭,一種粘結(jié)式錨具。梨形頭的尺寸:對J15鋼絞線不小于95X150mm。壓花設(shè)備采用壓花機,由液壓千斤頂、機架、機具組成,壓花機的最大推力350KN,行程為140mm。3.3.3碳素鋼絲鐓頭鐓頭錨具是錨固高強鋼絲束的錨具形式之一,其固定端錨具:在每根鋼絲端用液壓鐓頭器將其鐓粗成大半圓形,鋼絲的拉力由承壓板承擔(dān),形成鋼絲束,為預(yù)應(yīng)力筋的鐓頭錨固定端。1、鐓頭設(shè)備:5碳素鋼絲采用LD10鋼絲冷鐓器。高強鋼絲鐓頭器根據(jù)工作狀態(tài)分為液壓式鐓頭器和機械式鐓頭器,由于液壓鐓頭器體積小、重量輕、操作方便、鐓頭質(zhì)量穩(wěn)定,目前國內(nèi)廠主要生產(chǎn)液壓式鐓頭器。以5碳素鋼絲為例,多采用LD10型鋼絲冷鐓器。2、鐓頭操作工藝:把需鐓頭鋼絲插入冷鐓器,開啟油泵向夾緊油缸供油,夾緊活塞伸出時帶有錐面夾片夾緊鋼絲,繼續(xù)供壓鐓頭活塞將鋼絲鐓出半圓形頭,停止供油,各零件
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