它是在構(gòu)件承受外力之前,預(yù)先在構(gòu)件的受拉區(qū)對混凝土施加預(yù)壓力,這種壓力稱為預(yù)應(yīng)力。 構(gòu)件在使用階段的外荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力,首先要抵消預(yù)壓應(yīng)力,推遲了混凝土裂縫出現(xiàn)的同時也限制了裂縫的開展,從而提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。 施加預(yù)加應(yīng)力的方法是:張拉受拉區(qū)中的預(yù)應(yīng)力鋼筋,通過預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力或錨具,將預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性收縮力傳遞到混凝土構(gòu)件中,并產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。 一、預(yù)應(yīng)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,一般拔至3—5mm。 優(yōu)點:屈服強度顯著提高,但塑性降低,適于小型構(gòu)件的預(yù)應(yīng)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(yīng)力,使其產(chǎn)生一定塑性變形后卸荷,再經(jīng)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(yù)應(yīng)力鋼筋。 3、碳素鋼絲(消除應(yīng)力鋼絲) 碳素鋼絲是由高碳鋼條經(jīng)淬火、酸洗、拉拔制成。尚需經(jīng)過矯直回火處理。 用作先張法預(yù)應(yīng)力筋時,鋼絲表面需經(jīng)過刻痕處理以保證高墻鋼絲與混凝土的可靠粘結(jié)。 4、鋼絞線 柔軟,施工方便,但價格較貴。 常用的是:標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)淬火和回火調(diào)質(zhì)熱處理制成,具有高強度、高韌性和高粘結(jié)力等優(yōu)點。 二、對混凝土的要求 ★在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,混凝土的強度等級不應(yīng)低于C30; ★當(dāng)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(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)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(yù)應(yīng)力筋,并將預(yù)應(yīng)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(dá)到一定強度(70%),保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土有足夠粘結(jié)力時,放松預(yù)應(yīng)力筋,借助預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘接,使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。 先張法多用于預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)定型的中小構(gòu)件,也常用于生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力橋垮結(jié)構(gòu)等。 (一)臺座 臺座承受全部預(yù)應(yīng)力的拉力,故應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。 1、墩式臺座 一般用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件。 2、槽式臺座 可承受較大的張拉應(yīng)力和力矩。適于生產(chǎn)吊車梁、屋架、箱梁等張拉力較大的預(yù)應(yīng)力構(gòu)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(fù)使用。要求:工作方便可靠、構(gòu)造簡單、加工方便。 (1)張拉夾具。將預(yù)應(yīng)力筋與張拉機械連接起來,張拉時夾持預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋的張拉 可單根張拉或多根同時張拉。多根張拉時,應(yīng)先調(diào)整初應(yīng)力,使其相互之間的應(yīng)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(yīng)暫停張拉,查明原因調(diào)整后繼續(xù)。 2、混凝土的澆筑和養(yǎng)護 盡量減少混凝土的收縮和徐變,以減少預(yù)應(yīng)力損失。 混凝土采用濕熱養(yǎng)護時,應(yīng)采用二次升溫制度養(yǎng)護混凝土,開始養(yǎng)護時的溫差不得大于20℃,待混凝土強度達(dá)到10MPa后,再按一般升溫制度養(yǎng)護,以減少溫差應(yīng)力損失。 3、預(yù)應(yīng)力筋的放張 放張預(yù)應(yīng)力筋時,混凝土強度必須符合設(shè)計要求;當(dāng)設(shè)計無要求時,則不低于設(shè)計的混凝土立方體強度標(biāo)準(zhǔn)值得70%。 放張注意事項: (1)預(yù)應(yīng)力筋放張應(yīng)緩慢進行; (2)預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量較少時刻逐根放張,較多時,應(yīng)同時放張,以免引起構(gòu)件翹曲、開裂和斷筋現(xiàn)象。 (3)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)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(gòu)件時,預(yù)留孔道,待混凝土達(dá)到規(guī)定強度后,張拉預(yù)應(yīng)力筋。 后張法適于:現(xiàn)場生產(chǎn)大型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件、特種結(jié)構(gòu)和構(gòu)筑物。還可作為預(yù)應(yīng)力預(yù)制構(gòu)件的拼裝手段。 (一)錨具 后張法預(yù)應(yīng)力筋、錨具、張拉機具是配套使用的。 錨具是建立在預(yù)應(yīng)力值和保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵,要求錨具尺寸形狀準(zhǔn)確,有足夠的強度和剛度,受力后變形小,錨固可靠,不致產(chǎn)生預(yù)應(yīng)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(zhì)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(yù)應(yīng)力筋,是應(yīng)用最廣泛的張拉機具。 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(zhì)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(yù)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(yù)埋波紋管。用不大于80cm間距的鋼筋井字架固定。 2、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉 混凝土的強度應(yīng)按設(shè)計規(guī)定,設(shè)計無規(guī)定時,則不低于設(shè)計混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的70%。 張拉注意事項: (1)構(gòu)件長度小于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋可一端張拉,但張拉端宜分別設(shè)置在構(gòu)件的兩端;對曲線預(yù)應(yīng)力筋和構(gòu)件長度大于24m的預(yù)應(yīng)力筋,應(yīng)采用兩端同時張拉,亦可在一端張拉后,再在另一端補足預(yù)應(yīng)力值。 (2)對配有多根預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件,應(yīng)分批對稱張拉。 (3)對平臥疊層澆筑的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件;平臥重疊澆筑的構(gòu)件宜先上后下逐層張拉,可逐層增大張拉力來彌補該應(yīng)力損失,但底層超張拉值不宜比頂層張拉力大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(gòu)件的控制應(yīng)力值不超過規(guī)定限值。 (4)在預(yù)應(yīng)力筋張拉時,往往要采取超張拉的方法來彌補應(yīng)力損失,但可能超過規(guī)定限值,可采用: 先采取同一張拉值,而后復(fù)位補足; 分兩個階段建立預(yù)應(yīng)力,即全部預(yù)應(yīng)力張拉到一定值(如90%),再二次張拉至控制應(yīng)力; (5)當(dāng)采用應(yīng)力控制張拉時,應(yīng)校核預(yù)應(yīng)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(yīng)暫停張拉,在采取措施予以糾正后,方可繼續(xù)張拉。 3、孔道壓漿 張拉后應(yīng)隨即進行壓漿,以防預(yù)應(yīng)力筋銹蝕,同時增加結(jié)構(gòu)的抗裂性和耐久性。 ★灰漿除滿足強度和粘結(jié)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(biāo)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(nèi)。 壓漿前,孔道應(yīng)濕潤,壓漿應(yīng)緩慢注入,不得中斷;灌漿順序應(yīng)先下后上;曲線灌漿,宜從最低點壓入水泥漿,至最高點排出空氣及溢出濃漿為止。 |
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