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浅谈预应力钢筋混凝土构件施工

浅谈预应力钢筋混凝土构件施工:预应力钢筋商品混凝土是普通钢筋商品混凝土的一个发展阶段,由于其构件刚度大,不易产生或少产生裂缝,节省材料,利于装配式施工等优点,在公路桥梁施工中得到广泛应用。

[摘 要]预应力钢筋商品混凝土是普通钢筋商品混凝土的一个发展阶段,由于其构件刚度大,不易产生或少产生裂缝,节省材料,利于装配式施工等优点,在公路桥梁施工中得到广泛应用。

[关键词]预应力 商品混凝土 施工

一、引言

在普通钢筋商品混凝土受弯构件的横截面上,由于商品混凝土与钢筋抗拉强度的巨大差异,在受拉区的钢筋远未达到容许应力时,商品混凝土就因为极大的超过了抗拉强度而产生裂缝,因此,构件更延受力方向产生挠度,受压区缩小,裂缝扩大致使钢筋外露、氧化锈蚀,极大地降低了构件的承载能力和使用年限。而预应力钢筋商品混凝土构件,则是对其受拉区预先施加压应力。构件在工作状态下,改变商品混凝土与钢筋抗拉强度上的差异,以至于商品混凝土抗压极大地大于抗拉的矛盾,得到了和谐的统一,合理使用商品混凝土和钢筋的力学性能,对这两种材料的长处得到了充分的利用和发挥,因而节约了建设材料;商品混凝土受拉区不产生裂缝或延迟了裂缝产生,可建造不容许裂缝的构造物;减小构件的自重,利于在大跨度桥梁和装配式结构中采用,由于构件已具有与荷载变形方向相反的预先变形,故在荷载作用下刚度大,挠度小。

对商品混凝土施加预压应力,是通过对钢筋预加拉力,两端锚固后放张,钢筋的回缩而使商品混凝土得到预压应力。对钢筋施加预拉应力,有先张法和后张法两种。先张法较简单,适用于直线布置的预应力筋,一般是张拉起钢筋后浇筑混凝,待商品混凝土达到规定强度后放张,从而形成商品混凝土的预压应力;后张法则是在浇筑商品混凝土时预留孔道,待商品混凝土达到规定强度后穿入预应力筋并张拉,锚固后放张,然后对孔道压浆及封锚,如此,使商品混凝土形成的预压应力。后张法对直线和弧线的预应力筋都适用,更接近梁的内力状态,后张法应用较为普遍。

二、预留孔道设置

预留孔道是在浇筑商品混凝土前,在设计上规定安装预应力筋的位置,预留出孔道,以备设置预应力筋。预留孔道的方法大致有两种,一种是在浇筑商品混凝土前安装设置金属波纹管或聚乙烯管;另一种是用专用的橡胶管或钢管作为模具,安装在设计规定的位置,浇筑商品混凝土后,适时抽芯拔出模具,形成孔道。金属波纹管易于生锈,一旦生锈后难于清除,故在安装前注意防锈,安装后要尽快适时进行浇筑商品混凝土等后续工序;用橡胶管或钢管做模具,抽芯成孔的方法,对抽拔的时间要掌握好,应在商品混凝土初凝后终凝前抽拨,过迟会难以拔出,过早易造成塌孔。抽芯成形的孔道,灌压水泥浆与商品混凝土孔道的结合,传递粘结力较好。

三、预应力筋的下料及穿孔

预应力筋的种类较多,有预应力商品混凝土用钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉钢筋等,各种预应力筋的共同特点是强度高于普通钢筋。正常的情况下作为施工选用材料的品种要符合设计及其相关标准的规定。钢绞线是不能有接头的,下料长度要计算并下料准确,过长或较短都是浪费。切断预应力筋,需用砂轮,严禁使用电弧的方式,因为电弧容易损坏钢筋的断面和品质。在预应力筋的加工过程中,还要防止碾压等可能损伤其表面的情况。绑扎成束穿入构件的预应力孔道后,尽早张拉、压浆、封锚,以防止锈蚀。

1.控制应力与理论伸长值。施加预应力的控制应力及张拉后预应力筋的理论伸长值,设计文件和规范上均有规定,但控制应力往往未计入应力损失的部分;理论伸长值有的是从0应力开始,有的则是从初应力起算,口径似乎不统一,所以作为施工单位不妨复核准确,以便张拉中双控。

设计规定的控制应力,是否已考虑了应力损失,往往图纸未有明确。施工复核,不理解的,向设计单位咨询清楚是很必要。张拉控制应力的遵守原则:①不大于规定的破坏应力的比例数值,如钢绞线不大于75%,冷拉钢筋不大于85%。②是否需要超张拉,应根据选用的预应力筋及锚具种类而定。③若要加入预应力损失值,须大于上列第一条规定。

2.伸长值即预应力筋在受张拉后比原长度伸长的数值,设计文件上都有,但往往不够明确。起点是从0应力算起,还是从初应力算起不清;终点是控制应力时的,还是初应力时的不明。故对伸长后也不妨复核,发现不清楚的施工单位须问明设计部门。

四、张拉与锚固

1.张拉前的准备工作。千斤顶与压力表应配套,经主管部门授权的法定计量单位校验,并确定张拉力与压力表的关系曲线,找出各束预应力筋初应力、控制应力等阶段性应力,相应拉力的压力表的数值。安装好相应的锚环、夹片之类的锚具。明确各束张拉的顺序。明确各项工作,如读数、记录等负责人员,设置安全标志,确定商品混凝土强度已达到设计强度的75%以上或达到设计规定的强度。

2.张拉操作。张拉分一端张拉和两端张拉,若是两端张拉,要求两端操作人员密切配合,进量保持一致,注意各阶段施加应力值和伸长值的观察,丈量、记录清楚。

3.锚固。张拉后的预应力筋两端锚固,使其保持拉力。锚具种类和形式较多,结合力筋的种类选用,如力筋是钢绞线,则宜选用夹片式锚具。这是一种具有自锚性能的锚具,张拉后只需放张即可锚固。

4.张拉结果分析。张拉完成后,急时计算出实际伸长值与理论伸长值进行比对,误差控制在6%内,即为合格;大于6%,则应找出原因,改进后再继续张拉,同时注意检查同一束力筋的同一端各棵的实际伸长值是否相同,若有某棵伸长值特别小,说明这些力筋张拉中千斤顶上的工具锚夹片滑移或握裹性能差,表明此束中有一棵或几棵未予受力或受力小,相应的其他几棵则受力过大,出现这种情况,应查明是工具夹片还是工作夹片的原因,待原因查明后,应整束松锚重拉。

5.张拉注意事项。一是严格按已确定的最大控制应力张拉,不得任意增减;二是张拉前在外伸的力筋上做好标记,以便校对实际伸长值;三是丈量构件的张拉变形情况,如梁的跨中上升及横向变形,两端缩短等变化情况;四是检查有无损坏,如锚垫板下的商品混凝土是否被压碎,构件变形是否过大或部分拉裂等;五是张拉行走正前向禁止有人活动,确保操作的安全等。

五、压浆

预应力筋张拉锚固,检查无误后,应尽早将水泥浆压入孔道内。压浆的目的是为填满孔道,握裹住力筋避免其回缩,以保持预应力的持久性能,同时防止力筋氧化腐蚀。压浆前,应用清水或中性洗涤剂(有油污的情况)冲洗孔道,然后用清洁的高压空气吹出积水。压浆机宜选用活塞式的压浆泵,压力根据情况而定,一般控制不小于0.5Mpa,压浆顺序应从最下一层孔道开始,依次向上,从孔道较低的一端缓慢均匀的压入,直到排气孔溢出与压入浆稠度相同的浆后,才能封闭排气孔,稳压时间不小于2分钟后关闭压浆孔。

六、封锚

待压浆凝固后,将梁端凿毛,用砂轮切割过长的力筋,仅在锚具外留不小于3�长,按设计设置钢筋网及浇筑封锚商品混凝土,并保养达到设计强度,若有长期外露的锚具,则应采取防锈措施。

七、结束语

预应力钢筋商品混凝土构件施工前,一定要制定完整的施工工艺规程,对所有的施工人员进行技术交底;掌握关键工序的技术要点,严格按规范要求控制各项指标。施工管理的完善,才能保证预应力钢筋商品混凝土构件的质量与耐久性。

 

 

 

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