(七)預(yù)應(yīng)力混凝土工程
普通鋼筋混凝土構(gòu)件的抗拉極限應(yīng)變值只有0.0001—0.00015,如果要求混凝土不開裂,受拉鋼筋的應(yīng)力只能達到20--30N/mm2。允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,由于受裂縫寬度的限制,鋼筋應(yīng)力也只能達到150--200N/mm2,因而高強鋼材在普通混凝土構(gòu)件中不能充分發(fā)揮作用,預(yù)應(yīng)力混凝土是解決這一矛盾的有效方法。
預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝有:先張法、后張法、后張自錨法和電熱法。
1.先張法
先張法多數(shù)用于預(yù)應(yīng)力混凝土廠中,在臺座上生產(chǎn)中小型構(gòu)件。
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、槽式臺座和樁式臺座。生產(chǎn)板形構(gòu)件多用墩式臺座,生產(chǎn)梁、屋架等構(gòu)件多用槽式臺座。
設(shè)計臺座時要進行抗傾覆穩(wěn)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、墩頭錨和銷片夾具等。
為減少由于松弛等原因造成的預(yù)應(yīng)力損失,先張法張拉預(yù)應(yīng)力筋時都要進行超張拉。 常用的張拉程序為:
0------105%σcon—持荷2min----σcon
或 0----------103%σcon。
式中 σcon ——預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力。
先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進行濕熱養(yǎng)護時,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。
混凝土強度要達到不小于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度的75%后,才可放松預(yù)應(yīng)力筋,放松過早會由于預(yù)應(yīng)力筋回縮而引起較大的預(yù)應(yīng)力損失。
2.后張法
在后張法中,預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機具是配套的。
后張法中常用的預(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:
(1)單根粗鋼筋
單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的制作,包括配料、對焊、冷拉等工序。預(yù)應(yīng)力筋的下料長度應(yīng)計算確定。
預(yù)應(yīng)力筋的成品長度(即預(yù)應(yīng)力筋和螺絲端桿對焊并經(jīng)冷拉后的全長)Ll:
Ll=l+2l2 (17—3—5)
預(yù)應(yīng)力筋(不包括螺絲端桿)冷拉后需達到的長度Lo:
Lo=Ll-2l2 (17—3—6)
預(yù)應(yīng)力筋(不包括螺絲端桿)冷拉前的下料長度L:
L=L0/(1+γ-σ)+nΔ (17—3—7)
式中 l——構(gòu)件的孔道長度;
l2——螺絲端桿伸出構(gòu)件外的長度:
張拉端:l2=2H+h+5mm; ·
錨固端:l2=H+h+10mm;
l1螺絲端桿長度,一般為320mm;
γ--預(yù)應(yīng)力筋的冷拉率;
δ——預(yù)應(yīng)力筋的冷拉彈性回縮率,一般為0.4%--0.6%;
n--對焊接頭數(shù)量;
Δ--每個對焊接頭的壓縮量,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(shè)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;對鋼絞線束則宜用YC-60型雙作用千斤頂。
下料長度要根據(jù)所用的錨具和千斤頂計算確定。
(3)鋼絲束
常用的錨具有螺絲端桿錨具、幫條錨具、鐓頭錨具、錐形螺桿錨具和鋼質(zhì)錐形錨具。
鐓頭錨具要求鋼絲束下料長度精確,相對誤差控制在L/5000以內(nèi),并不大于5mm,為此要求鋼絲束在應(yīng)力狀態(tài)下切斷下料,下料的控制應(yīng)力為300N/mm2。
鐓頭錨具用YC-60千斤頂張拉或拉桿式千斤頂張拉;錐形螺桿錨具用拉桿式千斤頂或穿心式千斤頂張拉;鋼質(zhì)錐形錨具用錐錨式雙作用千斤頂張拉。
后張法工藝中,與預(yù)應(yīng)力施工有關(guān)的是孔道留設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋張拉和孔道灌漿三部分。
1)孔道留設(shè)
孔道留設(shè)是后張法構(gòu)件制作中的關(guān)鍵之一??椎乐睆饺Q于預(yù)應(yīng)力筋和錨具,如用螺絲端桿的粗鋼筋,孔道直徑應(yīng)比螺絲端桿的螺紋直徑大10--15mm;用JMl2型錨具的鋼筋束或鋼絞線束,對JMl2-3、4,孔道直徑為42mm,對JMl2-5、6則為50mm??椎懒粼O(shè)方法有鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預(yù)埋波紋管法。
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,使之不與混凝土黏結(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。
鋼管要平直,表面要光滑,安放位置要準(zhǔn)確。一般用間距不大于lm的鋼筋井字架固定鋼管位置。每根鋼管的長度不超過15m,以便于旋轉(zhuǎn)和抽管,較長構(gòu)件則用兩根鋼管,中間用套管連接。鋼管的旋轉(zhuǎn)方向兩端要相反。
恰當(dāng)掌握抽管時間很重要,過早會坍孔,太晚則抽管困難。一般在初凝后、終凝前,以手指按壓混凝土不黏又無明顯印痕時則可抽管。為保證順利抽管,混凝土的澆筑順序要密切配合。
抽管順序宜先上后下,抽管可用人工或卷揚機,抽管要邊抽邊轉(zhuǎn),速度均勻,與孔道呈一直線。
在留設(shè)孔道的同時還要在設(shè)計規(guī)定位置留設(shè)灌漿孔。一般在構(gòu)件兩端和中間每隔12m留一個直徑20mm的灌漿孔,并在構(gòu)件兩端各設(shè)一個排氣孔。
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。前者質(zhì)軟,用間距不大于0.5m的鋼筋井字架固定位置,澆筑混凝土前,膠管內(nèi)充人壓力為0.6—0.8N/mm2的壓縮空氣或壓力水,此時膠管直徑增大3mm左右,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,留孔方法與鋼管一樣,只是澆筑混凝土后不需轉(zhuǎn)動,由于其有一定彈性,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 波紋管為特制的帶波紋的金屬管,與混凝土有良好的黏結(jié)力。波紋管不再抽出,用間距不大于lm的鋼筋井字架固定。預(yù)埋波紋管法只用于曲線孔道。
2)預(yù)應(yīng)力筋張拉
張拉預(yù)應(yīng)力筋時,構(gòu)件混凝土的強度應(yīng)按設(shè)計規(guī)定,如設(shè)計無鋇定則不宜低于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度的75%,用塊體拼裝的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,其拼裝立縫處混凝土或砂漿的強度,如設(shè)計無規(guī)定時,不應(yīng)低于塊體混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度的40%,且不得低于15N/mm2。
后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)注意下列問題:
①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。對稱張拉是為避免張拉時構(gòu)件截面呈過大的偏心受壓狀態(tài)。分批張拉,要考慮后批預(yù)應(yīng)力筋張拉時產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮,會對先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力產(chǎn)生影響。為此先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力應(yīng)增加nσc。:
n=Es/Ec (17—3—8)
σc=(σcon-σs1)Ay/Aj (17—3-9)
式中 Es--預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量;
Ec---混凝土的彈性模量;
σc張拉后批預(yù)應(yīng)力筋時,對已張拉的預(yù)應(yīng)力筋重心處混凝土產(chǎn)生的法向應(yīng)力;
σcon—控制應(yīng)力;
σs1--預(yù)應(yīng)力筋的第一批應(yīng)力損失(包括錨具變形和摩擦損失);
Ay——第二批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的截面積;
Aj-----構(gòu)件混凝土的凈截面面積(包括構(gòu)件鋼筋的折算面積)。
②對平臥疊澆的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,上層構(gòu)件的重量產(chǎn)生的水平摩阻力,會阻止下層構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力筋張拉時混凝土彈性壓縮的自由變形,待上層構(gòu)件起吊后,由于摩阻力影響消失會增加混凝土彈性壓縮的變形,從而引起預(yù)應(yīng)力損失,損失值隨構(gòu)件型式、隔離層和張拉方式而不同。為便于施工,可采取逐層加大超張拉的辦法來彌補該預(yù)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~Ⅳ級鋼筋),并且要保證底層構(gòu)件的控制應(yīng)力,冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋不得大于屈服強度的95%,鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋不大于標(biāo)準(zhǔn)強度的80%。如隔離層的隔離效果好,也可采用同一張拉值。
③為減少預(yù)應(yīng)力筋與預(yù)留孔孔壁摩擦而引起的應(yīng)力損失,對抽芯成形的孔道曲線形預(yù)應(yīng)力筋和長度大于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋,應(yīng)采用兩端張拉;長度等于或小于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)件兩端。對預(yù)埋波紋管孔道,曲線形預(yù)應(yīng)力筋和長度太子3%m的直線4頇隨力筋宜在兩端張拉;長度等于或小于30m直線預(yù)應(yīng)力筋,可在一端張拉。用雙作用千斤頂兩端同時張拉鋼筋束、鋼絞線束或鋼絲束時,為減少頂壓時的應(yīng)力損失,可先頂壓一端的錨塞,而另一端在補足張拉力后再行頂壓。
④后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序,與所采用的錨具種類有關(guān)。為減少松弛損失,張拉程序一般與先張法相同。
3)孔道灌漿
預(yù)應(yīng)力筋張拉后,應(yīng)隨即進行孔道灌漿,尤其是鋼絲束,張拉后應(yīng)盡快進行灌漿,以防銹蝕與增加結(jié)構(gòu)的抗裂性和耐久性。
灌漿宜用標(biāo)號不低于425號普通硅酸鹽水泥調(diào)制的水泥漿,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宜低于20N/mm2,且應(yīng)有較大的流動性和較小的干縮性、泌水性(攪拌后三小時的泌水率宜控制在2%),水灰比一般為0.40—0.45。為使孔道灌漿飽滿,可在灰漿中摻人0.5~%oo—1.0%oo在鋁粉或0.25%的木質(zhì)素磺酸鈣。
灌漿前,用壓力水沖洗和濕潤孔道。用電動或手動灰漿泵進行灌漿,壓力以0.5—0.6N/mm2為宜。對不摻外加劑的水泥漿,可采用二次灌漿法以提高灌漿的密實性。
3.無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土
為適應(yīng)大柱網(wǎng)整體現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)的需要,國內(nèi)外都發(fā)展了后張無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土工 藝。它是在澆灌混凝土之前,把涂有防腐油脂或防腐瀝青涂料層、表面裹了一層高壓聚乙烯塑料外包層的鋼絲束或鋼絞線先行綁扎,埋置在混凝土構(gòu)件內(nèi),待混凝土達到設(shè)計規(guī)定的強度后,用張拉機具對其進行張拉和錨固。這種體系是借助兩端的錨具傳遞預(yù)應(yīng)力,不需預(yù)留孔道,不必灌漿,施工簡單,張拉時摩阻力較小,預(yù)應(yīng)力筋易彎成曲線形狀,適用于曲線配筋的結(jié)構(gòu)。
無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束由預(yù)應(yīng)力鋼絲、防腐涂料和外包層以及錨具組成。
防腐油脂等涂料應(yīng)符合下列要求:①在-200C~+700C溫度范圍內(nèi)不流淌、裂縫不變脆,并有一定韌性;②使用期內(nèi)化學(xué)穩(wěn)定性高;③對周圍材料無侵蝕作用;④不透水、不吸濕;⑤防腐性能好;⑥潤滑性能好,摩擦阻力小。
高壓聚乙烯塑料等外包層應(yīng)符合下列要求:①在-200C~+700C溫度范圍內(nèi),低溫不脆化,高溫化學(xué)穩(wěn)定性高;②具有足夠的韌性,抗磨性好;③對周圍材料無侵蝕作用。制作單根無黏結(jié)筋時,宜優(yōu)先選用防腐油脂作涂料層,其塑料外包層用塑料注塑機注塑成型。防腐油脂應(yīng)飽滿,外包層應(yīng)松緊適度。成束無黏結(jié)筋可用防腐瀝青或防腐油脂作涂料層。使用防腐瀝青時,用密纏塑料帶作外包層,塑料帶各圈之間搭接寬度應(yīng)不小于帶寬的1/4,纏繞層數(shù)不少于兩層。用防腐油脂作涂料層的無黏結(jié)筋的張拉摩擦系數(shù)應(yīng)不大于0.12;用防腐瀝青作涂料層的無黏結(jié)筋的張拉摩擦系數(shù)應(yīng)不大于0.25。
無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的制作一般有纏紙工藝和擠壓涂層工藝兩種。
我國主要采用高強鋼絲和鋼絞線作為無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束,高強鋼絲預(yù)應(yīng)力束主要用鐓頭錨具,鋼絞線預(yù)應(yīng)力束主要用XM型錨具。
無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝主要包括無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的鋪設(shè)、張拉和錨頭端部處理等。
無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束在平板中一般為雙向曲線配置,因此鋪設(shè)順序很重要。一般是根據(jù)雙向鋼絲束交點的標(biāo)高差,繪制鋼絲束的鋪設(shè)順序圖,鋼絲束波峰低的底層鋼絲束先行鋪設(shè),然后依次鋪設(shè)波峰高的上層鋼絲束,以避免鋼絲束之間的相互穿插。張拉一般采用0~103%σcon。進行錨固,并采用兩端同時張拉。其張拉順序,應(yīng)根據(jù)其鋪設(shè)順序,先鋪設(shè)的先張拉,后鋪設(shè)的后張拉。施工時為降低摩阻損失值,宜采用多次反復(fù)張拉工藝。
無黏結(jié)筋的一種錨固方式,埋入端和張拉端均用鐓頭錨具。從我國目前情況看,鋼絲束無黏結(jié)筋的張拉端和埋入端均可采用鐓頭錨具或夾片式錨具,鋼絞線無黏結(jié)筋的張拉端可用夾片式錨具,埋人端宜用壓花式埋入錨具。無黏結(jié)筋的錨具性能應(yīng)符合I類錨具的規(guī)定。
由于無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋長度大,有時又呈曲線形,正確確定其摩阻損失十分重要。事實證明,塑料外包層和預(yù)應(yīng)力筋截面型式是影響摩阻損失的主要因素。預(yù)應(yīng)力摩阻損失由計算確定。
普通鋼筋混凝土構(gòu)件的抗拉極限應(yīng)變值只有0.0001—0.00015,如果要求混凝土不開裂,受拉鋼筋的應(yīng)力只能達到20--30N/mm2。允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,由于受裂縫寬度的限制,鋼筋應(yīng)力也只能達到150--200N/mm2,因而高強鋼材在普通混凝土構(gòu)件中不能充分發(fā)揮作用,預(yù)應(yīng)力混凝土是解決這一矛盾的有效方法。
預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝有:先張法、后張法、后張自錨法和電熱法。
1.先張法
先張法多數(shù)用于預(yù)應(yīng)力混凝土廠中,在臺座上生產(chǎn)中小型構(gòu)件。
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、槽式臺座和樁式臺座。生產(chǎn)板形構(gòu)件多用墩式臺座,生產(chǎn)梁、屋架等構(gòu)件多用槽式臺座。
設(shè)計臺座時要進行抗傾覆穩(wěn)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、墩頭錨和銷片夾具等。
為減少由于松弛等原因造成的預(yù)應(yīng)力損失,先張法張拉預(yù)應(yīng)力筋時都要進行超張拉。 常用的張拉程序為:
0------105%σcon—持荷2min----σcon
或 0----------103%σcon。
式中 σcon ——預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力。
先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進行濕熱養(yǎng)護時,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。
混凝土強度要達到不小于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度的75%后,才可放松預(yù)應(yīng)力筋,放松過早會由于預(yù)應(yīng)力筋回縮而引起較大的預(yù)應(yīng)力損失。
2.后張法
在后張法中,預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機具是配套的。
后張法中常用的預(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:
(1)單根粗鋼筋
單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的制作,包括配料、對焊、冷拉等工序。預(yù)應(yīng)力筋的下料長度應(yīng)計算確定。
預(yù)應(yīng)力筋的成品長度(即預(yù)應(yīng)力筋和螺絲端桿對焊并經(jīng)冷拉后的全長)Ll:
Ll=l+2l2 (17—3—5)
預(yù)應(yīng)力筋(不包括螺絲端桿)冷拉后需達到的長度Lo:
Lo=Ll-2l2 (17—3—6)
預(yù)應(yīng)力筋(不包括螺絲端桿)冷拉前的下料長度L:
L=L0/(1+γ-σ)+nΔ (17—3—7)
式中 l——構(gòu)件的孔道長度;
l2——螺絲端桿伸出構(gòu)件外的長度:
張拉端:l2=2H+h+5mm; ·
錨固端:l2=H+h+10mm;
l1螺絲端桿長度,一般為320mm;
γ--預(yù)應(yīng)力筋的冷拉率;
δ——預(yù)應(yīng)力筋的冷拉彈性回縮率,一般為0.4%--0.6%;
n--對焊接頭數(shù)量;
Δ--每個對焊接頭的壓縮量,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(shè)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;對鋼絞線束則宜用YC-60型雙作用千斤頂。
下料長度要根據(jù)所用的錨具和千斤頂計算確定。
(3)鋼絲束
常用的錨具有螺絲端桿錨具、幫條錨具、鐓頭錨具、錐形螺桿錨具和鋼質(zhì)錐形錨具。
鐓頭錨具要求鋼絲束下料長度精確,相對誤差控制在L/5000以內(nèi),并不大于5mm,為此要求鋼絲束在應(yīng)力狀態(tài)下切斷下料,下料的控制應(yīng)力為300N/mm2。
鐓頭錨具用YC-60千斤頂張拉或拉桿式千斤頂張拉;錐形螺桿錨具用拉桿式千斤頂或穿心式千斤頂張拉;鋼質(zhì)錐形錨具用錐錨式雙作用千斤頂張拉。
后張法工藝中,與預(yù)應(yīng)力施工有關(guān)的是孔道留設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋張拉和孔道灌漿三部分。
1)孔道留設(shè)
孔道留設(shè)是后張法構(gòu)件制作中的關(guān)鍵之一??椎乐睆饺Q于預(yù)應(yīng)力筋和錨具,如用螺絲端桿的粗鋼筋,孔道直徑應(yīng)比螺絲端桿的螺紋直徑大10--15mm;用JMl2型錨具的鋼筋束或鋼絞線束,對JMl2-3、4,孔道直徑為42mm,對JMl2-5、6則為50mm??椎懒粼O(shè)方法有鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預(yù)埋波紋管法。
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,使之不與混凝土黏結(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。
鋼管要平直,表面要光滑,安放位置要準(zhǔn)確。一般用間距不大于lm的鋼筋井字架固定鋼管位置。每根鋼管的長度不超過15m,以便于旋轉(zhuǎn)和抽管,較長構(gòu)件則用兩根鋼管,中間用套管連接。鋼管的旋轉(zhuǎn)方向兩端要相反。
恰當(dāng)掌握抽管時間很重要,過早會坍孔,太晚則抽管困難。一般在初凝后、終凝前,以手指按壓混凝土不黏又無明顯印痕時則可抽管。為保證順利抽管,混凝土的澆筑順序要密切配合。
抽管順序宜先上后下,抽管可用人工或卷揚機,抽管要邊抽邊轉(zhuǎn),速度均勻,與孔道呈一直線。
在留設(shè)孔道的同時還要在設(shè)計規(guī)定位置留設(shè)灌漿孔。一般在構(gòu)件兩端和中間每隔12m留一個直徑20mm的灌漿孔,并在構(gòu)件兩端各設(shè)一個排氣孔。
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。前者質(zhì)軟,用間距不大于0.5m的鋼筋井字架固定位置,澆筑混凝土前,膠管內(nèi)充人壓力為0.6—0.8N/mm2的壓縮空氣或壓力水,此時膠管直徑增大3mm左右,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,留孔方法與鋼管一樣,只是澆筑混凝土后不需轉(zhuǎn)動,由于其有一定彈性,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 波紋管為特制的帶波紋的金屬管,與混凝土有良好的黏結(jié)力。波紋管不再抽出,用間距不大于lm的鋼筋井字架固定。預(yù)埋波紋管法只用于曲線孔道。
2)預(yù)應(yīng)力筋張拉
張拉預(yù)應(yīng)力筋時,構(gòu)件混凝土的強度應(yīng)按設(shè)計規(guī)定,如設(shè)計無鋇定則不宜低于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度的75%,用塊體拼裝的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,其拼裝立縫處混凝土或砂漿的強度,如設(shè)計無規(guī)定時,不應(yīng)低于塊體混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度的40%,且不得低于15N/mm2。
后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)注意下列問題:
①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。對稱張拉是為避免張拉時構(gòu)件截面呈過大的偏心受壓狀態(tài)。分批張拉,要考慮后批預(yù)應(yīng)力筋張拉時產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮,會對先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力產(chǎn)生影響。為此先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力應(yīng)增加nσc。:
n=Es/Ec (17—3—8)
σc=(σcon-σs1)Ay/Aj (17—3-9)
式中 Es--預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量;
Ec---混凝土的彈性模量;
σc張拉后批預(yù)應(yīng)力筋時,對已張拉的預(yù)應(yīng)力筋重心處混凝土產(chǎn)生的法向應(yīng)力;
σcon—控制應(yīng)力;
σs1--預(yù)應(yīng)力筋的第一批應(yīng)力損失(包括錨具變形和摩擦損失);
Ay——第二批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的截面積;
Aj-----構(gòu)件混凝土的凈截面面積(包括構(gòu)件鋼筋的折算面積)。
②對平臥疊澆的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,上層構(gòu)件的重量產(chǎn)生的水平摩阻力,會阻止下層構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力筋張拉時混凝土彈性壓縮的自由變形,待上層構(gòu)件起吊后,由于摩阻力影響消失會增加混凝土彈性壓縮的變形,從而引起預(yù)應(yīng)力損失,損失值隨構(gòu)件型式、隔離層和張拉方式而不同。為便于施工,可采取逐層加大超張拉的辦法來彌補該預(yù)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~Ⅳ級鋼筋),并且要保證底層構(gòu)件的控制應(yīng)力,冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋不得大于屈服強度的95%,鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋不大于標(biāo)準(zhǔn)強度的80%。如隔離層的隔離效果好,也可采用同一張拉值。
③為減少預(yù)應(yīng)力筋與預(yù)留孔孔壁摩擦而引起的應(yīng)力損失,對抽芯成形的孔道曲線形預(yù)應(yīng)力筋和長度大于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋,應(yīng)采用兩端張拉;長度等于或小于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)件兩端。對預(yù)埋波紋管孔道,曲線形預(yù)應(yīng)力筋和長度太子3%m的直線4頇隨力筋宜在兩端張拉;長度等于或小于30m直線預(yù)應(yīng)力筋,可在一端張拉。用雙作用千斤頂兩端同時張拉鋼筋束、鋼絞線束或鋼絲束時,為減少頂壓時的應(yīng)力損失,可先頂壓一端的錨塞,而另一端在補足張拉力后再行頂壓。
④后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序,與所采用的錨具種類有關(guān)。為減少松弛損失,張拉程序一般與先張法相同。
3)孔道灌漿
預(yù)應(yīng)力筋張拉后,應(yīng)隨即進行孔道灌漿,尤其是鋼絲束,張拉后應(yīng)盡快進行灌漿,以防銹蝕與增加結(jié)構(gòu)的抗裂性和耐久性。
灌漿宜用標(biāo)號不低于425號普通硅酸鹽水泥調(diào)制的水泥漿,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宜低于20N/mm2,且應(yīng)有較大的流動性和較小的干縮性、泌水性(攪拌后三小時的泌水率宜控制在2%),水灰比一般為0.40—0.45。為使孔道灌漿飽滿,可在灰漿中摻人0.5~%oo—1.0%oo在鋁粉或0.25%的木質(zhì)素磺酸鈣。
灌漿前,用壓力水沖洗和濕潤孔道。用電動或手動灰漿泵進行灌漿,壓力以0.5—0.6N/mm2為宜。對不摻外加劑的水泥漿,可采用二次灌漿法以提高灌漿的密實性。
3.無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土
為適應(yīng)大柱網(wǎng)整體現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)的需要,國內(nèi)外都發(fā)展了后張無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土工 藝。它是在澆灌混凝土之前,把涂有防腐油脂或防腐瀝青涂料層、表面裹了一層高壓聚乙烯塑料外包層的鋼絲束或鋼絞線先行綁扎,埋置在混凝土構(gòu)件內(nèi),待混凝土達到設(shè)計規(guī)定的強度后,用張拉機具對其進行張拉和錨固。這種體系是借助兩端的錨具傳遞預(yù)應(yīng)力,不需預(yù)留孔道,不必灌漿,施工簡單,張拉時摩阻力較小,預(yù)應(yīng)力筋易彎成曲線形狀,適用于曲線配筋的結(jié)構(gòu)。
無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束由預(yù)應(yīng)力鋼絲、防腐涂料和外包層以及錨具組成。
防腐油脂等涂料應(yīng)符合下列要求:①在-200C~+700C溫度范圍內(nèi)不流淌、裂縫不變脆,并有一定韌性;②使用期內(nèi)化學(xué)穩(wěn)定性高;③對周圍材料無侵蝕作用;④不透水、不吸濕;⑤防腐性能好;⑥潤滑性能好,摩擦阻力小。
高壓聚乙烯塑料等外包層應(yīng)符合下列要求:①在-200C~+700C溫度范圍內(nèi),低溫不脆化,高溫化學(xué)穩(wěn)定性高;②具有足夠的韌性,抗磨性好;③對周圍材料無侵蝕作用。制作單根無黏結(jié)筋時,宜優(yōu)先選用防腐油脂作涂料層,其塑料外包層用塑料注塑機注塑成型。防腐油脂應(yīng)飽滿,外包層應(yīng)松緊適度。成束無黏結(jié)筋可用防腐瀝青或防腐油脂作涂料層。使用防腐瀝青時,用密纏塑料帶作外包層,塑料帶各圈之間搭接寬度應(yīng)不小于帶寬的1/4,纏繞層數(shù)不少于兩層。用防腐油脂作涂料層的無黏結(jié)筋的張拉摩擦系數(shù)應(yīng)不大于0.12;用防腐瀝青作涂料層的無黏結(jié)筋的張拉摩擦系數(shù)應(yīng)不大于0.25。
無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的制作一般有纏紙工藝和擠壓涂層工藝兩種。
我國主要采用高強鋼絲和鋼絞線作為無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束,高強鋼絲預(yù)應(yīng)力束主要用鐓頭錨具,鋼絞線預(yù)應(yīng)力束主要用XM型錨具。
無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝主要包括無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的鋪設(shè)、張拉和錨頭端部處理等。
無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束在平板中一般為雙向曲線配置,因此鋪設(shè)順序很重要。一般是根據(jù)雙向鋼絲束交點的標(biāo)高差,繪制鋼絲束的鋪設(shè)順序圖,鋼絲束波峰低的底層鋼絲束先行鋪設(shè),然后依次鋪設(shè)波峰高的上層鋼絲束,以避免鋼絲束之間的相互穿插。張拉一般采用0~103%σcon。進行錨固,并采用兩端同時張拉。其張拉順序,應(yīng)根據(jù)其鋪設(shè)順序,先鋪設(shè)的先張拉,后鋪設(shè)的后張拉。施工時為降低摩阻損失值,宜采用多次反復(fù)張拉工藝。
無黏結(jié)筋的一種錨固方式,埋入端和張拉端均用鐓頭錨具。從我國目前情況看,鋼絲束無黏結(jié)筋的張拉端和埋入端均可采用鐓頭錨具或夾片式錨具,鋼絞線無黏結(jié)筋的張拉端可用夾片式錨具,埋人端宜用壓花式埋入錨具。無黏結(jié)筋的錨具性能應(yīng)符合I類錨具的規(guī)定。
由于無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋長度大,有時又呈曲線形,正確確定其摩阻損失十分重要。事實證明,塑料外包層和預(yù)應(yīng)力筋截面型式是影響摩阻損失的主要因素。預(yù)應(yīng)力摩阻損失由計算確定。