2013二級注冊建筑師法規(guī)施工輔導(dǎo):預(yù)應(yīng)力工程
來源:中大網(wǎng)校發(fā)布時間:2012-06-11
預(yù)應(yīng)力工程施工主要分先張法和后張法。
(一)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)
先張法是在澆筑混凝土構(gòu)件之前,張拉預(yù)應(yīng)力筋,將其臨時錨固在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土構(gòu)件,待混凝土達到一定強度(一般不低于混凝土強度標準值的75%),并使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間有足夠粘結(jié)力時,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),對混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。
1臺座
用臺座法生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時,預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺座橫梁上,臺座承受全部預(yù)應(yīng)力筋的拉力,故臺座應(yīng)有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。
臺座由臺面、橫梁和承力結(jié)構(gòu)等組成。根據(jù)承力結(jié)構(gòu)的不同臺座分為墩式臺座、槽式臺座、樁式臺座等。
2張拉機具和夾具
(1)鋼絲的夾具和張拉機具
1)鋼絲的夾具。先張法中鋼絲夾具分兩類:一類是將預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺座或鋼模上的錨固夾具;另一類是張拉時夾持預(yù)應(yīng)力筋用的張拉夾具。這兩者都可以重復(fù)使用。
2)鋼絲的張拉機具。分單根張拉和多根張拉。單根張拉由于張拉力較小。一般用小型卷揚機張拉。用鋼模以機組流水法或傳送帶法生產(chǎn)構(gòu)件用以進行多根張拉。
選擇張拉機具時,為了保證設(shè)備、人身安全和張拉力準確,張拉機具的張拉力應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉力的l.5倍;張拉機具的張拉行程應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值的1. 1至1 .3倍。
(2)鋼筋的夾具和張拉機具
鋼筋錨固多用螺絲端桿錨具、墩頭錨和銷片夾具等。張拉時可用聯(lián)結(jié)器與螺絲端桿錨具連接,或用銷片夾具等。
鋼筋鐓頭,直徑22mm以下的鋼筋用對焊機熱鐓或冷鐓,大直徑鋼筋可用壓模加熱鍛打成型。
銷片式夾具由圓套筒和圓錐形銷片組成。套筒內(nèi)壁呈圓錐形,與銷片錐度吻合,銷片有兩片式和三片式,鋼筋就夾緊在銷片的凹槽內(nèi)。
夾具應(yīng)具備下列性能:
1)在預(yù)應(yīng)力夾具組裝件達到實際破斷拉力時,全部零件均不得出現(xiàn)裂縫和破壞;
2)應(yīng)有良好的自錨性能;
3)應(yīng)有良好的放松性能。
先張法用的聯(lián)結(jié)器,必須符合夾具的性能要求。
夾具和聯(lián)結(jié)器進場時,應(yīng)檢查其出廠質(zhì)量證明書中所列各項性能指標,同一類型夾具,用同一原材料,同一生產(chǎn)工藝一次投料生產(chǎn),不超過1000套為一批。每批抽取6個試樣,與工程實際應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力筋組成三個預(yù)應(yīng)力夾具組裝件,進行靜載試驗,應(yīng)符合性能指標要求。如有一個組裝件不符合要求,則另取雙倍數(shù)量的試樣重做試驗,如仍有一個不合格,則該批夾具或聯(lián)結(jié)器為不合格。
3先張法施工工藝
(1)預(yù)應(yīng)力筋要求
有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋展開后應(yīng)平整,不得有彎折,表面不應(yīng)有裂紋、小刺、機械損傷、氧化鐵皮和油污等;無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋護套應(yīng)光滑、無裂縫,無明顯褶皺。
預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用砂輪鋸或切斷機切斷,不得采用電弧切割。
當鋼絲束兩端采用鐓頭錨具時,同一束中各根鋼絲長度的極差不應(yīng)大于鋼絲長度的1/5000,且不應(yīng)大于5mm.當成組張拉長度不大于10m的鋼絲時,同組鋼絲長度的極差不得大于2mm.
預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力,應(yīng)符合設(shè)計要求,當施工中預(yù)應(yīng)力筋需要超張拉時,可比設(shè)計要求提高5%,但其最大張拉控制應(yīng)力,不得超過輔導(dǎo)用書表15—7的規(guī)定。
(2)預(yù)應(yīng)力筋張拉程序
張拉程序的目的是為了減少松弛損失。所滑“松弛”,即鋼材在常溫、高應(yīng)力狀態(tài)下具有不斷產(chǎn)生塑性變形的特性。
張拉過程中應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力筋斷裂或滑脫,對先張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,在澆筑混凝土前發(fā)生斷裂或滑脫的預(yù)應(yīng)力筋必須予以更換。
(3)混凝土澆筑與養(yǎng)護
確定預(yù)應(yīng)力混凝土的配合比時,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。收縮是指水泥漿在硬化過程中脫水密結(jié)和硬化過程中形成的毛細孔壓縮。徐變是指混凝土在荷載長期作用下產(chǎn)生的塑性變形,它是由于水泥石內(nèi)凝膠體的存在而產(chǎn)生的。收縮與徐變與水泥品種和用量、水灰比、骨料孔隙率、振動或成型等有關(guān)。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,嚴禁使用含氯化物的外加劑。
混凝土應(yīng)振搗密實,振動器不應(yīng)碰撞鋼絲,混凝土未達到一定強度,不允許碰撞或踩動鋼絲。
應(yīng)采取正確的養(yǎng)護制度以減少由于溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失。
(4)預(yù)應(yīng)力筋放松
預(yù)應(yīng)力筋放松時混凝土強度應(yīng)達到設(shè)計規(guī)定的數(shù)值,無具體規(guī)定時,不應(yīng)低于混凝土立方體抗壓強度標準值的75%.放松預(yù)應(yīng)力筋時應(yīng)注意以下幾點:
1)應(yīng)盡可能同時放松預(yù)應(yīng)力筋;
2)不能同時放松時,應(yīng)分階段、對稱、交錯放松預(yù)應(yīng)力筋;
3)放松方法可采用千斤頂放松、鋼絲鉗、氧乙炔焰切割等方法
(二)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)
構(gòu)件或塊體制作時,在放置預(yù)應(yīng)力筋的部位預(yù)先留有孔道,待混凝土達到規(guī)定強度后,在孔道內(nèi)穿人預(yù)應(yīng)力筋,并用張拉機具夾持預(yù)應(yīng)力筋將其張拉至設(shè)計規(guī)定的控制應(yīng)力,然后借助錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件端部,最后進行孔道灌漿,這種方法稱為后張法。
1預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機具
(1)預(yù)應(yīng)力筋
在后張法中,預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機具是配套使用的。目前常用的預(yù)應(yīng)力筋有單根粗鋼筋、鋼筋束(或鋼絞線束)和鋼絲束三類。它們是由冷拉Ⅱ至Ⅳ級鋼筋,冷拉5號鋼鋼筋、碳素鋼絲和鋼絞線制作的。預(yù)應(yīng)力筋安裝時,受力鋼筋的品種、級別、規(guī)格和數(shù)量必須符合設(shè)計要求。用于鐓頭錨具的鋼絲鐓頭的強度不得低于鋼絲強度標準值的98%.
(2)錨具
錨具有多種類型,錨具除具有可靠的錨固能力外,還應(yīng)具有下列性能:在預(yù)應(yīng)力錨具組裝件達到實際破斷拉力時,全部零件均不得出現(xiàn)裂縫和破壞;除能滿足分級張拉和補張拉外,尚宜具有能放松預(yù)應(yīng)力筋的性能;錨具或其附件上宜設(shè)置灌漿孔,灌漿孔應(yīng)有足夠的截面面積,以保證漿液暢通。預(yù)應(yīng)力筋端部錨具的制作質(zhì)量應(yīng)符合下列要求:
1)擠壓錨具制作時壓力表油壓應(yīng)符合操作說明書的規(guī)定,擠壓后預(yù)應(yīng)力筋外端應(yīng)露出擠壓套筒1—5mm,
2)鋼絞線壓花錨成形時,表面應(yīng)清潔、無油污,梨形頭尺寸和直線段長度應(yīng)符合設(shè)計要求。
(3)張拉機具
1)單根粗鋼筋。如一端張拉,一般在張拉端用螺絲端桿錨具,固定端用幫條錨固。如兩端張拉則皆用螺絲端桿錨具。與螺絲端桿錨配套的張拉設(shè)備為YL-60型拉桿式千斤頂,或YC一60型、YC一20型和YC一18型穿心式千斤頂。
2)預(yù)應(yīng)力鋼筋束和鋼絞線。常用的錨具為JM12型和KT2型錨具。
3)鋼絲束。常用錨具有鋼質(zhì)錐形錨具、錐形螺桿錨具和鋼絲束鐓頭錨具。鋼質(zhì)錐形錨具用錐錨式雙作用千斤頂進行張拉;錐形螺桿錨具和鋼絲束鐓頭錨具宜用Y C一60型穿心式千斤頂或拉桿式千斤頂張拉。
預(yù)應(yīng)力筋張拉機具設(shè)備及儀表,應(yīng)定期維護和校驗。張拉設(shè)備應(yīng)配套標定,并配套使用。張拉設(shè)備的標定期限不應(yīng)超過半年。當在使用過程中出現(xiàn)反常現(xiàn)象時或在千斤頂檢修后,應(yīng)重新標定。
張拉設(shè)備標定時,千斤頂活塞的運行方向應(yīng)與實際張拉工作狀態(tài)一致;壓力表的精度不應(yīng)低于1.5級,標定張拉設(shè)備用的試驗機或測力計精度不應(yīng)低于±2%.
2后張法施工工藝
(1)孔道留設(shè)
1)鋼管抽芯法。預(yù)先將鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)孔道位置處,在混凝土澆筑過程中和澆筑之后,每間隔一定時間慢慢轉(zhuǎn)動鋼管,使之不與混凝土粘結(jié),待混凝土初凝后、終凝前抽出鋼管,即形成孔道。該法只用于留設(shè)直線孔道。
2)膠管抽芯法。膠管有五層或七層夾布膠管和鋼絲網(wǎng)膠管兩種。前者將膠管固定在孔道位置上,澆筑混凝土前,膠管內(nèi)充入壓縮空氣或壓力水,待澆筑的混凝土初凝后,放出壓縮空氣或壓力水,管徑縮小而與混凝土脫離,便于抽出。后者質(zhì)硬,具有一定彈性,抽管時在拉力作用下斷面縮小易于拔出。膠管抽芯留孔,不僅可留直線孔道,而且可留曲線孔道。
3)預(yù)埋波紋管法。為特別的帶波紋的金屬管,與混凝土有良好的粘結(jié)力,波紋管不再抽出。
后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔道的規(guī)格、數(shù)量、位置和形狀除應(yīng)符合設(shè)計要求外,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
a.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;
b.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;
c.成孔用管道應(yīng)密封良好,接頭應(yīng)嚴密且不得漏漿;
d.灌漿孔的間距:對預(yù)埋金屬螺旋管不宜大于30m ;對抽芯成形孔道不宜大于12m;
e.在曲線孔道的曲線波峰部位應(yīng)設(shè)置排氣兼泌水管,必要時可在最低點設(shè)置排水孔;
f.灌漿孔及泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。
(2)預(yù)應(yīng)力筋張拉
張拉預(yù)應(yīng)力筋時,構(gòu)件混凝±的強度應(yīng)按設(shè)計規(guī)定,如設(shè)計無規(guī)定則不宜低于混凝土標準強度的75%,拼裝立縫處混凝土或砂漿強度不低于塊體混凝土標準強度的40%,且不得低于15N/平方毫米。
對配有多根預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件,不可能同時張拉,只能分批、對稱地進行張拉;對于臥疊澆的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,可采取逐層加大超張拉的辦法來彌補預(yù)應(yīng)力損失,宜用兩端張拉方法以減少預(yù)應(yīng)力筋與預(yù)留孔壁摩擦而引起的預(yù)應(yīng)力損失。
預(yù)應(yīng)力筋的張拉力、張拉或放張順序及張拉工藝應(yīng)符合設(shè)計及施工技術(shù)方案的要求,并應(yīng)符合下列艦定:
1)當施工需要超張拉時,最大張拉應(yīng)力不應(yīng)大于國家現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010的規(guī)定;
2)張拉工藝應(yīng)能保證同一束中各根預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力均勻一致;
3)張拉過程中應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力筋斷裂或滑脫;當發(fā)生斷裂或滑脫時,對后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件,斷裂或滑脫的數(shù)量嚴禁超過同一截面預(yù)應(yīng)力筋總根數(shù)的3%,且每束鋼絲不得超過一根;對多跨雙向連續(xù)板,其同一截面應(yīng)按每跨計算。
(3)孔道灌漿
預(yù)應(yīng)力筋張拉后,應(yīng)隨即進行孔道灌漿,以預(yù)防銹蝕并增加結(jié)構(gòu)的抗裂性和耐久性。對空隙大的孔道,水泥漿中可摻適量的細砂,但水泥漿和水泥砂漿的強度不應(yīng)小于30N/平方毫米,且應(yīng)有較大的流動性和較小的干縮性、泌水性。灌漿用水泥漿的水灰比不應(yīng)大于0. 45,攪拌后3h泌水率不宜大于2%,且不應(yīng)大于3%.泌水應(yīng)能在24h內(nèi)全部重新被水泥漿吸收。
后張法預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露部分宜采用機械方法切割,其外露長度不宜小于預(yù)應(yīng)力筋直徑的1.5倍,且不宜小于30mm.
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