有粘结预应力筋

有粘结预应力筋（精选9篇）

有粘结预应力筋 第1篇

1 有限元建模和模型尺寸

在ANSYS中混凝土采用SOLID65单元，非预应力钢筋采用LINK8单元，预应力FRP筋用LINK10单元来进行模拟。非预应力筋采用分离式模型来进行分析。在混凝土梁支座和加载处，在加载过程中容易产生应力集中，使混凝土局部提前破坏，导致求解失败，因此在这些部位添加弹性垫块，来减少应力集中，弹性垫块采用SOLID45单元模拟。

中国建筑科学研究院的孟履祥博士采用AFRP筋作为有粘结预应力筋，对预应力FRP筋混凝土梁的抗弯性能进行了试验研究[7]，本文选取了BAS2-214试验梁作为算例原型，来讨论各种参数对分析结果的影响。试验梁的截面尺寸和加载方式见图1。

对于体内有粘结预应力FRP筋混凝土梁，输入各种材料的性能后，采用实体分割法来建立预应力有限元模型，有限元模型如图2所示。

2 不同本构和破坏准则对分析结果的影响

相对而言，普通钢筋和FRP筋的本构关系比较确定，ANSYS中普通钢筋一般采用双线形随动强化(BKIN)，FRP筋采用默认的线弹性。ANSYS默认的混凝土本构关系在开裂和压碎前是线性的应力-应变关系，而开裂和压碎后采用Willam and Warake破坏准则，这显然不能满足对预应力混凝土结构从加载到破坏的全过程非线性分析的要求。因此，要在材料性质中加入反映其本构模型的特性。AN-SYS为了满足对不同材料分析的需要提供了众多的材料本构关系和破坏准则。针对预应力FRP筋混凝土结构的有限元分析，下面选择了不同的本构关系和破坏准则进行组合，以期获得最佳的分析方案。

共提出了7种不同的强化模型和破坏准则的组合方案:(1)混凝土采用默认的线弹性本构关系及默认的破坏准则(W-W准则);(2)混凝土采用默认的线弹性本构关系，假设混凝土只会拉裂不会压碎，即关闭压碎功能(拉应力准则);(3)混凝土采用多线性等向强化模型(MISO)，输入混凝土的单轴应力-应变曲线，不考虑下降段，采用默认的破坏准则(W-W准则);(4)混凝土采用多线性等向强化模型(MISO)，输入混凝土的单轴应力-应变曲线，不考虑下降段，关闭压碎功能(拉应力准则);(5)混凝土采用多线性随动强化模型(MKIN)，输入混凝土的单轴应力-应变曲线，不考虑下降段，采用默认的破坏准则(W-W准则);(6)混凝土采用多线性随动强化模型(MKIN)，输入的混凝土单轴应力-应变曲线，不考虑下降段，关闭混凝土的压碎功能(拉应力准则);(7)混凝土采用多线性随动(MKIN)本构关系，输入的混凝土单轴应力-应变曲线，考虑下降段，关闭混凝土的压碎功能(拉应力准则)。

各种组合方案见表1。

对于以上各种分析方案，都是采用实体分割法来建模，用默认的求解方法进行求解，并采用位移加载的方式进行加载。计算得出的荷载-挠度曲线与试验结果的对比如图3所示。

将按照不同的有限元模型计算得出的预应力梁的荷载-挠度曲线进行对比，可以得出一些结论:

(1)纵筋屈服前，不同的有限元模型计算得出的预应力梁的荷载-挠度曲线几乎是重合的，且计算结果与试验结果有很好的吻合;钢筋屈服后，由于混凝土的强化法则和压碎设置的差别，各种模型得出的荷载-挠度曲线差别比较明显。

(2)打开混凝土的压碎选项时，由于考虑了混凝土的压碎破坏，增加了有限元计算收敛的难度，使得有限元难以得到较完整的荷载-挠度曲线，当荷载加至纵筋屈服时，计算便因为不能收敛而停止。

(3)预应力混凝土简支梁在单调荷载下，不同的强化模型对计算结果的影响不太大。相对于多线性等向强化模型，采用多线性随动强化模型的计算结果更接近试验结果。

(4)混凝土采用默认的线弹性本构关系时，有时可以获得较接近试验结果的分析结果，这可能是因为预应力梁的部分混凝土还在弹性范围内，但线弹性本构关系本质上不能反应混凝土的受力性能。

(5)就本文算例而言，混凝土本构关系中有无下降段对极限承载力计算结果的影响并不大，但是有下降段时往往会造成计算收敛的困难，所以在预应力混凝土梁有限元分析中可以不考虑下降段。

(6)在各种方案中，方案6计算的荷载-挠度曲线与试验结果最为接近。

3 张开裂缝剪力传递系数对分析结果的影响

张开裂缝的剪力传递系数βt对有限元计算结果的影响较大，此值在01.0之间变化，0表示开裂面光滑，不能传递剪力;1表示裂缝面粗糙，没有剪力传递的损失。βt一般取0.30.5，也有对梁取0.5、对深梁取0.25、对剪力墙取0.125等经验数值。为了取得理想的计算结果，采用方案6的本构关系和破坏准则，张开裂缝的剪力传递系数βt分别取0.2、0.3、0.4和0.5，来研究其对计算结果的影响。

不同的张开裂缝剪力传递系数计算得到的荷载-挠度曲线与试验结果的比较如图4所示。由图4可以看出:

(1)当βt取0.2时，在钢筋屈服前就出现了应力退化现象。

(2)当βt取0.3和0.4时，预应力梁在破坏前计算结果吻合较好，只是在临近破坏时容易出现负刚度，导致求解失败。

(3)当βt增大到0.5时，发散的情况有所改善。

可见对于预应力混凝土梁来说，βt取较大的值更有利于计算的收敛。

4 结论

(1)通过合理的建模和参数选择，ANSYS可以对有粘结预应力FRP筋混凝土梁的受力过程进行很好地模拟。

(2)当打开混凝土的压碎选项时，由于考虑了混凝土的压碎破坏，增加了有限元计算收敛的难度，使得有限元模拟难以得到较完整的荷载-挠度曲线。

(3)预应力FRP筋混凝土简支梁在单调荷载下，不同的强化模型对计算结果的影响不太大，相对于多线性等向强化模型，采用多线性随动强化模型的计算结果更接近试验结果。

(4)就本文算例而言，混凝土本构关系中有无下降段对极限承载力计算结果的影响并不大，但是有下降段时往往会增加计算收敛的困难，所以在预应力梁极限承载力分析中可以不考虑下降段。

(5)对于预应力混凝土梁来说，βt取较大的值更有利于计算的收敛。

参考文献

[1] Stoll F,Saliba J E,Casper L E.Experimental study of CFRP-prestressed high-strength concrete bridge beams.Composite Structures,2000;49(2):191-200

[2] Patrick X,Zou W.Flexural behavior and deformability of fiber reinforced polymer prestressed concrete beams.Journal of Composites for Construction,2003;7(4):275-284

[3] Houssam T,Mohamed S.Performance of concrete beams prestressed with aramid fiber-reinforced polymer tendons.Composite Structures,1999;44(1):63-70

[4]薛伟辰，王晓辉．预应力CFRP筋高性能混凝土T型梁试验研究与非线性分析．铁道学报，2007;29(3):72-77

[5]薛伟辰，王晓辉．有粘结预应力CFRP筋混凝土梁试验及非线性分析．中国公路学报，2007;20(4):41-47

[6]王作虎，杜修力，詹界东，等．预应力FRP筋混凝土梁的非线性有限元分析．玻璃钢/复合材料，2010;211(2):3-6

有粘结预应力筋 第2篇

包括预应力钢丝、钢绞线、精轧螺纹钢筋等，应进行进场验收，并填写进场验收记录，必须挂有标牌，并附有出厂质量证明书。预应力钢筋的产品质量证明文件应为原件，包括预应力钢筋用锚具，夹具，连接器合格证及出厂检验报告。

按规定见证取样，复验。

a、预应力混凝土用钢丝应符合(GB/T5223)、(GB/T2103)的规定。

复验项目一般有：抗拉强度、伸长率、弯曲试验。

取样规则：①同一牌号、同一规格、同一生产工艺制作的钢丝，每批重量不大于60t为一验收批。

②在每盘钢丝的两端取样进行抗拉强度、弯曲和伸长率的试验。屈服强度和松弛率试验每季度抽检一次，每次至少3根，

b、中强度预应力混凝土用钢丝应符合(YB/T156)、(GB/T2103)、(GB/T10120)的规定。

复验项目一般有：抗拉强度、伸长率、反复弯曲。

取样规则：①同一牌号、同一规格、同一生产工艺制作的钢丝，每批重量不大于60t为一验收批。

②在每盘钢丝的两端取样进行抗拉强度、反复弯曲和伸长率的试验。

③规定非比例伸长应力和松弛率试验每季度抽检一次，每次至少3根。

c、预应力混凝土用钢绞线应符合(GB/T5224)的规定。

复验项目一般有：整根钢绞线的最大负荷、屈服负荷、伸长率、松弛率、尺寸测量。

取样规则：①同一牌号、同一规格、同一生产工艺制作的钢丝，每批重量不大于60t为一验收批。

②每一验收批任取3盘，从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根进行表面质量、直径偏差、捻距和力学性能试验。如每批少于3盘，则应逐盘进行上述检验。屈服和松弛试验每季度抽检一次，每次不少于1根。

浅谈大跨度有粘结预应力梁施工技术 第3篇

关键词:大跨度；预应力梁；施工技术

预应力混凝土是指在构件承受荷载前,用某种方法在混凝土的受拉区预先施加压应力,产生预压力,当结构承受由荷载产生的拉应力时,必须先抵消混凝土的预压应力,然后才能随着荷载的增加使混凝土受拉,只要混凝土的预压应力足以完全抵消或部分抵消由承受荷载产生的拉应力,混凝土大部分时间处于受压状态,就不会出现或减少产生混凝土裂缝。由于预应力技术在大跨度结构中的优越性,目前在工程实践中得到了广泛的应用,现以某科技文化综合楼为例,从施工、经济性等方面分别予以探讨。

1 工程概况

某科技综合楼地下一层,地上五层,其中三层、四层由于建筑上对于大空间的要求,抽柱后形成19m跨度的梁,设计中采用有粘结预应力框架梁。

2 预应力梁的施工

2.1预应力梁的施工顺序:

模板安装、预应力分项工程备料、下料→摆设普通钢筋底筋→摆设面筋→绑扎箍筋→预应力筋放入钢筋笼内→预应力筋定位→绑扎腰筋、吊筋等→预应力筋张拉端、固定端预埋件定位→安装灌浆管→检查及隐蔽验收→浇砼→拆侧模、养护、安装锚具→张拉(砼达到强度后张拉)→灌浆→切除端部多余钢绞线→锚具防腐处理→端部封堵。

2.2 预应力筋的制作

（1）预应力筋的检验

预应力筋制作前应成批进行验收,对钢绞线首先应进行外观检查,钢绞线表面不得有裂缝、小刺、劈裂,机械损伤、氧化铁皮和油迹,然后从此批盘中截取三根试件进行力学性能检验,试验结果应符合GB/T5224-2003的标准要求。

（2）预应力筋固定端锚具的安装

采用液压挤压器挤压成型的方法在固定端上安装挤压锚具,挤压安装时要注意保持挤压模内表面干净并经常涂抹黄油,挤压完成后进行锚具静载锚固性能试验,其结果必须符合GB/T14370的标准要求。

（3）预应力筋的下料长度

本工程的预应力筋采用一端固定,一端张拉的方法设置。固定端采用挤压锚,张拉端采用夹片式群锚,用穿心式千斤顶放在构件上张拉,钢绞线固定端锚固长度为900mm,则钢绞线下料长度L可以按下式计算:

L=L1+L2+L3+L4

L1——构件的孔道长度(波纹管曲线长度加钢绞线张拉锚固长度)

L2——夹片式工作锚厚度

L3——穿心式千斤顶长度

L4——张拉端外留钢绞线长度

钢绞线的下料采用砂轮机切割下料。

钢绞线下料完毕进行编束,用20#铁丝绑扎,间距1～1.5m,编束时先将钢绞线理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。

2.3预应力筋的安装

本工程有粘结预应力的施工特点为需套波纹管及灌浆,先将编束扎好的钢绞线套入金属波纹管中,波纹管接头处采用接头管连接,然后将套好管的预应力束在预应力梁中安装固定,在预应力布束直至浇捣砼前要不时检查金属波纹管是否有破损,接头处是否密实,如有破损应及时用止水胶带扎紧,以防漏浆。

预应力梁中预应力筋的位置直接决定了预应力筋的受力状态,为保证准确地对混凝土构件受拉部位施加压应力,必须严格按照预应力筋曲线方程施工孔道(波纹管),从而保证预应力筋的准确位置。在施工中我们根据预应力方程画出预应力曲线,同时按1∶1的比例在梁侧模上放出大样,有效地保证了预应力筋的准确位置,然后对波纹管进行加固固定。对单端张拉的预应力筋,固定端应有足够的钢绞线锚固长度。本工程钢绞线锚固长度≥900mm。

2.4混凝土浇捣

因预应力梁与次梁、板等构件同时浇捣,一般可以沿次梁方向浇捣砼,预应力梁内禁止设置施工缝,浇捣预应力梁时每层砼厚度不大于300mm,充分捣实,浇捣至波纹管高度应先将管底砼充分振捣出浆后才能覆盖波纹管浇捣,防止波纹管底部出现空隙,浇捣砼时严禁碰坏震破或移动波纹管、灌浆管及端部锚固部件。本工程采用泵送砼,骨料级配合理、和易性好、易振捣,一般部位我们采用ZX—50型插式振动器,为使张拉端、固定端等钢筋密集,埋件较多部位的砼浇捣密实,我们采用ZX-35型插式振动器(振动棒外径为35mm),对上述部位加强振捣。

浇捣砼的同时,按规定要求留置砼试块,并进行同期同条件养护,为后续张拉工序做准备。预应力构件在砼强度达到设计要求后进行施加预应力工序,此前构件基本处于无筋或少筋状态,因此加强构件养护特别重要,我们按要求在张拉前进行不间断养护。

2.5预应力筋的张拉

(1)张拉准备

a.张拉机具的准备:张拉前对油压千斤顶、油压表进行读数率定校正,确保油压表的读数能准确反应张拉力。b.张拉伸长值的计算:预应力张拉施工中,质量控制以油压表读数控制(即张拉应力控制)为主,同时对张拉伸长值进行校核,因此张拉前应先计算预应力筋的理论伸长值,作为实际张拉过程中伸长值对比的依据,从而判断张拉力是否足够,张拉力损失情况以及预应力束是否正常等。

预应力筋张拉伸长值：

△L=N·Lt∕ApEs

式中；

N——有效张拉控制力

LT——预应力曲线筋实际长度

Ap——预应力筋截面面积

Es——预应力筋弹性模量

实际计算结果,本工程预应力筋的理论伸长值在145～167mm之间。通过对同条件养护的砼试块的试压,预应力梁必须在砼实际强度达到C30后,才能进行施加预应力施工,本工程经对第11天同条件养护下试块的试压,全部达到设计强度的100%,于是第十二天开始进行张拉。

(2)张拉方法

根据本工程预应力筋的张拉吨位适中,曲线较为平缓以及孔道磨擦系数较小,锚具内缩量小的特点,设计采取单端张拉。为了提高固定端的应力,采用对称布置张拉端及超张拉3%的方法,同时也抵消了部分孔道磨擦及松驰等预应力损失。

2.6 孔道灌浆

预应力筋张拉后,为减少应力松驰损失以及预应力筋在高应力状态下出现锈蚀,必须及时进行灌浆施工。

灌浆前应先打通高点的灌浆管,以使灌水、排水、排气、排浆。先用清水清洗湿润孔道,在出水畅通时,方可安排灌浆。灌浆应采用标号不低于32.5的普通硅酸盐水泥,水灰比约为0.4,并适当掺入膨胀剂及减水剂。灌浆要严格按配合比配料,并用筛网过滤。在灌满孔道并封闭排气孔后,宜再继续加压,稍后再封闭灌浆孔。

3 现浇预应力梁施工注意事项

1、由于梁的跨度及截面尺寸均较大,施工时对梁底模应适当起拱,一般约1.0～1.5‰。

2、在绑扎柱筋及梁面筋时,应注意竖向钢筋的位置,须留出足够的空间以便安装预应力波纹管及端部预埋件。

3、浇捣砼时,应避免改变预应力筋的位置,避免损伤波纹管,在张拉及锚固部位应振捣密实,严禁出现蜂窝孔洞。

4、根据现场同条件养护试块的强度来判定砼实际强度是否达到張拉的要求。

5、灌浆时应根据配合比进行,并保证其密实性。

6、张拉机具应事先校准,并在其有效期内使用。张拉时采用双控,以张拉应力控制为主,对伸长值进行校核。

4 经济性

从本工程的实际情况看,梁的跨度为19m,在采用预应力技术后,降低了梁的截面高度,从而在不减小净空的情况下可以降低层高约700mm。另一方面,当梁跨度较大时,若采用普通钢筋砼梁,为了控制梁的裂缝宽度及挠度,除了满足承载力要求外,尚须配置相当数量的普通钢筋。在采用预应力钢筋砼后,由于预应力筋除了能通过产生的等效荷载以控制梁的裂缝及挠度外,其本身亦能与普通钢筋一同发挥承载作用,从而节约了工程造价。

5 结束语

综上所述，预应力混凝土相对普通钢筋砼，改善和提高了构件的力学性能。因为预应力的作用,提高了构件的抗拉能力,可以按照构件受力特点和使用条件,控制砼出现裂缝和裂缝开展程度。由于预应力的作用,使梁、板构件产生一定的向上反挠度(反拱),构件承受荷载后,向下弯曲的程度减少,提高了构件的刚度。采用预应力能根据构件的使用条件,控制混凝土出现裂缝的时间和裂缝开展程度,从而提高了构件的抗渗性,抗腐蚀性及耐久性。对露天结构或对耐久性有较高要求的结构具有特别重要的意义。

参考文献

[1] 黄春明，无粘结预应力梁板施工技术与质量控制[J]广东建材，2007.08

有粘结预应力筋 第4篇

1 概况

由我公司与北京合作方共同开发研制的新型PCCP预制管, 从2004年5月中旬开始, 至12月15日完成所有的现场试验研制工作。现场试验制作的2节D4000无粘结预应力钢筒砼样品管, 经过接缝密封性能及管身抗渗水压试验, 各项指标均达到国家相关管道规范要求, 试验取得圆满成功。该产品适用于大型高压输水工程, 可在管道基坑内一次浇筑完成, 具有工艺简单、无需运输、生产强度高等优点, 具有广泛的应用前景。

本产品为工程内径D4000mm, 长度为5000mm无粘结预应力钢筒砼管, 产品最大设计水头为70m, 管顶最大覆土厚度10m。管壁厚度380mm, 内置一层2mm后的钢筒, 环向预应力筋采用φ15.2mm无粘结预应力钢绞线, 管身砼强度登记为C50Wg。本产品在施工现场的管道基坑内预制, 采用立式振捣工艺, 一次浇筑成型, 蒸汽养护, 后张法施加环向预应力。具有工艺简单、生产率高的优点, 且无需进行管道的长距离、大吨位的运输。整个生产系统为一个简单移动式的预制厂, 可随着工程位置的改变而随时移动。

本试验管钢绞线每米配置25根φ15.24mm低松弛无粘结预应力钢绞线, 其抗拉强度标准值为fptk=1860MPa。安装时每四根钢绞线并排布置形成一束, 每束环形布置, 在管顶部水平伸出并锚固。第一节管钢绞线束绕管身一圈后锚固, 第二节钢绞线束连续绕管身两圈后锚固。锚板采用柳州欧维姆公司生产的OVMBM15A-4M四孔扁锚, 夹片采用OVM15AV两片式锥形夹片。

2 张拉准备工作

2.1 设备准备

油泵和千斤顶, 在张拉作业开始前一个月内, 经具备资格的计量机构进行一一配套标定, 绘出“油泵压力表读数P~千斤顶张拉力T”对应关系曲线, 以备实际操作时控制钢绞线张拉力之用。

油泵与千斤顶必须按标定编号配套使用, 不得交叉混用, 其“P~T”曲线至少每月校验一次。

本试验段张拉用千斤顶有两种:预紧及单根张拉时采用YDC240QX-200型千斤顶, 一束整体张拉时采用YDB80-150型扁锚前卡式千斤顶。且均经过计量单位标定。

2.2 工具准备

每个张拉组, 应将所需下列工具准备好:

角磨机1台、深度游标尺1把、专用PE剪3把、打夹片专用锤2把、圆头锤1把、500㎏手动葫芦2个、钢锯1把、卷尺1把, 以及粉笔、抹布、棉纱头、张拉记录表等。

2.3 剥除PE套管

按工法要求, 在每根钢绞线的张拉编PE套管的相应位置口标注与切割标记, 用专用PE切割剪剪断PE套管并予以剥除, 然后用抹布擦掉钢绞线表面的油污。

2.4 安装锚板及夹片

将锚板擦抹干净安装到钢绞线两端, 在将夹片擦拭干净并在外锥面涂以防腐蚀油脂后装进锥形孔内, 然后用夹片专用锤将夹片打紧。

3 无粘结钢绞线束的张拉

3.1 张拉顺序

无粘结预应力钢绞线束的张拉控制应力取钢绞线强度标准值 (fptk=1860MPa) 的75% (即σcon=1395MPa) 。在锚索张拉期间千斤顶的张拉力任何时候都不能超过破坏力的75% (即781.2KN, 47φ5钢绞线束) 。预应力张拉时相邻两束钢绞线之间的张拉力差值不得大于50%。以防管身砼出现环向裂缝。因此, 先对钢绞线束进行编号, 以一节管为一单元, 从一端 (A端) 向另一端 (B端) 顺序编号。

张拉顺序如下:

⑴由A端向B端依序张拉编号为奇数的钢绞线束, 张拉由0到50%;

⑵由B端向A端依序张拉编号为偶数的钢绞线束, 张拉由0到100%σcon;

⑶由A端向B端依序第二次张拉编号为奇数的钢绞线束, 张拉由50%σcon到100%σcon;

3.2 张拉、测量和记录

横向无粘结预应力钢绞线束采用两端同时张拉, 张拉应分级按匀速进行, 张拉力的增长率不宜大于100MPa/min.具体操作步骤及方法如下:

3.2.1 奇数序钢绞线束的第一次张拉

⑴同时给1#钢绞线束的两端进行单根预紧张拉至0.1σcon, 持荷2min, 锁定、卸荷。

⑵同时给1#钢绞线束的两端加载张拉至0.1σcon, 持荷测量并记录钢绞线伸长值△1、千斤顶压力表读数P以及对应的张拉力T, 继续均匀加载到0.5σcon, 持荷5min在测量、记录△1、P、T, 然后锁定、卸荷。

⑶按以上⑴、⑵点相同步骤及方法进行3#、5#、7#钢绞线束的预张拉和张拉、测量及记录。

3.2.2 偶数序钢绞线束的张拉

⑴奇数序钢绞线束的第一次张拉全部完成后, 依序进行偶数序钢绞线束的张拉:N#, 00.1σcon (持荷2min) (N为最大的偶数编号)

⑵N, 00.1σcon (持荷测记) 0.1σcon (持荷5min再测记) □0;

⑶按以上⑴、⑵点相同步骤及方法进行 (N-2) #、 (N-4) #、 (N-6) #。

3.2.3 奇数钢绞线束的第二次张拉

⑴偶数序钢绞线束的张拉全部完成后, 在依序进行奇数序钢绞线的第二次张拉:1#, 00.5σcon (持荷测记) 1.0σcon (持荷5 min再测记) □0;

⑵按点相同步骤及方法进行3#、5#、7#钢绞线束的预张拉和张拉、测量及记录, 直至全部完成。

4 存在问题及处理方法

4.1 1#管情况

按照上述的张拉工艺, 首先对1#管进行张拉, 当对奇偶数束钢绞线均拉至0.5σcon (0.51395MPa=697.5MPa, 即390.6KN时) , 在管的两端出现裂缝, 宽度1~2mm, 将奇数束钢绞线继续张拉至0.75σcon时, 管两端裂缝增宽至5mm, 同时管顶平台也出现多条纵向细微裂缝宽1~2mm。

原因分析:每束钢绞线张拉至设计应力σcon时的最大拉力Pi=781.2KN (79.71t) , 共31束, 因此, 作用在锚具槽的力∑P总=3179.71t=2471.0t, 化为线荷载:2471/5=494.2t/m

水平分力Px=494.2cos5°=492.22t/m

垂直分力Py=494.2sin5°=43.0t/m

⑴管顶砼受压断面尺寸不够, 承受不了张拉产生的水平分力Px产生裂缝;

⑵管顶平台位置未配置径向的受拉钢筋。

4.2 2#管情况

2#管的钢绞线束绕着管身两圈然后伸出至锚具槽锚具即“两圈一锚”, 当所有钢绞线束张拉至1.0σcon时, 作用在锚具槽一侧的总张拉力∑P总=1579.71t=1195.65t, 仅为1#管的1/2。11月23日下午把该管的钢绞线张拉至0.5σcon时, 管节任何部位未发现有裂缝;继续把奇数钢绞线张拉至0.75σcon时, 未出现裂缝;24日上午把偶数束张拉至0.75σcon时, 也未出现裂缝。

4.3 比较

1#管的“一圈一锚”与2#管的“两圈一锚”相比, 1#管所用锚具及钢绞线为2#管的2倍和x倍, 作用在一侧锚具槽处的总张拉力也为2#管的2倍, 是导致产生裂缝的主要原因。

有粘结预应力筋 第5篇

本文针对室内小梁试验模拟桥梁加固的实际受力情况, 探讨带载加固试验中, 荷载、截面配筋对后补强材料的承载能力的影响, 以讨论有粘结预应力加固技术的合理性和实用性。

2 试验设计

试验采用跨度为4m, 截面高度为500mm, 宽度为200mm的矩形钢筋混凝土梁, 截面配筋设计为两种, 分别是ρ1=0.67%, ρ2=1.00%。

试验梁的配筋按照“强剪弱弯”的原则, 使加固构件在实验中发生正截面破坏。试验梁分为2组, 第一组梁的底部采用2φ20纵向加固筋, 第二组梁的底部采用3φ20纵向加固筋;箍筋采用单枝φ8, 间距为靠近支点75mm, 跨中150mm, 预应力钢筋采用HRB335φj8.6钢绞线, 混凝土设计强度等级C30。其中1-1、2-1为不加固梁, 在梁体1/4和1/2处分别沿纵向钢筋贴应变片, 并做防水处理。

喷注用高性能复合砂浆采用轴心抗压标准值23MPa, 轴心抗压设计值15.7MPa, 抗拉强度标准值7.7MPa, 抗拉强度设计值5.3MPa, 弹性模量3104MPa, 容重20KN/m3。

3 荷载选中和加载方法

本实验需要在维持一定的荷载作用情况下, 对原梁进行正截面补强, 由于不是采用重物加载, 考虑到预应力张拉会产生梁体变形, 在张拉过程中采用适当放松千斤顶的方法来模拟, 张拉过程中保持应力计读数不变。

参照一般20米跨径梁的实际恒载内力与车辆荷载的比例, 结合实际使用的梁的尺寸和配筋情况, 一期荷载控制在加固后试验梁极限破坏荷载的40%;控制一期荷载作用下纵向主筋的应力为0.35倍的主筋抗拉强度极限值。

试验梁1-2、1-3、2-2、2-3均采用有粘结预应力加固体系对其正截面进行加固。采用两点对称加载, 在两端设置橡胶支座, 梁跨1/4处设置横向地锚反力架, 在地锚反力架横梁和试验梁顶面之间设置千斤顶和30t稳压应力环。

4 正截面抗弯试验

4.1 试验现象对比

试验梁1-1为普通钢筋混凝土梁, 试验过程中梁的受力依次经历了弹性工作阶段、带裂缝工作阶段和钢筋屈服3个试验阶段, 破坏情况与适筋梁相同。

试验梁1-2、1-3, 一期加载同梁1-1类似, 试验过程中梁的受力依次也经历了弹性工作阶段、带裂缝工作阶段和钢筋屈服3个试验阶段。不同的是加固梁的开裂荷载延迟发生, 砂浆和预应力存在限制了原梁裂缝的发展。

在二次加载过程中在后加砂浆层开裂之前, 原梁裂缝基本不开展。随着荷载的增加, 后加补强砂浆层开裂, 开裂的位置基本与原梁一期荷载裂缝相吻合。

在6片小梁试验中都可以发现即使原粱梁裂缝没有封闭的情况下, 一般预压卸载后一般裂缝宽度在0.08mm左右都有同样一个规律, 即只有后加补强砂浆层开裂到一定程度后, 原梁既有裂缝才缓慢开展, 原梁的开裂弯矩在20kNm~30kNm左右, 而加固梁的开裂弯矩提高到60kNm~90kNm (此时砂浆开裂) 。

4.2 截面应变分布情况

从跨中截面荷载-纵向应变曲线不难看出, 纵向应变沿截面高度方向呈直线分布, 截面应变基本符合平截面假设。各试验梁跨中截面应变沿梁高分布情况如下。

4.3 抗弯极限承载力

各试验梁的开裂弯矩、屈服弯矩、极限破坏弯矩等见下表,

4.4 预应Á力筋应力增量

4.5 受力裂缝宽度

5 结束语

5.1 试验结果进一步证明了在桥梁加固构件正截面抗弯承载力计算中应考虑分阶段受力影响, 抗弯承载力破坏与计算模式符合《桥规》JTG D62-2004有关抗弯破坏的规定。

5.2 正截面抗弯试验实测值平均提高幅度达到20%, 极限达到60%, 验证了有粘结预应力加固法可以较大幅度提高正截面的极限承载力。

5.3 试验采取了2组不同配筋率的试验梁, 结果表明极限状态下应力增量明显, 应力增量约为张拉应力的15%, 在预应力筋极限应力设计取值应适当降低预应力筋的张拉控制应力, 应力增量取0.15倍张拉控制应力。

5.4裂缝宽度对比说明加固材料中的高性能砂浆抗拉强度可以很大程度的影响到梁体整体开裂情况, 使得加固后的梁体弹性阶段延长;在二次加载过程中, 砂浆层开裂前, 原梁裂缝基本不开展, 随着荷载的增加, 砂浆层开裂位置和原梁一期荷载的裂缝吻合;极限破坏时, 后加补强砂浆的裂缝宽度要大于原梁的裂缝宽度, 但是对加固梁的极限承载能力没有影响。

5.5 试验结果验证了后加补强砂浆可以延迟被加固梁体的正截面裂缝发展, 表明有粘结预应力加固方法可以大大提高梁体的开裂荷载, 从而提高梁体刚度。

摘要：理论分析及试验研究证明:采用有粘结预应力加固方法的6片梁的正截面极限承载力, 平均提高约20%, 试验梁在极限状态下应力增量明显, 应力增量基本上为张拉应力的15%;由于后加补强砂浆可以延迟被加固梁体的正截面裂缝发展, 表明有粘结预应力加固方法可以大大提高梁体的开裂荷载, 从而提高梁体的刚度。

关键词：有粘结,预应力,加固试验

参考文献

[1]李晨光, 体外预应力技术在工程加固改造中的应用[J].施工技术, 1999128 (2) :30-32.

试析房屋建筑有粘结预应力施工技术 第6篇

一、房屋建筑有粘结预应力施工技术分析

1. 房屋建筑粘结预应力特点

预应力施工技术的应用十分普遍。虽然预应力施工技术被广泛应用于房屋建筑工程中, 但是在实际施工中, 通常只有工程局部或是少数梁柱采用预应力, 这就导致出现了较长时间的穿插施工作业。所以, 采用预应力施工时必须与土建施工紧密配合。少数采用预应力施工的梁柱必须在其结构内部设置后浇孔, 以便为后续的张拉提供空间。由于上述情况属于常见情况, 因而在房房屋建筑施工中必须根据图纸要求合理设置后浇孔。在房屋建筑工程中, 采用有粘结预应力应在梁柱上添加波纹管埋设和孔道灌浆两个工序。除此之外, 为了防止在张拉过程中出现局部压应力过大、进而导致张拉部位混凝土出现破损的情况, 就必须在张拉部位采取设置螺旋筋的有效措施。

2. 有粘结预应力施工应注意的问题

进行固定部位柱筋的定位应以确保波纹管能顺利通过为前提, 张拉部位柱筋进行定位应以确保锚垫板能顺利安装为前提。进行有粘结预应力施工时, 应注意张拉端部的梁面和底筋的弯折方式是否与锚具位置相匹配, 注意箍筋尺寸是否达到图纸要求, 波纹管是否能顺利通过。在施工技术交底时, 应注意普通钢筋位置是否与波纹管位置相互错开, 注意梁、柱筋是否对波纹管、锚具位置造成干扰。若造成干扰则应及时做出有效调整, 从而避免施工过程中出现钢筋交叉冲突, 进而影响整个施工进度。

3. 有粘结预应力施工顺序

有粘结预应力梁模板安装及钢筋绑扎阶段的施工顺序:首先进行梁模板安装作业, 为了设置预应力筋的张拉端及方便穿插, 先不安装预应力梁两侧模板;其次, 进行普通钢筋绑扎工作及预应力筋穿插工作;最后, 进行张拉端锚垫板和间接钢筋的安装, 并对梁边模板进行封盖。现阶段, 有粘结预应力施工主要是穿插在普通钢筋混凝土施工工序中。

二、房屋建筑有粘结预应力施工技术应用要点

1. 施工前的准备

(1) 原材料质量控制

应力筋作为在房屋建筑有粘结预应力施工中的重要原材料之一, 在进入施工现场时必须严格对其质量进行控制。不仅要求必须具有产品合格证, 还应提供详细的性能检验报告, 并确保提供的证明与报告内容真实、齐全、可靠。材料进场后, 还应按照进场批次对材料进行抽验检验并复验, 只有合格的材料才能在施工中使用。

(2) 做好预应力筋下料几锚具制作工作

合格的预应力筋在使用时应根据工程需要进行切割, 确保长度满足施工要求后才能进行下料工作。下料结束后, 要进行固定端锚具的制作, 且在制作完成并加工好之后及时运至施工现场。工程中, 钢绞线下料长度应是钢绞线在结构内的长度、张拉端预留长度及下料误差三方的总和。成品钢绞线在完成下料后应做好安全防护, 避免出现死弯、磨伤等, 还应按照不同长度分类堆放完成下料的钢绞线。预应力筋下料结束后, 必须立即对其数量与规格尺寸进行检查。

(3) 做好预应力曲线放线工作

应根据设计要求对梁中的预应力筋进行曲线布置, 并严格控制预应力筋曲线形状下的反弯点、最低点、最高点等特征。一般情况下, 还应在梁的箍筋上将预应力筋放线图详细的画出, 且每间隔大约1~1.5 m设置一个控制点。放线工作应指派专业人员进行, 并做好复核检查工作。

2. 施工要点

(1) 固定支架焊接

固定支架在预应力筋施工中有着非常重要的作用, 其对各控制点位置处的预应力筋起着支承作用。普通钢筋绑扎完成后, 按照波纹管的管底标高和预应力曲线矢高, 在控制点的箍筋上进行划线。并在梁箍筋上进行支架焊接, 且间距为100 cm。为了避免混凝土浇筑时发生位移情况, 应确保焊接的固定支架的支承力符合要求, 且直径应不得大于1 cm。在进行支架焊接时, 应由焊工和放线人员共同进行, 从而确保固定架的位置准确。

(2) 波纹管铺设

在钢筋绑扎成型和固定支架焊接完成后, 应进行波纹管的铺设施工。波纹管铺设时的首要任务就是将固定端锚垫板安装到位, 并从张拉端位置套入波纹管中。波纹管在连接时, 应采用相同样式但型号更大的管, 长40 cm, 每边旋入15 cm。完成对接后, 迅速使用胶带密封。波纹管和固定端钢绞线之间的连接应采用棉丝进行封堵, 而后使用胶带密封。必须确保梁内的波纹管是顺直的, 不能出现明显弯折, 且允许出现0.1 cm的水平偏差。

(3) 预应力筋穿束及螺旋筋放置

梁钢筋绑扎在形成且固定支架焊接完成后, 进行波纹管铺设, 而后将预应力筋套入波纹管内。所有波纹管均铺设完毕后, 应在固定支架上绑扎波纹管。预应力筋穿束通常采用人工单根穿束的方式。在预应力筋穿束时, 应先用胶布或软布将穿束端进行包裹, 减少穿束时对波纹管内部造成破损。在预应力筋穿束时和结束后, 注意对波纹管破损情况的检查。若是发现破损, 应及时使用防水胶带进行包裹。另外, 应根据相应的设计要求在预应力张拉端位置进行螺旋筋放置, 以此减轻预应力的局部承压力。

(4) 锚垫板安装与固定

锚垫板套入波纹管端时, 应及时将其牢固焊接在柱筋上, 且套入的锚垫板必须超过一半的锚固构件厚度。还应确保张拉端与固定端的锚垫板都垂直于预应力筋。此外, 一些工程还会将张拉端锚垫板缩入构件内固定。并在进行垫板前, 使用塑料泡沫对其成孔进行填充。

(5) 混凝土浇筑及注意事项

混凝土浇筑时, 必须充分注意振动棒的振动方向, 确保其不会与波纹管发生触碰。在进行张拉端和梁柱节点等关键部位振动时, 不宜采用大直径的振动棒进行振动, 避免产生蜂窝, 导致在张拉过程中发生事故。混凝土浇筑过程中还应预留相同条件的养护混凝土试快, 以便为预应力筋后张拉提供相关依据。混凝土浇筑结束后, 必须迅速将锚垫板上的残留混凝土清除干净, 从而为锚具的顺利安装提供保障。

(6) 预应力筋张拉

在进行预应力张拉前, 应充分做好准备工作。将锚垫板管内的混凝土清除干净, 将钢绞线上的泥浆、锈蚀等清除干净。进行千斤顶定位并安装, 套上相应的限位板, 装上工具锚板等。在混凝土强度达标后, 采用先进的张拉设备进行张拉。通常, 采用的张拉方式是一端张拉。当然, 具体的张拉方式应根据工程实际情况来选定。在张拉前牢固搭设脚手架、张拉平台, 从而确保施工人员安全, 确保施工的顺利进行与完成。

三、结语

综上所述, 对房屋建筑施工中的有粘结预应力施工技术进行探析具有十分重要的意义。随着时代的发展, 时代对建筑施工企业的施工技术要求也越来越高。因此, 作为新时期背景下的建筑施工企业, 必须加强对预应力技术的研究, 并努力提高自身的施工技术水平, 以便更好的运用预应力技术, 为建筑工程质量提供良好的保障, 促进建筑行业的可持续发展。

摘要：随着科学技术的不断进步, 预应力施工技术已步入成熟阶段, 现阶段已被广泛应用于房屋建筑工程中。本文以《试析房屋建筑有粘结预应力施工技术》为题, 从房屋建筑有粘结预应力施工技术、房屋建筑施工质量控制方面进行了分析与探讨。

关键词：房屋建筑,有粘结预应力,施工技术

参考文献

[1]周明明.房屋建筑预应力施工技术探讨[J].中华民居, 2013.

[2]施路毅.房屋建筑施工中预应力施工技术的应用分析[J].门窗, 2013.

简介有粘结预应力框架梁的应用实例 第7篇

在建筑方案中, 由于受层高的限制, 设计要求梁高不能超过0.5m (梁高为跨度的1/23) , 为了解决梁跨高比过小问题, 设计最终采用了预应力混凝土梁方案。

2 预应力梁的设计

2.1 设计依据与参数

设计依据为《钢筋混凝土设计规范》 (GB50010-2010) 及《预应力混凝土结构抗震设计规范》 (JGJ140-2004) 。预应力梁混凝土设计强度等级采用C40, 预应力筋采用1860Mpa级、直径为15.24mm的低松弛钢绞线。每根钢绞线截面积为140mm2;张拉控制应力为0.7倍的标准抗拉强度值, 即0.71860=1302Mpa。根据经验, 工程抗裂验算拉应力限制系数αcs取值在荷载长期组合状态下为0.4;在荷载短期组合状态下为0.80。按“T”形截面计算其截面常数。

2.2 设计思路

(1) 按照“荷载平衡法”试配预应力框架梁预应力筋并验算其在正常使用状态下内力并验算抗裂。

(2) 使用“PKPM结构分析程序”验算正常使用状态下竖向荷载标准值和预应力反向等效荷载单独作用下的构件截面内力并得出次弯矩值进行抗裂验算, 具体过程如下:

预应力等效平衡荷载图 (包括均布荷载与端头偏心弯矩) 预应力等效平衡荷载单独对结构作用所产生弯矩图 (简称综合弯矩图) 综合弯矩与偏心弯矩之差得出次弯矩结构在竖向荷载标准值作用下的荷载弯矩荷载弯矩扣除综合弯矩后的净余弯矩利用净余荷载所形成的弯矩分别验算支座和跨中截面的拉应力, 判断是否满足抗裂要求。

(3) 利用程序配筋指标结果配置预应力与非预应力筋并验算其承载能力。

2.3 预应力筋配筋计算

2.3.1 材料参数

预应力筋:强度标准值fptk=1860Mpa;单束面积Ap=140mm2;

弹性模量Ep=1.8105MPa;摩擦系数κ=0.0015;μ=0.25。

混凝土:强度等级C40;抗拉强度标准值ftk=2.45Mpa;塑形影响系数γm=1.75;

弯矩抗压强度设计值fcm=21.5MPa;

普通钢筋:强度标准值fy=360MPa。

2.3.2 配筋计算

(1) 单束预应力筋有效拉力计算

张拉控制应力σcon=0.7fptk=0.71860=1302MPa

锚具回缩损失σl1=5Ep/L

摩擦损失σl2=σcon (1-exp (-κLx-μθx) )

钢筋应力松弛σl4=σcon5%

混凝土收缩徐变σl5=40MPa

总损失Σσ=σl1+σl2+σlb+σl5

单束有效应力σl1=σcom-Σσ

单束有效拉力Npe=σepAp

单束平衡荷载Qk=8Nepf/L2 (f-预应力筋矢高)

(2) 预应力筋配筋计算 (按抗裂计算)

公式中:e-无粘结预应力筋重心对截面重心的偏心距;

n-无粘结预应力筋根数。

满足短期作用下:ctmftk

满足长期作用下:ÁÂmftk

(3) 配非预应力并进行强度计算 (只考虑竖向荷载, 未包括水平力)

a.次弯矩计算:M2=Mb-M1

公式中Mb-由平衡荷载产生的截面弯矩;

M1-主弯矩, M1=Nepe;其中e为预应力筋重心对截面重心的偏心距;

M2-次弯矩, 超静定结构由于M1引起的变形受到约束而产生的弯矩。

b.非预应力钢筋的计算:

公式中Ag-计算宽度内非预应力钢筋的总面积;

PPR-预应力度;

Ap-预应力钢筋的总面积;

p-在承载能力极限状态下预应力的应力值。

c.承载能力极限状态下截面受弯承载力的计算:

公式中Mu-承载能力极限状态下截面受弯承载力;

x-截面受压区高度;

h0-截面受弯有效高度;

-预应力筋中心到受拉普通钢筋的距离。

d.截面受弯承载力的验算:

3 预应力梁的施工过程与控制要点

3.1 有粘结预应力筋的铺放步骤

(1) 在梁端部根据设计要求确定预应力体系选配, 并按施工图纸要求定位预埋件, 如带有灌浆孔的喇叭管、垫板及附件等。 (2) 每隔0.8~1.5m左右绑扎架立筋。将波纹管安装就位, 波纹管应对称布置在梁的截面上。要严格按照设计图纸要求铺放, 波纹管定位后垂直位置允许偏差-10~10mm, 喇叭管定位要准确。 (3) 逐根将固定端已挤压好的预应力筋穿入波纹管, 波纹管中的预应力筋须保持顺直, 多根之间不得扭绞。 (4) 密封所有连接部位如喇叭管与波纹管处、张拉端预留安装群锚的部位及排气孔端头。

3.2 混凝土的浇筑及振捣

(1) 浇筑混凝土时, 由预应力施工单位质量检查员对预应力部位进行监护。 (2) 浇筑过程中应认真振捣, 保证混凝土的密实。尤其是承压板、锚板周围的混凝土严禁漏振, 不得蜂窝或孔洞。振捣时, 应严禁振捣棒直接碰撞波纹管、架立筋以及端部预埋部件。 (3) 当浇筑混凝土初凝1~2天后, 应及时拆除端模, 清理承压板。 (4) 在有粘结预应力梁浇捣混凝土一段时间后, 通过拉动预先放入的预应力筋保证孔道畅通不堵塞。

3.3 有粘结预应力筋张拉

(1) 量测预应力筋初始长度; (2) 安装锚具; (3) 装千斤顶; (4) 张拉预应力筋; (5) 锁定锚具; (6) 量测预应力筋外露长度; (7) 填写张拉记录并计算伸长值。

摘要：本工程建设方为了增加建筑层数, 压低了层高, 导致楼层大梁的高跨比过小。为了弥补这一不足, 并考虑到将来房间布置的灵活性, 最终采用了预应力混凝土梁的设计方案。首先介绍了预应力梁的设计依据与参数、设计思路和具体过程, 然后简要说明预应力梁的施工过程。

有粘结预应力筋 第8篇

1.1 有粘结后张预应力混凝土结构的特点与适用范围

1) 施加预应力能控制构件的裂缝, 提高结构的整体性能和刚度、减小挠度, 发挥高强材料的特性, 因而使构件小而轻, 为发展重载、大跨度、大开间结构体系创造了条件。2) 后张法是在构件或块体上直接张拉预应力筋, 不需要专门的台座。大型构件可分块制作, 运到现场拼装, 利用预应力筋连成整体。因此, 后张法灵活性较大。现场生产时还可避免构件的长途搬运。3) 后张预应力筋可曲线配置, 其形状与外荷载弯矩图形相适应, 可充分发挥预应力筋的强度。4) 与钢结构相比维修费用低, 具有耐久性好和节约钢材等优点。

1.2 有粘结预应力混凝土结构的适用范围如下

1) 大跨度预制预应力混凝土屋面粱、屋架、吊车梁等工业厂房构件。2) 大跨度预应力混凝土现浇框架、连续梁及井式梁板、无梁楼盖等预应力混凝土结构。3) 预应力简支桥梁、连续桥梁等大跨度桥梁结构。4) 水工结构、核电站安全壳、电视塔、园形贮池 (罐) 与筒仓等大型特种结构, 以及预应力岩土锚杆等。

2 有粘结后张预应力混凝土的施工工艺与操作要点

2.1 有粘结后张预应力混凝土施工工艺及工艺流程

有粘结后张预应力混凝土是在结构、构件或块体制作时, 在放置预应力筋的部位预先留出孔道, 待混凝土达到设计强度后, 在孔道内穿入预应力筋 (也可先穿) , 并施加预应力, 最后进行孔道灌浆, 张拉力由锚具传给混凝土构件而使之产生预压力, 用以改善全部荷载作用下构件的受力状态, 推迟拉应力的出现, 限制裂缝的形成。专业施工单位在后张预应力施工前, 需认真研究相关设计图纸, 一般要由该专业施工单位进行二次设计, 主要是细化梁柱节点、张拉端或固定端端部节点的处理, 因为此处钢筋密集, 易影响到预埋管的通过和锚具的安装定位, 要仔细计算, 如果确实影响, 就要及时和设计人员沟通, 在钢筋预埋前就把所有问题解决。然后绘制详细相关节点图, 用以指导土建和预应力施工。

2.2 有粘结后张预应力混凝土施工操作要点

2.2.1 预应力冷拉钢筋

1) 预应力冷拉钢筋可用热轧II、III、Ⅳ级钢筋制作。其性能应符合现行国家标准的有关规定。2) 预应力冷拉钢筋的下料长度, 应考虑构件的孔道长度, 锚夹具形式, 焊接接头或镦粗头预留量, 冷拉伸长值、弹性回缩值, 张拉伸长值, 混凝土弹性压缩值等因素确定, 下料长度应用钢尺测量。3) 预应力冷拉钢筋可用闪光接触对焊接长, 但应合理安排, 减少接头数目, 并使接头处于受力较小部位。除螺丝端杆锚具处外, 配置在同一截面 (接头处30d并且不小于500ram区段内) 的预应力筋焊接接头面积不大于25%预应力筋面积, 当预应力筋总数不超过4根时, 只允许一个焊接接头。4) 制作预应力筋的热轧Ⅳ级钢筋, 宜用砂轮锯或切断机切断。5) 需冷拉的钢筋在冷拉前应做好钢筋、锚具的焊 (连) 接工作, 使螺丝杆接头与钢筋同时冷拉。冷拉时应避免损伤螺丝揣杆锚具螺纹。

2.2.2 预应力钢丝束

1) 钢丝下料与编束。a.钢丝下料时如发现钢丝表面有电接头或机械损伤, 应随时剔除。当采用消除应力碳素钢丝制作后张预应力筋时, 钢丝应是通长的, 严禁有接头fadA。b.镇丝下料可用钢管限位法或用牵引机在拉紧状态下进行。同束钢丝下料长度的相对差值 (指伺束最长与最短钢丝之差) 不应大于钢丝下料长度L的1/5000, 且不得大于5m m。c.为保证钢丝束两端钢丝的排列顺序一致, 穿束与张拉时不致紊乱, 每束钢丝都必须进行编束, 编束方法按所用锚具形式确定。d.制作好的钢丝束宜在当天穿入孔道内。2) 钢丝徽头。a.后张预应力钢丝束采用徽头锚具时, 当钢丝切断后应立即逐根穿入锚具孔, 并用徽头机嫩头, 先内圈, 后外圈, 另一端逐根用18～20号铁丝隔开, 使二端锚具中的钢丝位置一一对应。每束钢丝在距端部200mm起, 每隔1.5左右用铁丝将整束扎紧, 不使其紊乱。b.冷墩头要求颈部母材不受损伤, 墩头的强度不得低度于母材强度标准值的98%。c.冷墩头不允许出现纵向贯通延伸至母材的嫩头裂缝, 或将徽头分为两半或水平裂缝。亦不允许出现因嫩头夹片造成的钢丝显著刻痕。

3 预应力机具

3.1 电动高压油泵

1) 油泵用油应采用50℃运动粘度为12～60m m 2/s, 杂质直径不大于30μm、具有一定防腐性能的矿物油。如常温条件下可选用20号机械油、冬季可用10号机械油。油箱内油液上表面距油箱顶板的距离应在30～100mm之间, 以保证泵内轴承的润滑、冷却及避免吸空;2) 油泵用油氧化变浑浊后应及时更换, 一般使用半年或500工时之后应更换。加油或换油时应使用钢丝网布过滤;3) 油泵中使用的密封圈, 应注意防水、防潮, 以延长使用寿命, 油泵中使用的铜质密封圈, 越冬后应及时拧紧, 防止密封圈漏油;4) 电源应有可靠的零线和漏电保护装置, 防止电机外壳带电漏电。

3.2 液压千斤顶

千斤顶的使用应具备以下条件

1) 千斤顶与油泵处于同一油路, 用油要求相同。2) 聚氨脂防尘圈、密封圈应注意防水、防潮。3) 干斤顶操作具有最小空间的要求, 直径方向应有10～20mm的空隙、长度方向上应长于张拉油缸完全伸出后千斤顶总长度和完成张拉后外露的预应力筋长度之和。4) 千斤顶和油压表应配套进行检验, 以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。

4 劳动组织及施工安全措施

4.1 劳动组织

后张预应力是一项专业性强、技术含量高、操作要求严的特种作业, 预留孔道、预应力筋制作、张拉以及孔道灌浆工序应由具有相关资质的专业施工单位承担。张拉按施工方案确定的设各用量来安排专业组, 一般每套设备配置4～5人。

4.2 施工安全措施

1) 高空、临边张拉作业应搭设脚手架或操作平台, 并有可靠的护栏。雨天作业时, 应架设防雨棚。2) 现场放线切割钢绞线时, 应设专用放线架以避免钢绞线弹跳伤人。3) 加强施工中的观测, 预应力张拉程序应严格按施工预定方案进行, 千斤顶后面不得站人, 当预应力筋在一端张拉时, 另一端不应站人, 测量伸长值时, 应停止拉伸, 操作人员必须在侧面操作。4) 下列情况下, 应放松千斤顶, 待查明原因, 采取措施后方可再进行张拉:断丝、滑丝或锚具碎裂, 混凝土破碎、垫板陷入混凝土内;孔道中有异常响声, 伸长值异常。

摘要：预应力混凝土是一种具有良好结构性能和综合经济效益的现代结构形式, 正在得到越来越广泛的应用。本文针对有粘结后张预应力混凝土结构施工工法进行了探讨。希望本文的研究能对实际工程的操作有一定的指导作用。

关键词：有粘结后张预应力,混凝土结构,施工工法

参考文献

[1]杜拱辰编著, 现代预应力混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2][美]H.尼尔森.预应力混凝土设计[M].北京:人民交通出版社, 2008.

有粘结预应力筋 第9篇

关键词：高层建筑,梁板结构,有粘结预应力,张拉,节点

1 工程概况

湖南某综合写字楼是一座智能化的大厦工程为地下2层, 地上26层, 框架剪力墙结构, 建筑面积达42000m2。其中, 裙楼部分5～11层24.3m跨粱采用了有粘结预应力施工技术, 主楼部分采用无粘结预应力混凝土平板、扁梁结构体系。

2 有粘结与无粘结预应力方案的选择

本工程由于要满足多种功能的需要, 所以结构较为复杂。在预应力方案的选择中, 主要安全、美观、适用、经济的角度来考虑。

2.1 裙楼部分

裙楼位于大厦的南部, 平面尺寸为62.724.3m, 共计11层, 主要作酒店、会议室及商业用途, 考虑到裙楼跨度较大 (有24.3m、18m不等) 、荷载较重等特点, 采用了有粘结预应力混凝土框架结构方案。

2.2 主楼部分

主楼柱网尺寸为7.8m及6.6m, 为了降低层高、增加净空、减轻自重, 主楼部分主要采用无粘结预应力混凝土扁粱结构, 个别层次采用无粘结预应力平板结构。由于该工程主楼与裙楼在E轴相连, 同时主楼与裙楼的轴线重台, 从而造成了有粘结预应力大梁与无粘结预应力扁梁在E轴线处无法正常施张预应力的情况。后决定对裙楼轴线上的有粘结预应力大梁采用一端张拉, 同时提高张拉控制应力。主楼的无粘结预应力筋适当向两边散开, 避开有粘结预应力梁的锚固端, 而后伸出柱面, 并对其施加预应力。对于不在轴线上的裙楼预应力粱, 则采用在主楼平板上留设6001200mm张拉洞口的方法予以解决。

3 裙楼结构设计方案优化分析

裙楼的主要功能为酒店、大型会议及商业娱乐用途。其中第5层设有11根24.3m跨的有粘结预应力梁, 粱下形成24.332.7m的大型会议室。由于该层高较高、粱跨度较大、自重较重、施工工期短等因素, 最终对整个裙楼的结构方案进行了修改, 以下是两种结构方案的优化分析比较:

方案一:就是将24.3m跨预应力梁设计为预应力转换梁, 上抬第6层框架剪力墙结构, 该方案有如下特点:

⑴第5层梁为预应力转换粱, 其要承担5～10层传递来的荷载, 故其粱截面较大, 粱自身的荷载也十分巨大由于下面为大空间, 粱的支撑直接支撑于±0.00位置的预应力平板上, 这就给搭设脚手架及支模带来相当太的困难。同时由于±000平板不足以承受5层传来的施工荷载, 所以还要在地下一层及二层用钢管排架作支撑, 与±0.00平板共同来承担5层传来的施工荷载 (见图1) 。

由于梁自重较大, 所以其底部支撑要进行单独设计, 同时施工时还要随时跟踪监测各层支架, 以防止支架超载失稳.从而带来重大的安全质量事故。

⑵转换梁要承担上部数层荷载, 所以预应力张拉施工要有严格的方案。对于该工程一般采取分阶段张拉方案。第一阶段:待8层混凝土浇筑完毕, 对转换粱施加50%的预应力;第二阶段:待11层混凝土浇筑完毕, 对转换梁施加余下的50%预应力。

由于只有等11层楼的混凝土浇筑完毕, 并达到一定强度后, 方可对第五层楼的预应力转换粱施加全部预应力, 所以其粱下支撑将占用数月, 而支撑若无法拆除, 势必又会影响施工进度, 延误工期。

⑶由于转换梁自重较大, 为了保证施工安全及质量, 拟对转换桨采用二次浇捣的方法, 即将梁分为两层, 先浇捣粱的下半部分, 待先期浇捣的混凝土达到一定强度、并能承担部分自重荷载后, 再浇捣剩余部分。按此施工方法将会占用一定的工期。

基于以上三点, 后经多方讨论, 决定采用下面的第二种方案。

方案二:取消所有6～11层B轴线上的剪力墙, 原来锚固于B轴线上的预应力粱延伸至A轴线.原A轴线的剪力墙延伸至11层裙楼顶层, 见图2。

该种方案的优点:

(1) 由于不必承担上部楼层传来的荷载, 梁截面尺寸大大减小 (为4001100mm) , 从而大大减小粱的自重, 这样给施工带来极大的便利 (如支撑的搭设、粱混凝土的浇筑等) ;

(2) 张拉时间可以有较大的提前。由于第五层预应力梁只承受本层的荷载, 故预应力筋张拉不必受其它各层施工的限制, 只需本层混凝土达到张拉时的设计强度, 便可施张。同时待第六层张拉、灌浆结束后, 即可拆除五层以下的钢管支撑, 从而加快钢管支撑及模板的周转率, 同时给后续的安装工序留有较多的时间;

(3) 可以减少支撑的投入, 降低施工成本。梁自重减小, 底部支撑也相应减少, 因此±0.00预应力平板足以承担五层粱的施工荷载, 且支撑的搭设较为简便:

(4) 与第一种方案相比, 力的传递明确、有利, 可以简化计算。

该种方案的缺点:改变了建筑立面, 但此种缺憾可以通过立面的适当改观, 达到另一种不同的效果。

3 预应力综合施工技术要点

3.1 预应力粱与剪力墙节点的处理

在普通预应力混凝土框架结构中, 粱肢节点处由于有大量的粱柱钢筋, 所以一般都采取预应力梁上排普通钢筋提前150mm锚固, 并对柱筋作适当的调整, 以此来解决预应力喇叭管安装的空间问题。但是在框架剪力墙结构中, 由于剪力墙墙体较薄 (本工程为500mm) , 若梁筋提前锚固, 则上排钢筋将可能无法满足锚固长度的要求。同时四个喇叭管内缩在剪力墙内, 将占据较大的空间。这样将大大削弱墙断面, 如果处理不当可能危及结构的安全性能。故后征得设计人员同意, 喇叭管与剪力墙面平齐。

由于该工程预应力粱断面较小 (为4001100mm) , 在400mm宽的预应力梁与剪力墙交叉部位要锚固20根梁钢筋及分布剪力墙钢筋, 这已经十分困难, 若再埋设4个喇叭管, 显然无法办到。后采用部分上排钢筋向上锚固, 以给布置在上排钢筋下面的喇叭管留出一点空间, 便于安装。因部分上排钢筋向上锚固, 同时又没有这方面的经验, 为慎重起见, 采取了另外在梁的上部插筋锚固, 以消除由于上排钢筋向上锚固而可能带来的质量隐患。

3.2 集中荷载作用下预应力粱的施工

该工程捃楼部分第9层利用QL9-2梁将其分为两个独立的大空间。为了满足功能上的需要, 在距E轴线8.10m处有QL9-4梁作用于QL9-2上, 使QL9-2梁承受较大的集中荷载。

张拉施工时, 先拆除QL9-4粱与E轴之间板及次粱的模板、支撑, 使其荷载传递至QL9-4粱上, 然后张拉QL9-4梁预应力筋, 并进行孔道灌浆, 待灌浆水泥强度达到15N/mm2后, 拆除QL9-4粱底模, 使其荷载完全作用于QL9-2梁上, 然后张拉QL9-2粱50%的预应力筋, 在板面找平层及各种隔墙砌筑完成后, 张拉剩余的50%预应力筋。实际施工时, 为了能提前张拉, 不影响外墙玻璃幕墙的施工, 在张拉最后50%预应力筋之前, 先在楼面上堆上等于恒载重量的红砖, 待预应力筋张拉结束后, 迅即将该楼层范围内的隔墙砌好, 然后将此部分地面找平工作提前单独进行, 从而大大提前预应力筋的张拉时间。施工后未发现该梁有因为较大的反拱而引起的粱面开裂情况。

3.3 转换梁预应力施工

由于建筑立面的需要, 23、24层有承重柱作用于21、22层的预应力扁梁上, 形成了一小型转换结构 (图3) 。施工中待24层混凝土浇筑完毕, 并达到一定强度后, 方才张拉22层预应力筋。同样待25层混凝土浇筑后, 方可对23层预应力筋施加预应力, 从而完成了一个小型预应力转换粱的施工。

3.4 梁、剪力墙节点铰接做法

工程中一般预应力粱与剪力墙的节点多为刚接, 但是在顶层处, 为了减少剪力墙所承受的弯矩, 也可采用铰接本工程裙楼11层 (裙楼屋顶) 外侧A轴线的剪力墙与预应力梁连接即为铰接。剪力墙与预应力梁的铰接参照了梁、柱节点饺接做法, 但又略有不同。梁、柱铰接时, 由于粱与柱之问可通过两块铁板将二者分隔开, 即使梁与粱之间有边粱连接, 边梁在预应力主梁张拉时也基本上与预应力梁变形协调一致, 至少不会对主梁预应力的施加产生太大的影响。

但是剪力墙与梁铰接时, 即使在梁底部将预应力粱与剪力墙隔开, 梁与墙之间在粱侧面仍然牢固相连, 从而对粱产生约束作用, 达不到铰接的效果。因此, 梁与剪力墙铰接对应将二者的侧面分开。本工程设计采用40mm厚的塑料泡沫分隔, 张拉前除去塑料泡沫板, 张拉结束后空隙间用C50微膨胀混凝土填实。但是在实际施工时, 由于剪力墙的厚度较小、钢筋较密, 用塑料泡沫根本无法施工。后改用在粱与墙之间插钢管, 混凝土浇筑后, 间隔不停地转动钢管, 使钢管不与混凝土粘结, 待混凝土达到终凝后, 拔去钢管, 从而使梁与墙之间留下空隙, 达到分隔的效果。但在施工过程中, 一定要注意掌握好钢管拔出的时间, 拨早了影响混凝土的密实度及强度, 拔迟了将导致钢管无法拔出。本工程通过此种方法谨慎施工, 基本上满足设计要求。

3.5 波纹管破损后的施工处理

该工程裙楼在有粘结预应力梁张拉时, 发生了一束钢绞线由于波纹管破损而无法施加预应力的情况。发现此种情况后, 立即停止张拉, 然后根据张拉时的伸长值与油表值推算波纹管的破损位置过程如下:由于该工程裙楼轴线部分的预应力粱与主楼预应力粱相交, 因此, (6) 轴线预应力梁按照设计要求为一端张拉。当张拉至最后一束 (图4中“”) 时, 油压表指针迅速上升, 而千斤顶缸体伸出缓慢。由此我们判断此束波纹管发生堵塞现象。我们随即将油压表值与张拉伸长值记录下来.并停止张拉。此时油压表值为32.0MPa, 伸长值约为25mm, 查千斤顶校验表得知:张拉力约为900kN, 张拉控制应力为:con=900000/ (1406根) =1071MPa (4269#项、98817#表) 。我们根据预应力筋曲线图, 推算波纹管大概在距离端头4m处发生堵塞。为了慎重起见, 又用铁丝从端头灌浆孔处穿人 (该种方法会有偏差) , 铁丝也在4m处受阻。由此判断波纹管的破损位置应在距端头4m处 (位置见图4) 。于是, 在粱的侧面标出预应力筋的曲线图形, 然后采用人工的方法, 轻轻剔除粱侧面的混凝土, 寻找堵塞的波纹管。找到破损部位后凿开波纹管, 并轻轻剔除管内的水泥浆, 施工时应注意不得损坏钢绞线, 在管内水泥浆清除后, 便对该束钢绞线施加预应力。由于当时考虑到凿开的孔洞较小, 同时离张拉端有一定距离, 不会对梁产生大的影响, 因此张拉时并未封闭凿开的洞口。张拉结束后, 用波纹管覆盖外露的钢绞线, 并用C50微膨胀细石混凝土封堵洞口, 待混凝土有一定的强度后, 对该束波纹管进行灌浆, 从而结束整个处理过程。处理结束后, 对该梁进行了检查, 未发现任何异常现象。

4 结语

由于设计与施工人员的努力与多方协调配合, 本工程较为复杂的预应力楼板结构施工取得了良好的效果, 并满足了建筑多功能的需要。如何更好地解决无粘结预应力粱与有粘结预应力梁相交时的张拉问题, 以及有粘结预应力梁混凝土浇捣时采取何种有效措施来避免波纹管的破损仍需要在实践中来探讨和解决。

参考文献

[1]《建筑工程预应力施工规程》 (CECS180:2005) ;[S]。

[2]《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) , [S]北京, 中国建筑工业出版社, 2002。