為了避免鋼筋混凝土結構的裂縫過(guò)早出現,充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土,設法在混凝土結構或構件承受使用荷載前,預先對受拉區的混凝土施加壓力后的混凝土就是預應力混凝土。用來(lái)減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力,從而將結構構件的拉應力控制在較小范圍,甚至處于受壓狀態(tài),以推遲混凝土裂縫的出現和開(kāi)展,從而提高構件的抗裂性能和剛度。
先張法預應力混凝土施工方法:1、臺座制作 2、鋼絞線(xiàn)(鋼筋)鋪設 3、預應力張拉 4、普通鋼筋綁扎 5、模板制安 6、混凝土澆筑 7、養護 8、預應力放張切斷 9、隱蔽工程檢查驗收 。
后張法---無(wú)粘結預應力混凝土施工方法:1、支板底模 2、綁扎暗梁及板底非預應力筋 3、鋪放板預應力筋 4、安裝錨墊板、螺旋筋 5、預應力筋綁扎、固定6、預應力筋矢高、數量檢查 7、鋪放板頂非預應力筋 8、梁側模及預應力筋張拉端模板封模 9、隱蔽工程檢查驗收 。
預應力混凝土構件按施工方法可分為先張法和后張法。
先張法
先張法是在澆筑混凝土前張拉預應力筋,并將張拉的預應力筋臨時(shí)錨固在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土,待混凝土強度達到不低于混凝土設計強度值的75%,保證預應力筋與混凝土有足夠的粘結時(shí),放松預應力筋,借助于混凝土與預應力筋的粘結,對混凝土施加預應力的施工工藝,如圖5.1所示。先張法一般僅適用于生產(chǎn)中小型構件,在固定的預制廠(chǎng)生產(chǎn)。
先張法生產(chǎn)構件可采用長(cháng)線(xiàn)臺座法,一般臺座長(cháng)度在50~150m之間,或在鋼模中機組流水法生產(chǎn)構件。先張法生產(chǎn)構件,涉及到臺座、張拉機具和夾具及先張法張拉工藝,下面將分別敘述。
后張法
先制作構件(澆筑混凝土),并在構件體內按預應力筋的位置留出相應的孔道,待構件的混凝土強度達到規定的強度(一般不低于設計強度標準值的75%)后,在預留孔道中穿入預應力筋進(jìn)行張拉,并利用錨具把張拉后的預應力筋錨固在構件的端部,依靠構件端部的錨具將預應力筋的預張拉力傳給混凝土,使其產(chǎn)生預壓應力;最后在孔道中灌入水泥漿,使預應力筋與混凝土構件形成整體。
1.先張法 先張法多數用于預應力混凝土廠(chǎng)中,在臺座上生產(chǎn)中小型構件。
臺座由臺面、橫梁和承力結構等組成。根據承力結構的不同,臺座分為墩式臺座、槽式臺座和樁式臺座。
生產(chǎn)板形構件多用墩式臺座,生產(chǎn)梁、屋架等構件多用槽式臺座。 設計臺座時(shí)要進(jìn)行抗傾覆穩定性和強度驗算。
先張法中鋼絲用的錨固夾具有:圓錐齒板式夾具、圓錐三槽式夾具和墩頭夾具。鋼筋用的錨固夾具有:螺絲端桿錨具、墩頭錨和銷(xiāo)片夾具等。
為減少由于松弛等原因造成的預應力損失,先張法張拉預應力筋時(shí)都要進(jìn)行超張拉。 常用的張拉程序為: 0------105%σcon—持荷2min----σcon 或 0----------103%σcon。
式中 σcon ——預應力筋的張拉控制應力。 先張法預應力混凝土構件進(jìn)行濕熱養護時(shí),應采取正確的養護制度以減少由于溫差引起的預應力損失。
混凝土強度要達到不小于混凝土標準強度的75%后,才可放松預應力筋,放松過(guò)早會(huì )由于預應力筋回縮而引起較大的預應力損失。 2.后張法 在后張法中,預應力筋、錨具和張拉機具是配套的。
后張法中常用的預應力筋有單根粗鋼筋、鋼筋束(或鋼絞線(xiàn)束)和鋼絲束三類(lèi): (1)單根粗鋼筋 單根粗鋼筋預應力筋的制作,包括配料、對焊、冷拉等工序。 預應力筋的下料長(cháng)度應計算確定。
預應力筋的成品長(cháng)度(即預應力筋和螺絲端桿對焊并經(jīng)冷拉后的全長(cháng))Ll: Ll=l+2l2 (17—3—5) 預應力筋(不包括螺絲端桿)冷拉后需達到的長(cháng)度Lo: Lo=Ll-2l2 (17—3—6) 預應力筋(不包括螺絲端桿)冷拉前的下料長(cháng)度L: L=L0/(1+γ-σ)+nΔ (17—3—7) 式中 l——構件的孔道長(cháng)度; l2——螺絲端桿伸出構件外的長(cháng)度: 張拉端:l2=2H+h+5mm; · 錨固端:l2=H+h+10mm; l1螺絲端桿長(cháng)度,一般為320mm; γ--預應力筋的冷拉率; δ——預應力筋的冷拉彈性回縮率,一般為0。 4%--0。
6%; n--對焊接頭數量; Δ--每個(gè)對焊接頭的壓縮量,一般為20--30mm; H--螺母高度(mm); h--墊板厚度(mm)。 單根粗鋼筋常用的錨具為螺絲端桿和幫條錨具,張拉設備常用YL-60型拉桿式千斤頂,或YC-60型、YC-20型和YC-18型穿心式千斤頂,亦可用電熱法張拉。
(2)鋼筋束和鋼絞線(xiàn)束 如用JM-12型錨具,則宜用YC-60型雙作用千斤頂張拉。如用KT-Z型錨具,對螺紋鋼筋束用錐錨式雙作用千斤頂張拉;對鋼絞線(xiàn)束則宜用YC-60型雙作用千斤頂。
根據張拉鋼筋與澆筑混凝土的先后次序,施加預應力的方法可分為先張法與后張法兩種。
1.先張法:在澆筑混凝土之前張拉預應力鋼筋的方法稱(chēng)為先張法,先張法的主要工序為:將鋼筋固定在臺座上,按設計要求將鋼筋張拉到控制應力,用夾具將預應力鋼筋臨時(shí)固定在臺座上,再支模、澆筑并養護混凝土,待混凝土達到一定強度后(約為混凝土設計強度的75%,且混凝土齡期不小于7d),切斷并放松預應力鋼筋。在預應力鋼筋回縮的過(guò)程中,利用其與混凝土之間的粘結力而使混凝土獲得預壓應力。在先張法預應力混凝土構件中,預應力的傳遞主要是通過(guò)預應力鋼筋與混凝土之間的粘結力。
2.后張法:在結硬后的混凝土構件上張拉鋼筋的方法稱(chēng)為后張法,后張法的主要工序為:先澆筑混凝土構件,并在構件中預留預應力鋼筋的孔道,待混凝土達到規定強度(約為混凝土設計強度的75%以上)后,穿預應力鋼筋并張拉預應力鋼筋;當預應力鋼筋張拉至設計要求后,在張拉端用錨具將其錨住,阻止鋼筋回縮,從而使混凝土獲得預壓應力。最后在孔道內灌漿,使預應力鋼筋與構件混凝土形成整體。在后張法預應力混凝土構件中,預應力的傳遞主要是依靠設置在預應力鋼筋兩端的錨固裝置(錨具及其墊板)。先張法的生產(chǎn)工序少,工藝簡(jiǎn)單,質(zhì)量也容易保證,適用于可批量生產(chǎn)的中小型構件。后張法不需臺座,便于在現場(chǎng)制作大型構件,但工序較多,操作也較麻煩,適用于大、中型構件。
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