考点:预应力混凝土施工技术
1)预应力混凝土定义
预应力混凝土是在结构受到外部承重之前,先对着受拉部位的结构施加一定的压力,用以抵消外部承重带来的混凝土拉应力。而提前施加的压力就是预压应力,简称预应力。这样做的目的是减小拉应力,延缓构件开裂(或者不开裂),从而提升构件的抗裂性能和刚度。
2)预应力混凝土构件的施工方法
(1)先张法。一般用于预制构件。
(2)后张法。用于现浇构件。
后张法在现浇连续箱梁和盖梁中采用较多。
3)预应力筋及管道(孔道)
(1)预应力筋材料要求:
① 每批钢丝、钢绞线、钢筋应由同一牌号、同一规格、同一生产工艺的产品组成。
③ 预应力筋进场时,应对其质量证明文件、包装、标志和规格进行检验,并应符合下列要求:
精轧螺纹钢筋相对于普通钢筋而言,具有更高的表面质量、更精确的尺寸控制、更规整的螺纹形状以及更好的机械性能
a.钢丝、钢绞线检验每批重量不得大于60t;对每批逐盘进行外形、尺寸和表面质量检查。再从每批中任取3盘,在每盘任一端取样进行力学性能试验及其他试验。试验结果有一项不合格则该盘报废,并从同批次未试验过的盘中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验,如仍有一项不合格,应逐盘检验,合格者接收。
b.精轧螺纹钢筋检验每批重量不得大于60t;对其表面质量应逐根进行外观检查,外观检查合格后每批中任选2根钢筋截取试件进行拉伸试验。试验结果有一项不合格,则取双倍数量的试样重做试验。如仍有一项不合格,则该批钢筋为不合格。
C.存放的仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质。存放在室外时不得直接堆放在地面上,必须垫高、覆盖、防腐蚀、防雨露,时间不宜超过6个月。
(2)预应力筋的制作:
① 预应力筋下料长度应通过计算确定,计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚(夹)具长度、千斤顶长度、镦头预留量,冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。
② 预应力筋宜使用砂轮锯或切断机切断,不得采用电弧切割。
(3)管道与孔道 ★ 选择题考点
① 后张法有粘结预应力混凝土结构中,预应力筋的孔道一般由浇筑在混凝土中的刚性或半刚性管道构成。一般工程可由钢管抽芯、胶管抽芯或金属伸缩套管抽芯预留孔道。浇筑在混凝土中的管道应具有足够强度和刚度,不允许有漏浆现象,且能按要求传递粘结力。
② 常用管道为金属螺旋管或塑料(化学建材)波纹管。管道应内壁光滑,可弯曲成适当的形状而不出现卷曲或被压扁。
③ 管道的检验:
A.管道进场时,应检查出厂合格证和质量保证书,核对其类别、型号、规格及数量,应进行管道外观质量检查、径向刚度和抗渗漏性能检验。检验方法应按有关规范、标准进行。
④ 管(孔)道的其他要求:
A.在桥梁的某些特殊部位,设计无要求时,可采用符合要求的平滑钢管或高密度聚乙烯管,其管壁厚不得小于2mm。
B.管道的内横截面积至少应是预应力筋净截面积的2.0倍。不足这一面积时,应通过试验验证其可否进行正常压浆作业。超长钢束的管道也应通过试验确定其面积比。
4)锚具、夹具和连接器
(2)验收要求
③ 静载锚固性能试验:对用于中小桥梁的锚具(夹片或连接器)进场验收,其静载锚固性能可由锚具生产厂提供试验报告。对大桥、特大桥等重要工程、质量证明资料不齐全、不正确或质量有疑点的锚具,在通过外观和硬度检验的同批中抽取6套锚具(夹片或连接器),组成3个预应力筋锚具组装件,由具有相应资质的专业检测机构进行静载锚固性能试验予以复检。
5)预应力张拉施工
(1)基本要求:
② 预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求;设计无要求时,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内。
★ CJJ2-2008为6%,《公路桥涵施工技术规范JTG/T3650-2020》为±6%,考试中出现±6%也正确。
④预应力筋张拉时,应对张拉力、压力表读数、张拉伸长值、锚固回缩及异常情况处理等作出详细记录。
⑥ 张拉设备的校准期限不得超过半年,且不得超过200次张拉作业。张拉设备应配套校准,配套使用。
主要有:测力仪器、张拉机、钢束千斤顶
【多选题】后张法施工预应力筋下料长度需考虑的因素有()。
A.锚夹县长度
B.千斤顶长度
C.台座间距离
D.预应力孔道直径
E.冷拉伸长值
(2)先张法预应力施工:
② 预应力筋连同隔离套管应在钢筋骨架完成后一并穿入就位。就位后,严禁使用电弧焊对梁体钢筋及模板进行切割或焊接。隔离套管内端应堵严。
(3)后张法预应力施工:
① 预应力管道安装应符合下列要求:
A.管道应采用定位钢筋牢固地定位于设计位置。
C.管道应留压浆孔与溢浆孔;曲线孔道的波峰部位应留排气孔;在最低部位宜留排水孔。
f. 当钢筋和预应力管道或其他主要构件在空间位置上发生干扰时,可适当调整钢筋的位置,以保证钢束管道或其他主要构件位置的准确。钢束锚固处的普通钢筋如影响预应力施工时,可适当弯折,待预应力施工完毕后及时恢复原状。施工中如发生钢筋空间位置冲突,可适当调整其布置,但应确保钢筋的净保护层厚度。
总结:预应力筋优先,但是要保证普通钢筋的保护层厚度。
② 预应力筋安装应符合下列要求:
A.先穿束后浇混凝土时,浇筑混凝土之前,必须检查管道并确认完好;浇筑混凝土时应定时抽动、转动预应力筋。
B.先浇混凝土后穿束时,浇筑后应立即疏通管道,确保其畅通。
③ 预应力筋张拉应符合下列要求:
A.混凝土强度应符合设计要求,设计未要求时,不得低于强度设计值的75%;且应将限制位移的模板拆除后,方可进行张拉。
B.预应力筋张拉端的设置应符合设计要求。当设计未要求时,应符合下列要求:
曲线预应力筋或长度大于等于25m的直线预应力筋,宜在两端张拉;长度小于25m的直线预应力筋,可在一端张拉。当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时,张拉端宜均匀交错地设置在结构的两端。
C.张拉前应根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测,以便确定张拉控制应力值,并确定预应力筋的理论伸长值。
D.预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。当设计无要求时,可采取分批、分阶段对称张拉方式。宜先中间,后上、下或两侧。
E.张拉过程中,预应力筋不得断丝、断筋或滑丝。
(5)孔道压浆:
① 预应力筋张拉后,应及时进行孔道压浆,多跨连续有连接器的预应力筋孔道,应张拉完一段灌注一段。
② 灌浆前应全面检查预应力筋孔道、灌浆孔、排气孔、泌水管等是否畅通。对抽芯成型的混凝土孔道宜采用水冲洗后灌浆;对预埋管成型的孔道不得用水冲洗孔道,可采用压缩空气清孔。
⑤ 压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理。压浆作业,每一工作班应留取不少于3组试块,标养28d,以其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
⑥ 压浆过程中及压浆后48h内,结构混凝土的温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当白天气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行。
⑦ 孔道内的浆料强度达到设计要求后方可吊移预制构件;设计未要求时,应不低于水泥浆设计强度的75%。
(6)封锚:
① 后张法预应力筋锚固后的外露部分应采用机械切割工艺切除。预应力筋的外露长度不宜小于其直径的1.5倍,且不应小于30mm。
② 锚具封闭保护应符合设计要求。当设计无具体要求时,应符合下列要求:
A.凸出或内凹锚具应采用与预应力结构构件相同强度等级的细石混凝土或无收缩防水砂浆封闭保护。
C.锚具封闭前应将周围混凝土界面凿毛并冲洗干净,凸出式锚具封锚应配置钢筋网片。
E.锚具封闭后,封锚混凝土或砂浆应密实、无可视裂纹。