淺談?lì)A(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在大跨度建筑上的運(yùn)用

【摘要】預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以其多重優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)與民用建筑以及交通運(yùn)輸工程中得到了廣泛應(yīng)用,本文簡要介紹有粘結(jié)機(jī)械張拉后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工的工藝原理、張拉機(jī)械、錨具及施工工藝技術(shù)。 

  【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力;工藝原理;張拉設(shè)備;施工工藝 

  “預(yù)應(yīng)力”顧名思義,就是預(yù)先施加應(yīng)力。在制作鋼筋混凝土構(gòu)件時(shí),采用某種方法使配置構(gòu)件受拉區(qū)內(nèi)的鋼筋預(yù)先受拉,并使這個(gè)預(yù)拉力同時(shí)反作用于混凝土截面,則受拉區(qū)的混凝土便產(chǎn)生了壓應(yīng)力。這種構(gòu)件就稱為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。 

  目前,預(yù)應(yīng)力混凝士不僅較為廣泛地應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的屋架、吊車梁、空心樓板、大型屋面板和交通運(yùn)輸方面的橋梁、軌枕,以及電桿、樁等方面,而且已應(yīng)用到礦井支架、海港碼頭、造船等方面,預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件與普通混凝土構(gòu)件相比,除了能提高構(gòu)件的抗裂度和剛度外,還具有能增加構(gòu)件的耐久性,節(jié)約材料,減少自重等優(yōu)點(diǎn)。但是在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí),增加了張拉工作,相應(yīng)增添了張拉機(jī)具和錨固裝置,制作工藝也較為復(fù)雜。下面簡要介紹有粘結(jié)機(jī)械張拉后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工的工藝原理、張拉機(jī)械、錨具及施工工藝技術(shù)。 

  1 工藝原理 

  有粘結(jié)機(jī)械張拉后張法預(yù)應(yīng)力混凝土是在構(gòu)件制作時(shí),在放置預(yù)應(yīng)力筋的部位預(yù)留孔道,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(一般不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%),將預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道中并進(jìn)行張拉,然后用錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件上,最后進(jìn)行孔道灌漿。預(yù)應(yīng)力筋隨的張拉力通過錨具傳遞給混凝土構(gòu)件,使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。 

  2 張拉設(shè)備及機(jī)具 

  后張法使用張拉機(jī)械有拉桿式千斤頂、錐錨式雙作用千斤頂及YC-60型穿心式千斤頂。機(jī)具設(shè)備及儀表,應(yīng)由專人使用和管理,定期維護(hù)和標(biāo)定。 

  張拉設(shè)備應(yīng)配套標(biāo)定,以確定張拉力與壓力表讀數(shù)的關(guān)系曲線,并配套使用。標(biāo)定期限不宜超過半年。張拉設(shè)備標(biāo)定時(shí),千斤頂活塞的運(yùn)行方向應(yīng)與實(shí)際張拉工作狀態(tài)一致;標(biāo)定張拉設(shè)備用的試驗(yàn)機(jī)或測力計(jì)精度,不得低于±2%。壓力表的精度不宜低于15級(jí),最大量程不宜小于設(shè)備額定張拉力的13倍。當(dāng)發(fā)生機(jī)具有下料用的放線盤及吵輪切割機(jī),灌漿用砂攪拌機(jī)、灌漿泵、過濾器及噴漿嘴等時(shí)應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備重新標(biāo)定。 

  3 后張法施工的錨具 

  單根粗鋼筋用作預(yù)應(yīng)力筋時(shí),張拉端采用螺絲端桿錨具,固定端采用幫條錨具或鐓頭錨具。 

  鋼筋或鋼絞線束用作預(yù)應(yīng)力筋,張拉端采用JM12型錨具,固定端采用鐓頭錨具。 

  鋼絲束用作預(yù)應(yīng)力筋,張拉端采用錐形螺桿錨具、DM5A型鐓頭錨具,固定端采用DM5B型鐓頭錨具。另外,還有多孔夾片錨固體系QM、XM、OVM等。 

  4 后張法施工工藝 

  4.1 預(yù)應(yīng)力筋制作 

  4.1.1 單根鋼筋的制作:—般包括配料、對(duì)焊、冷拉制等工序。鋼筋的下料長度應(yīng)由計(jì)算確定,計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮錨具的特點(diǎn)、對(duì)焊接頭的壓縮量、鋼筋的冷拉氣率和彈性回縮率、構(gòu)件的長度等因素。 

  4.1.2 鋼筋束(鋼絞線束)的制作:鋼筋束或鋼絞線束的下料長度計(jì)算既要考慮受錨具影響又要考慮受張機(jī)械影響。為了保證穿入構(gòu)件孔道中的預(yù)應(yīng)力筋束不發(fā)生扭結(jié),必須要進(jìn)行編束工作:首先把鋼筋理順,然后用18-22號(hào)鉛絲每隔1.0 m左右綁扎一孔道,形成束狀。 

  4.1.3 鋼絲束的制作:包括調(diào)直、下料、編束和安裝錨具等工序。鋼絲下料時(shí)如發(fā)現(xiàn)鋼絲表面有電接頭或機(jī)械損傷,應(yīng)隨時(shí)剔除。為了保證每根鋼絲長度相等,以使預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)每根鋼絲受力均勻—致,采用錐形螺桿錨具和鐓頭錨具時(shí),均應(yīng)壓采用應(yīng)力下料。為了防止鋼絲互相扭結(jié),應(yīng)對(duì)鋼絲進(jìn)行編束,在平整的場地把鋼絲理順放平,然后在全長每隔1米用鐵線將鋼絲編成簾子狀。最后,每隔l米放置—個(gè)直徑與螺桿直徑相—致的鋼絲彈簧圈做為襯圈,將編好的鋼絲簾繞襯圈形成束,再用鐵線綁扎牢固。 

  4.2 孔道留設(shè) 

  孔道留設(shè)是后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件制作中的關(guān)鍵工序之一。預(yù)留孔道的尺寸與位置要正確,孔道應(yīng)平順;端部的預(yù)埋墊板應(yīng)垂直于孔道中心線并用螺栓或釘子固定在模板上以防止?jié)仓炷習(xí)r發(fā)生走動(dòng)。 

  對(duì)于直線孔可采用鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預(yù)埋管法;對(duì)于曲線、折線孔道可采用膠管抽芯法和預(yù)埋管法。鋼筋抽芯法和膠管抽芯法主要用于預(yù)制構(gòu)件,管道可重復(fù)使用,成本較低。預(yù)埋管法可采用薄鋼管、鍍鋅鋼管與波紋管(金屬波紋管或塑料波紋管)等。用金屬波紋管留孔,一般均用于鋼絞線或鋼絲束作為預(yù)應(yīng)力筋的大型構(gòu)件或結(jié)構(gòu)中,可直接將下好料的鋼絞線、鋼絲束在孔道成型前就穿入預(yù)波紋管中,這樣可以省去穿束工序。 

  對(duì)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)金屬波紋管留孔,可在波紋管上開洞,其上覆蓋海綿墊片與帶嘴的塑料弧形壓板,并用鐵絲扎牢,再用增強(qiáng)塑料管插在嘴上,并將其引出梁頂面400~500mm,且灌漿孔的間距不宜超過30m。 

  4.3 預(yù)應(yīng)力筋的張拉 

  預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí),構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,若設(shè)計(jì)無要求,混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75%。對(duì)于拼裝的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,其拼縫處混凝土或砂漿強(qiáng)度如無設(shè)計(jì)要求時(shí),不宜低于塊體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的40%,而且不能低于15MPa。 

  4.4 孔道灌漿 

  預(yù)應(yīng)力筋張拉后,孔道應(yīng)盡快灌漿。—般采用水泥砂漿,對(duì)于空隙大的孔道,水泥漿中可摻入適量細(xì)砂。應(yīng)采用不低于425級(jí)普通硅酸鹽水泥,水灰比宜采用0.4~0.5,摻入適量減水劑時(shí),水灰比可減小到0.35,但減水劑應(yīng)對(duì)鋼筋無腐蝕性作用。 

  灌漿前應(yīng)對(duì)錨具夾片空隙和其他可能產(chǎn)生的漏漿處采用水泥漿或結(jié)構(gòu)膠封堵。灌漿順序應(yīng)先下后上。拌好的水泥漿必須通過過濾器置于貯漿桶內(nèi),并不斷攪拌,以防泌水沉淀。 

  灌漿應(yīng)緩慢均勻地進(jìn)行,不得中斷,并要做到排氣通順。不摻外加劑的水泥漿,可采用二次灌漿法。封閉順序沿灌注方向依次封閉。二次灌漿時(shí)間要掌握恰當(dāng),一般在水泥漿泌水基本完成但初凝尚未開始時(shí)進(jìn)行。 

  當(dāng)室外溫度低于+5℃時(shí),孔道灌漿應(yīng)采取抗凍保溫措施,以防止?jié){體凍脹使混凝土沿孔道產(chǎn)生裂紋。 

  4.5 封錨施工 

  構(gòu)件張拉完畢后,應(yīng)檢查端部和其它部位是否有裂縫,并填寫張拉記錄表,預(yù)應(yīng)力筋錨固定后的外露部分宜采用機(jī)械方法切割,其外露長度不宜小于預(yù)應(yīng)力筋直徑的15倍,且不宜小于30mm。對(duì)外露的錨具,必須要涂刷防銹漆,并用混凝土進(jìn)行封裹。 

  參考文獻(xiàn): 

  [1]白光.小議工民建工程中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息.2010(34).