현재 위치 - 법률 상담 무료 플랫폼 - 온라인 법률 자문 - 什麽是先張法並解釋其施工過程?
什麽是先張法並解釋其施工過程?
先張法是在澆築混凝土前對預應力筋進行預張拉,將張拉好的預應力筋臨時錨固在臺座或鋼模板上,然後澆築混凝土的壹種施工工藝。當混凝土強度達到不小於混凝土設計強度值的75%時,借助混凝土與預應力筋之間的粘結,使預應力筋松弛並施加預應力,如圖5.1所示。先張法壹般只適用於中小型構件的生產,在固定的預制廠生產。長線臺座法可采用先張法生產構件,臺座長度壹般施工示意圖為50 ~ 1。

50m,或在鋼模單元流水線上生產組件。先張法生產構件涉及臺座、張拉設備、夾具和先張法工藝,下面將分別介紹。

5.1.1基座

臺座是先張法構件生產中的主要承重構件,必須具有足夠的承載能力、剛度和穩定性,以避免臺座變形、傾覆和滑動造成的預應力損失,從而保證先張法構件生產的質量。臺座的形式有很多種,因地制宜,但壹般可分為墩式臺座和槽式臺座。

5.1.1.1墩柱支座

墩臺由承臺墩、臺面、橫梁三部分組成,長度應為50 ~ 150m。臺座的承載力應以構件的拉力為基礎,臺座可按每米寬200 ~ 500 kn的承載力設計。(1)承臺墩壹般埋於地下,由已有混凝土制成。底座應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性。橋臺墩的穩定性驗算包括抗傾覆驗算和抗滑驗算。橋臺墩基坑傾覆計算計算簡圖如圖5.2所示,按以下公式計算:k 1 = M/M 1 = GL/(PJ * e 1),其中k 1-抗傾覆完整系數不應小於1.50;m——傾覆力矩(n·m),由預應力筋的拉力產生;pj-預應力筋的拉力(n);e 1——預應力筋張拉配合點到傾覆點的力臂(m);m 1——傾覆力矩(n·m),由橋臺自重和主動土壓力產生;g-橋臺自重(n);l-從橋臺重心到傾覆點的力臂;EP——橋臺左側主動土壓力的合力(n),當橋臺埋深很淺時,可忽略不計;E2——從合成主動土壓力的重心到傾覆點的力臂(m)。橋臺傾覆點O的位置,對於與橋臺功能相同的橋臺,根據實際情況,傾覆點應在混凝土橋臺表面,但考慮到橋臺傾覆趨勢,應力集中和混凝土面層施工質量的影響可能發生在橋臺端部頂點,故傾覆點應取在混凝土橋臺下方40 ~ 50 mm處。圖5.2承重墩抗傾覆計算簡圖圖5.3承重墩抗滑計算簡圖。計算圖如圖5.3所示,按下式計算。K2=N1/Pj,其中K2-抗滑安全系數不應小於1.30;N 1-抗滑力壹般由臺面抗滑力N′、臺面右側被動土壓力合力Ep′和橋墩自重產生的摩擦阻力F組成,其中N′為主要抗滑力,提供以下數據供參考:臺面為C10 ~ C15的混凝土時,厚度為60mm,臺面具有每米承重寬度的能力。臺面為C10 ~ C15混凝土時,厚度為80mm,臺面每米抗力為200 ~ 250 kn臺面采用C10 ~ C15混凝土時,其厚度為100mm,每米低阻力為250 ~ 300 kN。當采用混凝土臺面並與墩* * * *共同工作時,壹般不需要進行防滑驗算,但應驗算臺面的承載力。(2)臺面壹般是在壓實的碎石墊層上澆築壹層60 ~ 100 mm厚的混凝土制成。水平承載力N '可按下式計算:N'=φ*Ac* fc/(K1* K2),其中φ-軸壓縱向彎曲系數取= 1;AC-臺面截面積(m2);FC-混凝土軸心抗壓強度的計算值(MPa);k 1-表中承載能力的超載系數,取1.2;k2——考慮臺面不平等影響因素的附加完整系數,取1.5。表格伸縮縫可根據當地溫差和經驗設置,壹般為10m。無伸縮縫也可使用預應力滑臺。預應力滑動臺面壹般是在原混凝土臺面或新澆混凝土底座上刷隔離劑,然後張拉預應力鋼絲,再澆混凝土面。混凝土達到抗拉強度後,鋼絲臺面切斷時會滑動。這種臺面效果不錯。(3)梁臺座兩端設有用預應力鋼絲固定的鋼梁,壹般采用型鋼制作。設計梁時,除考慮拉力作用下的強度外,還應特別註意其變形,以減少預應力的損失。

5.1.1.2槽形支座

槽形支座由鋼筋混凝土壓桿、上下橫梁和臺面組成,如圖5.4所示。臺座長度壹般不超過50m,承載力可大於1000kN。為了便於澆註膨脹土和蒸汽養護,槽基壹般低於地面。在施工現場,也可以用預制的柱、樁等構件組裝成簡易的槽形臺座。圖5.4槽座1-壓桿;2-磚墻;3-近光燈;4-上部橫梁

5.1.2張緊機器和夾具

在先張法構件的生產中,有兩種預應力筋:鋼絲或鋼筋。張拉預應力鋼絲時,壹般直接使用卷揚機或電動螺旋拉伸機。張拉預應力鋼筋時,槽式臺座中常采用四梁組張拉裝置,用千斤頂張拉,如圖5.5、圖5.6所示。圖5.5電動螺旋張緊器圖5.6四梁組張緊裝置1-電機;雙帶傳動;3檔;4檔螺母;5-螺絲;1-基座;2、3-後橫梁;4-鋼條;5,6-張力框架;6-頂桿;7-支座梁;8-鋼絲;9-錨固夾具;10-張緊夾具;7-螺桿;8-傑克;9-張力裝置11-彈簧測力計;12-滑架預應力筋張拉後,頂進筋用錨固夾具直接錨固在橫梁上,錨固夾具可重復使用,要求工作可靠,加工方便,成本低或可重復使用。預應力鋼絲的錨具常采用錐形齒板錨具,預應力鋼筋常采用螺紋端桿錨固鋼筋。

5.1.3先張法施工技術

先張法預應力混凝土構件在臺座上生產時,工藝流程壹般如圖5.7所示。施工過程現場

圖5.7先張法工藝流程圖預應力混凝土先張法的特點是:先張拉預應力筋,再澆築混凝土,預應力的傳遞依靠預應力筋與混凝土之間的粘結力。為了獲得壹個優質的施工年,在整個生產過程中,除了保證混凝土的質量外,還需要保證預應力筋與混凝土之間的良好粘結,使預應力混凝土構件獲得符合設計要求的預應力值。對於碳鋼絲,由於其強度高,表面光滑,對混凝土的附著力差。因此,必要時可采取劃線、波壓等措施提高鋼絲與混凝土的粘結力。壓力波壹般分為局部壓力波和總壓波。根據施工經驗,波長為39mm,波高為1.5 ~ 2.0 mm..為便於脫模,在鋪設預應力筋前,應在臺面和模板上塗刷隔離劑,但應采取措施防止隔離劑汙染預應力筋,影響粘結。

5.1.3.1預應力筋張拉

預應力筋應按設計要求進行張拉,采用合適的張拉方法、張拉順序和張拉程序,並采取可靠的質量保證措施和安全技術措施。預應力鋼筋束可由單根或多根鋼筋束同時張拉。當預應力筋數量較少,張拉設備的拉力有限時,往往采用單次張拉。當預應力筋數量較多且分布密集,張拉設備張力較大時,可同時張拉多根筋。確定預應力筋張拉順序時,應盡可能減小臺座的傾覆力矩和偏心力,先張拉臺座截面重心附近的預應力筋。此外,為提高構件的抗裂性或部分抵消因應力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉及預應力筋與張拉臺座之間的溫度因素等引起的預應力損失,拉應力可按設計值增加5%。但預應力鋼筋的最大超拉值:對於冷拉鋼筋,不應大於0.95fpyk(fpyk為冷拉鋼筋屈服強度的標準值);碳鋼絲、鎳鋼絲和鋼絞線不得大於0.80fpyk;熱處理鋼筋和冷拉低碳鋼絲不得大於0.75(fpyk為預應力鋼筋極限抗拉強度的標準值)。預應力筋的張拉方法有兩種:過張拉法和壹次張拉法。過緊方法:0-1.05con持荷2mincon壹次張拉方法:0-1.03con,其中con為張拉控制應力,壹般視設計而定。采用超張拉技術的目的是減少預應力筋的松弛應力損失。所謂“松弛”,是指鋼在室溫和高應力下具有持續塑性變形的特性。松弛值與張力控制應力和持續時間有關,控制應力高,所以鋼絲和鋼絞線的松弛損失大於冷拉和熱軋鋼筋,松弛損失隨時間增加,但第1分鐘可完成總損失的50%,24小時可完成80%。因此,采用過拉伸工藝,即過拉伸5%,然後持荷2min,可以降低松弛應力損失50%以上。但采用壹次張拉錨固技術時,由於松弛損失較大,張拉應比原設計控制應力提高3%。【例題】某預應力空心板采用冷拉低碳鋼絲фB4作為預應力筋,單根鋼絲截面積AP = 12.6mm2,fptk=700MPa,張拉控制應力б CON = 0.7FPTK .若采用壹次張拉工藝;0-1.03 б con,單根鋼絲的拉力n = 700×0.70×1.03×12.6 = 6.36 kn。其拉應力為72.1% fptk,小於75% fptk。對於長線臺座的制作,當構件的預應力筋為鋼筋時,壹般采用彈簧測力計直接測量鋼絲的拉力,伸長值無法校核。鋼絲張拉錨固後,應使用鋼絲測力計檢查鋼絲的預應力值。當多根預應力筋同時張拉時,應預先調整好初應力,使其相互壹致。預應力筋張拉錨固後,實際預應力值與工程設計規定的檢驗值的相對允許偏差應在+5%以內。在張拉過程中,預應力筋斷裂或滑移的數量不得超過結構同壹截面預應力筋總數的5%,且嚴禁相鄰兩根預應力筋斷裂或滑移。必須更換在混凝土澆築前斷裂或滑動的預應力構件的預應力筋。預應力筋張拉錨固後,預應力筋位置與設計位置的偏差不應大於5mm,且不應大於構件截面最短邊長的4%。在張拉過程中,預應力記錄表應按《混凝土結構工程施工及驗收規範》的要求填寫,以供參考。施工時要註意安全。張拉時,嚴禁站在鋼筋兩端。敲擊錨具的錐塞或楔子時,不可用力過猛,以免損傷預應力筋而折斷,但錨具應可靠。冬季張拉預應力筋時,溫度不應低於-15℃,並應考慮預應力筋脆斷的風險。

5.1.3.2預應力筋釋放

預應力筋的張拉過程是預應力的傳遞過程,也是獲得良好先張法構件質量的重要環節。應根據張拉要求確定合適的張拉順序、張拉方法和相應的技術措施。(1)當張拉需要張拉預應力筋時,混凝土強度必須滿足設計要求,當設計無特殊要求時,不得小於設計混凝土強度標準值的75%。過早膨脹會因混凝土強度不足造成混凝土彈性收縮較大,造成較大預應力損失或鋼絲滑移。在張拉過程中,預應力構件應自由壓縮,以避免過大的沖擊和偏心。(2)鋪設方法預應力混凝土構件用鋼絲加固時,若鋼絲數量較少,可采用切割、鋸切或氧-b焰熔的方法鋪設鋼絲,宜在生產線中間附近切割,比在臺座壹端附近切割會減少反彈,有利於脫模。如果鋼絲數量較多,應同時張拉所有鋼絲,不允許采用逐個張拉的方法。否則最後幾根鋼絲會因應力過大而突然斷裂,導致構件的應力傳遞長度突然增大或使吊鉤末端開裂。張拉方法可以通過張拉橫梁來實現。橫梁可通過千斤頂或張緊裝置(砂箱或楔子等)進行張緊。)預設在梁的支點上。粗鋼筋的預應力筋應緩慢張拉。當鋼筋數量較少時,可逐根加熱熔化,或用預先設置在鋼筋錨固端的楔子或通孔砂箱拉伸單片。當鋼筋數量較多時,所有鋼筋應同時張拉。濕熱養護的預應力混凝土構件應在熱態下張拉,但不得在冷卻後張拉。圖5.8顯示了壹個使用楔子釋放張力的例子。楔塊5布置在基座和橫梁之間。張拉時,旋轉螺母8,使螺桿6向上移動,楔塊5縮回,從而達到同時張拉預應力筋的目的。應適當選擇楔形傾斜角。如果角度過大,張拉時容易滑出。反之,如果角度過小,張拉時就很難拔出楔子。角度的正切值應略小於楔塊5與鋼塊3、4之間的摩擦系數,即tan ≤-公式中的摩擦系數,壹般為0.15 ~ 0.20。若張拉後橫梁對鋼塊3、4的法向壓力為N,張拉時拔出楔塊5所需的垂直力(即螺桿6所受的軸向力)為Q,則:Q=N(+COS2-sin2)根據Q的值,可以選擇螺桿和螺母。圖5.8楔塊張拉預應力筋示意圖圖5.9砂箱結構圖1-臺座;雙光束;3,4-楔形;5、鋼楔;6-螺絲;1-活塞;2-拳擊;3-進砂口;7-承重板;8螺母4盒底板;5-出砂口;6-砂楔張緊裝置應在張力較小的情況下使用,壹般不超過300kN。當張力較大時,可以用砂箱來釋放張力。圖圖5.9的砂箱就是按照1600kN設計的壹個例子。它由鋼制套筒盒和活塞(套筒盒內徑比活塞外徑大2mm)組成,內裝石英砂或鐵砂。鋼筋張拉時,箱內砂被壓實,承受梁的反作用力。松開鋼筋時,打開出砂口,使砂子慢慢流出,達到緩慢釋放張力的目的。利用砂箱釋放張力可以控制釋放速度,工作可靠,施工方便。盒子裏要用壹定級配的幹砂。比如細度已過50號、30號標準篩的砂,要按照6: 4的級配使用,既能保證砂不易被壓碎,又能降低砂的孔隙率,從而降低砂在使用時的壓縮值。減少預應力損失。(3)預應力筋的張拉順序應符合設計要求;當設計無特殊要求時,應符合下列規定:對於構件(如壓桿、樁等。)承受軸向預壓力,所有預應力筋應同時張拉;對於受偏心預應力的構件,預應力小的區域預應力筋應同時放入,預應力大的區域預應力筋應同時放入;當不能按上述規定釋放時,應分階段、對稱、交錯釋放。以防止張拉過程中構件的彎曲、開裂和預應力筋斷裂。張拉後,預應力筋的切割順序應從張端開始,向另壹端切割。

編輯本段中預張拉方法的相關規定。

對於先張法預應力混凝土構件,公路橋規的規定如下。預張拉臺座現場

1,基座

先張法墩臺座結構應符合下列要求:

(1)

軸承座應有足夠的強度和剛度,其傾覆安全系數不小於1.5,滑動系數不小於1.3。

(2)

橫梁應有足夠的剛度,受力後的撓度不大於2mm。

(3)

在臺座上鋪設預應力筋時,應采取措施防止預應力筋被弄臟。

(4)

張拉前,應對臺座、橫梁及各種張拉設備進行詳細檢查,符合要求後方可進行作業。

2.緊張

(1)多根預應力筋同時張拉時,應預先調整其初應力,使其相互壹致;在張拉過程中,活動梁和固定梁應始終平行,並應隨機檢查鋼筋的預應力值,其偏差的絕對值不應超過壹個構件所有鋼筋總預應力值的5%。(2)預應力筋張拉後,與設計位置的偏差不應大於5mm,且不應大於構件最短邊長的4%。(3)預應力筋的張拉應符合設計要求。如設計無規定,張拉程序可按先張法預應力筋張拉程序進行。(4)張拉時,預應力筋的斷絲數不得超過鋼絲總數的65438±0%。(不允許鋼筋斷裂)

3、放壹塊

(1)預應力筋張拉時的混凝土強度應符合設計規定,當設計無規定時,不應小於設計混凝土強度等級值的75%。(2)預應力筋的張拉順序應符合設計要求。如果設計中沒有規定,張拉應分階段、對稱、交替進行。在釋放鋼筋束之前,應拆除限制位移的側模、凸緣模或內模。(3)可采用砂箱或千斤頂的方法分批釋放預應力筋。用砂箱釋放張力時,放砂速度要均勻;用千斤頂釋放張力時,應分幾次完成。松螺母張拉單根鋼筋時,應先放兩側,後放中間,壹次不得松壹根鋼筋。(4)鋼筋敷設後,可采用乙炔-氧氣切割,但應采取措施防止鋼筋端頭燒壞。鋼絲放好後,可以用切割、鋸或剪切的方法切斷。鋼絞線張拉後,可用砂輪鋸切割。長線臺座上預應力筋的切割順序應從張端開始,與另壹端相切。