在混凝土结构承受外荷载之前,预先对其在外荷载作用下的受拉区施加预压应力,以改善结构使用性能,这种结构形式称为预应力混凝土结构。
预加应力的目的,是为了改变混凝土的性能。经过预压的混凝土,从原来抗拉弱、抗压强的脆性材料,变成既能抗压又能抗拉的弹性材料。
一、预应力筋与锚固体系
(一)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,并应符合下表规定:
预应力钢筋 | 分批 | 取样 | 检验项目 | 处理 |
钢丝 | ≦60t | 逐盘 | 外形、表面、尺寸 | 合格进入下道检验 |
合格中3盘 | 力学 | 盘报废,双倍取样 逐盘检查,合格接收 | ||
钢绞线 | ≦60t | 逐盘 | 表面、尺寸 | 合格进入下道检验 |
每批3盘 每批少于3盘,全检 | 力学 | 盘报废,双倍取样 逐盘检查,合格接收 | ||
钢筋 | ≦60t | 逐根 | 外观 | 合格进入下道检验 |
合格中2根 | 拉伸 | 根报废,双倍取样,整批不合格 |
(二)预应力施工的锚固体系主要包括:
【习题】城市高架桥经常使用精轧螺纹钢筋预应力体系,按锚固原理应属于( )。
A.支承锚固
B.夹片锚固
C.握裹锚固
D.组合锚固
二、预应力张拉施工:
(一)基本规定
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;设计无规定时,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内。否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施后方可继续张拉。
预应力张拉时,应先调整到初应力(σ0),该初应力宜为张拉控制应力(σcon)的10%~15%,伸长值应从初应力时开始量测。
(二)先张法预应力施工
先张法指先张拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法。先张法预应力混凝土构件,预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递的。
张拉钢筋时,为保证施工安全,应在超张拉放张至0.9σ时安装模板、普通钢筋及预埋件等。
先张法预应力筋张拉程序表 | |
预应力筋种类 | 张拉程序 |
钢筋 | 0→初应力→1.05σcon→0.9σcon→σcon(锚固) |
钢丝、钢绞线 | 0→初应力→1.05σcon(持荷2min)→0→σcon(锚固) |
普通松弛力筋:0→初应力→1.03σcon(锚固) 低松弛力筋:0→初应力→σcon(持荷2min锚固) |
注:1.表中σcon为张拉时的控制应力值,包括预应力损失值。
张拉过程中,预应力筋的断丝、断筋数量不得超过下表的规定。
预应力筋种类 | 项目 | 控制值 |
钢筋 | 断筋 | 不允许 |
钢丝、钢绞线 | 同一构件内断丝数不得超过钢丝总数的 | 1% |
放张预应力筋时混凝土强度必须符合设计要求,设计未规定时不得低于强度设计值的75%。放张顺序应符合设计要求,设计未规定时,应分阶段、对称、交错地放张。放张前,应将限制位移的模板拆除。
(三)后张法预应力施工(预应力管道、预应力筋)
后张法指先浇筑构件混凝土,待混凝土结硬后,再张拉预应力钢筋并锚固的方法。后张法构件中,预应力主要靠钢筋端部的锚具来传递给梁体。
1、预应力管道安装应符合下列要求:
1)管道应采用定位钢筋牢固地定位于设计位置。
2)金属管道接头应采用套管连接,连接套管宜采用大一个直径型号的同类管道,且应与金属管道封裹严密。
3)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。
2、预应力筋安装应符合下列要求:
(1)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。
(2)先浇混凝土后穿束时,浇筑后应立即疏通管道,确保其畅通。(通孔器或压气、压水等方法进行检查)
(3)混凝土采用蒸汽养护时,养护期内不得装入预应力筋。
(4)穿束后至孔道灌浆完成应控制在下列时间以内,否则应对预应力筋采取防锈措施:
空气湿度大于70%或盐分过大时 | 7d |
空气湿度40%~70% | 15d |
空气湿度小于40% | 20d |
2016年一级市政实务案例分析节选
背景资料
某公司中标承建该市城郊结合交通改扩建高架工程,该高架上部结构为现浇预应力钢筋混凝土连续箱梁,设计跨径组合为41.5+49+41.5m。其余为标准。跨径组合为(28+28+28)m×7联,采用支架法施工。
问题:
1、写出改工程上部结构施工流程(自箱梁钢筋验收完成到落架结束,混凝土采用一次浇筑法。)
该工程上部结构施工流程:钢筋验收→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除模板→穿预应力筋束→张拉预应力→孔道压浆→封锚→落架。 (后穿束)
或者:钢筋验收→穿预应力筋束→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除模板→张拉预应力→孔道压浆→封锚→落架。(先穿束)
3、预应力筋张拉应符合下列要求:
(1)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。
(2)预应力筋张拉端的设置应符合设计要求。当设计未要求时,应符合下列规定:
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 |
4 、张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚具应用封端混凝土保护,当需较长时间外露时,应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格后,方可切割端头多余的预应力筋。
(四)孔道压浆
孔道压浆 | 宜采用水泥浆 设计无要求时不得低于30MPa |
砂浆试块 | 每一工作班应留取不少于3组,标养28d |
温度控制 | 压浆过程中及压浆后48h内,结构混凝土的温度不得低于5℃; 当白天气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行 |
封锚混凝土 | 强度等级应符合设计要求; 不宜低于结构混凝土强度等级的80%,且不低于30MPa |
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