预应力张拉.docx
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1、一个石块一个金属,混凝土出现裂缝的时候钢筋还远远没有屈服是再正常不过的。为了解决这一问题,现在人们普遍会通过张拉预应力筋利用预应力筋的回弹来挤压混凝土,使混凝土受到预压应力 ,从而提高构件的刚度和抗拉性能。在开始前,我们不妨先思考几个简单的问题。1)为什么要使用预应力混凝土?答:混凝土的抗拉极限应变值只有0.00010.00015,要保证混凝土不开裂,钢筋的应力只能达到2030N/mm2;即使允许出现裂缝的构件,当裂缝宽度限制在0.20.3时,钢筋应力也只能达到150250N/mm2,使高强钢筋的强度无法充分利用。2)预应力混凝土是如何发挥作用的?答:在构件承受外荷载前,预先在构件的受拉区对混
2、凝土施加预压应力抵消构件在使用阶段时外荷载作用下产生的拉应力,这就推迟了混凝土裂缝的出现并限制了裂缝的开展,从而提高了构件的抗裂度和刚度。一张拉法概述按照混凝土浇筑的顺序,张拉法可以分为先张法和后张法,其中 先张法通过粘结力传递 ,后张法则通过锚具传递 。(按预应力筋粘结状态又分为有粘结和无粘结 )1.1 预应力筋与预应力设备1.1.1 预应力筋基本要求:高强度、较好的塑性以及较好的粘结性能。主要种类:钢铰线、消除应力钢丝和热处理钢筋。1)钢绞线一般由三股、七股3、4 或5 的高强钢丝用铰盘拧成螺旋状,再经低温回火制成。直径8.6 15.2; 1570 、 1720和1860 MPa;弹性模量
3、1.95 105N/mm2。图:钢绞线示意图2)消除应力钢丝采用消除应力的矫直回火钢丝,可消除钢丝冷拔中产生的残余应力,提高钢丝的比例极限、屈服强度和弹性模量,并改善塑性。消除应力钢丝按外形分为光面、刻痕和螺旋肋钢丝。直径4 9;1570 、 1670和1770MPa;弹性模量2.05 105N/mm2 。3)热处理钢筋对某些热轧钢筋(如40Si2Mn、48 Si2Mn、45 Si2Cr 等)经调质处理而形成的高强度无明显流幅的硬钢。利用热轧钢筋的余热进行淬火,然后再中温回火等热处理后形成的。直径6 、8.2 、10;1470MPa;弹性模量2.0 105N/mm2。二预应力设备1.1 夹具和
4、锚具锚具(M):锚固在构件端部,与构件联成一体共同受力,不再取下的称为锚具。用于后张法。夹具(J):在张拉钢筋和混凝土成型过程中夹持和临时固定预应力筋,待混凝土达到一定强度后取下并再重复使用的称为夹具。用于先张法。1.1.1 单根粗钢筋锚具LM型螺丝端杆锚具 (张拉端和固定端);固定端:帮条锚具 ; 镦头锚具图:单根粗钢筋锚具结构图1.1.2 钢筋束、钢绞线锚具夹片式锚具:单孔和多孔。主要品牌有:QM 、OVM、BM等。夹片的块数与预应力钢筋或钢绞线的根数相同,夹片呈楔形,其截面为扇形。每一块夹片有二个圆弧形槽,槽内有齿纹,用以锚住预应力钢筋。锚具靠摩擦力锚固预应力筋,依靠摩擦力将预拉力传给夹
5、片。再通过夹片的楔入作用将承压力传给锚环,锚环挤压混凝土(或通过垫板)通过承压力将张拉力传给混凝土构件。图:钢绞线锚具结构图固定端锚具:挤压锚具和压花锚具。其中挤压锚具既可埋在混凝土内,也可安装在结构之外,对有粘结、无粘结钢绞线都适用,应用范围最广。压花锚具仅用于固定端空间较大且具有足够的粘结长度的情况,但成本最低。图:压花锚具 图:挤压锚具1.1.3 钢丝束锚具钢质锥形锚具; 锥型螺杆锚具 ;镦头锚具1.1.4 夹具锚固夹具:钢质锥形夹具;墩头夹具张拉夹具 :月牙夹具、偏心式夹具和楔形夹具1.2 张拉设备液压张拉千斤顶和电动油泵穿心式千斤顶:常用YCW千斤顶 ,10004000KN;适用于张
6、拉FVM夹片群锚、DM型镦头锚等拉杆式千斤顶:可张拉DM型螺丝端杆锚、JLM精轧螺丝钢锚具,LZM冷铸锚等。锥锚式千斤顶:仅用于带钢质锥形锚具的钢丝束。三先张法3.1 先张法施工设备张拉和临时固定预应力筋的支撑结构,以及强度、刚度和稳定性验算对象。包括:墩式台座:台墩、台面与横梁槽式台座:端柱、传力柱、柱垫、横梁和台面3.2 先张法施工工艺3.2.1 预应力筋铺设在台面涂隔离剂,不得污染预应力筋。3.2.2 预应力张拉1)预应力筋张拉钢丝:01 .0 31 .0 5con锚固钢绞线:0105con(持荷2min)con超张拉:减少预应力筋的松弛应力损失。2)预应力筋伸长值与应力的测定实际伸长与
7、计算伸长值的偏差不超过6%计算伸长值:L= PjL/ApEs实际伸长值:10初应力时开始量测 。 10以下推定。钢丝:不做伸长值校核,只检查预应力值;5%图:实际伸长值量测3)张拉注意事项台座中间向两侧对称进行,防止过大偏心损坏台座;多根成组张拉时,各预应力钢筋的初应力应一致;张拉机具与预应力筋应在一条直线上;每隔34m放垫块,防止预应力筋因自重而下垂,污染预应力筋。预应力筋位置偏差:5mm,且构件截面短边的4%;在张拉过程中发生断丝或钢丝滑脱,应予以更换。台座两端应有防护设施。张拉时沿台座长度方向每隔45m放一个防护架,张拉时严禁正对钢筋张拉的两端站立人员,也不准进入台座,防止断筋回弹伤人。
8、3.2.3 混凝土浇筑与养护低水灰比,控制水泥用量,采用良好的级配及振捣密实。振捣混凝土时,振动器不得碰撞预应力钢筋。采用自然养护和湿热养护。3.2.4 预应力筋的放张1)放张要求:75%2)放张顺序对轴心受预压构件(如压杆、桩等)所有预应力对偏心受预压构件(如梁等)先同时放张预压力较小区域的预应力筋,再同时放张预压力较大区域的预应力筋。如不能按上述规定放张时,应分阶段、对称、相互交错的放张,以防止在放张过程中构件发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。3)放张方法配筋不多的中小型构件,钢丝可用砂轮锯或切断机等方法放张。配筋多的钢筋混凝土构件,钢丝应同时放张,放张的常用方法有:千斤顶放张、砂箱放张
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