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文档介绍
建筑施工手册:预应力工程
16. 1预.■应力材料 277 16 预应力工程 本章适用于工业与民用建筑及构筑物中的现浇后张预应力混凝土及预制的先张法或后 张法预应力混凝土构件,同时适用于渡槽、筒仓、高耸构筑物、桥梁等工程。另外,还适 用于预应力钢结构、预应力结构的加固及体外预应力工程。 预应力施工应遵循以下规定: (1) 预应力施工必须由具有预应力专项施工资质的专业施工单位进行。 (2) 预应力专业施工单位或预制构件的生产商所完成的深化设计应经原设计单位认可。 (3) 在施工前,预应力专业施工单位或预制构件的生产商应根据设计文件,编制专项 施工方案。 (4) 预应力混凝土工程应依照设计要求的施工顺序施工,并应考虑各施工阶段偏差对 结构安全度的影响。必要时应进行施工监测,并采取相应调整措施。 16.1 预应力材料 16.1.1预应力筋品种与规格 预应力筋按材料类型可分为金属预应力筋和非金属预应力筋。·非金属预应力筋,主要 有碳纤维复合材料(CFRP)、玻璃纤维复合材料(GFRP)等,目前国内外在部分工程中 有少量应用。在建筑结构中使用的主要是预应力高强钢筋。 预应力高强钢筋是一种特殊的钢筋品种,使用的都是高强度钢材。主要有钢丝、钢绞 线、钢筋(钢棒)等。高强度低松弛预应力筋已成为我国预应力筋的主导产品。 目前工程中常用的预应力钢材品种有: (1) 预应力钢绞线,常用直径釕2. 7、奵5. 2,极限强度1860MPa,作为主导预应力 筋品种用于各类预应力结构。 (2) 预应力钢丝,常用直径邦、Φ7、Φ9,极眼强度1灯0、1570, 1860MPa, 一般用 于后张预应力结构或先张预应力构件。 (3) 预应力螺纹钢筋及钢拉杆等,预应力螺纹钢筋抗拉强度为980、1080、 1230MPa,主要用于桥梁、边坡支护等,用量较少。预应力钢拉杆直径一般在焯0〜 多210,抗拉强度为375〜850MPa,预应力钢拉杆主要用于大跨度空间钢结构、船坞、码 头及坑道等领域。 (4) 不锈钢绞线等。 常用预应力钢材弹性模量见表16-1。 预应力钢材弹性模量(X105N/mm2) 表16-1 种 类 Es 消除应力钢丝、中强度预应力钢丝 2. 05 钢绞线 1. 95 注:必要时钢绞线可采用实测的弹性模量。 预应力筋应根据结构受力特点、工程结构环境条件、施工工艺及防腐蚀要求等选用, 其规格和力学性能应符合相应的国家或行业产品标准的规定。 16.1.1.1预应力钢丝 预应力钢丝是用优质高碳钢盘条经过表面准备、拉丝及稹定化处理而成的钢丝总称。 预应力钢丝根据深加工要求不同和表面形状不同分类如下: 16. 1预.■应力材料 277 1. 冷拉钢丝 冷拉钢丝是用盘条通过拔丝模拔轧辊经冷加工而成产品,以盘卷供货的钢丝,可用于 制造铁路轨枕、压力水管、电杆等预应力混凝土先张法构件。 2. 消除应力钢丝(普通松弛型WNR) 消除应力钢丝(普通松弛型)是冷拔后经高速旋转的矫直辑筒矫直,并经回火处理的 钢丝。钢丝经矫直回火后,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 强比和弹性模量,并改善塑性;同时获得良好的伸直性,施工方便。 3. 消除应力钢丝(低松弛型WLR) 消除应力钢丝(低松弛型)是冷拔后在张力状态下(在塑性变形下)经回火处理的钢 丝。这种钢丝,不仅弹性极限和屈服强度提髙,而且应力松弛率大大降低,因此特别适用 于抗裂要求高的工程,同时钢材用量减少,经济效益显著,这种钢丝已逐步在建筑、桥 梁、市政、水利等大型工程中推广应用。 4. 刻痕钢丝 刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法使钢丝表面产生规则间隔的凹痕或凸纹的钢丝,见图 16-1。这种钢丝的性能与矫直回火钢丝基本相同,但由于钢丝表面凹痕或凸纹可增加与混 凝土的握裹粘结力,故可用于先张法预应力混凝土构件。 图16-1三面刻痕钢丝示意图 图16-2螺旋肋钢丝示意图 5. 螺旋肋钢丝 _ 螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔方法使钢丝表面沿长度方向上产生规则间隔的肋条 的钢丝,见图16-2。钢丝表面螺旋肋可增加与混凝土的握裹力。这种钢丝可用于先张法 预应力混凝土构件。 预应力钢丝的规格与力学性能应符合国家标准《预应力混凝土用钢丝》(GB/T 5223—2002/XG2—2008)'的规定,见表 16-2〜表 16-7。 光圆钢丝尺寸及允许偏差、每米参考质量 表16-2 公称直径 直径允许偏差 公称横截面面积 每米参考质量 dn (mm) (mm) (mm2) Cg/m) 3.00 士 0. 04 7.07 55.5 4.00 12.57 -98.6 5. 00 19. 63 154 6. 00 ±0. 05 28. 27 222 6. 25 30. 68 241 7. 00 38. 48 302 8. 00 50. 26 394 9.00 ±0. 06 63. 62 499 10. 00 78. 54 616 16. 1预.■应力材料 277 12. 00 113. 1 888 螺旋肋钢丝的尺寸及允许偏差 表16-3 公称直径- dn (mm) 螺旋肋数量 (条) 基圆尺寸 外轮廓尺寸 单肋尺寸 螺旋肋导程c (mm) 基圆直径A (mm) 允许偏差 (mm) 外轮廊直径D (mm) 允许偏差 (mm) 宽度a (mm) 4. 00 4 3. 85 ±0. 05 4. 25 ±0. 05 0. 90〜1. 30 24 〜30 4. 80 4 4.60 5. 10 1. 30〜1. 70 28 〜36 5.00 4 4. 80 5.30 6.00 4 5. 80 6.30 1.60〜2. 00 30 〜38 6. 25 4 6.00 6. 70 30 〜40 7.00 4 6. 73 7.46 士 0.10 1. 80〜2:20 35 〜45 8. 00 4 7.75 8. 45 2. 00〜2. 40 40 〜50 9. 00 4 8. 75 9.45 2. 10〜2. 70 42 〜52 10. 00 4 9. 75 10.45 2.‘50〜3. 00 45 〜58 三面刻痕钢丝尺寸及允许偏差 表16-4 公称直径dn (mm) 刻痕深度 刻痕长度 节 ,距 公称深度Ω 允许偏差 公称长度b 允许偏差 公称节距L 允许偏差 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) <5. 00 0. 12 士0_ 05 3.5 士 0. 05 5.5 士 0.05 >5. 00 0. 15 5. 0 8.0 .注:么、称直径指横截面面积等同于光圆钢丝横截面面积时所对应的直径。 16. 1预应力材料 281 冷拉钢丝的力学性能 表16-5 公称直径 dn (mm) 抗拉强度 σ> ( MPa ) 不小于 规定非比 例伸长应力 σρο.2 (MPa) 不小于 最大力下 总伸长率(1^ =200mm)知 (%)不小于 弯曲次 数(次/ 180。)不 小于 弯曲半径 R (mm) 断面收 缩率弟 (%)不小 于 每 210mm 扭矩的扭转 次数η不 小于 初始应力 相当于70% 公称抗拉强 度时,lOOOh 后应力松弛 率r(%)不 大于 3. 00 1470 1100 4 7.5 — — 4. 00 1570 1180 4 10 8 5. 00 1670 1770 1250 1330 1.5 4 15 35 8 8 6. 00 1470 1100 5 15 7 7.00 1570 1180 5 20 30 6 8. 00 1670 1770 1250 1330 5 20 5 消除应力刻痕钢丝的力学性能 表1(Ηί 应力松弛性能 公称直径 dn (mm) 抗拉强度 ah (MPa) 规定非比例伸长应 力 σρο.2 (MPa)不 小于 最大力下总 伸长率(U =200mm ) 弯曲次数 (次/180°) 弯曲半径 R (mm) 初始应 力相当于 公称抗拉 lOOOh后应力松弛 r(%)不大于 不小于 知(%)不 不小于 强度的百 WLR WNR WLR WNR 小于 分数(%) 对所有规格 1470 1290 1250 1570 1380 1330 60 1.5 4.5 <5.0 1670 1770 1470 1560 1410 1500 15 1860 1640 1580 3. 5 3 70 2. 5 8 1470 1290 1250 80 4.5 12 >5.0 1570 1670 1770 1380 1470 1560 1330 1410 1500 20 消除应力光圆及螺旋肋钢丝的力学性能 表16-7 16. 1预应力材料 281 应力松弛性能 公称 直径 dn (mm) 抗拉 强度 规定非比例伸长 最大力下 总伸长率 (Lo — 200mm) 5gt (%)不小于 弯曲 次数 弯曲 初始应 力相当于 lOOOh后应力松 弛r(%)不大于 Ob (MPa) 不小于 不小于 (次/ 180。) 不小于 半径 R (mm) 公称抗拉 强度的百 分数(%) WLR WNR WLR WNR 对所有规格 4.0 1470 1570 1290 1380 1250 1330 3 10 4.8 1670 1470 1410 1770 1560 1500 4 15 60 1.0 4.5 0« u 1860 1640 1580 6.0 1470 1290 1250 4 15 6.25 1570 1380 1330 3. 5 4 20 70 2. 0 8 7. 0 1670 1770 1470 1560 1410 1500 4 20 8. 0 1470 1290 1250 4 20 80 12 9.0 1570 1380 1330 4 25 10.0 1470 1290 1250 4 25 12.0 4 30 16.1.1.2预应力钢绞线 预应力钢绞线是由多根冷拉钢丝在绞线机上成螺旋形绞合,并经连续的稳定化处理 而成的总称。钢绞线的整根破断力大,柔性好,施工方便,在土木工程中的应用非常 广泛。 预应力钢绞线按检制结构不同可分为:1X2钢绞线、1X3钢绞线和1X7钢绞线等, 外形示意见图16-3。其中1X7钢绞线用途最为广泛,即适用先张法,又适用于后张法预 应力混凝土结构。它是由6根外层钢丝围绕着一根中心钢丝顺一个方向扭结而成。1X2 钢绞线和1X3钢绞线仅用于先张法预应力混凝土构件。 钢绞线根据加工要求不同又可分为:标准型钢绞线、刻痕钢绞线和模拔钢绞线。 1. 标准型钢绞线 标准型钢绞线即消除应力钢绞线,是由冷拉光圆钢丝捻制成的钢绞线,标准型钢绞线 力学性能优异、质量稳定、价格适中,是我国土木建筑工程中用途最广、用量最大的一种 预应力筋。 2. 刻痕钢绞线 刻痕钢绞线是由刻痕钢丝捻制成的钢绞线,可增加钢绞线与混凝土的握裹力。其力学 性能与标准型钢纹线相同。 3. 模拔钢绞线 16. 1预应力材料 281 图16-3预应力钢绞线 ία) 1X2钢绞线;(W 1X3钢绞线;(c) 1X7钢绞线; d—外层钢丝直径;禹一中心钢丝直径; —钢绞线公称直径;A—1X 3钢绞线测量尺寸 模拔钢绞线是在擒制成形后,再经模拔处理制成。这种钢绞线内的各根钢丝为面接 触,使钢绞线的密度提高约18%。在相同截面面积时,该钢绞线的外径较小,可减少孔 道直径;在相同直径的孔道内,可使钢绞线的数量增加,而且它与锚具的接触面较大,易 于锚固。 钢绞线的规格和力学性能应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224)的规定,见表16-8〜表16-13。 1X2结构钢绞线尺寸及允许偏差、每米参考质量 表16-8 钢绞线 结构 公称直径 钢绞线直径 允许偏差 (mm) 钢绞线参考 截面积Sn (mm2) 每米钢绞线 参考质量 (g/m) 钢绞线直径 Dn (mm) 钢丝直径 d (mm) 1X2 5.00 2. 50 +0. 15 —0. 05 9. 82 77. 1 5. 80 2.90 13.2 104 8. 00 4. 00 +0. 25 -0. 10 25. 1 197 10. 00 5. 00 39. 3 309 12. 00 6. 00 56.5 444 1X3结构钢绞线尺寸及允许偏差、每米参考质Λ 表16-9 钢绞线 结构 公称直径 •钢绞线测 量尺寸. A (mm) 测量尺寸焱 允许偏差’ (mm) 钢绞线参 考截面积, Sn (mm2) 每米钢绞线 ;参考质量 (g/m) 銅绞线直径 Dn (mm) 钢丝直径 d (mm) 1X3 6. 20 2. 90 5.41 +0_ 15 —0. 05 19:8 1 155 6. 50 3. 00 5. 60 21.2 166 8. 60 4. 00 7.46 +0. 20 —0.10 37.7 296 16. 1预应力材料 281 8.74 4.05 7.56 38.6 303 ' 10.80 ■ '■ . 5. 00 9. 33 ' .58. 9 ,462 12. 90 6.00 11.2 84. 8 ,666 : 1X31 8.74 4. 05 7. 56 38.6 303 1X7结构钢绞线尺寸及允许偏差、每米参考质量 表16-10 钢绞线结构 公称直径 Dn (mm) 直径允许偏差 (mm) 钢绞线参考 截面积sn (mm2). 每米钢绞线 参考质量 (g/m) 中心钢丝直径 加大范围(%) 不小于 1X7 ‘9. 50 +0. 30 .-0.15 54.8 430 2. 5 11. 10 74. 2 582 12. 70 +0. 40 一0. 20 98.7 775 15.20 140 1101 15.70 150 1178 17. 80 191 1500 (1X7) C 12. 70 +0. 40 一0. 20 112 890 15. 20 165 1295 18. 00 223 1750 1X2结构钢绞线力学性能 表16-11 钢绞线 结构 钢绞线公称 直径 Dn (mm) 抗拉强度 Rm (MPa) 不小于 整根钢绞线 的最大力 (kN)不小于 规定非比例 延伸力Fp0.2 (kN)不小于 最大力总伸长率 (Lo^400mm) (%) 不小于 初始负荷相 当于公称最 大力的百分 数(%) 应力松弛性能 lOOOh后应力 松弛率r (%) 不大于 1570 15.4 13.9 对所有规格 对所有规格 对所有规格 5. 00 1720 16.9 15.2 1860 18.3 16.5 1960 19.2 17.3 1570 20. 7 18.6 60 1.0 5.80 1720 22.7 20.4 1860 24.6 22. 1 1960 25.9 23.3 3.5 70 2.5 1470 36.9 33.2 1570 39.4 35. 5 1X2 8. 00 1720 43.2 38.9 80 4.5 1860 46.7 42.0 1960 49.2 44.3 1470 57.8 52. 0 1570 61.7 55.5 10. 00 1720 67. 6 60. 8 1860 73. 1 65.8 1960 77. 0 69. 3 1470 83. 1 74.8 16. 1预应力材料 281 12. 00 1570 88.7 79.8 1720 92. 7 87.5 1860 105 94. 5 注:规定非比例延伸力Fpo.2值不小于整根钢绞线公称最大力Fm的90%。 16. 1预应力材料 2S287 1X3结构钢绞线力学性能 表 16-12 应力松弛性能 最大总伸长率 (Lo^400mm) (%) 不小于 整根钢绞线 的最大力 Fm (kN) 不小于 抗拉强度 Rm (MPa) 不小于 规定非比例 延伸力Fp0.2 (kN)不小于 钢绞线公 称直径 Dn (mm) 钢绞线 结构 初始负荷相当 于公称最大力 的百分数(%) lOOOh后应力 松弛率r (%) 不大于 对所有规格 对所有规格 对所有规格 28. 1570 31.1 1720 34. 1 30.7 .20 1860 36. 33. 1960 38. 34.5 1570 33.3 30. 1720 36. 32. .50 1860 39. 35.5 60 I960 41.6 37.4 1470 55. 49. 1570 59. 53.3 .60 58. 1720 64.8 70 1860 70. 63.1 1960 73. 66. 5 1X3 1570 60. 6 54. .74 1670 64.5 58. 1 I860 71.8 16. 1预应力材料 2S287 64.6 1470 86. 77. 92.5 1570 83. 3 80 10. 80 1720 101 90. 9 1860 110 99.0 I960 115 104 125 1470 113 1570 133 120 12· 90 1720 146 131 1860 158 142 I960 166 149 1570 60. 6 54.5 1X31 .74 1670 64.5 58. 1 I860 71.8 64.6 注:规定非比例延伸力Fpo.2值不小于整根钢绞线公称最大力的90%。 16. 1预应力材料 2S287 1X7结构钢绞线力学性能 表16-13 钢绞线公 称直径 Dn (mm) 抗拉强度 Rm (MPa) 不小于 整根钢绞线 规定非比例 延伸力Fp0.2 (kN)不小于 最大总伸长率 应力松弛性能 钢绞线 结构 的最大力 Fm (kN) 不小于 (Lo ^400mm) Agt (%) 不小于 初始负荷相当 于公称最大力 的百分数(%) lOOOh后应力 松弛率r (%) 不大于 1720 94. 3 84. 9 对所有规格 对所有规格 对所有规格 9. 50 1860 102 91.8 1960 107 96.3 1720 128 115 60 1.0 11. 10 1860 138 124 1960 145 131 1720 170 153 12. 70 1860 184 166 3.5 70 2. 5 1960 193 174 1X7 1470 206 185 1570 220 198 15. 20 1670 234 211 1720 241 217 80 4.5 16. 1预应力材料 2S287 1860 260 234 1960 274 247 15. 70 1770 266 239 1860 279 251 17.80 1720 327 294 1860 353 318 (1X7) C 12. 70 1860 208 187 15. 20 1820 300 270 18. 00 1720 384 346 注:规定非比例延伸力Fp0.2值不小于整根钢绞线公称最大力Fm的90%。 16.1.1.3螺纹钢筋及钢拉杆 .1.螺纹钢筋 精轧螺纹钢筋是一种用热轧方法在整根钢筋表面上轧出带有不连续的外螺纹、不带纵 肋的直条钢筋,见图16-4。该钢筋用连接器进行接长,端头锚固直接用螺母进行锚固。 Λ—基圆直径;Α—基圆直径;A—螺纹髙;卜螺纹底宽; L一螺距;r一螺纹根弧;α—导角 这种钢筋具有连接可靠、锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。 螺纹钢筋的规格和力学性能应符合现行国家标准《预应力混凝土用螺纹钢筋》(GB/ T 20065)的规定,见表 16-14、表 16-15。 螺纹钢筋规格 表16-14 公称直径 (mm) 公称截面面积 (mm2) 有效界面系数 理论截面面积 (mm2) 理论重量 (kg/m) 18 254.5 0. 95 : 267. 9 2. 11 25 490.9 0. 94 522. 2 4. 10 32 804.2 0. 95 846. 5 6. 65 40 1256. 6 0. 95 1322. 7 10. 34 50 1963.5 0. 95 2066. 8 16. 28 螺纹钢筋力学性能 表16-15 级另IJ 屈服强度 J^eL (MPa) 抗拉强度 Rm (MPa) 断后伸长率 Λ (%) 最大力下 总伸长率 (°/0) 应力松弛性能 初始应力 lOOOh后应力松弛率 vr (%) 16. 1预应力材料 2S287 不小于 PSB785 785 980 7 3.5 0. 8 Rei <3 PSB830 830 1030 6 PSB930 930 1080 6 PSB1080 1080 1230 6 注:无明显屈服时,用规定非比例延伸强度α?ρο.2)代替。 2.预应力钢拉杆 预应力钢拉杆是由优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢和合金结构钢等材料经热处 理后制成的一种光圆钢棒,钢棒两端装有耳板或叉耳,中间装有调节套筒组成钢拉杆,见 图16-42。其直径一般在似0〜焯10。预应力钢拉杆按杆体屈服强度分为345、460、550 和650MPa四种强度级别。预应力钢拉杆主要用于大跨度空间钢结构、船玛、码头及坑道 等领域。 预应力钢拉杆的力学性能应符合现行国家标准《钢拉杆》(GB/T 2093約的规定,见 表 16-16。. . ' . .''V ; 钢拉杆力学性能 表16~16 强度级别 杆件直径 d (mm). 屈服强度 Rei (N/mm2) 抗拉强度 Rm (N/rnm2) 断后伸长率 A (%) ,断面收缩率. :Z (%) 冲击吸收功Ακν 温度rc) J 不小于 · GLG345 20 〜210 345 . 470 21 — 0 34 -20 -40 27 续表 杆件直径 d (mm) 屈服强度 抗拉强度 断后伸长率 断面收缩率 冲击吸收功Ακν 强度级别 Rc[ (N/mm2) Rm (N/mm2) A (%) 2 (%) 温度rc) J 不小于 0 34 GLG460 20 〜180 460 610 19 —20 50 —40 27 0 34 GLG550 20 〜150 550 750 17 —20 —40 27 GLG650 20 〜120 650 850 15 45 0 -20 34 -40 27 16.1.1.4不锈钢绞线 不锈钢绞线,也称不锈钢索,是由一层或多层多根圆形不锈钢丝绞合而成,适用于玻 璃幕墙等结构拉索,也可用于栏杆索等装饰工程。 国产建筑用不锈钢索按构造类型,可分为1X7、1X19、1X37及1X61等。按强度 级别,可分 16. 1预应力材料 2S287 为1330MPa和llOOMPa。其最小拉断力Fb=<7bXAX0. 86 (%为不锈钢丝公 称抗拉强度),弹性模量为(1.20±0. 10) X105MPa。 不锈钢绞线的直径允许偏差:1X7结构为±0. 20mm, IX 19结构为±0. 25mm, IX 37 结构为±0. 30mm, 1X61 结构为±0. 40mm。 不锈钢绞线的结构与性能应符合现行行业标准《建筑用不锈钢绞线》(JG/T 200)的 规定,见表16-17。 不锈钢绞线的结构和性能参数 表16-17 钢绞线公称 直径(mm) 结 构 公称金属 截面积 (mm2) 钢丝公称 直径 (mm) 钢绞线计算最小破断拉力 每米理论质量 (g/m) 交货长度 (m)> 高强度级(kN) 中强度级(kN) 6.0 1X7 22.0 2. 00 28. 6 22.0 173 600 7.0 1X7 30.4 2. 35 39.5 30. 4 239 600 8.0 1X7 38.6 2. 65 50. 2 38.6 304 600 10.0 1X7 61.7 3. 35 80. 2 61.7 486 600 6.0 1X19 21.5 1.20 28.0 21. 5 170 500 8.0 1X19 38.2 1.60 49. 7 38. 2 302 500 10.0 1X19 59.7 2. 00 77. 6 59.7 472 500 12.0 1X19 86. 0 2. 40 112 86.0 680 500 14.0 1X19 117 2. 80 152 117 925 500 16.0 1X19 153 3. 20 199 153 1209 500 16.0 1X37 154 2. 30 200 154 1223 400 续表 绞线公称 直径(mm) 结 构 公称金属 截面积 (mm2) 钢丝公称 直径 (mm) 钢绞线计算最小破断拉力 每米理论质量 (g/m) 交货长度 (m)^ 高强度级(kN) 中强度级(kN) 18.0 1X37 196 2. 60 255 196 1563 400 20. 0 1X37 236 2. 85 307 236 1878 400 22.0 1X37 288 3. 15 375 288 2294 400 24.0 1X37 336 3. 40 437 336 2673 400 26.0 1X61 403 2. 90 524 403 3228 300 28.0 1X61 460 3. 10 598 460 3688 300 30.0 1X61 538 3. 35 699 538 ' 4307 300 32.0 1X61 604 3.55 785 604 4837 300 34.0 1X61 692 3. 80 899 692 5542 300 16.1. 2预应力筋性能 16. 1预应力材料 2S287 16.1.2.1 应力一应变曲线 图16-5预应力筋的 应力一应变曲线 钢丝或钢绞线的应力一应变曲线没有明显的屈服点,见图16-5。钢丝拉伸在比例极 限前,σ—ε关系为直线变化,超过比例极限ίΤΡ后,a—ε关 系变为非线性。由于预应力钢丝或钢绞线没有明显的屈服 点,一般以残余应变为0. 2%时的强度定为屈服强度σ0.2。 当钢丝拉伸超过<7。.2后,应变ε增加较快,当钢丝拉伸至最 大应力%时,应变ε继续发展,在σ—ε曲线上呈现为一水 平段,然后断裂。 比例极限<7Ρ,习惯上采用残余应变为0. 01 %时的应力。 屈服强度,国际上还没有一个统一标准。例如,国际 预应力协会取残余应变为0. 1 %时的应力作为屈服强度<7。.:, 我国和日本取残余应变为0. 2 %时的应力作为屈服强度σα2, 美国取加载1 %伸长时的应力作为屈服强度σικ。所以,当 遇到这一术语时应注意其确切的定义。 16.1.2.2应力松弛 预应力筋的应力松弛是指钢材受到一定的张拉力之后,在长度与温度保持不变的条件 下,其应力随时间逐渐降低的现象。此降低值称为应力松弛损失。产生应力松弛的原因主 要是由于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引起的。 预应力筋的松弛性能实验应按现行国家标准《金属应力松弛试验方法》(GB/T 10120)的规定进行。试件的初始应力应按相关产品标准或协议的规定选取,环境温度为 20士1Γ,在松弛试验机上分别读取不同时间的松弛损失率,实验应持续lOOOh或持续一 个较短的期间推算至lOOOh的松弛率。 应力松弛与钢材品种、时间、温度、初始预应力等多种因素有关。 1.应力松弛与钢材品种的关系 16. 1预应力材料 28Π 钢丝和钢绞线的应力松弛率比热处理钢筋和精轧螺纹钢筋大,采用低松弛钢绞线或钢 丝,其松弛损失比普通松弛的可减少70%〜80%。 2. 应力松弛与时间的关系 应力松弛随时间发展而变化,开始几小时内松弛量较大,24小时内完成约50%以上, 以后将以递减速率而延续数年乃至数十年才能完成。为此,通常以lOOOh实验确定的松弛 损失,乘以放大系数作为结构使用寿命的长期松弛损失。对试验数据进行回归分析得出: 钢丝应力松弛损失率i?t=Algi+β与时间t有较好的对数线性关系,一年松她损失率相当 于lOOOh的1. 25倍,50年松她损失率为lOOOh的1. 725倍。 3. 应力松弛与温度的关系 松弛损失随温度的上升而急剧增加,根据国外试验资料,40°C时lOOOh松弛损失率约 为20Ό时的1.5倍。 4. 应力松弛与初始预应力的关系 初始预应力大,松弛损失也大。当σ,>0.7%时,松弛损失率明显增大,呈非线性 变化。当松弛损失率可忽略不计。 采用超张拉工艺,可以减少应力损失。 16.1.2.3应力腐蚀 预应力筋的应力腐蚀是指预应力筋在拉应力与腐蚀介质同时作用下发生的腐蚀现象。 应力腐蚀破裂的特征是钢材在远低于破坏应力的情况下发生断裂,事先无预兆而突发性, 断口与拉力垂直。钢材的冶金成分和晶体结构直接影响抗腐蚀性能。 预应力筋腐蚀的数量级与后果比普通钢筋要严重得多。这不仅因为强度等级高的钢材 对腐蚀更灵敏,还因为预应力筋的直径相对较小,这样,尽管一层薄薄的镑蚀或一个镑点 就能显著减小钢材的横截面积,引起应力集中,最终导致结构的提前破坏。预应力钢材通 常对两种类型的镑蚀是灵敏的,即电化学腐蚀和应力腐蚀。在电化学腐蚀中,必须有水溶 液存在,还需要空气(氧)。应力腐蚀是在一定的应力和环境条件下,引起钢材脆化的腐 蚀。不同钢材对腐蚀的灵敏度是不同的。 预应力筋的防腐技术有很多种类,如镀锌、镀锌铝合金、涂塑、涂尼龙、阴极保护以 及涂环氧有机涂层等,可根据工程实际和环境情况选用。 16.1.3涂层与二次加工预应力筋 16.1.3.1镀锌钢丝和钢绞线 镀锌钢丝是用热镀方法在钢丝表面镀锌制成。镀锌钢绞线的钢丝应在捻制钢绞线之前 进行热镀锌。镀锌钢丝和钢绞线的抗腐蚀能力强,主要用于缆索、体外索及环境条件恶劣 的工程结构等。镀锌钢丝应符合现行国家标准《桥梁缆索用热镀锌钢丝》(GB/T 17101)的 规定,镀锌钢绞线应待合现行行业标准《高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线》(YB/T 152) 的规定。 镀锌钢丝和镀锌钢绞线的规格和力学性能,分别列于表16-18和表16-19。钢丝和钢 绞线经热锻锌后,其屈服强度稍微降低。 镀锌钢丝和镀锌钢绞线锌层表面质量应具有连续的锌层,光滑均匀,不得有局部脱 锌、露铁等缺陷,但允许有不影响锌层质量的局部轻微刻痕。 16. 1预应力材料 293 镀锌钢丝的规格和力学性能 表 16-18 公称 直径 iin(mm) 公称 截面积 Sn(mm2) 每米参 考质量 (g/m) 强度级别 i?m(MPa) 规定非比例伸长 强度尺po.2(MPa) 断后伸长率 (Lo —250mm) A(%) 不小于 J 初始荷 载(公称荷 载)(%) 立力松弛性能 lOOOh后应力松弛 率Κ%)不大于 无松弛 或I级松 弛要求不 小于 Π级松 弛要求不 小于 对所有 钢丝 I级松弛 Π级松弛 5. 00 19. 6 153 1670 1770 1860 1340 1420 1490 1490 1580 1660 4. 0 70 7.5 2.5 7. 00 38.5 301 1670 1770 — 1490 1580 4. 0 70 7.5 2. 5 表 16-19 松 弛 公称直径 (mm) 公称截面积 (mm2) 理论质量 (kg/m) 强度级别 (MPa) 最大负载 Fb (kN) 屈服负载 Fpo.2 (kN) 伸长率 d (%) 初载为公称 负载的(%) lOOOh应力 松弛损失 尺 1000 (%) 12.5 93 0. 730 1770 1860 164 173 146 154 12.9 100 0. 785 1770 1860 177 186 158 166 ^3.5 70 <2.5 15:2 139 1.091 1770 1860 246 259 220 230 15.7 150 1. 178 1770 1860 265 279 236 248 注:弹性模量为(1.95土0.17) Xl05MPa。 注:1.钢丝的公称直径、公称截面积、每米参考质量均应包含锌层在内; 2. 按钢丝公称面积确定其荷载值,公称面积应包括锌层厚度在内; 3. 强度级别为实际允许抗拉强度的最小值。 镀锌钢绞线的规格和力学性能 16.1.3.2环氧涂层钢绞线 环氧涂层钢绞线是通过特殊加工使每根钢丝周围形成一层环氧树脂保护膜制成,见图 16-6 U),涂层厚度0.12〜0.18mm。该保护膜对各种腐蚀环境具有优良的耐蚀性,同时 16. 1预应力材料 293 这种钢绞线具有与母材相同的强度特性 和粘结强度,且其柔软性与喷涂前相同。 环氧涂层钢绞线应符合现行国家标准 《环氧涂层七丝预应力钢绞线》(GB/T 21073)的规定。 图16-6环氧涂层钢绞线 (a)环氧涂层钢绞线;(6)填充型环氧涂层钢绞线 1 一钢绞线;2—环氧树脂涂层;h—涂层厚度 近些年,环氧涂层钢绞线进一步发 展成为填充型环氧涂层钢绞线,见图 16-6 (6),涂层厚度0. 4〜1. 1mm。其 特点是中心丝与外围6根边丝间的间隙 全部被环氧树脂填充,从而避免了因钢 丝间存在毛细现象而导致内部钢丝锈蚀。由于钢丝间隙无相对滑动,提高了抗疲劳性 能。填充型环氧涂层钢绞线应符合现行行业标准《填充型环氧涂层钢绞线》(JT/T 737) 的规定。 填充型环氧涂层钢绞线具有良好的耐蚀性和黏附性,适用于腐蚀环境下的先张法或后 张法构件、海洋构筑物、斜拉索、吊索等。 16.1.3.3铝包钢绞线 铝包钢绞线由铝包钢单线组成,具有强度大、耐腐蚀性好、导电率高等优点,广泛用 于高压架空电力线路的地线、千米级大跨越的输电线、铁道用承力索及铝包钢芯系列产品 的加强单元等。 结构索用铝包钢绞线是在原有电力部门使用的铝包钢绞线基础上开发的新产品。该产 品表面发亮、耐蚀性好,巳用于一些预应力索网结构等工程。表16-20列出了一种铝包钢 绞线的企业标准参数。 铝包钢绞线的结构和近似性能表 表16-20 型号 标称面积 (mm2) 结构根数 /直径 (Nos/mm) 外径D (mm) 计算拉断力 (kN) 计算质量 (kN/km) 弹性模量 (kN/mm2) 线膨胀系数 最小铝层 厚度D (%) JLB14 50 7/3. 00 9.00 70.81 356.8 161.4 12.0X10-6 5 55 7/3. 20 9. 60 78. 54 406. 00 65 7/3. 50 10. 50 93.95 485. 7 70 7/3. 60 10. 80 97. 47 513.8 80 7/3. 80 11. 40 108. 61 572. 5 90 7/4. 16 12.48 130.15 686. 1 100 19/2. 60 13.00 144. 36 730.4 120 19/2. 85 14. 25 173.45 877. 6 150 19/3. 15 15. 75 206. 56 1072. 0 185 19/3. 50 17. 50 255.01 1323.5 210 19/3.75 18. 75 287. 07 1519.3 240 19/4. 00 20. 00 326. 62 1728. 6 300 37/3. 20 22. 40 415. 11 2167. 1 380 37/3. 60 25. 20 ‘ 515. 22 2742. 8 420 37/3. 80 26. 60 574.07 3056. 0 16. 1预应力材料 293 465 37/4.00 28. 00 636.07 3386, 2 510 37/4. 20 29. 40 701.25 3733.2 50 7/3. 00 9. 00 59. 67 329.3 55 7/3. 20 9. 60 67. 90 374.7 JLB20 65 7/3.50 10. 50 76.98 448. 3 147.2 13.0X10-6 10 70 7/3.60 10. 80 81.44 474.2 80 7/3.80 11.40 89.31 528.4 续表 型号 标称面积 (mm2) 结构根数 /直径 (Nos/mm) 外径D (mm) 计算拉断力 (kN) 计算质量 (kN/km) 弹性模量 (kN/mm2) 线膨胀系数 最小铝层 厚度D (%) JLB20 90 7/4.16 12. 48 101. 04 633.2 147.2 13.0X10-6 10 100 19/2. 60 13.00 121.66 674. 1 120 19/2.85 14.25 146.18 810,0 150 19/3.15 15. 75 178. 57 989.4 185 19/3. 50 17. 50 208. 94 1221.5 210 19/3.75 18.75 236. 08 1402. 3 240 19/4. 00 20. 00 260.01 1595. 5 300 37/3. 20 22. 40 358. 87 2000. 2 380 37/3. 60 25. 20 430. 48 2531. 6 420 37/3. 80 26.60 472.07 2820.6 ' 465 37/4. 00 28. 00 493.79 3125.4 510 37/4. 20 29.40 544. 39 3445. 7 16.1.3.4无粘结钢绞线 无粘结钢绞线是以专用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线 表面上作涂料层并用塑料作护套的钢绞线制成,见图 16-7。是一种在施加预应力后沿全长与周围混凝土不粘 结的预应力筋。 无粘结钢绞线主要用于后张预应力混凝土结构中的 图16-7无粘结钢绞线 无粘结预应力筋,也可用于暴露、腐蚀或可更换要求环 1 一塑料护套;2—油脂;3—钢绞线 境中的体外索、拉索等。无粘结钢绞线应符合现行行业标准《无枯结预应力钢绞线》(JG 161)的规定,见表16-21。 无粘结筋组成材料质量要求,其钢绞线的力学性能应符合现行国家标准《预应力混凝 土用钢绞线》(GB/T 5224)的规定。并经检验合格后,方可制作无粘结预应力筋。防腐 油脂其质量应符合现行行业标准《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》(JG 3007)的要求。 护套材料应采用高密度 16. 1预应力材料 293 聚乙烯树脂,其质量应符合现行国家标准《高密度聚乙烯树脂》 (GB 11116)的规定。护套颜色宜采用黑色,也可采用其他颜色,但此时添加的色母材料 不能降低护套的性能。 无粘结预应力钢绞线规格及性能 表16-21 钢绞线 防腐润滑脂重量 W3 (g/m) 不小于 护套厚度(_) 不小于 μ Κ 公称直径 (mm) 公称截面积 (mm2) 公称强度 (MPa) 9. 50 54. 8 1720 32 0. 8 0.04 〜0. 10 0. 003〜0. 004 1860 1960 续表 钢绞线 防腐润滑脂重量 Ws (g/m) 不小于 护套厚度(mm) 不小于 μ Κ 公称直径 (mm) 公称截面积 (mm2) 公称强度 (MPa) 12. 70 98.7 1720 43 1.0 0. 04〜0. 10 0. 003 〜0. 004 1860 1960 15. 20 140.0 1570 50 1.0 0. 04〜0. 10 0. 003〜0. 004 1670 1720 1860 1960 15. 70 150. 0 1770 53 1. 0 0. 04〜0. 10 0. 003〜0_ 004 1860 注:经供需双方协商,也生产供应其他强度和直径的无粘结预应力钢绞线。 16.1.3.5缓粘结钢绞线 缓粘结钢绞线是用缓慢凝固的水泥基缓凝剂或特种树脂涂料涂敷在钢绞线表面上,并 外包压波的塑料护套制成,见图16-8。这种缓粘结钢 绞线既有无粘结预应力筋施工工艺简单,不用预埋管 和灌浆作业,施工方便、节省工期的优点;同时在性 能上又具有有粘结预应力抗震性能好、极限状态预应 力钢筋强度发挥充分、节省钢材的优势,具有很好的 结构性能和推广应用前景。 图16-8缓粘结钢绞线 这种缓粘结钢绞线的涂料经过一定时间固化后,1 一塑料护套;2—缓粘结涂料;3—钢绞线 伴随着固化剂的化学作用,特种涂料不仅有较好的内聚力,而且和被粘结物表面产生很强 的粘结力,由于塑料护套表面压波,又与混凝土产生了较好的粘结力,最终形成有粘结预 应力筋的安全 16. 1预应力材料 293 性高,并具有较强的防腐蚀性能等优点。国内外均有成功应用的工程,如北 京市新少年宫工程等。 缓粘结型涂料采用特种树脂与固化剂配制而成。根据不同工程要求,可选用固化时间 3〜6个月或更长的涂料。 16.1.4质量检验 预应力筋进场时,每一合同批应附有质量证明书,在每捆(盘)上都应挂有标牌。在 质量证明书中应注明供方、预应力筋品种、强度级别、规格、重量和件数、执行标准号、 盘号和检验结果、检验日期、技术监督部门印章等。在标牌上应注明供方、预应力筋品 种、强度级别、规格、盘号、净重、执行标准号等。 预应力筋进场验收应符合下列规定。 16.1. 4.1钢丝验收 1. 外观检查 预应力钢丝的外观质量应逐盘(卷)检査。钢丝表面不得有油污、氧化铁皮、裂纹或 机械损伤,但表面上允许有回火色和轻微浮锈。 2. 力学性能试验 钢丝的力学性能应按批抽样试验,每一检验批应由同一牌号、同一规格、同一生产工 艺制度的钢丝组成,重量不应大于60t;从同一批中任意选取10%盘(不少于6盘),在 每盘中任意一端截取2根试件,分别做拉伸试验和弯曲试验,拉伸或弯曲试件每6根为一 组,当有一项试验结果不符合现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》(GB 5223)的规定 时,则该盘钢丝为不合格品;再从同一批未经试验的钢丝盘中取双倍数量的试件重做试 验,如仍有一项试验结果不合格,则该批钢丝判为不合格品,也可逐盘检验取用合格品; 在钢丝的拉伸试验中,同时可测定弹性模量,但不作为交货条件。 对设计文件中指定要求的钢丝疲劳性能、可镦性等,在订货合同中注明交货条件和验 收要求并再进行抽样试验。 16.1.4.2钢绞线验收 1. 外观检查 钢绞线的外观质量应逐盘检查,钢绞线表面不得带有油污、锈斑或机械损伤,但允许 有轻微浮锈和回火色;钢绞线的抢距应均匀,切断后不松散。 2. 力学性能试验 钢绞线的力学性能应按批抽样试验,每一检验批应由同一牌号、同一规格、同一生产 工艺制度的钢绞线组成,重量不应大于60t;从同一批中任意选取3盘,在每盘中任意一 端截取1根试件进行拉伸试验;当有一项试验结果不符合现行国家标准《预应力混凝土用 钢绞线》(GB/T 5224)的规定时,则不合格盘报废;再从未试验过的钢绞线中取双倍数 量的试件进行复验,如仍有一项不合格,则该批钢绞线判为不合格品。 对设计文件中指定要求的钢绞线疲劳性能、偏斜拉伸性能等,在订货合同中注明交货 条件和验收要求并再进行抽样试验。 16.1.4.3螺纹钢筋及钢拉杆验收 1. 螺纹钢筋 (1) 外观检查 16. 1预应力材料 293 精乳螺纹钢筋的外观质量应逐根检査,钢筋表面不得有锈蚀、油污、裂纹、起皮或局 部缩颈,其螺纹制作面不得有凹凸、擦伤或裂痕,端部应切割平整。 允许有不影响钢筋力学性能、工艺性能以及连接的其他缺陷。 (1) 力学性能试验 精轧螺纹钢筋的力学性能应按批抽样试验,每一检验批重量不应大于60t,从同一批 中任取2根,每根取2个试件分别进行拉伸和冷弯试验。当有一项试验结果不符合有关标 准的规定时,应取双倍数量试件重做试验,如仍有一项复验结果不合格,该批高强精轧螺 纹钢筋判为不合格品。 1. 钢拉杆 (1)外观检查 16. 1预应力材料 301 钢拉杆的表面应光滑,不允许有目视可见的裂纹、折叠、分层、结疤和锈蚀等缺陷。 经机加工的钢拉杆组件表面粗糙度应不低于Ral2. 5,钢拉杆表面防护处理按有关规范 规定。 (2)力学性能试验 钢拉杆的力学性能检査,应符合现行国家标准《钢拉杆》(GB/T 20934)的规定。对 以同一炉批号原材料、按同一热处理制度制作的同一规格杆体,组装数量不超过50套的 钢拉杆为一批,每批抽取2套进行成品拉力试验,若不符合要求时,允许如倍抽样复验, 如果复验中仍有一套不符合要求时,则需逐套检验。 钢拉杆其他检验项目,如无损检测等,应符合现行国家标准《钢拉杆》(GB/T 20934) 的规定。 16.1.4.4其他预应力钢材验收 1. 外观检查 (1) 镀锌钢丝、镀镑钢绞线和环氧钢绞线的涂层表面应连续完整、均匀光滑、无裂 纹、无明显褶皱和机械损伤。 (2) 无粘结钢绞线的外观质量应逐盘检查,其护套表面应光滑、无凹陷、无裂纹、无 气孔、无明显褶皱和机械损伤。 2. 力学性能试验 (1) 镀锌钢丝、镀锌钢绞线的力学性能应符合现行国家标准《桥梁缆索用热镀锌钢 丝》(GB/TIHOI)和现行行业标准《高强度低松弛预应力热镀锌钢纹线》(YB/T152) 的规定。 (2) 涂层预应力筋中所用的钢丝或钢绞线的力学性能必须按本章第16. 1. 4. 1条或 16. 1. 4. 2条的要求进行复验。 3. 其他 (1) 镀锌钢丝、镀锌钢绞线和环氧钢绞线的涂层厚度、连续性和黏附力应符合国家现 行有关标准的规定。 (2) 无粘结钢绞线的涂包质量、油脂重量和护套厚度应符合现行行业标准《无粘结预 应力钢绞线》(JG 161)的规定。 (3) 缓粘结钢绞线的涂层材料、厚度、缓粘结时间应符合有关标准的规定。 16.1.5预应力筋存放 预应力筋对腐蚀作用较为敏感。预应力筋在运输与存放过程中如遭受雨淋、湿气或腐 蚀介质的侵蚀,易发生锈蚀,不仅质量降低,而且可能出现腐蚀,严重情况下会造成钢材 张拉脆断。因此,预应力材料必须保持清洁,在装运和存放过程中应避免机械损伤和锈 蚀。进场后需长期存放时,应定期进行外观检査。 预应力筋运输与储存时,应满足下列要求: (1) 成盘卷的预应力筋,宜在出厂前加防潮纸、麻布等材料包装。应确保其盘径不致 过小而影响预应力材料的力学性能。 (2) 装卸无轴包装的钢绞线、钢丝时,宜采用C形钩或三根吊索,也可采用叉车。 每次吊运一件,避免碰撞而损害钢绞线。涂层预应力筋装卸时,吊索应包橡胶、尼龙等柔 性材料并应轻装轻卸,不得摔掷或在地上拖拉,严禁锋利物品损坏涂层和护套。 (3) 预应力筋应分类、分规格装运和堆放。在室外存放时,不得直接堆放在地面 上,必须采 16. 1预应力材料 301 取垫枕木并用防水布覆盖等有效措施,防止雨露和各种腐蚀性气体、介质 的影响。 (1) 长期存放应设置仓库,仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质。在潮 湿环境中存放,宜采用防锈包装产品、防潮纸内包装、涂敷水溶性防锈材料等。 (2) 无粘结预应力筋存放时,严禁放置在受热影响的场所。环氧涂层预应力筋不得存 放在阳光直射的场所。缓粘结预应力筋的存放时间和温度应符合相关标准的规定。 (3) 如储存时间过长,宜用乳化防锈剂喷涂预应力筋表面。 16.1.6其他材料 16.1.6.1制孔用管材 后张预应力结构及构件中预制孔用管材有金属波纹管(螺旋管)、薄壁钢管和塑料波 纹管等。按照相邻咬口之间的凸出部(即波纹)的数量分为单波纹和双波纹;按照截面形 状分为圆形和扁形;按照径向刚度分为标准型和增强型;按照表面处理情况分为镀锌金属 波纹管和不镀锌金属波纹管。 梁类构件宜采用圆形金属波纹管,板类构件宜采用扁形金属波纹管,施工周期较长或 有腐蚀性介质环境的情况应选用镀锌金属波纹管。塑料波纹管宜用于曲率半径小及抗疲劳 要求高的孔道。钢管宜用于竖向分段施工的孔道或钢筋过于密集,波纹管容易被挤扁或损 坏的区域。 孔道成型用管道应具有足够的刚度和密封性,在搬运、安装及混凝土浇筑过程中应不 易出现变形,其咬口、接头应严密,且不应漏浆。 孔道成型用管道应根据结构特点、施工工艺、施工周期及使用部位等合理选用,其规 格和性能应符合现行国家或行业产品标准的规定。孔道成型用圆形管道的内径应至少比预 应力筋或连接器的轮廓直径大6mm,其内截面积应不小于预应力筋截面积的2. 5倍。钢 管的壁厚不应小于其内径的1/50,且不宜小于2mm。 1.金属波纹管 扁金属波纹管是由圆形波纹管经过机械装置压制成椭圆形的。扁波纹管通常和扁形描 具配套适用。常用的扁形波纹管配套3〜5孔锚具。通常用于预应力混凝土扁梁、预应力 金属波纹管是后张有粘结预应力施工中最常用的预留孔道材料,见图16-9。金属波 纹管具有自重轻、刚度好、弯曲成形容易、连接简单、与混凝土粘结性好等优点,广泛应 用于各类直线与曲线孔道。工程中一般常采用镀锌双波金属波纹管。 图16-9波纹管示意图 (α)圆形单波纹管;(《圆形双波纹管;(c)扁形波纹管 混凝土楼板或预应力薄壁构筑物中。 圆形波纹管和扁形波纹管的规格,见表16-22和表16-23。金属波纹管的波纹高度应 根据管径及径向刚度要求确定,且不应小于:圆管内径<95mm为2.5mm,圆管内径 >96mm为 3. Omm。 圆形波纹管规格(mm) 表16-22 圆管内径 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 96 102 108 114 120 126 132 允许偏差 ±0.! 16. 1预应力材料 301 最小钢 标准型 0. 28 0. 30 0. 35 0. 40 带厚度 增强型 0. 30 0. 35 0.40 0. 45 0. 50 0. 6 注:1.直径95_的波纹管仅用作连接用管; 2. 当有可靠的工程经验时,钢带厚度可进行适当调整; 3. 表中未列尺寸的规格由供需双方协议确定。 扁形波纹管规格(_) 表16-23 适用于彡12. 7预应力钢绞线 适用于彡15. 2预应力钢绞线 短轴方向 长度B 20 20 20 22 22 22 允许偏差 0’ +1.0 0,+1.5 长轴方向 长度A 52 65 78 60 76 90 允许偏差 zhl. 0 ±1. 5 最小钢 标准型 0- 30 0. 35 0. 40 0. 35 0. 40 0. 45 带厚度 增强型 0. 35 0. 40 0. 45 0. 40 0. 45 0. 50 注:表中未列尺寸的规格由供需双方协议确定。 金属波纹管的长度,由于运输的关系,每根长4〜6m,在施工现场采用接头连接 使用。 由于波纹管重量轻,体积大,长途运输不经济。当工程用量大或没有波纹管供应的 边远地区,可以在施工现场生产波纹管。生产厂家可将卷管机和钢带运到施工现场加 工,这时波纹管的生产长度可根据实际工程需要确定,不仅施工方便而且减少了接头 数量。 金属波纹管应具有:在外荷载的作用下具有足够的抵抗变形的能力(径向刚度)和在 浇筑混凝土过程中水泥浆不渗入管内两项基本要求。 (1) 径向刚度性能. 金属波纹管径向刚度要求,应符合表16-24的规定。 · (2) 抗渗漏性能 金属波纹管抗渗性能分别有承受集中荷载后抗渗漏和弯曲抗渗漏两种。经规定的集中 荷载作用后或在规定的弯曲情况下,金属波纹管允许水泥浆泌水渗出,但不得渗出水 泥浆。 金属波纹管径向刚度要求 表 16-24 截面形状 圆 形 扁 形 集中荷载(N) 标准型 800 500 增强型 均布荷载(N) 标准型 F=0. 31# F=0. ISdl 增强型 δ 标准型 c^75mm <0. 20 <0.20 tC>75mm <0. 15 增强型 (i^75mm <0. 10 <0.15 cC>7Smm <0. 08 注:表中:圆管内径及扁管短轴长度均为公称尺寸; 16. 1预应力材料 301 F 均布荷载值(N); d 圆管直径(mm); (A+B) dc 扁管等效直径(mm),de = - 16. 1预应力材料 301 或 -内径变化比,δ-- Ί式中/W为外径变形值。 16. 1预应力材料 301 图16-10弯曲后抗渗漏性能 试验方法图 1一试件;2一纯水泥装 承受荷载后的抗渗漏试验是按做集中荷载下径向 刚度试验方法,给波纹管施加集中荷载至变形达到圆 管内径或扁管短轴尺寸的20%,制成集中荷载后抗渗 漏性能试验试件。试件放置方法见图16-10,将试件竖 放,将加荷部位置于下部,下端封严,用水灰比为 0. 50,由普通硅酸盐水泥配制的纯水泥浆灌满试件, 观察表面渗漏情况30min;也可用清水灌满试件,如果 试件不渗水,可不再用水泥浆进行试验。 弯曲抗渗漏试验是将波纹管弯成圆弧,圆弧半径 R:圆管为30倍内径且不大于800倍组成预应力筋的 钢丝直径;扁管短轴方向为4000mm。试件长度见表 16-25 和表 16-26。 圆管试件长度与规格对应表 (mm) 表 16-25 圆管内径 <70 70 〜100 >100 试件长度 2000 2500 3000 扁管试件长度与规格对应表(__) 表 ‘16-26 扁管规格 短轴B 20 20 20 22 22 ' 22 长轴A 52 65 78 60 76 90 试件长度 2000 2500 金属波纹管应按批进行检验。每批应由同一个钢带生产厂生产的同一·批钢带所制造的 金属波纹管组成。每半年或累计50000m生产量为一批,取产量最多的规格。 全部金属波纹管经外观检查合格后,从每批中取产量最多的规格、长度不小于且 不小于300mm的试件2组(每组3根),先检查波纹管尺寸后,分别进行集中荷载下径向 刚度试验和承受集中荷载后抗渗漏试验。另外从每批中取产量最多的规格、长度按表16- 25和表16-26规定的试件3根,进行弯曲抗渗漏试验。当检验结果有不合格项目时,应取 双倍数量的试件对该不合格项目进行复检,复检仍不合格时,该批产品为不合格品,或逐 根检验取合格品。 2.塑料波纹管‘ 塑料波纹管的耐腐蚀性能优于金属波纹管,能有效地保护预应力筋不受外界的腐蚀, 使得预应力筋具有更好的耐久性;同等条件下,塑料波管的摩擦系数小于金属波纹管的摩 16. 1预应力材料 301 擦系数,减小了张拉过程中预应力的摩擦损失;塑料波纹管的柔韧性强,易弯曲且不开 裂,特别适用于曲率半径较小的预应力筋,·密封性能和抗渗漏性能优于金属波纹管,更适 用于真空灌浆;塑料波纹管具有较好的抗疲劳性能,能提高预应力构件的抗疲劳能力。 塑料波纹管按截面形林可分为圆形和扁形两大类,其规格见表16-27和表16-28。圆 形塑料波纹管的长度规格一般为6、8、10m,偏差0〜+ 10mm。扁形塑料波纹管可成盘 供货,每盘长度可根据工程需要和运输情况而定。塑料波纹管的波峰为4〜5_,波距为 30 〜60mm。 圆形塑料波纹管规格 表16-27 管内径d (mm) 标称值 50 60 75 90 100 115 130 允许偏差 ±1· 0 ±2. 0 管外径D (mm) 标称值 63 73 88 106 116 131 146 允许偏差 ±1. 0 ±2.0 管壁厚s (mm) 标称值 2. 5 3.0 允许偏差 +0. 5 不圆度 6.0% 扁形塑料波纹管规格 表16-28 短轴内径U2 (mm) 标称值 22 允许偏差 +0. 5 长轴内径1^ (mm) 标称值 41 55 72 90 允许偏差 士 1_0 管壁厚s (mm) 标称值 2. 5 3. 0 允许偏差 +0. 5 塑料波纹管应满足不圆度、环刚度、局部横向荷载和柔韧性等基本要求。 所有试件在试验前应按试验环境(23±2VC进行状态调节24h以上。 (1)不圆度 沿塑料波纹管同一截面量测管材的最大外径^4^和最小外径按式(16-1)计算 管材的不圆度值/W。取5个式样的试验结果的算术平均值作为不圆度,其值应符合表 16-27的规定。 16. 1预应力材料 301 X 200% ld (16-2) S X ^max ^min (2)环刚度 从5根管材上各取长(300±10) mm试样一段,两端应与轴线垂直切平。按现行国 家标准《热塑性塑料管材环刚度的测定》(GB/T 9647)的规定进行,上压板下降速度为 5 + lmm/min,记录当试样垂直方向的内径变形量为原内径的3%时的负荷,按式(.16-2) 计算其环刚度,应不小于6kN/m2。 . F (0. 0186 + 0. 025 A —A t^max w-tr ΔΥ · L 16. 1预应力材料 301 (16-1) 16. 1预应力材料 301 式中s- ΔΥ- F- L- -试样的环刚度,6kN/m2; -试样内径垂直方向3%变化量(m); -试样内径垂直方向3%变形时的负荷(kN); -试样内径(m); -试样长度(m)。 16. 1预应力材料 301 (1) 局部横向荷载 取样件长1100mm,在样件中部位置波 谷处取一点,用_R = 6mm的圆柱顶压头施加 横向荷载J7,加载图示见图16-11。要求在 30s内达到规定荷载值800kN,持荷2min后 观察管材表面是否破裂;卸载5min后,在 加载处测量塑料波纹管外径的变形量。取5 个样件的平均值不得超过管材外径的10%。 (2) 柔韧性 将一根长1100mm的样件,垂直地固定在测试平台上,按图16-12所示位置安装两块 弧形模板,其圆弧半径r应符合表16-29的规定。 塑料波纹管柔韧性试验圆弧半径值(mm) 表 16-29 内径J 曲率半径r 试验长度L 内径d 曲率半径r 试验长度L <90 1500 1100 >90 1800 1100 图16-12塑料波纹管柔韧性试验图 图16-13塞规的外形图 4为圆形塑料波纹管内径; Λ— 1. 25ί/ρ^ h= 0. 5ίίρ* hi=0. 75ίίρ0 在样件上部900mm的范围内,用手向两侧缓慢弯曲样件至弧形模板位置(见图16- 12),左右往复弯曲5次。按图16-13所示做一塞规,当样件弯曲至最终结束位置保持弯 曲状态2min后,观察塞规如能顺利地从波纹管中通过,则柔朝性合格。 塑料波纹管应按批进行验收。同一配方、同一生产工艺、同一设备稳定连续生产的数 量不超过10000m的产品为~•批。 16. 1预应力材料 301 塑料波纹管经外观质量检验合格后,检验其他指标均合格时,则判该批产品为合 格品。 若其他指标中有一项不合格,则在该产品中重新抽取双倍样品制作试样,对指标中的 不合格项目进行复检,复检全部合格,判该批产品为合格批;检测结果若仍有一项不合 格,则判该批产品为不合格。 1. 薄壁钢管 薄壁钢管由于自身的刚度大,主要应用于竖向布置的预应力管道和钢筋过于密集,波 纹管容易挤扁或易破损的区域。薄壁钢管用于竖向布置的预应力孔道时应注意,当薄壁钢 管内有预应力筋时,薄壁钢管的连接最好采用套扣连接,避免使用焊接连接。 2. 波纹管进场验收 预应力混凝土用波纹管的性能与质量应符合现行行业标准《预应力混凝土用金属波纹 管》(JG 225)和《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》(JT/T 529)的规定。 波纹管进场时或在使用前应采用目测方法全数进行外观检查,金属波纹管外观应清 洁,内外表面无油污、锈蚀、孔洞和不规则的折皱,咬口无开裂、无脱扣。塑料波纹管的 外观应光泽、色泽均匀,有一定的柔韧性,内外壁不允许有隔体破裂、气泡、裂口、硬块 和影响使用的划伤。 波纹管的内径、波高和壁厚等尺寸偏差不应超出允许值。 波纹管进场时每一合同批应附有质量证明书,并做进场复验。当使用单位能提供近期 采用的相同品牌和型号波纹管的检验报告或有可靠的工程经验时,金属波纹管可不做径向 刚度、抗渗漏性能的检测,塑料波纹管可不做环刚度、局部横向荷载和柔韧性的检测。 波纹管应分类、分规格存放。金属波纹管应垫枕木并用防水毡布覆盖,并应避免变形 和损伤。塑料波纹管储存时应远离热源和化学品的污染,并应避免暴晒。 金属波纹管吊装时,不得在其中部单点起吊;搬运时,不得抛摔或拖拉。 16.1.6.2灌浆材料 对于后张有粘结预应力体系,预应力筋张拉后,孔道应尽快灌浆,可以避免预应力筋 锈蚀和减少应力松弛损失。同时利用水泥浆的强度将预应力筋和结构构件混凝土粘结形成 整体共同工作,以控制超载时裂缝的间距与宽度并改善梁端锚具的应力集中状况。 (1) 孔道灌浆宜采用强度等级不低于42. 5MPa的普通硅酸盐水泥配制的水泥浆。水 泥的质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB 175)的规定。 (2) 灌浆用水泥浆的水灰比不应大于0. 4;搅拌后泌水率不宜大于1%,泌水应能在 24h内全部重新被水泥浆吸收。 (3) 为了改善水泥浆体性能,可适量掺入高效外加剂,其掺量应经试验确定,水灰比 可减至0. 32〜0. 38。 (4) 水泥及外加剂中不应含有对预应力筋有害的化学成分,其中氯离子的含量不应超 过水泥重量的0. 02%。 (5) 孔道灌浆用外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8067)和《混凝 土外加剂应用技术规范》(GB 50119)的规定。 (6) 孔道灌浆用水泥和外加剂进场时应附有质量证明书,并做进场复验。 16.1.6.3 防护材料 预应力端头描具封闭保护宜采用与结构构件同强度等级的细石混凝土,或采用微膨胀 混凝土、无收缩砂浆等。无粘结预应力筋铺具封闭前,无粘结筋端头和锚具夹片应涂防腐 16. 1预应力材料 301 蚀油脂,并安装配套的塑料防护帽,或采用全封闭锚固体系防护系统。 16.1 预应力锚固体系 锚固体系是保证预应力混凝土结构的预加应力有效建立的关键装置。锚固系统通常 是指锚具、夹具、连接器及锚下支撑系统等。锚具用以永久性保持预应力筋的拉力并将 其传递给混凝土,主要用于后张法结构或构件中;夹具是先张法构件施工时为了保持预 应力筋拉力,并将其固定在张拉台座(或钢模)上用的临时性锚固装置,后张法夹具是 将千斤顶(或其他张拉设备)的张拉力传递到预应力筋的临时性锚固装置,因此夹具属 于工具类的临时锚固装置,也称工具锚;连接器是预应力筋的连接装置,用于连续结构 中,可将多段预应力筋连接成完整的长束,是先张法或后张法施工中将预应力从一段预 应力筋传递到另一段预应力筋的装置;锚下支撑系统包括锚垫板、喇叭管、螺旋筋或网 片等。 预应力筋用锚具、夹具和连接器按锚固方式不同,可分为夹片式(单孔与多孔夹片锚 具)、支承式(镦头锚具、螺母锚具)、铸锚式(冷铸锚具、热铸锚具)、锥塞式(钢质锥 形锚具)和握裹式(挤压锚具、压接锚具、压花锚具)等。支承式锚具描固过程中预应力 筋的内缩量小,即铺具变形与预应力筋回缩引起的损失小,适用于短束筋,但对预应力筋 下料长度的准确性要求严格;夹片式锚具对预应力筋的下料长度精度要求较低,成束方 便,但错固过程中内缩量大,预应力筋在锚固端损失较大,适用于长束筋,当用于锚固短 束时应采取专门的措施。 工程设计单位应根据结构要求、产品技术性能、适用性和张拉施工方法等选用匹配的 锚固体系。 16.2.1性能要求 铺具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性,以保 证充分发挥预应力筋的强度,并安全地实现预应力张拉作业。锚具、夹具和连接器的性能 应符合现行国家标准《预应力筋用铺具、夹具和连接器》(GB/T 14370)和现行行业标准 《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》(JGJ 85)的规定。 16.2.1.1锚具的基本性能 1.铺具静载锚固性能 锚具的静载描固性能,应由预应力筋-销具组装件静载试验测定的锚具效率系数ψ和 达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变eapu确定。 16. 2预应力描固体系 30J 锚具效率系数屮应按式(16-3)计算: 卞= (16一3) γρ i pm 式中Fapu——预应力筋-锚具组装件的实测极限拉力; ——预应力筋的实际平均极限抗拉力,由预应力筋试件实测破断荷载平均值计 算得出; ηΡ——预应力筋的效率系数,应按下列规定取用:预应力筋-锚具组装件中预应力 筋为1〜5根时,7^ = 1; 6〜12根时,”ρ = 0·99; 13〜19根时,% = 0.98; 20根以上时,ηρ=0·97。 预应力筋-铺具组装件的静载锚固性能,应同时满足下列两项要求: ya^0. 95; εβΡυ^2. 0% 当预应力筋-描具组装件达到实测极限拉力时,应当是由预应力筋的断裂,而不应由 锚具的破坏所导致;试验后锚具部件会有残余变形,但应能确认锚具的可靠性。夹片式锚 具的夹片在预应力筋拉应力未超过0· 8/ptk时不允许出现裂纹。 预应力筋-描具组装件破坏时,夹片式描具的夹片可出现微裂或一条纵向断裂裂缝。 2. 疲劳荷载性能 用于主要承受静、动荷载的预应力混凝土结构,预应力筋-描具组装件除应满足静载 锚固性能要求外,尚需满足循环次数为200万次的疲劳性能试验。 当锚固的预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时,试验应力上限取预应力钢材抗拉 强度标准值/P*的65%,疲劳应力幅度不小于80MPa。如工程有特殊需要,试验应力上 限及疲劳应力幅度取值可以另定。当锚固的预应力筋为有明显屈服台阶的预应力钢材时, 试验应力上限取预应力钢材抗拉强度标准值/P*的80%,疲劳应力幅度取80MPa。 试件经受200万次循环荷载后,锚具零件不应疲劳破坏。预应力筋在错具夹持区域发 生疲劳破坏的截面面积不应大于总截面面积的5%。 3. 周期荷载性能 用于有抗震要求结构中的锚具,预应力筋-铺具组装件还应满足循环次数为50次的周 期荷载试验。当锚固的预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时,试验应力上限取预应力 钢材抗拉强度标准值/帥的80%,下限取预应力钢材抗拉强度标准值/Ptk的40%;当锚固 的预应力筋为有明显屈服台阶的预应力钢材时,试验应力上限取预应力钢材抗拉强度标准 值/Ptk的90 %,下限取预应力钢材抗拉强度标准值/Ptk的40 %。 试件经50次循环荷载后预应力筋在描具夹持区域不应发生破断。 4. 工艺性能 (1) 锚具应满足分级张拉、补张拉和放松拉力等张拉工艺要求。锚固多根预应力筋用 的铺具,除应具有整束张拉的性能外,尚应具有单根张拉的可能性。 (2) 承受低应力或动荷载的夹片式锚具应具有防止松脱的性能。 (3) 当锚具使用环境温度低于一50Γ时,锚具尚应符合低温锚固性能要求。 (4) 夹片式锚具的锚板应具有足够的刚度和承载力,锚板性能由锚板的加载试验确 定,加载至0.95/ptk后卸载,测得的锚板中心残余挠度不应大于相应锚垫板上口直径的 1/600;加载至1.2/ptk时,铺板不应出现裂纹或破坏。 16. 2预应力锚固体系 315 (5)与后张预应力筋用锚具(或连接器)配套的锚垫板、锚固区域局部加强钢筋,在 规定的试件尺寸及混凝土强度下,应满足铺固区传力性能要求。 16.2.1.2夹具的基本性能 预应力筋-夹具组装件的静载错固性能,应由预应力筋-夹具组装件静载试验测定的夹 具效率系数%确定。夹具的效率系数如应按式(16-4)计算: = ^ (16-4) ■a pm 式中Fw——预应力筋-夹具组装件的实测极限拉力。 预应力筋-夹具组装件的静载锚固性能试验结果应满足:Vg>0. 92。 当预应力筋-夹具组装件达到实测极限拉力时,应当是由预应力筋的断裂,而不应由 夹具的破坏所导致。 夹具应具有良好的自锚性能、松错性能和安全的重复使用性能。主要锚固零件应具有 良好的防锈性能。夹具的可重复使用次数不宜少于300次。 16.2.1.3连接器的基本性能 在张拉预应力后永久留在混凝土结构或构件中的预应力筋连接器,都必须符合锚具的 性能要求;如在张拉后还须放张和拆除的连接器,则必须符合夹具的性能要求。 16.2.2钢绞线锚固体系 16.2.2.1单孔夹片锚固体系 单孔夹片锚固体系见图16-14。 单孔夹片描具是由锚环与夹片组成,见图16-15。夹片的种类很多,按片数可分为三 片式或二片式。二片式夹片的背面上部锯有一条弹性槽,以提高锚固性能,但夹片易沿纵 向开裂;也有通过优化夹片尺寸和改进热处理工艺,取消了弹性槽。按开缝形式可分为直 开缝与斜开缝。直开缝夹片最为常用;斜开缝夹片主要用于锚固7邦平行钢丝束,在20 世纪90年代后张预应力结构工程中有相当数量的应用。国内各厂家的单孔夹片锚具型号 16. 2预应力锚固体系 315 Φ) ^^7 id) 图16-14单孔夹片锚固体系示意图 1—预应力筋;2—夹片;3—铺环; 4一承压板;5—螺旋筋 图16-15单孔夹片锚具 ω组装图;⑷锚环;(c)三片式夹片; (Α 二片式夹片;(e) 二片式夹片;(/)斜开缝夹片 1—预应力筋;2—锚环;3—夹片 16. 2预应力锚固体系 315 16. 2预应力锚固体系 315 与规格略有不同,应注意配套使用。采用 限位自锚张拉工艺时,预应力筋锚固时夹 片自动跟进,不需要顶压;采用带顶压器 张拉工艺时,锚固时顶压夹片以减小回缩 损失。 图16-16带承压板的锚环示意图 130 单孔夹片铺具的锚环,也可与承压钢 板合一,采用铸钢制成,图16-16为一种 带承压板的锚具。 16. 2预应力锚固体系 315 单孔夹片描具主要用于锚固#12. 7、#15. 2钢绞线制成的预应力筋,也可用于先张 法夹具。 单孔二夹片式锚具的参考尺寸见表16-30。 单孔二夹片式锚具参考尺寸 表16-30 锚具型号 锚 环 夹 片 D Η d a Φ h 形式 M13-1 40 42 16 6。30, 17 40 二片直开缝(带 M15-1 46 48 18 20 45 钢丝圏) M13-1 43 13 16 6°00; 17 38 二片直开缝(无 M15-1 46 48 18 19 43 弹性槽) 16.2.2.2多孔夹片锚固体系 12 3 4 1 多孔夹片锚固体系一般称为群锚,是由多孔夹片锚具、锚垫板(也称喇叭管)、螺旋 筋等组成,见图16-17。这种锚具是在一块多孔的锚板上,利用每个锥形孔装一副夹片, IM Φ) 图16-17多孔夹片锚固体系 («)尺寸示意图;(b)外观图片 16. 2预应力锚固体系 315 1— 钢绞线;2—夹片;3—错环;4一描垫板(喇叭口); 5—螺旋筋;6—波纹管 夹持1根钢绞线,形成一个独立锚固单元,选择铺固单元数量即可确定锚固预应力筋的根 数。其优点是任何1根钢绞线铺固失效,都不会引起整体销固失效。每束钢绞线的根数不 受限制。对铺板与夹片的要求,与单孔夹片锚具相同。 多孔夹片锚固体系在后张法有粘结预应力混凝土结构中用途最广。表16-31列出了多 孔夹片锚固体系的参考尺寸,锚固单元从2孔至55孔可供选择。工程设计施工时可参考 国内生产厂家的技术参数选用。 多孔夹片锚固体系参考尺寸 表16-31 钢绞线直径一根数 ΦΑ B L Κ/ΦΌ Η I U ΦΕ ΦΙ 圈数 15-2 83 45 120 150 120 8 4 15-3 83 45 85 50/55 100 130 160 130 10 4 15-4 98 45 90 55/60 110 140 200 140 12 4 15-5 108 50 110 55/60 120 150 200 150 12 4 15-6 125 50 120 70/75 140 180 200 180 12 4 15-7 125 55 120 70/75 140 180 200 180 12 4 15-8 135 55 140 80/85 160 200 250 200 14 5 15-9 147 55 160 80/85 170 210 250 210 14 5 15-10 158 55 180 90/95 170 210 300 210 14 5 15-11 158 60 180 90/95 170 210 300 210 14 5 15-12、 13 168 60 190 90/95 180 225 300 225 16 5 15-14、 15 178 65 200 100/105 190 240 300 240 16 5 15-16 187 65 210 100/105 200 250 300 250 18 5 15-17 195 70 220 105/110 200 260 300 260 18 5 15-18、 19 198 70 220 105/110 200 270 360 270 18 6 15-25、 27、 31 270 80 350 130/137 260 360 480 510 20 8 15-37 290 90 450 140/150 350 440 540 570 22 9 15-55 350 100 530 160/170 400 520 630 700 26 9 16. 2预应力锚固体系 315 16.2.2.3扁形夹片锚固体系 扁形夹片锚固体系是由扁形夹片 锚具、扁形锚垫板等组成,见图16-18。 该描固体系的参考尺寸见表16-32。 扁锚具有张拉槽口扁小,可减少 混凝土板厚,钢绞线单根张拉,施工 方便等优点; 16. 2预应力锚固体系 315 主要适用于楼板、扁 梁、低高度箱梁,以及桥面横向预应 力束等。 I 卜 F 图16-18扁形夹片锚固体系 16. 2预应力锚固体系 315 扁形夹片锚固体系参考尺寸 表16-32 钢绞线直径-根数 扁形错塾板(mm) 扁形错板(mm) Λ Β C D E F 15-2 150 160 80 80 48 50 15-3 190 200 90 115 48 50 15-4 230 240 90 150 48 50 15-5 270 280 90 185 48 50 16.2.2.4固定端锚固体系 固定端铺固体系有:挤压描具、压花锚具、环形锚具等类型。其中,挤压锚具既可埋 在'混凝土结构内,也可安装在结构之外,对有粘结预应力钢绞线、无粘结预应力钢纹线都 适用,是应用范围最广的固定端锚固体系。压花描具适用于固定端空间较大且有足够的粘 结长度的固定端。环形锚具可用于墙板结构、大型构筑物墙、墩等环形结构。 在一些特殊情况下,固定端描具也可选用夹片锚具,但必须安装在构件外,并需要有 可靠的防松脱处理,以免浇筑混凝土时或有外界干扰时夹片松开。 1.挤压锚具 挤压锚具是在钢绞线一端部安装异形钢丝衬圈(或开口直夹片)和挤压套,利用专用 挤压设备将挤压套挤过模孔后,使其产生塑性变形而握紧钢绞线,异形钢丝衬圈(或开口 直夹片)的嵌入,增加钢套筒与钢绞线之间的摩阻力,挤压套与钢绞线之间没有任何空 隙,紧紧握住,形成可靠的锚固,见图16-19。 挤压式固定端锚具参考尺寸 (mm) 表 16-33 型号 Λ Β Li ΦΕ 螺旋筋直径 圈数 JYM15-2 100X100 180 150 120 8 3 JYM15-3 120X120 180 150 130 10 3 JYM15-4 150X150 240 200 150 12 4 图16-19单根挤压锚描固体系示意图 1 一钢绞线;2—挤压片;3—挤压锚环; 4一挤压错塾板;5—螺旋筋 表16-33列出了固定端挤压锚具的参考尺寸。 16. 2预应力锚固体系 315 图16-20多根钢绞线挤压锚锚固体系示意图 1 一波纹管;2—螺旋筋;3—钢绞线; 4一垫板;5—挤压锚具 挤压锚具后设钢垫板与螺旋筋,用于单根预应力钢绞线时见图16-19;用于多根有粘 结预应力钢绞线时见图16-20。当一束钢绞线根数较多,设置整块钢垫板有困难时,可采 用分块或单根挤压描具形式,但应散开布置,各个单根钢垫板不能重叠。 续表 型号 A B Li ,ΦΕ 螺旋筋直径 圈数 JYM15-5 170X170 300 220 170 12 4 JYM15-6、7 200X200 380 250 200 14 5 JYM15-8、9 220X220 440 270 240 14 5 JYM15-12 250X250 500 300 270 16 6 2.压花锚具 压花铺具是利用专用液压轧花机将钢绞线端头压成梨形头的一种握裹式锚具,见图 16-21。这种锚具适用于固定端空间较大且有足够的粘结长度的有粘结钢绞线。 如果是多根钢绞线的梨形头应分排埋置在混凝土内。为提高压花锚四周混凝土及散花 头根部混凝土抗裂强度,在梨形头头部配置构造筋,在梨形头根部配置螺旋筋。混凝土强 度不低于C30,压花铺具距离构件截面边缘不小于30mm,第一排压花锚的锚固长度,对 ^s15. 2钢绞线不小于900mm,每排相隔至少为300mm。 5 6 (b) 图16-21压花锚具示意图 (a)单根钢绞线压花锚具;(《多根钢绞线压花锚具 1一波纹管;2—螺旋筋;3一排气孔;4一钢绞线;5—构造筋;6—压花描具 16. 2预应力锚固体系 315 3.U形锚具 Μ U形铺具,即钢绞线固定端在外形上形成180°的 弧度,使钢绞线束的末端可重新回复到起始点的附近 地点,见图16-22。 U形铺具的加固筋尺寸、数量与锚固长度应通过 计算确定。U形锚具的波纹管外径与混凝土表面之间 的距离,应不小于波纹管外径尺寸。 图16-22 U形锚具示意图 1—0A环形波纹管;2—U形加固筋; 3—灌浆管;4一直线波纹管 因该锚具的特殊形状,预埋管再穿束难度大,因 此一般采用预先将钢绞线穿人波纹管内,并置入结构 中定位固定后再浇筑混凝土的方法。 16.2.2.5钢绞线连接器 1.单根钢绞线连接器 单根钢绞线锚头连接器是由带外螺纹的夹片锚具、挤压锚具与带内螺纹的套筒组成, 见图16-23。前段筋采用带外螺纹的夹片锚具错固,后段筋的挤压锚具穿在带内螺纹的套 筒内,利用该套筒的内螺纹拧在夹片锚具铺环的外螺纹上,达到连接作用。 单根钢绞线接长连接器是由2个带内螺纹的夹片锚具和1个带外螺纹的连接头组成, 见图16-24。为了防止夹片松脱,在连接头与夹片之间装有弹簧。 — 图16-24单根钢绞线接长连接器 1 一带内螺纹的加长锚环;2—带外螺纹的连接头; 3—连接器弹簧;4一夹片;5—钢绞线 图16-23单根钢绞线连接器 1 一带外螺纹的锚环;2—带内螺纹的套筒; 3—挤压锚具;4一钢绞线 2.多根钢绞线连接器 多根钢绞线锚头连接器主要由连接体、 夹片、挤压铺具、护套、约束圈等组成,见图 16-25。其连接体是一块增大的锚板。锚板中部锥形孔用于锚固前段预应力束,锚板外周 边的槽口用于挂后段预应力束的挤压锚具。 16. 2预应力锚固体系 315 图16-26多根钢绞线接长连接器 1—波纹管;2—护套;3—挤压锚具;4一描板; 5—钢绞线;6—钢环;7—打包钢条 多根钢绞线接长连接器设置在孔道的直线区段,用于接长预应力筋。接长连接器与锚 头连接器的不同处是将锚板上的锥形孔改为孔眼,两段钢绞线的端部均用挤压锚具固定。 张拉时连接器应有足够的活动空间。接长连接器的构造见图16-26。 图16-25多根钢绞线连接器 1 一连接体;2—挤压‘描具;3—钢绞线; 4—夹片锚具;5—护套;6—约束圈 16. 2.2. 6 环锚 或使用在两端不能安装普通张拉锚具的钢绞 环铺应用于圆形结构的环状钢绞线束, 线束。 该铺具的预应力筋首尾锚固在同一块锚板上,见图16-27。张拉时需加变角块在一个 方向进行张拉。表16-34列出了环形锚具的参考尺寸。 环形锚具参考尺寸 表16-34 钢绞线直径一根数 A β C D F H 15-2 160 65 50 50 150 200 15-4 160 80 90 65 800 200 15-6 160 100 130 80 800 200 15-8 210 120 160 100 800 250 15-12 290 120 180 110 800 320 15-14 320 125 180 110 1000 340 注:参数£、G应根据工程结构确定,AL为环形锚索张拉伸长值。 16. 2预应力锚固体系 315 ◎◎◎◎ ◎◎◎ ◎◎ ◎◎◎ ◎◎◎◎ _张拉千斤 16. 2预应力锚固体系 315 顶 ,弧形辅助张拉垫快 图16-27环锚示意图 (α)环锚有关尺寸;(b)环锚锥孔 (*) 16. 2预应力锚固体系 315 16. 2.3钢丝束锚固体系 16.2.3.1镦头锚固体系 镦头锚固体系适用于锚固任意根数的Φ5或Φ7钢丝束。镦头锚具的型式与规格可根据 相关产品选用。 16. 2预应力锚固体系 315 钢丝束 A型锚环螺母 ■ Ύ7///7 r T7///7 16. 2预应力锚固体系 315 聽 w 但另一端锚板应由铺 1) Μ 1. 常用镦头锚具 常用的镦头锚具分为A型与B型。A 型由锚杯与螺母组成,用于张拉端。B型 为错板,用于固定端,其构造见图16-28。 镦头锚具的锚杯与锚板一般采用45号 钢,螺母采用30号钢或45号钢。 2. 特殊型镦头锚具 (1) 锚杆型锚具。由锚杆、螺母和半 图16_28钢丝束镦头描具 环形垫片组成,见图16-29。错杆直径小,构件端部无需扩孔。 (2) 铺板型锚具。由带外螺纹的锚板与垫片组成,见图16-30 板芯与锚板环用螺纹连接,以便铺芯穿过孔道。 ,3 4 16. 2预应力锚固体系 315 图16-29铺杆型镦头铺具 81 16 一3Q 2- 3-料懸片; ^餅TIT;卜Π形塾片; ,新郴細板c ^ 3—预埋钢板;4—钢丝束; 4一预埋钢板;5—锚孔 5—锚板环;6—错心 (3)钢丝束连接器 当釆用镦头锚具时,钢丝束的连接器,可采用带内螺纹的套筒或带外螺纹的连杆,见 图 16-31。 (a) 图16-31钢丝束连接器 (a)带内螺纹的套筒;(6)带外螺纹的套筒 1 一钢丝;2—套筒;3—锚板;4一锚杆;5—连杆;6—螺母 16.2.3.2钢质锥形锚具 钢质锥形铺具由锚环与锚塞组成,适用于锚固6〜30邦和12〜2#7钢丝束,见图. 16-32。 16. 2预应力锚固体系 315 16-33,适用于夹持单根直径扣 丝和消除应力钢丝等。 16. 2预应力锚固体系 315 2.夹片式夹具 夹片式夹具由套筒和夹片组成,见图 16-34,适用于夹持单根直径5〜7mm的消除应 图16-33锥销夹具 1 一定位板;2—套筒;3—齿板;4一钢丝 1 2 3 4 5 6 7 见图 -7mm的冷拉钢 图16-32钢质锥形锚具 1 一锚塞;2—锚环;3—钢丝束 16.2.3.3单根钢丝夹具 1.锥销式夹具 锥销式夹具由套筒与锥塞组成, 图16-34单根钢丝夹片夹具 1—钢丝;2—套筒;3—夹片;4—钢丝圈; 5—弹簧圈;6—顶杆;7—顶盖 力钢丝等。套筒内装有弹簧圈,随时将夹片顶紧,以确保成组张拉时夹片不滑脱。 16. 2预应力锚固体系 315 16.2.4螺纹钢筋锚固体系 16.2.4.1螺纹钢筋锚具 螺纹钢筋铺具包括螺母与垫板,是利用与该钢筋螺纹匹配的特制螺母锚固的一种支承 式锚具,见图16-35。表16-35列出了螺纹钢筋锚具的参考尺寸。 螺纹钢筋锚具螺母分为平面螺母和锥面螺母两种,垫板相应地分为平面垫板与锥面垫 板两种。由于螺母传给垫板的压力沿45°方向向四周传递,垫板的边长等于螺母最大外径 加2倍垫板厚度。 螺纹钢筋锚具参考尺寸(mm) 表 16-35 钢筋直径 螺母分类 螺 母 垫 板 D Η Η, Λ Η Φ ¥ 25 锥面 57.7 50 54 13 120 20 35 62 平面 — — 32 锥面 75 65 72 16 140 24 45 76 平面 — — Η TO 16. 2预应力锚固体系 315 Ηί2 图16-35螺纹钢筋锚具 (α)锥面螺母与垫板;(W平面螺母与垫板 il 6.3 f 1 16.2.4.2螺纹钢筋连接器 螺纹钢筋连接器的形状见图16-36。螺纹钢筋连接器的参考尺寸表16-36, 螺纹钢筋连接器尺寸(_) 表16-36 公称直径 Φ L Li d dx i b 25 50 45 126 45 25. 5 29.7 12 8 32 60 54 168 60 32. 5 37.5 16 9 16. 2预应力锚固体系 315 16.2.5拉索锚固体系 I Κ I HI 匕1 ■:Z2 i / -z4 i--6 w Π r5 ^ 4 - ⑷ (*) (c) 图16-37钢绞线压接锚具 (α)螺杆端头;(6)叉耳端头;(X)耳板端头 预应力空间钢结构因其承载力高、改善结构的受力性能、节约钢材、可以表现出优美 的建筑造型等优点得到大量的应用,在2008北京奥运场馆中广泛采用,取得了极好的效 果。随着我国大跨度公共建筑发展的需要,预应力拉索在钢结构、混凝土结构工程中应用 日益增多。其铺固体系是基于钢绞线夹片锚具、钢丝束镦头锚具与钢棒钢拉杆描具等基础 上发展起来的,主要包括:钢绞线压接锚具、冷(热)铸镦头锚具和钢绞线拉索锚具及钢 拉杆等。 16.2.5.1钢绞线压接锚具 钢绞线压接锚具是利用钢索液压压接机将套 筒径向压接在钢绞线端头的一种握裹式锚具,见 图16-37。钢绞线压接锚具的端头分为用于张拉 端的螺杆式端头、用于固定端的叉耳及耳板端 头。如在叉耳或耳板与压接段之间安装调节螺 杆,也可用张拉端。 16.2.5.2冷铸镦头锚具 1 一钢绞线;2—螺杆;3—螺母; 4一叉耳;5—轴销;6—耳板 冷铸傲头锚具分为张拉端和固定端两种形 式,采用环氧树脂、铁砂等冷铸材料进行浇筑和 锚固。这种锚具有较高的抗疲劳性能,在大跨度 斜拉索中广泛采用。 冷铸镦头锚具的构造,见图16-38。其筒体内锥形段灌注环氧铁砂。当钢丝受力时, 借助于楔形原理,对钢丝产生夹紧力。钢丝穿过铺板后在尾部镦头,形成抵抗拉力的第二 道防线。前端延长筒灌注弹性模量较低的环氧岩粉,并用尼龙环控制钢丝的位置。筒体上 有梯形外螺纹和圆螺母,便于调整索力和更换新索。张拉端铺具还有梯形内螺纹,以便与 张拉杆连接。 1 一锚头锚板;2—螺母;3—张拉端锚杯;4一固定端锚杯;5—冷铸料; 6—密封料;7—下连接筒;8—上连接筒;9一热收缩套管;10—索体 冷铸镦头锚具技术参数,见表16-37。 冷铸镦头锚具技术参数 表16-37 规格 Di (mm) Li (mm) Dz (mm) U (mm) 拉索外径 (mm) 破断索力 (kN) 5-55 Φ135 300 Φ185 70 51 1803 5-85 Φ165 335 Φ215 90 61 2787 5-127 Φ185 355 Φ245 90 75 4164 16. 2预应力锚固体系 315 7-55 Φ175 350 Φ225 90 68 3535 7-85 Φ205 410 Φ275 110 83 5463 7-127 Φ245 450 Φ315 135 105 8162 16. 2.5.3热铸镦头锚具 热铸镦头锚具就是用低熔点的合金代替环氧树脂、铁砂浇筑和锚固,且没有延长筒, 其尺寸较小,可用于大跨度结构、特种结构等19〜42妁、矽钢丝束。热铸镦头锚具的构 造与冷铸锚大体相同。热铸镦头锚具分为叉耳式、单(双)螺杆式、单耳式(耳环式)、 单(双)耳内旋式等形式锚具。 16.2.5.4钢绞线拉索锚具 钢绞线拉索铺具的构造,见图16-39。 图16-39钢绞线拉索锚具构造 0. 张拉端锚具 张拉端错具构造见图16-40。对于短索可在锚板外缘加工螺纹,配以螺母承压;对于 长索,由于索长调整量大,而锚板厚度有限,因此需要用带支承筒的描具,锚板位于支承 ,筒顶面,支承筒依靠外面的螺母支承在锚垫板上。为了防止低应力状态下的夹片松动,设 有防松装置。 1. 固定端锚具 2 3 4 5 图16-40张拉锚固段及过渡段结构示意图 1—防护帽;2—锚垫板;3—过渡管;4一定位浆体;5—导管;6—定位器;7—索套管;8—防 腐润滑脂;9—夹片;10—调整螺母;11 一锚板;12—穿线管;13—密封装置;14一钢绞线 图16-41固定锚固段及过渡段结构示意图 1 一索套管;2—钢绞线;3—导管;4一定位器;5—过渡管;6—密封装置;7—银垫板; 固定端铺具构造见图16-41。可省去支承筒与螺母。拉索过渡段由锚垫板、预埋管、 索导管、减振装置等组成。减振装置可减轻索的振动对铺具产生的不利影响。 8—防护帽;9—定位装体;10—穿线管;11一错板;12—夹片;13—防腐润滑脂 16. 2预应力锚固体系 315 拉索锚具内一般灌注油脂或石蜡等;对抗疲劳要求高的锚具一般灌注粘结料。钢绞线 拉索锚具的抗疲劳性能好,施工适应性强,在体外预应力结构索和大跨度斜拉索中得到曰 益广泛的应用。常用钢绞线拉索锚具技术参数,见表16-38。 常用钢绞线拉索锚具技术参数(_) 表16-38 斜拉索规格型号 DR张拉端 DS固定端 锚板外径 A 锚板厚度 -Ai 螺母外径 Ci 螺母厚度 Bi 导管参考 尺寸G 锚板外径 Dz 锚板厚度 八2 导管参考 尺寸e2 15-12 Trl90X6 90 230 50 多219X6· 5 185 85 务 180X4. 5 15-19 Tr235X8 105 285 65 多267X6. 5 230 100 多219X6· 5 15-22 Τγ255Χ8 115 310 75 多299X8 250 100 多219X6. 5 15-31 Τγ285Χ8 135 350 95 多325X8 280 125 多245X6. 5 15-37 Τγ310Χ8 145 380 105 多356X8 300 150 多273X6· 5 15-43 Τγ350Χ8 150 425 115 M06X9 340 155 衫 25X8 15-55 Τγ385Χ8 170 470 130 多 419X10 380 175 多325X8 15-61 Τγ385Χ8 185 470 145 多 419X10 380 190 多356X8 15-73 Τγ440Χ8 185 530 145 細XII 430 190 M06X9 15-85 Τγ440Χ8 215 540 175 卿XII 430 220 M06X9 15-91 Τγ490Χ8 215 590 160 多559X13 480 230 多457X10 15-109 Τγ505Χ8 220 610 180 多559X13 495 240 多457X10 15-127 Τγ560Χ8 260 670 200 舛 10X13 550 290 細8 XII 注:1.本表的锚具尺寸同时适应奵5. 7mm钢绞线斜拉索; 2. 当斜拉索规格与本表不相同时,锚具应选择邻近较大规格,如15-58的斜拉索应选配15-61斜拉索锚具; 3. 当所选的斜拉索规格超过本表的范围,可咨询相关专业厂商。 16.2.5.5钢拉杆 钢拉杆铺具组装件,见图16-42。它由两端耳板、钢棒拉杆、调节套筒、锥形锁紧螺 母等组成。拉杆材料为热处理钢材。两端耳板与结构支承点用轴销连接。钢棒拉杆可由多 根接长,端头有螺纹。调节套筒既是连接器,又是错具,内有正反牙。钢棒张拉时,收紧 调节套筒,使钢棒建立预应力。 1 2 3 4 5 ^-4 f* ι1ιι»ϊϊΕΐ1 t β i t Tiiliiiiiil· ^ ^ PT L. I丨丨邸则 ^ 1_ 丨丨」丄J k、 脚卿 J t=, 图16-42钢拉杆锚具组装件 1 一耳板;2、4一锥形锁紧螺母;3—钢棒拉杆;5—调节套筒 16.2.6质量检验 描具、夹具和连接器的质量验收,应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连 接器》(GB/T 14370)、现行行业标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》 (JGJ 85)和现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)的规定。 锚具、夹具和连接器进场时,应按合同核对描具的型号、规格、数量及适用的预应力 筋品种、规格和强度等。生产厂家应提供产品质量保证书和产品技术手册。产品按合同验 收后,应按下列规定进行进场检验,检验合格后方可在工程中应用。 16. 2预应力锚固体系 315 16.2.6.1 检验项目与要求 进场验收时,同一种材料和同一生产工艺条件下生产的产品,同批进场时可视为同一 检验批。每个检验批的锚具不宜超过2000套。连接器的每个检验批不宜超过500套。夹 具的检验批不宜超过500套。获得第三方独立认证的产品,其检验批的批量可扩大1倍。 验收合格的产品,存放期超过1年,重新使用时应进行外观检查。 1.锚具检验项目 (1) 外观检查 从每批产品中抽取2%且不少于10套锚具,检査外形尺寸、表面裂纹及锈蚀情况。 其外形尺寸应符合产品质保书所示的尺寸范围,且表面不得有机械损伤、裂纹及锈蚀;当 有下列情况之一时,本批产品应逐套检查,合格者方可进人后续检验: 1) 当有1个零件不符合产品质保书所示的外形尺寸,则应另取双倍数量的零件重做 检查,仍有1件不合格; 2) 当有1个零件表面有裂纹或夹片、描孔锥面有镑蚀。 对配套使用的锚垫板和螺旋筋可按以上方法进行外观检查,但允许表面有轻度锈蚀。 螺旋筋的钢筋不应采用焊接连接。 (2) 硬度检验 对硬度有严格要求的锚具零件,应进行硬度检验。从每批产品中抽取3%且不少于5 套样品(多孔夹片式错具的夹片,每套抽取6片)进行检验,硬度值应符合产品质保书的 要求。如有1个零件硬度不合格时,应另取双倍数量的零件重做检验,如仍有1件不合 格,则应对本批产品逐个检验,合格者方可进人后续检验。 (3) 静载锚固性能试验 在外观检查和硬度检验都合格的锚具中抽取样品,与相应规格和强度等级的预应力筋 16.2预应力锚固体系 3J5 组装成3个预应力筋-铺具组装件,进行静载锚固性能试验。每束组装件试件试验结果都 必须符合本章第16. 2. 1. 1条的要求。当有一个试件不符合要求,应取双倍数量的锚具重 做试验,如仍有一个试件不符合要求,则该批锚具判为不合格品。 2. 夹具检验项目 夹具进场验收时,应进行外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验。检验和试验方法 与锚具相同;静载锚固性能试验结果都必须符合本章第16. 2. 1. 2条的要求。 3. 连接器的检验 永久留在混凝土结构或构件中的预应力筋连接器,应符合锚具的性能要求;在施工中 临时使用并需要拆除的连接器,应符合夹具的性能要求。 另外,用于主要承受动荷载、有抗震要求的重要预应力混凝土结构,当设计提出要求 时,应按现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T 14370)的规定进行疲 劳性能、周期荷载性能试验;锚具应用于环境温度低于一50°C的工程时,尚应进行低温错 固性能试验。 国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)第6_ 2. 3条注: 对于锚具用量较少的一般工程,如供货方提供有效的试验报告,可不做静载锚固性能试 验。为了便于执行,中国工程建设标准化协会标准《建筑工程预应力施工规程》(CECS 180: 2005)第3. 3. 11条的条文说明进行了如下补充说明 1) 设计单位无特殊要求的工程可作为一般工程; 2) 多孔夹片锚具不大于200套或钢绞线用量不大于30t,可界定为锚具用量较少的工 程; 3) 生产厂家提供的由专业检测机构测定的静载锚固性能试验报告,应与供应的锚具 为同条件同系列的产品,有效期一年,并以生产厂有严格的质保体系、产品质量稳定为 前提; 4) 如厂家提供的单孔和多孔夹片锚具的夹片是通用产品,对一般工程可采用单孔锚 具静载锚固性能试验考核夹片质量; 5) 单孔夹片锚具、新产品锚具等仍按正常规定做静载锚固性能试验。 16.2.6.1 锚固性能试验 预应力筋-铺具或夹具组装件应按图16-43的装置进行静载试验;预应力筋-连接器组 装件应按图16-44的装置进行静载试验。 1. 一般规定 (1) 试验用预应力筋可由检测单位或受检单位提供,同时还应提供该批钢材的质量质 保书。试验用预应力筋应先在有代表性的部位至少取6根试件进行母材力学性能试验,试 验结果必须符合国家现行标准的规定。其实测抗拉强度平均值/^应符合本工程选定的强 度等级,超过上一等级时不应采用。 (2) 试验用预应力筋-铺具(夹具或连接器)组装件中,预应力筋的受力长度不宜小 于3m。单根钢绞线的组装件试件,不包括夹持部位的受力长度不应小于0.8m。 (3) 如预应力筋在锚具夹持部位有偏转角度时,宜在该处安设轴向可移动的偏转装置 (如钢环或多孔梳子板等)。 (4) 试验用锚固零件应擦拭干净,不得在锚固零件上添加影响锚固性能的介质,如金 16. 3 张拉设备及配套机具 3J321 刚砂、石墨、润滑剂等。 W//////厂////////////////////〜 L彡3000 (5)试验用测力系统,其不确定度不得大于2%;测量总应变的量具,其标距的不确 定度不得大于标距的0.2%;其指示应变的不确定度不得大于0.1%。 2.试验方法 预应力筋-描具组装件应在专门的装置 进行静载锚固性能试验,见图16-43。预应 力筋-连接器组装件应按图16-44进行静载锚 固性能试验。加载之前应先将各根预应力筋 4一承力台座;5—预应力筋;6—测量总应变的装置; 7—固定端试验锚具 的初应力调匀,初应力可取钢材抗拉强度标图I6-43预应力筋-锚具组装件静载试验装置 7隹值/ptk的5%〜10%。正式加载步骤为:卜*拉端试验锚具;2—加荷载用千斤顶;3—荷载传感器; 按预应力筋抗拉强度标准值/Ptk的20%、 40%、60%, 80%,分4级等速加载,加载 速度每分钟宜为lOOMPa;达到80%后,持荷lh;随后用低于lOOMPa/min加载速度逐渐 加载至完全破坏,荷载达到最大值Fapu或预应力筋破断。 用试验机进行单根预应力筋-锚具组装件静载试验时,在应力达到0.8/ptk时,持荷时 间可以缩短,但不应少于lOmin。 3-测量与观察的项目 试验过程中,应选取有代表性的预应力筋和描具零件,测量其间的相对位移。加载速 度不应超过lOOMPa/min;在持荷期间,如其相对位移继续增加、不能稳定,表明已失去 可靠的锚固能力。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 图16-44预应力筋-连接器组装件静载试验装置 1 一张拉端试验锚具;2—加荷载用千斤顶;3—承力台座;4一连续段预应力筋; 5—测量总应变的量具;6—转向约束钢环;7—试验连接器;8—附加承力圆筒或 穿心式千斤顶;9一荷载传感器;10—固定端锚具;11—被接段预应力筋 16.3张拉设备及配套机具 预应力施工常用的设备和配套机具包括:液压张拉设备及配套油泵,施工组装、穿束 和灌浆机具及其他机具等。 16.3.1液压张拉设备 液压张拉设备是由液压张拉千斤顶、电动油泵和张拉油管等组成。张拉设备应装有测 力仪表,以准确建立预应力值。张拉设备应由经专业操作培训且合格的人员使用和维护, 并按规定进行有效标定。 液压张拉千斤顶按结构形式不同可分为穿心式、实心式。穿心式千斤顶可分为前卡 式、后卡式和穿心拉杆式;实心式千斤顶可分为顶推式、机械自锁式和实心拉杆式。 16. 3 张拉设备及配套机具 3J321 以下简单介绍几种工程常用千斤顶形式。 16. 3.1.1穿心式千斤顶 穿心式千斤顶是一种具有穿心孔,利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤 顶。这种千斤顶适应性强,既适用于张拉需要顶压的锚具;配上撑脚与拉杆后,也可用于张 拉螺杆锚具和镦头锚具。该系列产品有:YC20D型、YC60型和YC120型千斤顶等。 1. YC60型千斤顶 ! 纟9、 YC60型千斤顶,主要由张拉油缸、 顶压油缸、顶压活塞、穿心套、保护套、 图16-45 YC60型千斤顶 (a)夹片式构造简图;(6)螺杆式加撑脚示意图 1 一张拉油缸;2—顶压油缸(即张拉活塞);3—顶压活塞; 4一弹簧;5—预应力筋;6—工具锚;7—螺帽;8—工作锚; 9 一混凝土构件;10—撑脚;11 一张拉杆;12—连接器 端盖堵头、连接套、撑套、回程弹簧和 动、静密封圈等组成。该千斤顶配上撑 杆与拉杆后,见图16-45。 张拉预应力筋时,A油嘴进油、B油 嘴回油,顶压油缸、连接套和撑套连成 一体右移顶住锚环;张拉油缸、端盖螺 母及堵头和穿心套连成一体带动工具锚 左移张拉预应力筋。 顶压锚固时,在保持张拉力稳定的 条件下,B油嘴进油,顶压活塞、保护套 和顶压头连成一体右移将夹片强力顶人 锚环内。 张拉缸采用液压回程,此时A油嘴 回油、B油嘴进油。 张拉活塞采用弹簧回程,此时A、B油嘴同时回油,顶压活塞在弹簧力作用下回程 复位。 2. YC120型千斤顶 YC120型千斤顶的构造见图16-46,其主要特点是:该千斤顶由张拉千斤顶和顶压千 斤顶两个独立部件“串联”组成,但需多一根高压输油管和增设附加换向阀。它具有构造 图16-46 YC120型千斤顶构造简图 A—张拉油路;β—顶压油路 简单、制作精度容易保证、装拆修理方便和通用性大等优点,但其轴向长度较大,预留钢 绞线较长。 16. 3 张拉设备及配套机具 3J321 3.大孔径穿心式千斤顶 大孔径穿心式千斤顶,又称群销千斤顶,是一种具有一个大口径穿心孔,利用单液缸 张拉预应力筋的单作用千斤顶。这种千斤顶广泛用于张拉大吨位钢绞线束;配上撑脚与拉 杆后也可作为拉杆式穿心千斤顶。根据千斤顶构造上的差异与生产厂家不同,可分为三大 系列产品:YCD型、YCQ型、YCW型千斤顶;每一系列产品又有多种规格。 (1) YCD型千斤顶 1 一工具锚;2—千斤顶缸体;3—千斤顶活塞; 4一顶压器;5—工作锚 YCD型千斤顶的技术性能见表16-39。 YCD型千斤顶的技术性能 表16-39 项 目 单 位 YCD120 YCD200 YCD350 额定油压 N/mm2 50 50 50 张拉缸液压面积 cm2 290 490 766 公称张拉力 kN 1450 2450 3830 张拉行程 mm 180 180 250 穿心孔径 mm 128 160 205 回程缸液压面积 cm2 177 263 — 回程油应 N/mm2 20 20 20 η个液压顶压缸面积 cm2 hX5. 2 nX5. 2 nX5. 2 η个顶压缸顶压力 kN nX26 nX26 nX26 外形尺寸 mm 多 315X550 多370X550 多480X671 主机重量 kg 200 250 — 配套油栗 ZB4-500 ZB4-500 ZB4-500 适用彡15钢绞线束 根 4〜7 8〜12 19 注:摘自有关厂家产品资料。 YCD型千斤顶的构造,见图16-47。 这类千斤顶具有大口径穿心孔,其前端安 装顶压器,后端安装工具锚。张拉时活塞 杆带动工具银与钢绞线向左移,锚固时采 用液压顶压器或弹性顶压器。 液压顶压器:采用多孔式(其孔数与 铺具孔数同),多油缸并联。顶压器的每 个穿心式顶压活塞 16. 3 张拉设备及配套机具 3J321 对准锚具的一组夹片。 钢绞线从活塞的穿心孔中穿过。锚固时, 穿心活塞同时外伸,分别顶压锚具的每组 夹片,每组顶压力为25kN。这种顶压器 的优点在于能够向外露长度不同的夹片,分别进行等载荷的强力顶压描固。这种做法,可 降低锚具加工的尺寸精度,增加锚固的可靠性,减少夹片滑移回缩损失。 图16-48 YCQ型千斤顶的构造简图 1 一工作锚板;2—夹片;3—限位板;4—缸体; 5—活塞;6—工具锚板;7—工具夹片;8—钢 绞线;9一铸铁整体承压板 A—张拉时进油嘴;Br回缩时进油嘴 弹性顶压器:采用橡胶制筒形弹性元件, 每一弹性元件对准一组夹片,钢绞线从弹性元 件的孔中穿过。张拉时,弹性顶压器的壳体把 弹性元件顶压在夹片上。由于弹性元件与夹片 之间有弹性,钢绞线能正常地拉出来。张拉后 无顶锚工序,利用钢绞线内缩将夹片带进锚固。 这种做法,可使千斤顶的构造简化、操作方便, 但夹片滑移回缩损失较大。 (1) YCQ型千斤顶 YCQ型千斤顶的构造,见图16-48。这类千 斤顶的特点是不顶锚,用限位板代替顶压器。限 位板的作用是在钢绞线束张拉过程中限制工作锚 夹片的外伸长度,以保证在锚固时夹片有均匀一 致和所期望的内缩值。这类千斤顶的构造简单、 图16-49带支撑脚YCW型千斤顶构造简图 1—铺具;2—支撑环;3—撑脚;4一油缸;5—活塞; 6—张拉杆;7—张拉杆螺母;8—张拉杆手柄 造价低、无需顶锚、操作方便,但要求锚具的自锚性能可靠。在每次张拉到控制油压值或需 要将钢绞线锚住时,只要打开截止阀,钢绞线即随之被锚固。另外,这类千斤顶配有专门的 工具错,以保证张拉锚固后退楔方便。YCQ型千斤顶技术性能见表16-40。 YCQ型千斤顶技术性能 表16-40 项 目 单 位 YCQ100 YCQ200 YCQ350 YCQ500 额定油压 N/mm2 63 63 63 63 张拉缸活塞面积 cm2 219 330 550 783 理论张拉力 kN 1380 2080 3460 4960 16. 3 张拉设备及配套机具 3J321 张拉行程 mm 150 150 150 200 回程缸活塞面积 cm2 113 185 273 427 回程油压 N/mm2 <30 <30 <30 <30 穿心孔直径 mm 90 130 140 175 外形尺寸 mm 多258X440 多340X458 0420X44.6 ίδ490Χ530 主机重量 kg 110 190 320 550 注:摘自有关厂家产品资料。 YCWB型千斤顶技术性能 _表16-41 项-目 单位 YCW100B YCW150B YCW250B YCW400B 公称张拉力 kN 973 1492 2480 3956 公称油压力 MPa 51 50 54 52 张拉活塞面积 cm2 191 298 459 761 回程活塞面积 cm YCW型千斤顶 YCW型千斤顶是在YCQ型千斤顶的 基础上发展起来的。近几年来,又进一步 开发出YCW型轻量化千斤顶,它不仅体 积小、重量轻,而且强度高,密封性能 好。该系列产品的技术性能,见表16-41。 YCW型千斤顶加撑脚与拉杆后,可用于 镦头锚具和冷铸镦头锚具,见图16-49。 78 138 280 459 回程油压力 MPa <25 <25 <25 <25 穿心孔径 mm 78 120 140 175 张拉行程 mm 200 200 200 200 主机重量 kg 65 108 164 ’ 270 外形尺寸奶XL mm 必 214X370 必285X370 必344X380 多432X400 注:摘自有关厂家产品资料。 16.3.1.2前置内卡式千斤顶 前置内卡式千斤顶是将工具铺安装在千斤顶前部的一种穿心式千斤顶。这种千斤顶的 优点是节约预应力筋,使用方便,效率高。 YCN25型前卡式千斤顶由外缸、活塞、内缸、工具锚、顶压头等组成,见图16-50。 张拉时既可自锁锚固,也可顶压锚固。采用顶压锚固时,需在千斤顶端部装顶压器,在油 泵路上加装分流阀。 YCN25型前卡式千斤顶的技术性能:张拉力250kN、额定压力50MPa、张拉行程 200mm,穿心孔径18mm、外形尺寸^110X 550mm、主机重量22kg,适用于单根钢绞线 张拉或多孔描具单根张拉。 图16-50 YCN25型前卡式千斤顶构造简图 1—夕卜缸;2—活塞;3—内缸;4—工具铺;5—顶压头 16. 3 张拉设备及配套机具 3J321 16.3.1.3 双缸千斤顶 1 一承压板;2—工作锚;3—顶压器;4一活塞支架; 5—油缸支架;6—夹片;7—预应力筋;A、&一油嘴 开口式双缸千斤顶是利用一对倒置的单活塞杆缸体将预应力筋卡在其间开口处的一种 千斤顶。这种千斤顶主要用于单根超长钢 绞线中间张拉及既有结构中预应力筋截断 或松铺等。‘ 开口式双缸千斤顶由活塞支架、油缸 支架、活塞体、缸体、缸盖、夹片等组成, 见图16-51。当油缸支架A油嘴进油,活塞 支架B油嘴回油时,液压油分流到两侧缸 16. 3 张拉设备及配套机具 3幻 体内,由于活塞支架不动,缸体支架后退带动预应力筋张拉。反之,B油嘴进油,A油嘴 回油时,缸体支架复位。 图16-52 YZ锥锚式千斤顶构造简图 1 一张拉油缸;2—顶压油缸(张拉活塞3—顶压活塞; 4—弹簧;5—预应力筋;6一換块;7—对中套;8—描塞; 9一错环;10—混凝土构件 开口式双杠千斤顶的公称张拉力为180kN,张拉行程为150mm,额定压力为40MPa, 主机重量为47kg。. 16. 3.1. 4锥描式千斤顶 锥锚式千斤顶是一种具有张拉、顶 拉锚固钢丝束钢质锥形锚具。 锥锚式千斤顶由张拉油缸、顶压油 缸、顶杆、退楔装置等组成,见图16-52, 技术参数见表16-42。楔块夹住预应力钢 丝后,从A油嘴进油,顶杆伸出将锥形 锚塞顶人锚环内;从B油嘴继续进油, 千斤顶卸荷回油,利用退楔翼片退楔,顶杆靠弹簧回程。 YZ型锥锚式千斤顶技术性能 表16-42 型 号 公称张拉力 张拉行程 主机重量 外形尺寸 (kN) (mm) (kg) (mm) YZ600 600 200 170 抑 30X818 YZ850 850 250 136 妇70X796 400 155 糾00X981 YZ1500 1500 300 180 抑 94X892 图16-53拉杆式千斤顶张拉示意图 1一主油缸;2—主缸活塞;3—进油孔;4一回油缸 5—回油活塞;6—回油孔;7—连接器;8—传力架 9 一拉杆;10—螺母;11 一预应力筋;12—混凝土构件 13—承压板;14 一螺丝端杆 16.3.1.5拉杆式千斤顶 }2 }3 ;/ 拉杆式千斤顶由主油缸、主缸活塞、回 油缸、同油活塞、连接器、传力架、活塞拉 杆等组成。图16-53是用拉杆式千斤顶张拉 时的工作示意图。张拉前,先将连接器旋在 预应力的螺丝端杆上,相互连接牢固。千斤 顶由传力架支承在构件端部的钢板上。张拉 时,高压油进人主油缸、推动主缸活塞及拉 杆,通过连接器和螺丝端杆,预应力筋被拉 伸。千斤顶拉力的大小可由油泵压力表的读 数直接显示。当张拉力达到规定值时,拧紧螺丝端杆上的螺母,此时张拉完成的预应力筋 被锚固在构件的端部。锚固后回油缸进油,推动回油活塞工作,千斤顶脱离构件,主缸活 塞、拉杆和连接器回到原始位置。最后将连接器从螺丝端杆上卸掉,卸下千斤顶,张拉 结束。 16. 3 张拉设备及配套机具 3幻 目前常用的一种千斤顶是YL60型拉杆式千斤顶。另外,还生产YL400型和YL500 型千斤顶,其张拉力分别为4000kN和5000kN,主要用于张拉力大的螺纹钢筋等张拉。 16. 3 张拉设备及配套机具 331 16.3.1.6扁千斤顶 图16-54扁千斤顶结构简图 扁千斤顶采取薄型设计,轴向尺寸很小,见图16-54,常用于狭小的工作空间,如更 换桥梁支座。扁千斤顶技术参数见表16-43。 扁千斤顶技术参数 表 16-43 最大载荷 (kN) 最大行程 (mm) 工作压力 (MPa) 外形尺寸 (mm) 1000 15 50 抑 20X50 1600 15 51 炽 58X60 2500 18 50 多 310X78 3500 18 49 炎380X107 扁千斤顶使用时,需在千斤顶和张顶构件之间放置垫块。 扁千斤顶有临时性使用和永久性使用两种情况。临时性使用是指千斤顶完成张顶后, 拆除复原;永久性使用是指千斤顶作为结构的一部分永久保留在结构物中。 16.3.1. 7千斤顶使用注意事项与维护 1. 千斤顶使用注意事项 (1) 千斤顶不允许在超过规定的负荷和行程的情况下使用。 (2) 千斤顶在使用时活塞外露部分如果粘上灰尘杂物,应及时用油擦洗干净。使用完 毕后,各油缸应回程到底,保持进、出口的洁净,加覆盖保护,妥善保管。 (3) 千斤顶张拉升压时,应观察有无漏油和千斤顶位置是否偏斜,必要时应回油调 整。进油升压必须徐缓、均匀、平稳,回油降压时应缓慢松开回油阀,并使各油缸回程 到底。 (4) 双作用千斤顶在张拉过程中,应使顶压油缸全部回油。在顶压过程中,张拉油缸 应予持荷,以保证恒定的张拉力,待顶压锚固完成时,张拉缸再回油。 2. 千斤顶常见故障及其排除,见表16-44。 千斤顶常见故障及其排除方法 表16-44 故障现象 故障的可能原因 排除方法 16. 3 张拉设备及配套机具 331 漏油 1. 油封失灵 2. 油嘴连接部位不密封 1. 检查或更换密封圈 2. 修理连接油嘴或更换垫片 千斤顶张拉活塞 不动或运动困难 1. 操作阀用错 2. 回程缸没有回油 3. 张拉缸漏油 4. 油量不足 5. 活塞密封圈胀得太紧 1. 正确使用操作阀 2. 使张拉缸回油 3. 按漏油原因排除 4-加足油量 5.检查密封圈规格或更换 千斤顶活塞运行 不稳定 油缸中存有空气 空载往复运行几次排除空气 续表 故障现象 故障的可能原因 排除方法 千斤顶缸体或活 塞刮伤 1. 密封圈上混有铁屑或砂粒 2. 缸体变形 1-检验密封圈,清理杂物,修理缸体和活塞 2.检验缸体材料、尺寸、硬度,修复或更换 千斤顶连接油管 开裂 1. 油管拆卸次数过多、使用过久 2. 压力过高 3. 焊接不良 1. 注意装拆,避免弯折,不易修复时应更换油管 2. 检査油压表是否失灵,压力是否超过规定压力 3. 焊接牢固 16.3.2油 泵 16.3.2.1通用电动油栗 预应力用电动油泵是用电动机带动与阀式配流的一种轴向柱塞泵。油泵的额定压力应 等于或大于千斤顶的额定压力。 ZB4-500型电动油泵是目前通用的预应力油泵,主要与额定压力不大于50MPa的中 等吨位的预应力千斤顶配套使用,也可供对流量无特殊要求的大吨位千斤顶和对油泵自重 无特殊要求的小吨位千斤顶使用,技术性能见表16-45。 ZB4-500型电动油泵技术性能 表16-45 直径 mm 多10 电动机 功率 kW 3 柱塞 行程 mm 6.8 转数 r/min 1420 个数 个 2X3 用油种类 10号或20号机械油 额定油压 MPa 50 油箱容量 L 42 额定油压 L/min 2X2 外形尺寸 mm 745X494X1052 出油嘴数 个 2 重量 kg 120 ZB4-500型电动油泵由泵体、控制阀、油箱小车和电器设备等组成,见图16-55。 16. 3 张拉设备及配套机具 331 4 (*) 图16-55 ZB4-500型电动油泵 te) i电动油泵结构简图;(6)电动油泵外形图_ -拉手;2—电气开关;3—组合控制阀;4一压力表;5—电动机;6—油箱小车;7—加油口 泵体采用阀式配流的双联式轴向定量泵结构型式。双联式即将同一泵体的柱塞分成两 组,共用一台电动机,由公共的油嘴进油,左、右油嘴各自出油,左、右两路的流量和压 力互不干扰。 控制阀由节流阀、截止阀、溢流阀、单向阀、压力表和进油嘴、出油嘴、回油嘴组 成。节流阀控制进油速度,关闭时进油最快。截止阀控制卸荷,进油时关闭,回油时打 开。单向阀控制持荷。溢流阀用于控制最高压力,保护设备。 16.3.2.2超高压变量油泵 (1) ZB10/320-4/800 型电动油泵 ZB10/320-4/800型电动油泵是一种大流量、超髙压的变量油泵,主要与张拉力 1000kN以上或工作压力在50MPa以上的预应力液压千斤顶配套使用。 ZB10/320-4/800型电动油泵的技术性能如下: 额定油压:一级32MPa; 二级80MPa; 公称流量:一级 10L/min;. 二级 4L/min; 电动机功率:7.5kW,油泵转速1450r/min; 油箱容量:120L; 外形尺寸:1100mmX590mmX 1120mm; 空栗重量270kg。 16. 3 张拉设备及配套机具 331 ZB10/320-4/800型电动油泵由泵体、变量阀、组合控制阀、油箱小车、电气设备等 组成。泵体采用阀式配流的轴向柱塞泵,设有3X柯2和3X^14两组柱塞副。由泵体小柱 塞输出的油液经变量阀直接到控制阀,大柱塞输出油液经单向阀和小柱塞输出油液汇成一 路到控制阀。当工作压力超过32MPa时,活塞顶杆右移推开变量阀锥阀,使大柱塞输出 油液空载流回油箱。此时,单向阀关闭,小柱塞油液不返流而继续向控制阀供油。在电动 机功率恒定条件下,因输出流量小而获得较高的工作压力。 (1) ZB618型电动油泵 ZB618型电动油泵,即ZB6/1-800型电动油泵,可用于各类型千斤顶的张拉,主要 特点: 1) 0〜15MPa为低压大流量,每分钟流量为6L·, 2) 15〜25MPa为变量区,由6L/min逐步变为0. 6L/min; 3) 25〜80MPa为高压小流量定量区lL/min; 4) 扳动一个手柄,即可实现换向式保压; 5) 体积小,重量轻(70kg)。 16.3.2.3小型电动油泵 ZB1-630型油泵主要用于小吨位液压千斤顶和液压镦头器,也可用于中等吨位千斤 顶,见图16-56。该油泵额定油压为63MPa,流量为0. 63L/min,具有自重轻、操作简 单、携带方便,对高空作业、场地狭窄尤为适用,技术性能见表16-46。 该油泵由泵体、组合控制阀、邮箱继电器开关等组成。泵体系自吸式轴向柱塞泵。组 合控制阀由单向阀、节流阀、截止阀、换向阀、安全阀、油嘴和压力表组成。换向阀手柄 居中,各路通0;手柄顺时针旋紧,上油路进油,下油路回油;反时针旋松,则下油路进 油,上油路回油。 ZB1-630型电动油泵技术性能 表16-46 直径 mm 邦 电动机 功率 kW 1. 1 柱塞 行程 mm 5. 57 转数 r/ min 1400 个数 个 3 用油种类 10号或20号机械油 额定油压 MPa 63 油箱容量 L 18 额定油压 L/min 1 外形尺寸 mm 501X306X575 出油嘴数 个 2 重量 kg 55 16.3.2.4手动油栗 手动油泵是将手动的机械能转化为液体的压力能的一种小型液压泵站,见图16-57。 加装踏板弹簧复位机构,可改为脚动操作。 手动油泵特点:动力为人工手动,高压,超小型,携带方便、操作简单,应用范围 广,主机重量根据油箱容量不同一般为8〜20kg。 16. 3 张拉设备及配套机具 331 16. 3 张拉设备及配套机具 331 CL_ ] (b) 1 A XL 16. 3 张拉设备及配套机具 331 图16-56 ZB1-630型电动油栗 (α)电动油泵结构简图;(b)电动油泵外形图 1 一泵体;2—压力表;3—油嘴;4一组合控制阀;5—油箱 16.3.2.5外接油管与接头 1. 钢丝编织胶管及接头组件连接千斤顶和油泵,见图16-58。推荐采用钢丝编织胶管。 根据千斤顶的实际工作压力,选择钢丝编织胶管与接头组件。但须注意,连接螺母的 螺纹应与液压千斤顶定型产品的油嘴螺纹(M16X1.5) —致。 2. 油嘴及垫片 YC60型千斤顶、LD10型钢丝镦头器和ZB4-500型电动油泵三种定型产品采用的统 一油嘴为M16X1.5平端油嘴,见图16-59,垫片为舛3. 5X07X2 (外径X外径X厚)紫铜 1 2 3 4 5 6 图16-58编织钢丝胶管接头组件结构简图 1 一钢丝编制胶管;2—保护弹簧;3—接头外套; 4一接头芯子;5—接头螺母;6—防尘堵头 图16-57手动油栗 图16-59 Μ16Χ1.5平端油嘴 垫片(加工后应经退火处理)。 3.自封式快装接头 为了解决接头装卸需用扳手,卸下的接头漏油造成油液损失和环境污染问题,可采用 一种内径6mm的三层钢丝编织胶管和自封式快装接头。该接头完全能承受50N/mm2的 油压,而且柔软易弯折,不需工具就能迅速装卸。卸下的管道接头能自动密封,油液不会 流失,使用极为方便,结构见图16-60。 16. 3 张拉设备及配套机具 331 图1640自封式快速接头结构简图 16.3.2.6油泵使用注意事项与维护 1. 油泵使用注意事项 (1) 油泵和千斤顶所用的工作油液,一般用10号或20号机油,亦可用其他性质相近 的液压用油,如变压器油等。油箱的油液需经滤清,经常使用时每月过滤一次,不经常使 用时至少三个月过滤一次,油箱应定期清洗。油箱内一般应保持85%左右的油位,不足 时应补充,补充的油应与油泵中的油相同。油箱内的油温一般应以10〜40°C为宜,不宜 在负温下使用。 (2) 连接油泵和千斤顶的油管应保持清洁,不使用时用螺丝封堵,防止泥沙进入。油 泵和千斤顶外露的油嘴要用螺帽封住,防止灰尘、杂物进入机内。每日用完后,应将油泵 擦净,清除滤油铜丝布上的油垢。 (3) 油泵不宜在超负荷下工作,安全阀须按设备额定油压或使用油压调整压力,严禁 任意调整。 (4) 接电源时,机壳必须接地线。检查线路绝缘情况后,方可试运转。 (5) 油泵运转前,应将各油路调节阀松开,待压力表慢慢退回至零位后,方可卸开千 斤顶的油管接头螺帽。严禁在负荷时拆换油管或压力表等。 (6) 油泵停止工作时,应先将回油阀缓缓松开,待压力表慢慢退回至零位后,方可卸 开千斤顶的油管接头螺母。严禁在负荷时拆换油管或压力表等。 (7) 配合双作用千斤顶的油泵,宜采用两路同时输油的双联式油泵(ZB4/500型)。 (8) 耐油橡胶管必须耐高压,工作压力不得低于油栗的额定油压或实际工作的最大油 压。油管长度不宜小于3m。当一台油泵带动两台千斤顶时,油管规格应一致。 2. 油泵常见故障及其排除方法,见表16-47。 油泵常见故障及其排除方法 表16-47 故障现象 故障的可能原因 排除方法 不出油、出油 1.泵体内存有空气 1.旋拧各手柄排出空气 不足或波动 2.漏油 2.查找漏点予以清除 3.油箱液而太低 3.添加新油 续表 故障现象 故障的可能原因 排除方法 不出油、出油 不足或波动 4. 油太稀、太黏或太脏 5. 泵体之油网堵塞 6-泵体的柱塞卡住、吸油弹簧失效和柱塞与 套筒磨损 7.泵体的进排油阀密封不严、配合不好 4. 调和适当或更换新油 5. 清洗去污 6. 清洗柱塞与套筒或更换损坏件 7. 淸洗阀口或更换阀座、弹簧和密 封圈 16. 3 张拉设备及配套机具 331 压力表上不去 1. 泵体内存有空气 2. 漏油 3. 控制阀上的安全阀口损坏或阀失灵 4. 控制阀上的送油阀口损坏或阀杆锥端损坏 5. 泵体的进排油阀密封不严、配合不好 6. 泵体的柱塞套筒过度磨损 1. 旋拧各手柄排出空气 2. 查找漏点予以清除 3. 惚平阀口并更换损坏件 4. 總平接合处阀口和修换阀杆 5. 清洗阀口或更换阀座、弹簧和密 封圈 6. 更换新件 持压时表针回降 1. 外漏 2. 控制阀上的持压单向阀失灵 3. 回油阀密封失灵 1. 查找漏点予以清除 2. 清洗和修刮阀口,敲击钢球或更换 新件 3. 清洗与修好回油阀口和阀杆 泄露 1. 焊缝或油管路破裂 2. 螺纹松动 3. 密封垫片失效 4. 密封圈破裂 5. 泵体的进排油阀口破坏或柱塞与套筒磨损 过度 1. 重新焊好或更换损坏件 2. 拧紧各丝堵、接头和各有关螺钉 3. 更换新片 4. 更换新件 5. 修复阀口或更换阀座、弹簧、柱塞 和套筒 噪声 1. 进排油路有局部堵塞 2. 轴承或其他件损坏和松动 3. 吸油管等混入空气 1. 除去堵塞物使油路畅通 2. 换件或拧紧 3. 排气 16.3.3张拉设备标定与张拉空间要求 16.3.3.1张拉设备标定 施加预应力用的机具设备及仪表,应由专人使用和管理,并应定期维护和标定。 张拉设备应配套标定,以确定张拉力与压力表读数的关系曲线。标定张拉设备用的压 力检测装置精度等级不应低于0.4级,量程应为该项试验最大压力的120%〜200%。标 定时,千斤顶活塞的运行方向,应与实际张拉工作状态一致。 张拉设备的标定期限,不宜超过半年。当发生下列情况之一时,应对张拉设备重新 标定: '(1)千斤顶经过拆卸修理; (2)千斤顶久置后重新使用; (1) 压力表受过碰撞或出现失灵现象; (2) 更换压力表; (3) 张拉中预应力筋发生多根破断事故或张拉伸长值误差较大。 16.3.3.2液压千斤顶标定 千斤顶与压力表应配套标定,以减少积累误差,提高测力精度。 1. 用用压力试验机标定 穿心式、锥锚式和台座式千斤顶的标定,可在压力试验机上进行。 标定时,将千斤顶放在试验机上并对准中心。开动油泵向千斤顶供油,使活塞运行至 全部行程的1/3左右,开动试验机,使压板与千斤顶接触。当试验机处于工作状态时,再 16. 3 张拉设备及配套机具 331 开动油泵,使千斤顶张拉或顶压试验机。分级记录试验机吨位和对应的压力表读数,重复 三次,求其平均值,即可绘出油压与吨位的标定曲线,供张拉时使用。如果需要测试孔道 摩擦损失,则标定时将千斤顶进油嘴关闭,用试验机压千斤顶,得出千斤顶被动工作时油 压与吨位的标定曲线。 根据液压千斤顶标定方法的试验研究得出: (1) 用油膜密封的试验机,其主动与被动工作室的吨位读数基本一致;因此用千斤顶 试验机时,试验机的吨位读数不必修正。 (2) 用密封圈密封的千斤顶,其正向与反向运行时内摩擦力不相等,并随着密封圈的 做法、缸壁与活塞的表面状态、液压油的黏度等变化。 (3) 千斤顶立放与卧放运行时的内摩擦力差异小。因此,千斤顶立放标定时的表读数 用于卧放张拉时不必修正。 1. 用标准测力计标定 图16-62用压力传感器 (或水银压力计)标定千斤顶 1 一压力传感器(或水银压力计); 2—框架;3—千斤顶 用测力计标定千斤顶是一种简单可靠的方法,准确程度较高。常用的测力计有水银压 力计、压力传感器或弹簧测力环等,标定装置如图16-61、图16-62所示。 图16-61用穿心式压力传感器标定千斤顶 1 一螺母;2—垫板;3—穿心式压力传感器; 4一横梁;5一拉杆;6—穿心式千斤顶 标定时,千斤顶进油,当测力计达到一定分级载荷读数N1时,读出千斤顶压力表上 相应的读数pl;同样可得对应读数N2、p2; N3、p3;…。此时,Nl、N2、N3…即为对 应于压力表读数pl、p2、p3…时的实际作用力。重复三次,求其平均值。将测得的各值 绘成标定曲线。实际使用时,可由此标定曲线找出与要求的N值相对应的p值。 此外,也可采用两台千斤顶卧放对顶并在其连接处装标准测力计进行标定。千斤顶A 进油,B关闭时,读出两组数据:(1) N-Pa主动关系,供张拉预应力筋时确定张力端拉 力用;(2) N-Pb被动关系,供测试孔道摩擦损失时确定固定端拉力用。反之,可得N-Pb 主关系,N-Pa被动关系。 16.3.3.3张拉空间要求 施工时应根据所用预应力筋的种类及其张拉铺固工艺情况,选用张拉设备。预应力筋 的张拉力不宜大于设备额定张拉力的90%,预应力筋的一次张拉伸长值不应超过设备的 最大张拉行程。当一次张拉不足时,可采取分级重复张拉的方法,但所用的错具与夹具应 适应重复张拉的要求。 千斤顶张拉所需空间,见图16-63和表16-48。 16. 3 张拉设备及配套机具 331 图16-63千斤顶张拉空间示意图 千斤顶张拉空间 表16-48 千斤顶 千斤顶外径 千斤顶长度 活塞行程 最小工作空间 钢绞线预留 型号 D (mm) L (mm) (mm) B (mm) C (mm) 长度A (mm) YCW100B 214 370 200 1200 150 570' YCW150B 285 370 200 1250 190 570 YCW250B 344 380 200 1270 220 590 YCW350B 410 400 200 1320 255 620 YCW400B 432 400 200 1320 265 620 16.3.4配套机具 16.3.4.1组装机具 1. 挤压机 挤压机是预应力施工重要配套机具之一,用于预应力钢绞线挤压式固定端的制作,外 观见图16-64。 挤压铺具组装时,挤压机的活塞杆推动套筒通过喇叭形挤压模,使套筒变细,挤压簧 或挤压片碎断,一半嵌入外钢套,一半压入钢绞线,从而增加钢套筒与钢绞线之间的摩阻 力,形成挤压头。挤压后预应力筋外露长度不应小于1mm。 2. 紧楔机 紧楔机是用于夹片式固定端及挤压式固定端的制作,外观见图16-65。在夹片式固定 ⑷ (b) 图16-64挤压机 (α)挤压机结构简图;(6)挤压机外形图 1—套筒;2—挤压模;3—挤压顶杆;4—外缸;5—活塞;6—端盖 465 16. 3 张拉设备及配套机具 331 图16-65紧楔机 (a)紧楔机结构简图;(W紧楔机外形图 1 一套筒;2—限位块;3—外缸;4一内缸;5—活塞 端的制作中,用紧楔机将夹片压入锚环而将夹片与锚环楔紧;在挤压式固定端的制作中, 紧楔机将挤压后的挤压锚环压人配套的挤压错座中,使得挤压描具与锚座牢固连接,避免 在混凝土振捣过程中与锚座分离,影响张拉及施工质量。 3.徽头机 对矽、郏的预应力钢丝进行镦头的配套机具,外观见图16-66,常用于先张法构件的施 工。在镦头过程中,将钢丝插入镦头机后,镦头机内部的夹片和镦头模即可将钢丝头部压成圆 图16-66镦头机 (α)镦头机结构简图;(6)镦头机外形图 1一外缸ί 2—端盖;3—活塞;4一镦头模;5—镦头夹片;6—镦头机描环 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 形。镦头铺加工简单,张拉方便,锚固可靠,成本较低,但对钢丝束的等长要求较严。 镦头要求:头型直径应符合1_ 4〜1.5倍钢丝直径,头型圆整,不偏歪,颈部母材不 受损伤,镦头钢丝强度不得低于钢丝强度标准值的98%。 4. 液压剪 用于预应力锚具张拉后外露钢绞线的穴内切断,可保证钢绞线端头不露出建筑外立 面,外观见图16-67。 5. 轧花机 轧花机可将钢绞线轧成梨形Η形锚头,外观见图16-68。直径15. 2mm预应力钢绞线 轧花后梨形头部尺寸应符合有关规范和标准的要求。Η形锚固体系包括含梨形自锚头的 一段钢绞线、支托梨形自锚头用的钢筋支架、螺旋筋、约束圈、金属波纹管等。 图16-67液压剪 图16-68轧花机 16.3.4.2穿束机具 穿束机适用于预应力钢绞线穿束施工(后张法),穿束机通过内部的辊子对钢绞线施 加牵引力,将钢绞线穿入预制的孔道内,具有操作简单,穿束速度快,施工成本低等优 点。施工操作时只需2〜3人即可,不需用吊车、装载机等大型机械配合。图16-69所示 为工人正在用穿束机穿预应力筋。 图16-69采用穿束机穿束 16.3.4.3灌浆机具 灌浆泵主要用于建筑和桥梁等预应力工程中,作为孔道灌浆的专用设备,如后张法预 应力工程的波纹管内灌浆,灌浆后需保证腔体内浆体饱满,无空气、水侵人,从而保证工 程的质量,外观见图16-70。 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 图16-70灌浆泵 16. 3. 4. 4其他机具 1 .顶压器 顶压器可与液压顶压千斤顶配合使用,用于空间无法布置单孔千斤顶位置的张拉,如 单根预紧群锚错具时。顶压器可与各种类型的群锚锚具配合使用,其作用在于限位和顶 压,锚固性能可靠,操作方便,外观见图16-71。 (0) (b) 图16-71不同形式的顶压器 (α)单孔顶压器;(《群锚顶压器 2.变角张拉器 用于需要偏斜张拉的结构,分为单孔变角器和群锚变角器,外观见图16-72,通过若 {a) (b) 图16-72单孔变角器和群锚变角器 (α)单孔变角器;(《群锚变角器 干个转角块将原有钢绞线延长线的角度逐步改变至方便张拉的角度。转角张拉器也可附加 液压顶压功能。 16. 4预应力混凝土施工计算及构造 16. 4.1预应力筋线形 (d) ν=/ίγ2 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 在预应力混凝土构件和结构中,预应力筋由一系列的正反抛物线或抛物线及直线组合 而成。预应力筋的布置应尽可能与外弯矩相一致,并尽量减少孔道摩擦损失及锚具数量。 常见的预应力筋布置有以下几种形状,见图16-73。 J™ 1尸如£ aL oL Ic L (b) 图16-73预应力筋线形 1.单抛物线形 预应力筋单抛物线形[图16-73 (α)]是最基本的线形布置,一般仅适用于简支梁。 其摩擦角计算见式(16-5),抛物线方程见式(16-6)。 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 4Η θ~17 Ax2, A = (16-5) (16-6) HL2 4 L 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 2.正反抛物线 预应力筋正、反抛物线形[图16-73 (W]布置其优点是与荷载弯矩图相吻合,通常 适用于支座弯矩与跨中弯矩基本相等的单跨框架梁或连续梁的中跨。预应力筋外形从跨中 C点至支座A (或£)点采用两段曲率相反的抛物线,在反弯点β (或D)处相接并相 切,Α (或E)点与C点分别为两抛物线的顶点。反弯点的位置距梁端的距离aL,一般 取为(0.1〜0.2)L。图中抛物线方程见式(16-7)。 y = Αχ2 (16-7) 2Η 式中跨中区段 梁端区段 3.直线与抛物线形相切 A (0. 5-a)L2 2H aLz A 预应力筋直线与抛物线形[图16-73 (c)]相切布置,其优点是可以减少框架梁跨中 及内支座处的摩擦损失,一般适用于双跨框架梁或多跨连续梁的边跨梁外端。预应力筋外 形在Αβ段为直线而在其他区段为抛物线,Β点为直线与抛物线的切点,切点至梁端的距 离仏,可按式(16-8)或式(16-9)计算: 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 L (16-8) (16-9) Li = fv1_S+2aft 当 = H2 时,Li = 0. 5L-/2a 式中a = 0. 1〜0. 2。 4. 双折线形 预应力筋双折线形[图16-73 W)]布置,其优点是可使预应力引起的等效荷载直接 抵消部分垂直荷载和方便在梁腹中开洞,宜用于集中荷载作用下的框架梁或开洞梁。但是 不宜用于三跨以上的框架梁,因为较多的折角使预应力筋施工困难,而且中间跨跨中处的 预应力筋摩擦损失也较大。一般情况下,/3= (士〜|)L。 16.4.2预应力筋下料长度 预应力筋的下料长度应由计算确定。计算时,应考虑下列因素:构件孔道长度或台座 长度、锚(夹)具厚度、千斤顶工作长度(算至夹持预应力筋部位)、镦头预留量、预应 力筋外露长度等。在遇到截面高度较大的混凝土梁或体外预应力筋下料时还应考虑曲线或 折线长度。 16.4.2.1钢绞线下料长度 后张法预应力混凝土构件中采用夹片式锚具时,见图16-74,钢绞线束的下料长度 L,按式(16-10)或式(16-11)计算。 2 3 . . _ Η~Γυ LLU· • J . , .,·· . r %.. C ** . . 4' .v ·· · .···_· 4 ·.·*...· v . -UJ 100 100 图16-74钢绞线下料长度计算简图 1 一混凝土构件;2—孔道;3—钢绞线;4一夹片式工作锚; 5—穿心式千斤顶;6—夹片式工具锚 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 两端张拉: 一端张拉: (1) (2) 式中I (16-10) (16-11) 8/i2 L = l + 2Ui+l00)+k -构件的孔道长度,对抛物线形孔道长度Lp,可按Lp -夹片式工作锚厚度; L = / + 2(Λ+Ζ2+100) 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 h——张拉用千斤顶长度(含工具锚),当采用前卡式千斤顶时,仅计算至千斤顶 体内工具锚处; h——预应力筋抛物线的矢高。 图16-75采用镦头锚具时 钢丝下料长度计算简图 1 一混凝土构件;2—孔道;3—钢丝束; 4一错杯;5—螺母;6— 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 银板 16.4.2.2钢丝束下料长度 后张法混凝土构件中采用钢丝束镦头锚具 时,见图16-75。钢丝的下料长度L可按钢丝束 张拉后螺母位于描杯中部计算,见式(16-12)。 L· = I + 2{h + 5) — K(H _ H) _ AL· _ c (16-12) 式中I——构件的孔道长度,按实际丈量; h——锚杯底部厚度或锚板厚度; S 钢丝镦头留量,对妒5取10mm; K——系数,一端张拉时取0.5,两端张 拉时取1.0; Η——锚杯高度; Η,——螺母高度; AL 钢丝束张拉伸长值; c——张拉时构件混凝土的弹性压缩值。 16.4.2.3长线台座预应力筋下料长度 先张法长线台座上的预应力筋,见图16-76,可采用钢丝和钢绞线。根据张拉装置不同, 可采取单根张拉方式与整体张拉方式。预应力筋下料长度L的基本算法见式(16-13)。 图16-76长线台座预应力筋下料长度计算简图 1一张拉装置;2—钢横梁;3—台座;4一工具式拉杆;5—预应力筋;6—待浇混凝土的构件 L· = li -- lz -- h 一 h 一 h (16-13) 式中 h—长线台座长度; h——张拉装置长度(含外露预应力筋长度); k——固定端所需长度; h——张拉端工具式拉杆长度; h——固定端工具式拉杆长度。 如预应力筋直接在钢横梁上张拉与锚固,则可取消U与h值。 同时,预应力筋下料长度应满足构件在台座上排列要求。 16.4.3预应力筋张拉力 预应力筋的张拉力大小,直接影响预应力效果。一般而言,张拉力越高,建立的预应 力值越大,构件的抗裂性能和刚度都可以提高。但是如果取值太高,则易产生脆性破坏, 即开裂荷载与破坏荷载接近;构件反拱过大不易恢复;由于钢材不均匀性而使预应力筋拉 断等不利后果,对后张法构件还可能在预拉区出现裂缝或产生局压破坏,因此规范规定了 张拉控制应力的上限值。 另外,设计人员还要在图纸上标明张拉控制应力的取值,同时尽可能注明所考虑的预 应力损失项目与取值。这样,在施工中如遇到实际情况所产生的预应力损失与设计取值不 一致,为调整张拉力提供可靠依据,以准确建立预应力值。 1.张拉控制应力 预应力筋的张拉控制应力,不宜超过表16-49的数值。 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 张拉控制应力限值 表 16-49 项次 预应力筋种类 张拉控制应力限值 1 消除应力钢丝、钢绞线 0. 75/ptk 2 中强度预应力钢丝 0. 70/ptk 3 预应力螺纹钢筋 0. 85/pyk 注:1.预应力钢筋的强度标准值,应按相应规范采用; 2.消除应力钢丝、钢绞线、中强度预应力钢丝的张拉控制应力不宜小于0.4/ptk,预应力螺纹钢筋的张拉应 力控制值不宜小于0. 5/pyk。 当符合下列情况之一时,表16-30中的张拉控制应力限值可提高0. 05/ptk或0. 05/pyk : (1) 要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力筋; (2) 要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间 的温差等因素产生的预应力损失。 '2.预应力筋张拉力 预应力筋的张拉力巧;按式(16-14)计算: Pi = ffcon X Ap (16-14) 式中——预应力筋的张拉控制应力; Αρ —预应力筋的截面面积。 在混凝土结构施工中,当预应力筋需要超张拉时,其最大张拉控制应力:对消除 应力钢丝和钢绞线为0.8/ptk (/ptk为预应力筋抗拉强度标准值),对预应力螺纹钢筋为 0. 95/pyk ( fpyk为预应力筋屈服强度标准值)。但锚具下口建立的最大预应力值:对预应力 应力钢丝和钢绞线不宜大于0. 7/ptk,对预应力螺纹钢筋不宜大于0. 85/pyk。 3.预应力筋有效预应力值 预应力筋中建立的有效预应力值可按式(16-15)计算: η (7pe <7con > ; Oii (16_15) 式中CJU——第i项预应力损失值。 对预应力钢丝及钢绞线,其有效预应力值%不宜大于0. 6/ptW,也不宜小于0. 4/plW。 16.4.4预应力损失 预应力筋应力损失是指预应力筋的张拉应力在构件的施工及使用过程中,由于张拉工 艺和材料特性等原因而不断地降低。 预应力筋应力损失一般分为两类:瞬间损失和长期损失。瞬间损失指的是施加预应力 时短时间内完成的损失,包括孔道摩擦损失、锚固损失、混凝土弹性压缩损失等。另外, 对先张法施工,有热养护损失;对后张法施工,有时还有锚口摩擦损失、变角张拉损失 等。长期损失指的是考虑了材料的时间效应所引起的预应力损失,主要包括预应力筋应力 松弛损失和混凝土收缩、徐变损失等。 16.4.4.1锚固损失 张拉端锚固时由于锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失(简称锚固损失),根 据预应力筋的形状不同,分别采取下列算法。 1.直线预应力筋的锚固损失ση,可按式(16-16)计算: ση = fEs (16-16) 式中 a——张拉端锚具变形和预应力筋内缩值(mm),按表16-50取用; 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 I——张拉端至锚具端之间的距离(mm); Es——预应力筋弹性模量(N/mm2)。 块体拼成的结构,其预应力损失尚应计及块体间填缝的预压变形。当采用混凝土或砂 浆为填缝材料时,每条填缝的预压变形值可取为lmrn。 锚具变形和预应力筋内缩值a (mm) 表16-50 项次 锚具类别 a 1 支承式锚具(钢丝束镦头锚具等) 螺帽缝隙 1 每块后加垫板的缝隙 1 2 夹片式锚具 有顶压时 5 无顶压时 6〜8 注:1.表中的锚具变形和预应力筋内缩值也可根据实测数据确定; 2.其他类型的锚具变形和预应力筋内缩值应根据实测数据确定。 2.后张法构件曲线或折线预应力筋的锚固损失咖,应根据预应力筋与孔道壁之间反 向摩擦影响长度々范围内的预应力筋变形值等于锚具变形和钢筋内缩值的条件确定;同 时,假定孔道摩擦损失的指数曲线简化为直线(0<30°),并假定正、反摩擦损失斜率相 等,得出基本算式(16-17)为: a = ^~ (16-17) Εε 式中ω 描固损失的应力图形面积,见图16-77; Es——预应力筋的弹性模量。 1)对单一抛物线形预应力筋的情况,预应力筋的锚固损失可按式(16-18)〜式 2mL[ ση (16-20)计算: iaEl 饥 _ Jeon ifd/2 -^Γ μθ) 式中 m 孔道摩擦损失的斜率; 图16-77预应力筋锚固损失计算简图 (α) Ιι^ί/2; (6) ΙΟΙII U——孔道反向摩擦影响长度; κ考虑孔道每米长度局部偏差对摩 擦系数,按表16-51取用; 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 μ——预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦 系数,按表16-51取用。 从图16-77中可以看出: α.当时,跨中处的锚固损失等于零; b. U > 1/2时,跨中处错固损失ση = 2m (Zf — )。 2)对正反抛物线组成的预应力筋,锚固 损失消失在曲线反弯点外的情况(图16-78), 预应力筋的锚固损失可按式(16-21)〜式(16-24)计算: (16-21) (16-22) (16-23) σιι = 2τηλ Qi — c) + Imi ik —【i) + l laEs—mi (Zj—c2) U m2 m-i Oh id —kc + μθ) l — c Jb (λ^2 μθ) m2 == ' 1 (16-24) 3)对折线预应力筋,锚固损失消失在折点;卜的情况(图16-79),预应力筋的锚固损 失可按式(16-25)和式(16-26)计算: an = 2rril + 2σι +2τη2 (Zf — l) (16-25) U (16-26) v m2 式中 叫=(Jeon X是 σι = ffcon (1 — Μ.)μθ 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 (m); mi = (Teon (1 — ^Zi) (1 — μθ) X k 对于多种曲率组成的预应力筋,均可从(16-22)基本算式推出6计算式,再求如。 16.4.4.2摩擦损失 1.预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力 损失σ,2 (简称孔道摩擦损失),可按式(16-27)计 算(图 16-80): σα = ffcon (1 - ) (16-27) 式中κ考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系 数,按表16-51取用; 工——从张拉端至计算截面的孔道长度(m), 可近似取该段孔道在纵轴上的投影长度 μ——预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数,按表16-51取用; Θ~从张拉端至计算截面曲线孔道各部分切线的夹角之和(rad)。 摩擦系数 表16-51 项次 孔道成型方式 μ 钢绞线、钢丝束 预应力螺纹钢筋 1 预埋金属波纹管 0. 0015 0. 25 0. 50 2 预埋塑料波纹管 0. 0015 0. 15 — 3 预埋钢管 0. 0010 0. 30 — 4 抽芯成型 0. 0014 0. 55 0. 60 5 无粘结预应力钢绞线 0. 0040 0. 09 — 注:摩擦系数也可根据实测数据确定。 当/«+"^<0.3时,σί2可按下列近似公式(16-28)计算: σα = (κχ +μθ)σοοη (16-28) 对多种曲率或直线段与曲线段组成的曲线束,应分段计算孔道摩擦损失。 对空间曲线束,可按平面曲线束计算孔道摩擦损失。但0角应取空间曲线包角,X应 取空间曲线弧长。 2.现场实测 对重要的预应力混凝土工程,应在现场测定实际的孔道摩擦损失。其常用的测试方法 有:精密压力表法与传感器法。 (1)精密压力表法在预应力筋的两端各安装一台千斤顶,测试时首先将固定端千斤顶 的油缸拉出少许,并将回油阀关死;然后开动千斤顶进行张拉,当张拉端压力表读数达到 预定的张拉力时,读出固定端压力表读数并换算成张拉力。两端张拉力差值即为孔道摩擦 损失。 (2)传感器法在预应力筋的两端千斤顶尾部各装一台传感器。测试时用电阻应变仪读 出两 16.4预应力混凝土施工计算及构造 341 端传感器的应变值。将应变值换算成张拉力,即可求得孔道摩擦损失。 如实测孔道摩擦损失与计算值相差较大,导致张拉力相差不超过±5%,则应调整张 拉力,建立准确的预应力值。 根据张拉端拉力巧与实测固定端拉力匕,可按式(16-29)和式(16-30)分别算出 实测的P值与跨中拉力 —— kx μ =——~^r (16-29) Pm =yPa · -Pj (16-30) 16.4.4.3弹性压缩损失 先张法构件放张或后张法构件分批张拉时,由于混凝土受到弹性压缩引起的预应力损 失平均值,称为弹性压缩损失。 0. 先张法弹性压缩损失 先张法构件放张时,预应力传递给混凝土使构件缩短,预应力筋随着构件缩短而引起 的应力损失σβ,可按式(16-31)计算: =Esp (16-31) 式中 Es、Ec —分别为预应力筋、混凝土的弹性模量; (Tpc——预应力筋合力点处的混凝土压应力。 (1) 对轴心受预压的构件可按式(16-32)计算: ffpc = (16-32) 式中 pyl —扣除张拉阶段预应力损失后的张拉力,可取pyl = ο. 9P,; A—混凝土截面面积,可近似地取毛截面面积。 (2) 对偏心受预压的构件可按式(16-33)计算: σρο = ^ + ¥一¥ (16-33) 式中Mc—构件自重引起的弯矩; e——构件重心至预应力筋合力点的距离; I——毛截面惯性矩。 1. 后张法弹性压缩损失 当全部预应力筋同时张拉时,混凝土弹性压缩在锚固前完成,所以没有弹性压缩 损失。 当多根预应力筋依次张拉时,先批张拉的预应力筋,受后批预应力筋张拉所产生的混 凝土压缩而引起的平均应力损失,可按式(16-34)计算: 16.4预应力混凝土施工计算及构造 34J σα = 0. 5ES ψ (16-34) -t^c 式中(Tpc—同式(16-32)与式(16-33),但不包括第一批预应力筋张拉力。 对配置曲线预应力筋的框架梁,可近似地按轴心受压计算伽。 后张法弹性压缩损失在设计中一般没有计算在内,可采取超张拉措施将弹性压缩平均 损失值加到张拉力内。 16.4.4.4应力松弛损失 预应力筋的应力松弛损失%,可按式(16-35)〜式(16-37)计算。 1.消除应力钢丝、钢绞线 普通松弛: σ/4 = 0. 4 f — 0. s'jffcon (16-35) (16-36) σ/4 = 0. 125 (■y2iL — 0. 5 )σα V/ptk / 16.4预应力混凝土施工计算及构造 34J (16-37) σί4 = 0. 2 f22- - 0. 575 Vptk > 当 0. 7/ρΛ<〜η<0· 8/ptk 时 2.中强度预应力钢丝 16.4预应力混凝土施工计算及构造 34J (J/4 0· OSfJcon 3.预应力螺纹钢筋 Gl 0. 0 3(Jcon 16.4.4.5收缩徐变损失 混凝土收缩、徐变引起的预应力损失m,可按式(16-38)和式(16-39)计算 对先张法: 60 + 340 ψ- J CU σ/5 (16-38) 1 + 15^ 对后张法: 55 +300 声 -=l + 15;m (16—39) 式中&——受拉区或受压区预应力筋在各自的合力点处混凝土法向应力; /cU —施加预应力时的混凝土立方体抗压强度; P——受拉区或受压区的预应力筋和非预应力筋的配筋率。 计算&时,预应力损失值仅考虑混凝土预压前(第一批)的损失,并可根据构件制 作情况考虑自重的影响。&值不得大于0. 5。 施加预应力时的混凝土龄期对徐变损失的影响也较大。对处于高湿度条件的结构,按 上述方法算得的σί5值可降低50%;对处于干燥环境的结构,σ/5值应增加30%。 对现浇后张部分预应力混凝土梁板结构,可近似取50〜80N/mm2,先张法可近似取 60〜100N/mm2,当构件自重大、活载小时取小值。 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 16.4.5预应力筋张拉伸长值 1. 一端张拉时,预应力筋张拉伸长值可按下列公式计算: 对一段曲线或直线预应力筋: 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 i <7con (1 ) —£ 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 XI Μ (16-40) 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 对多曲线段或直线段与曲线段组成的预应力筋,张拉伸长值应分段计算后叠加 左(<7;1 +(7;2)Zj Ml (16-41) 2ES 两端张拉时,预应力筋张拉伸长值可按下列公式计算: 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 (16-42) XI 式中 ΔΓ <7con μ· Oil N(Ti2 △/ = g; Ep -预应力筋伸长值; -张拉控制应力; -张拉初始应力,取<7。= (10%〜20%) -预应力筋弹性模量; -孔道摩擦系数; -孔道偏摆系数; -预应力筋有效长度; -曲线孔道长度,以m计; -第i线段预应力筋的长度; -分别为第i线段两端预应力筋的应力。 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 预应力筋的张拉伸长值,应在建立初拉力后进行测量。实际伸长值ΔΖ°η可按下列公 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 (16-43) △C Ml, 式中 Δ/ρ = Δ/ρ! + ΔΖρ2 — a — b — c -从初拉力至最大张拉力之间的实测伸长值,· -初拉力以下的推算伸长值,可用图解法或计算法确定; -千斤顶体内的预应力筋张拉伸长值; 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 b^张拉过程中工具铺和固定端工作锚楔紧弓I起的预应力筋内缩值; c——张拉阶段构件的弹性压缩值。 16.4.6计算示例 【例1】21m单跨预应力混凝土大梁的预应力筋布置如图16-81 U)所示。预应力 筋采用2束9少15. 2钢绞线束,其锚固端采用夹片锚具。预应力筋强度标准值/Ptk = 1860N/mm2,张拉控制应力=0.· 7X 1860=1302N/mm2,弹性模量 Es = l. 95X 105N/ mm2。预应力筋孔道采用4 80预埋金属波纹管成型,/c=0. 0015,- =0.25。采用夹片式 锚具锚固时预应力筋内缩值ω-5_。拟采用一端张拉工艺,是否合适。 【解】1.孔道摩擦损失 4 X (1300 —150 — 250) 21000 0. 171rad 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 由于 κχ /5 X 1. 95 X 105 1150 1302 1134 (b) =0. 25X0. 171X2 +0. 0015X21 =0. 117<0· 3 则从·Α 点至 C 点:σα =σ«,η ( κχ + (£) = 1302X0. 117=152. 3N/mm2 1. 锚固损失μ i(/cr μθ) L =152.3/21000 =0. 007254N/mm2/mm /aEs 已知 代人h 图16-81例题1预应力混凝土梁 ia)预应力筋布置(单位mm); (»预应力筋张拉 锚固阶段建立的应力(单位MPa) Μ 0.007254 =11593mm 张拉顺 <7n = 2mL[ = 168N/mm2 2. 预应力筋应力[图16-81 («] 张拉端 ίΤΑ = 1302 — 168 = 1134N/mm2 固定端 σ·: =1302-152. 3 = 114-9. 7N/mm2 则该曲线预应力筋应采用一端张拉 3. 小结 锚固损失影响长度h >//2 = 10500mm, σΑ <σα 工艺。 【例2】某工业厂房采用双跨预应力混凝土框架结构体系。其双跨预应力混凝土框 架梁的尺寸与预应力筋布置见图16-82 (α)所示。预应力筋采用2束70s15.2钢绞线束, 由边支座处斜线、跨中处抛物线与内支座处反向抛物线组成,反弯点距内支座的水平距离 az = l/6X18000=3000mm。预应力筋强度标准值/ptk = 1860N/mm2,张拉控制应力 =0. 75X1860=1395N/mm2,弹性模量 Es = l. 95ΧΙΟ5N/mm2。 预应力筋孔道采用.70预埋金属波纹管成型,κ=0· 0015, μ =0. 25。 预应力筋两端采用夹片锚固体系,张拉端描固时预应力筋内缩值a = 5mm。该工程双 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 跨预应力框架梁采用两端张拉工艺。试求: (1) 曲线预应力筋各点坐标高度; (2) 张拉铺固阶段预应力筋建立的应力; (3) 曲线预应力筋张拉伸长值。 【解】1.曲线预应力筋各点坐标高度 直线段AB的投影长度Μ,按U=¥jl L, 18000 图16-82例题2预应力筋预应力梁 (α)预应力筋布置(单位:mm); (W曲线预应力筋坐标高度(单位:mm); (c)预应力筋张拉锚固阶段建立的应力(单位:MPa) A 由公式Al = 得Αι= (0.5-Ί76)9Χ^ =L67X 10-5 由公式 A2=g|’ 得 A2 = 1/62 ⑶二 =3. 33 X ΙΟ"5 当:r=4000mm 时,:y==l. 67X10—5 X16X106=267mm 则该点高度为267+100=367mm。图16-82 (W绘出曲线预应力筋坐标高度。 设该拋物线方程:跨中处为yzAp2,支座处为y=A2:r2, 2. 张拉锚固阶段预应力筋建立的应力[图16-82 (c)] 预应力筋各段实际长度计算: ΑΒ 段LT = y6232 + 57452 = 5779mm CD段LT = L (1 + 署)=6000 X (l + g8^^) = 6040mm 同理可计算BC段= 3261mm,段= 3020mm。 预应力各筋各线段0角计算: AB 段 Θ =0 师 θ = ^ = °·2^ά 同理可计算出 BC段0 =0. 1087rad,GE段0 =0. 2rad。 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 张拉时预应力筋各线段终点应力计算,列于表16-52。 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 预应力筋各线段终点应力计算 表16-52 线段 Lr (m) 'θ kLT~~ φ 终点应力(N/mm2) 张拉伸长值(mm) AB 5.779 0 0. 00867 0. 991 1383 41. 1 BC 3. 261 0. 1087 ■ 0.0321 0.968 1339 22.4 CD 6. 040 0. 2 0.0591 0. 943 1263 39. 1 DE 3. 020 0. 2 0. 0545 0. 947 1196 18.5 合计 121. 1mm 锚固时预应力筋各线段应力计算: W! = 1395二 [1383 = 0. 0021 N/mm3 m2 = 1383 ~ 1339 = 0. 0135N/mm3 oZbb 由公式 A ,代入数据得 ί^ = 10005ιηιη。 V m2 Α点锚固损失:ση =2?^ (Lj —c) +2?n2 (Zf—Li)代入数据得 ση =2 X 0. 0021 X 5745 + 2 X 0. 0135 X (10005 - 5745) =139N/mm2 β点锚固损失:an =2τη2 {Ι-U)代入数据得 σα = 2 X 0. 0135 X (10005 一 5745) = 115N/mm2 3.曲线预应力筋张拉伸长值 该工程双跨曲线预应力筋采取两端张拉方式,按分段简化计算张拉伸长值。 AB 段张拉伸长值 ΔΖαβ = = 41· lmm 同理的其他各段张拉伸长值,填在表16-52中。 双跨曲线预应力筋张拉伸长值总计为(41.1+22. 4+39. 1+18. 5) X2=242. 2mm 16.4.7施工构造 16.4.7.1先张法施工构造 1.先张法预应力筋的混凝土保护层最小厚度应符合表16-53的规定。 先张法预应力筋的混凝土保护层最小厚度(mm) 表16-53 环境类别 构件类型 混凝土强度等级 C30 〜C40 ^C50 一类 板 15 15 梁 20 20 二类 板 25 20 梁 35 30 三类 板 30 25 梁 40 35 注:混凝土结构的环境类别,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010)的规定。 2. 当先张法预应力钢丝难以按单根方式配筋时,可采用相同直径钢丝并筋方式配筋。 并筋的等效直径,对双并筋应取单筋直径的1.4倍,对三并筋应取单筋直径的1. 7倍。并 筋的保护层厚度、锚固长度和预应力传递长度等均应按等效直径考虑。 3. 先张法预应力钢筋之间的净间距应根据浇筑混凝土、施加预应力及钢筋锚固等要 求确定。先张法预应力钢筋的净间距不应小于其公称直径或等效直径的2. 5倍,且应符合 下列规定:对单根钢丝,不应小于15mm;对1X3钢绞线,不应小于20mm;对1X7股 钢绞线,不应小于 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 25mm。 2. 对先张法预应力混凝土构件,预应力钢筋端部周围的混凝土应采取下列加强措施: (1) 对单根配置的预应力钢筋,其端部宜设置长度不小于150mm且不少于4圈的螺 旋筋·,当有可靠经验时,亦可利用支座垫板上的插筋代替螺旋筋,但插筋数量不应少于4 根,其长度不宜小于120mm; (2) 对分散布置的多根预应力钢筋,在构件端部10d W为预应力钢筋的公称直径) 范围内应设置3〜5片与预应力钢筋垂直的钢筋网; (3) 对采用预应力钢丝配筋的薄板,在板端100mm范围内应适当加密横向钢筋。 3. 对槽形板类构件,应在构件端部100mm范围内沿构件板面设置附加横向钢筋,其 数量不应少于2根。 对预制肋形板,宜设置加强其整体性和横向刚度的横肋。端横肋的受力钢筋应弯入纵 肋内。当采用先张长线台座法生产有端横肋的预应力混凝土肋形板时,应在设计和制作上 采取防止放张预应力时端横肋产生裂缝的有效措施。 4. 对预应力钢筋在构件端部全部弯起的受弯构件或直线配筋的先张法构件,当构件 端部与下部支承结构焊接时,应考虑混凝土收缩、徐变及温度变化所产生的不利影响,宜 在构件端部可能产生裂缝的部位设置足够的非预应力纵向构造钢筋。 16.4.7.2后张法施工构造 1.后张有粘结预应力 (1) 预应力筋孔道的内径宜比预应力筋和需穿过孔道的连接器外径大6〜15mm,孔 道截面面积宜取预应力筋净面积的3. 5〜4. 0倍。 (2) 后张法预应力筋孔道的净间距和保护层应符合下列规定: 1) 对预制构件,孔道之间的水平净间距不宜小于50mm;孔道至构件边缘的净间距 不宜小于30mm,且不宜小于孔道直径的一半,· 2) 在框架梁中,预留孔道在竖直方向的净间距不应小于孔道外径,水平方向的净间 距不应小于1.5倍孔道外径;从孔壁算起的混凝土保护层厚度,梁底不宜小于50mm,梁 侧不宜小于40mm;板底不应小于30mm。 (3) 预应力筋孔道的灌浆孔宜设置在孔道端部的锚垫板上;灌浆孔的间距不宜大于 30m。竖向构件,灌浆孔应设置在孔道下端;对超高的竖向孔道,宜分段设置灌浆孔。灌 浆孔直径不宜小于20mm。 预应力筋孔道的两端应设置排气孔。曲线孔道的高差大于0.5m时,在孔道峰顶处应 设置泌水管,泌水管可兼做灌浆孔。 (4) 后张法预应力混凝土构件中,曲线预应力钢丝束、钢绞线束的曲率半径不宜小于 4m;对折线配筋的构件,在预应力钢筋弯折处的曲率半径可适当减小。 曲线预应力筋的端头,应有与曲线段相切的直线段,直线段长度不宜小于300mm。 (5) 预应力筋张拉端可采用凸出式和凹人式做法,采用凸出式做法时,锚具位于梁端 面或柱表面,张拉后用细石混凝土封裹。采用凹人式做法时,锚具位于梁(柱)凹槽内, 张拉后用细石混凝土填平。 16.4预应力混凝土施工计算及构造 73 凸出式锚固端描具的保护层厚度不应小于50mm,外露预应力筋的混凝土保护层厚 度:处于一类环境时,不应小于20mm;处于二、三类易受腐蚀环境时,不应小 于 50mmo (1) 预应力筋张拉端铺具最小间距应满足配套的锚垫板尺寸和张拉用千斤顶的安装要 求。锚固区的锚垫板尺寸、混凝土强度、截面尺寸和间接钢筋(网片或螺旋筋)配置等必 须满足局部受压承载力要求。锚垫板边缘至构件边缘的距离不宜小于50mm。 当梁端面较窄或钢筋稠密时,可将跨中处同排布置的多束预应力筋转变为张拉端竖向 多排布置或采取加腋处理。 (2) 预应力筋固定端可采取与张拉端相同的做法或采取内埋式做法。内埋式固定端的 位置应位于不需要预压力的截面外,且不宜小于100mm。对多束预应力筋的内埋式固定 端,宜采取错开布置方式,其间距不宜小于300mm,且距构件边缘不宜小于40mm。 (3) 多跨超长预应力筋的连接,可采用对接法和搭接法。采用对接法时,混凝土逐段 浇筑和张拉后,用连接器接长。采用搭接法时,预应力筋可在中间支座处搭接,分别从柱 两侧梁的顶面或加宽梁的梁侧面处伸出张拉,也可从加厚的楼板延伸至次梁处张拉。 2.后张无粘结预应力 (1)为满足不同耐火等级的要求,无粘结预应力筋的混凝土保护层最小厚度应符合表 16-54、表16-55的规定。 板的混凝土保护层最小厚度(_) 表16-54 约束条件 耐火极限(h) 1 1. 5 2 3 简支 25 30 40 55 连续 20 20 25 30 梁的混凝土保护层最小厚度 (mm) 表 16-55 约束条件 梁宽6 耐火极限(h) 1 1. 5 2 3 简支 200<ό<300 45 50 65 采取特殊措施 ◎300 40 45 50 65 连续 200<0<300 40 40 45 50 ◎300 40 40 40 45 注:当防火等级较高、混凝土保护层厚度不能满足要求时,应使用防火涂料。 (2)板中无粘结预应力筋的间距宜采用200〜500mm,最大间距可取板厚的6倍,且 不宜大于lm。抵抗温度力用无粘结预应力筋的间距不受此限制。单根无粘结预应力筋的 曲率半径不宜小于2. 0m。 16. 5预应力混凝土先张法施工 77 板中无粘结预应力筋采取带状(2〜4根)布置时,其最大间距可取板厚的12倍,且 不宜大于2. 4m。 (1) 当板上开洞时,板内被孔洞阻断的无粘结预应力筋可分两侧绕过洞口铺设。无粘 结预应力筋至洞口的距离不宜小于150mm,水平偏移的曲率不宜小于6. 5m,洞口四周应 配置构造钢筋加强。 (2) 在现浇板柱节点处,每一方向穿过柱的无粘结预应力筋不应少于2根。 (3) 梁中集束布置无粘结预应力筋时,宜在张拉端分散为单根布置,间距不宜小于 60mm,合力线的位置应不变。当一块整体式锚垫板上有多排预应力筋时,宜采用钢筋 网片。 (4) 无粘结预应力筋的张拉端宜采取凹人式做法。铺具下的构造可采取不同体系,但 必须满足局部受压承载力要求。无粘结预应力筋和锚具的防护应符合结构耐久性要求。 (5) 无粘结预应力筋的固定端宜采取内埋式做法,设置在构件端部的墙内、梁柱节点 内或梁、板跨内。当固定端设置在梁、板跨内时,无粘结预应力筋跨过支座处不宜小于 lm,且应错开布置,其间距不宜小于300mm。 16.4.7.3典型节点施工构造 1.后浇带处预应力筋处理方法 (1) 利用搭接筋,如图16-83 (α)所示。 这种做法的优点是:预应力筋在结构混凝土强度达到张拉要求后即可张拉,除预应力 缝针筋外,其余预应力筋均不必等后浇带混凝土强度达到要求后才张拉。缺点是预应力筋 及描具用量较大,不经济。 16. 5预应力混凝土先张法施工 77 预应力筋 隹垂遵预应力筋 I I 士 出板面张拉 出板面张拉 (*) 框架梁 1 后浇带 1 框架梁 ,1 丨丨、1 . 丨1 7// t 1 |§ 丨寸 1 i 1 1 , , Ιο 寸 i 1 1丨· —Μ - ΥΤτΎ ^4η 中板面张拉后浇带 (^) 16. 5预应力混凝土先张法施工 77 图16-83后浇带搭接做法图 (2)不考虑后浇带的预留位置,最大限度地利用规范对筋长的要求(即单端张拉的预 应力筋长度不超过30m,两端张拉的预应力筋长度不超过60m),并考虑结构跨度,来布 置预应力筋,前后预应力筋在框架梁处搭接,如图16-83 («所示。 这种做法的缺点是:跨过后浇带的所有预应力筋,都必须等后浇带浇注混凝土完毕, 且其强度达到张拉要求后,才能进行张拉。但它节省了材料,比利用缝针筋的做法要 经济。 2.有高差的梁或板的连接处预应力筋处理方法,如图16-84所示。 16. 5预应力混凝土先张法施工 77 图16-84有高差的梁或板的连接处预应力筋处理方法简图 16.4.7.4其他施工构造 1. 大面积预应力筋混凝土梁板结构施工时,应考虑多跨梁板施加预应力和混凝土早 期收缩受柱或墙约束的不利因素,宜设置后浇带或施工缝。后浇带的间距宜取50〜70m, 应根据结构受力特点、混凝土施工条件和施加预应力方式等确定。 2. 梁板施加预应力的方向有相邻墙或剪力墙时,应使梁板与墙之间暂时隔开,待预 应力筋张拉后,再浇筑混凝土。 3. 同一楼层中当预应力梁板周围有多跨钢筋混凝土梁板时;两者宜暂时隔开,待预 应力筋张拉后,再浇筑混凝土。 4. 当预应力梁与刚度大的柱或墙刚接时,可将梁柱节点设计成在框架梁施加预应力 阶段无约束的滑动支座,张拉后做成刚接。 16.5预应力混凝土先张法施工 先张法是将张拉的预应力筋临时铺固在台座或钢模上,然后浇筑混凝土,待混凝土达 到设计或有关规定的强度(一般不低于设计混凝土强度标准值的75%)后放张预应力筋, 并切断构件外的预应力筋,借助混凝土与预应力筋间的握裹力,对混凝土构件施加预应 力。先张法适用于预制预应力混凝土构件的工厂化生产。采用台座法生产时,预应力筋的 张拉锚固、混凝土构件的浇筑养护和预应力筋的放张等均在台座上进行,台座成为承担预 张拉力的设备之一。 16.5.1台 座 台座在先张法构件生产中是主要的承力设备,它承受预应力筋的全部张拉力。台座在 受力状态下的变形、滑移会引起预应力的损失和构件的变形,因此台座应有足够的强度、 刚度和稳定性。 台座的形式有多种,但按构造型式主要可分为墩式台座和槽式台座两类,其他形式的 台座也是介于这两者之间。选用时可根据构件种类、张拉吨位和施工条件确定。 16.5.1.1墩式台座 墩式台座是由台墩、台面与横梁三部分组成,见图16-85。目前常用的是台墩与台面 共同受力的墩式台座。其长度通常为50 〜150m,也可根据构件的生产工艺等选 定。台座的承载力应满足构件张拉力的 要求。 16. 5预应力混凝土先张法施工 77 图16-85钢筋混凝土墩式台座示意图 1—台壞;2—横梁;3—台面; 4一牛腿;5—预应力筋 台座长度可按式(16-44)计算: L = ΙΧη-- (η — 1) X 0. 5 + 2々 (16-44) 式中I——构件长度(m); η 条生产线内生产的构 件数; 0. 5—两根构件相邻端头间的距离 (m); k——台座横梁到第一根构件端头 的距离;一般为1.25〜1.5m。 台座的宽度主要取决于构件的布筋宽度、张拉与浇筑混凝土是否方便,一般不大 于2m。 在台座的端部应留出张拉操作用地和通道,两侧要有构件运输和堆放的场地。 1. 台墩 承力台墩一般由现浇钢筋混凝土而成。台墩应有合适的外伸部分,以增大力臂而减少 台墩自重。台墩应具有足够的强度、刚度和稳定性。稳定性验算一般包括抗彳®覆验算与抗 滑移验算。 图16-86计算简图 台墩的抗倾覆验算,参照图16-86可按式(16-45)进行计算: K = ^ = GL^_Epez L 5。 (16-45) M Ne ι ^ 式中K——抗倾覆安全系数,一般不小于1.50; Μ倾覆力矩(Ν·πι),由预应力筋的张拉力产生; Ν——预应力筋的张拉力(N); e,——张拉力合力作用点至倾覆点的力臂(m); 16. 5预应力混凝土先张法施工 77 My——抗倾覆力矩(Ν·πι),由台座自重力和主动土压力等产生; G一^台墩的自重(N); L—台墩重心至倾覆点的力臂(m); Ep——台墩后面的被动土压力合力(N),当台墩埋置深度较浅时,可忽略不计; e2——被动土压力合力至倾覆点的力臂(m)。 台墩倾覆点的位置,对与台面共同工作的台墩,按理论计算倾覆点应在混凝土台面的 表面处;但考虑到台墩的倾覆趋势使得台面端部顶点出现局部应力集中和混凝土面层的施 工质量,因此倾覆点的位置宜取在混凝土台面往下40〜50mm处。 台墩的抗滑移验算可按式(16-46)进行: Kc = ^ > 1. 30 (16-46) 式中Kc——抗滑移安全系数,一般不小于1.30; Ni——抗滑移的力(N),对独立的台墩,由侧壁土压力和底部摩阻力等产生。对 与台面共同工作的台墩,以往在抗滑移验算中考虑台面的水平力、侧壁土 压力和底部摩阻力共同工作。通过分析认为混凝土的弹性模量(C20混凝 ±_Ee = 2.55X104N/mm2)和土的压缩模量(低压缩土 Es = 20N/mm2。) 相差极大。两者不可能共同工作;而底部摩阻力也较小(约占5%),可略 去不计;实际上台墩的水平推力几乎全部传给台面,不存在滑移问题。因 此,台墩与台面共同工作时,可不作抗滑移计算,而应验算台面的承载力。 台墩的牛腿和延伸部分,分别按钢筋混凝土结构的牛腿和偏心受压构件计算。 横梁的挠度不应大于2mm,并不得产生翘曲。预应力筋的定位板必须安装准确,其 烧度不大于lmm。 2.台面 台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为60〜100mm的混凝土而成。其水平 承载力P可按式(16-47)计算: P = (16-47) 八1八2 式中Ψ~轴心受压纵向弯曲系数,取p=l; A—台面截面面积(mm2); /c—混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm2); K,——超载系数,取1.25; K2——考虑台面截面不均匀和其他影响因素的附加安全系数,取1. 5。 台面伸缩缝可根据当地温差和经验设置。一般10m左右设置一条,也可采用预应力 混凝土滑动台面,不留施工缝。 16.5.1.2槽式台座 槽式台座由端柱、传力柱、柱垫、Jl下横梁、砖墙和台面等组成,既可承受张拉力, 又可作为蒸汽养护槽,适用于张拉吨位较高的大型构件,如吊车梁、屋架、薄腹梁等。 1.槽式台座构造(图16-87) (1) 台座的长度一般选用50〜80m,也可根据工艺要求确定,宽度随构件外形及制作 方式而定,一般不小于lm。 (2) 槽式台座一般与地面相平,以便运送混凝土和蒸汽养护。但.需考虑地下水位和排 水等冋题 16. 5预应力混凝土先张法施工 77 D (1) 端柱、传力柱的端面必须平整,对接接头必须紧密;柱与柱垫连接必须牢靠。 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 图].6-87槽式台座构造示意图 1 一下横梁;2—基础板;3—上横梁;4一张拉端柱;5—卡环 6— 中间传力柱;7—钢横梁;8、9一垫块;10—连接板; 11 一砖墙;12—锚固端柱;13—砂浆嵌缝;14 一支座底板 0. 槽式台座计算要点 槽式台座亦需进行强度和稳定性计算。端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受 压构件计算。槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力及部分张拉力组成。 1. 拼装式台座 拼装式台座是由压柱与横梁组装而成,适用于施工现场临时生产预制构件用。 (1) 拼装式钢台座是由格构式钢压柱、箱形钢横梁、横向连系工字钢、张拉端横梁导 轨、放张系统等组成。这种台座型钢的线膨胀系数与受力钢绞线的线膨胀系数一致,热养 护时无预应力损失。 拼装式钢台座的优点:装拆快、效率高、产品质量好、支模振捣方便,适用于施工现 场预制工作量较大的情况。 (2) 拼装式混凝土台座,根据施工条件和工程进度,因地制宜利用废旧构件或工程用 构件组成。待预应力构件生产任务完成后,组成台座的构件仍可用于工程上。 16.5.1.3预应力混凝土台面 普通混凝土台面由于受温差的影响,经常会发生开裂,导致台面使用寿命缩短和构件 质量下降。为了解决这一问题,预制构件厂采用了预应力混凝土滑动台面。 台面由于温差引起的温度应力办,可按式(16-48)计算: 预应力滑动台面(厚60〜80mm) 隔离层(塑料薄膜、废机油滑石粉或细砂层) 钢丝预应力 混凝土基层(表面要平整) 图16-88预应力混凝土滑动台面 预应力混凝土滑动台面的做法(图16-88)是在原有的混凝土台面或新浇的混凝土基 层上刷隔离剂。张拉预应力钢丝。浇筑混凝土面层。待混凝土达到放张强度后切断钢丝, 台面就发生滑动。 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 % = 0.5 没(1 十专)L (16-48) 式中L—台面长度(m); Ύ——混凝土重力密度(kg/m3); h 预应力台面厚度(mm); h,—台面上堆积物的折算厚度(mm); μ—台面与基层混凝土的摩擦系数,对皂脚废机油或废机油滑石粉隔离剂 为 0.65。 为了使预应力台面不出现裂缝,台面的预压应力&应满足式(16-49): > σο — 0. 5/ik (16-49) 式中/tk—混凝土的抗拉强度标准值(N/mm2)。 预应力台面用的钢丝,可选用各种预应力钢丝,居中配置,1 = 0.70/#。混凝土可 选用C30或C40。 预应力台面的基层要平整,隔离层要好。以减少台面的咬合力、粘结力与摩擦力。浇 筑混凝土后要加强养护,以免出现收缩裂缝。预应力台面宜在温差较小的季节施工。以减 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 少温差引起的温度应力。 16. 5. 2 —般先张法工艺 16. 5.2.1 工艺流程 一般先张法的施工工艺流程包括:预应力筋的加工、铺设;预应力筋张拉;预应力筋 放张;质量检验等。 16. 5. 2. 2预应力筋的加工与铺设 1. 预应力筋的加工 预应力钢丝和钢绞线下料,应采用砂轮切割机,不得采用电弧切割。 2. 预应力筋的铺设 图16-89套筒式连接器 1 一螺杆或精轧螺纹钢筋;2—套筒; 3—工具式夹片;4一钢绞线 长线台座台面(或胎模)在铺设预应力筋前应涂隔离剂。隔离剂不应沾污预应力筋, 以免影响预应力筋与混凝土的粘结。如果预应力筋遭受污染,应使用适宜的溶剂加以清洗 干净。在生产过程中应防止雨水冲刷台面上的隔离剂。 预应力筋与工具式螺杆连接时,可采 用套筒式连接器(图16-89)。 3. 预应力筋夹具 夹具是将预应力筋锚固在台座上并承 受预张力的临时锚固装置,夹具应具有良 好的锚固性能和重复使用性能,并有安全 保障。先张法的夹具可分为用于张拉的张 拉端夹具和用于锚固的锚固端夹具,夹具 的性能应满足国家现行标准《预应力筋用铺具、夹具和连接器》(GB/T 14370)和《预应 力筋用描具、夹具和连接器应用技术规程》(JGJ 85)的要求。 夹具可按照所夹持的预应力筋种类分为钢丝夹具和钢绞线夹具。 钢丝夹具:可夹持直径3〜5mm的钢丝,钢丝夹具包括锥形夹具和镦头夹具。 钢绞线夹具:可采用两片式或三片式夹片锚具,可夹持不同直径的钢绞线。 16.5.2.3预应力筋张拉 1. 预应力钢丝张拉 (1) 单根张拉 张拉单根钢丝,由于张拉力较小,张拉设备可选择小型千斤顶或专用张拉机张拉。 (2) 整体张拉 1) 在预制厂以机组流水法或传送带法生产预应力多孔板时,还可在钢模上用镦头梳 筋板夹具整体张拉。钢丝两端徽头,一端卡在固定梳筋板上,另一端卡在张拉端的活动梳 筋板上。用张拉钩钩住活动梳筋板,再通过连接套筒将张拉钩和拉杆式千斤顶连接,即可 张拉。 2) 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 在两横梁式长线台座上生产刻痕钢丝配筋的预应力薄板时,钢丝两端采用单孔镦 头锚具(工具错)安装在台座两端钢横梁外的承压钢板上,利用设置在台墩与钢横梁之间 的两台台座式千斤顶进行整体张拉。也可采用单根钢丝夹片式夹具代替镦头锚具,便于 施工。 当钢丝达到张拉力后,锁定台座式千斤顶,直到混凝土强度达到放张要求后,再放松 千斤顶。 (1) 钢丝张拉程序 预应力钢丝由于张拉工作量大,宜采用一次张拉程序。0—(1.03〜1.05)ffmn(锚固)其 中,1.03〜1.05是考虑测力的误差、温度影响、台座横梁或定位板刚度不足、台座长度 不符合设计取值、工人操作影响等。 1. 预应力钢绞线张拉 (1)单根张拉 在两横梁式台座上,单根钢绞线可采用与钢绞线张拉力配套的小型前卡式千斤顶张 拉,单孔夹片工具描固定。为了节约钢绞线,也可采用工具式拉杆与套筒式连接器,如图 16-90所示。 / ^ 1 7^ 1 Γ^-η / / ^ ^9 ——-Η 图16-90单根钢绞线张拉示意图 1 一横梁;2—千斤顶;3、6—连接器;4一槽式承力架;5—预应力筋; 7—放张装置;8—销固端锚具;9一张拉端螺帽锚具;10、Π—钢绞线连接拉杆 预制空心板梁的张拉顺序可先从中间向两侧逐步对称张拉。对预制梁的张拉顺序也要 左右对称进行。如梁顶与梁底均配有预应力筋,则也要上下对称张拉,防止构件产生较大 的反拱。 (2)整体张拉 在三横梁式台座上,可采用台座式千斤顶整体张拉预应力钢绞线,见图16-91。台座 式千斤顶与活动横梁组装在一起,利用工具式螺杆与连接器将钢绞线挂在活动横梁上。张 拉前,宜采用小型千斤顶在固定端逐根调整钢绞线初应力。张拉时,台座式千斤顶推动活 动横梁带动钢绞线整体张拉。然后用夹片锚或螺母锚固在固定横梁上。为了节约钢绞线, 其两端可再配置工具式螺杆与连接器。对预制构件较少的工程,可取消工具式螺杆,直接 将钢绞线用夹片式锚具描固在活动横梁上。如利用台座式千斤顶整体放张,则可取消锚固 端放张装置。在张拉端固定横梁与锚具之间加U形垫片,有利于钢绞线放张。 , /4 / 广 ri / π 图16-91三横梁式成组张拉装置 1 一活动横梁;2—千斤顶;3—固定横梁;4一槽式台座; 5—预应力筋;6—放张装置;7—连接器 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 (3)钢绞线张拉程序 采用低松弛钢绞线时,可采取一次张拉程序。 对单根张拉:Ο—σαοη (描固) 对整体张拉:0—初应力调整—ffcon (铺固) 1. 预应力张拉值校核 预应力筋的张拉力,一般采用张拉力控制,伸长值校核,张拉时预应力筋的理论伸长 值与实际伸长值的允许偏差为±6%。 预应力筋张拉锚固后,应采用测力仪检查所建立的预应力值,其偏差不得大于或小于 设计规定相应阶段预应力值的5%。 预应力筋张拉应力值的测定有多种仪器可以选择使用,一般对于测定钢丝的应力值多 采用弹簧测力仪、电阻应变式传感仪和弓式测力仪。对于测定钢绞线的应力值,可采用压 力传感器、电阻式应变传感器或通过连接在油泵上的液压传感器读数仪直接采集张拉 力等。 预应力钢丝内力的检测,一般在张拉锚固后1小时内进行。此时,锚固损失已完成, 钢筋松弛损失也部分产生。检测时预应力设计规定值应在设计图纸上注明,当设计无规定 时,可按表16-49取用。 2. 张拉注意事项 (1) 张拉时,张拉机具与预应力筋应在一条直线上;同时在台面上每隔一定距离放一 根圆钢筋头或相当于保护层厚度的其他垫块,以防预应力筋因自重下垂,破坏隔离剂,沾 污预应力筋。 (2) 预应力筋张拉并锚固后,应保证测力表读数始终保持设计所需的张拉力。 (3) 预应力筋张拉完毕后,对设计位置的偏差不得大于5mm,也不得大于构件截面 最短边长的4%。 (4) 在张拉过程中发生断丝或滑脱钢丝时,应予以更换。 (5) 台座两端应有防护设施。张拉时沿台座长度方向每隔4〜5m放一个防护架,两 端严禁站人,也不准进人台座。 16.S.2.4预应力筋放张 预应力筋放张时,混凝土的强度应符合设计要求;如设计无规定,不应低于设计的混 凝土强度标准值的75%。 1.放张顺序 预应力筋放张顺序,应按设计与工艺要求进行。如无相应规定,可按下列要求进行: (1) 轴心受预压的构件(如拉杆、桩等),所有预应力筋应同时放张; (2) 偏心受预压的构件(如梁等),应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; (3) 如不能满足以上两项要求时,应分阶段、对称、交错地放张,防止在放张过程中 构件产生弯曲、裂纹和预应力筋断裂。 2:放张方法 预应力筋的放张,应采取缓慢释放预应力的方法进行,防止对混凝土结构的冲击。常 用的放张方法如下: 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 (1) 千斤顶放张 用千斤顶拉动单根拉杆或螺杆,松开螺母。放张时由于混凝土与预应力筋已结成整 体,松开螺母所需的间隙只能是最前端构件外露钢筋的伸长,因此,所施加的应力需要超 过控值。 采用两台台座式千斤顶整体缓慢放松(图16-92), Λ 1 - k 图16-92两台千斤顶放张 1—活动横梁;2—千斤顶;3—横梁; 4一绞线连接器;5—承力架·, 6—构件;7—拉杆 应力均匀,安全可靠。放张用台座式千斤顶可专用或与 张拉合用。为防止台座式千斤顶长期受力,可采用垫块 顶紧,替换千斤顶承受压力。 (2) 机械切割或氧炔焰切割 对先张法板类构件的钢丝或钢绞线,放张时可直接 用机械切割或氧炔焰切割。放张工作宜从生产线中间处 开始,以减少回弹量且有利于脱模;对每一块板,应从 外向内对称放张,以免构件扭转而端部开裂。 3.放张注意事项 (1) 为了检查构件放张时钢丝与混凝土的粘结是否 可靠,切断钢丝时应测定钢丝往混凝土内的回缩数值。 ]钢丝上贴胶带纸用游标 钢丝回缩值的简易测试方法是在板端贴玻璃片和在靠 卡尺读数,其精度可达0.1mm。 钢丝的回缩值不应大于1.0mm。如果最多只有20%的测试数据超过上述规定值的 20%,则检查结果是令人满意的。如果回缩值大于上述数值,则应加强构件端部区域的分 布钢筋、提高放张时混凝土强度等。 (2) 放张前,应拆除侧模,使放张时构件能自由变形,否则将损坏模板或使构件开 裂。对有横肋的构件(如大型屋面板),其端横肋内侧面与板面交接处做出一定的坡度或 做成大圆弧,以便预应力筋放张时端横肋能沿着坡面滑动。必要时在胎模与台面之间设置 滚动支座。这样,在预应力筋放张时,构件与胎模可随着钢筋的回缩一起自由移动。 (3)用氧炔焰切割时。应采取隔热措施,防止烧伤构件端部混凝土。 16. 5. 2. 5质量检验 先张法预应力施工质量,应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB 50204)的规定进行验收。 1. 主控项目 (1) 预应力筋进场时,应按现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》(GB/T 5223)、 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224)等的规定抽取试件作力学性能检验,其质量必须 符合有关标准的规定。 检查数量:按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。 检验方法:检査产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。 (1) 预应力筋用夹具的性能应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》 (GB/T 14370)和行业标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》(JGJ 85) 的规定。 检验方法:检查产品合格证和出厂检验报告。 (2) 预应力筋铺设时,其品种、级别、规格、数量等必须符合设计要求。 检査数量:隐蔽工程验收时全数检查。 检验方法:观察与钢尺检査。 (3) 先张法预应力施工时,应选用非油类隔离剂.并应避免沾污预应力筋。 检査数量:全数检査。 检验方法:观察。 (4) 预应力筋放张时,混凝土强度应符合设计要求;如设计无规定,不应低于设计的 混凝土强度标准值的75%。 检查数量:全数检査。 检验方法:检査同条件养护试件试验报告。 (5) 预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与工程设计规定检验值的相对允许偏差 为 ±5%。 检查数量:每工作班抽查预应力筋总数的1%,且不少于3束。 检验方法:检査预应力筋应力检测记录。 (6) 在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。 检验方法:全数观察。检查张拉纪录。 (7) 预应力筋放张时,宜缓慢放松锚固装置。使各根预应力筋同时缓慢放松。 检验方法:全数观察检查。 1. 一般项目 (1)钢丝两端采用镦头夹具时,对短线整体张拉的钢丝,同组钢丝长度的极差不得大 于2mm。钢丝镦头的强度不得低于钢丝强度标准值的98%。 检查数量:每工作班抽查预应力筋总数的3%,且不少于3束。对钢丝镦头强度,每 批钢丝检査6个镦头试件。 检验方法:观察、钢尺检査。检査钢丝镦头试验报告。 (1) 锚固时张拉端预应力筋的内缩量应符合设计要求。 检査数量:每工作班抽査预应力筋总数的3%,且不少于3束。 检验方法:钢尺检査。 (2) 先张法预应力筋张拉后与设计位置的偏差不得大于5mm,且不得大于构件截面 短边边长的4%。 检査数量:每工作班抽査预应力筋总数的3%,且不少于3束。 检验方法:钢尺检査。 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 16.5.3折线张拉工艺 桁架式或折线式吊车梁配置折线预应力筋,可充分发挥结构受力性能,节约钢材,减 轻自重。折线预应力筋可采用垂直折线张拉(构件竖直浇筑)和水平折线张拉(构件平卧 浇筑)两种方法。 16. 5. 3.1垂直折线张拉 图16-93折线形吊车梁预应力筋垂直折线张拉示意图 1 一台座;2—预应力筋;3—上支点(即圆钢管12); 4—下支点(即圆钢管_7) 5—吊车梁;6—下承力架;7、12—钢管「8、_ 13—圆柱轴;9—连销;10—地铺; 11 一上承力架;14一工字钢梁_ 2000 1000 40000 ιόόο 图16-93为利用槽形台座制作折线式吊车梁的示意图,共12个转折点。在上下转折 点处设置上下承力架,以支撑竖向力。预应力筋张拉可采用两端同时或分别按25%<70»逐 级加荷至100%ffcon的方式进行,以减少预应力损失。 为了减少预应力损失,应尽可能减少转角次数,据实测,一般转拼点不宜超过10个 (故台座也不宜过长)。为了减少摩擦,可将下承力架做成摆动支座,摆动位置用临时拉索 控制。上承力架焊在两根工字钢梁上,工字钢梁搁置在台座上,为使应力均勻,还可在工 字钢梁下设置千斤顶,将钢梁交灰承力架向上顶升一定的距离,以补足预应力(成为横向 张拉)。 钢筋张拉完毕后浇筑混凝土。当混凝土达一定强度后,两端同时放松钢筋,最后抽出 转折点的圆柱轴8、13,只剩下支点钢管7、12埋在混凝土构件内(钢管直径Γ»>2.5倍 钢筋直径)。 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 图16-94预应力筋水平折线张拉示意图 1 一台座;2—横梁■’ 3—直线预应力筋;4一折线预应力筋; 5—钢筋抱箍;6、8—木撑;7—8号槽钢;9—70X70方木; 10—3柯0钢筋;11 一2柯8钢筋;12—砂浆填缝 16.5.3.2水平折线张拉 图16-94为利用预制钢筋混凝土双 肢柱作为台座压杆,在现场对生产桁架 式吊车梁的示意图。在预制柱上相应于 钢丝弯折点处,套以钢筋抱箍5,并装 置短槽钢7,连以焊接钢筋网片,预应 力筋通过网片而弯折。为承受张拉时产 生的横向水平力,在短槽钢上安置木撑 6、8。 两根折线钢筋可用4台千斤顶在两 端同时张拉,或采用两台千斤顶同时在 一端张拉后,再在另一端补张拉。为减 少应力损失,可在转折点处采取横向张 拉,以补足预应力。 16.5.4先张预制构件 先张法主要适用于生产预制预应力混凝土构件。采用先张法生产的预制预应力混凝土 构件包括预制预应力混凝土板、梁、桩等众多种类。 16. 5.4.1先张预制板 目前国内应用的先张预应力混凝土板的种类较多,包括预应力混凝土圆孔板、SP预 应力空心板、预应力混凝土叠合板的实心底板、预应力混凝土双Τ板等。 1.预应力混凝土圆孔板 预应力混凝土圆孔板是目前最为常见的先张预应力预制构件之一,主要适用于非抗震 设计及抗震设防烈度不大于8度的地区。预应力混凝土圆孔板根据其厚度和适用跨度分为 两类,一类板厚120_,适用跨度范围2·1〜另一类板厚180mm,适用跨度范围 1. 8〜7. 2m。预应力钢筋采用消餘应力的低松弛螺旋肋钢丝俨5,抗拉强度标准值为 1570MPa,构造钢筋采用HRB335级钢筋。图16-95为0. 5m宽120mm厚的预应力混凝 土圆孔板截面示意图。 预应力混凝土圆孔板可采用长线法台座张拉预应力,也可采用短线法钢模模外张拉预应 力。设计时应考虑张拉端锚具变形和钢筋内缩弓丨起的预应力损失以及温差弓丨起的预应力损失。 构件堆放运输时,场地应平整压实。每垛堆放层数不宜超过10层。垫木应放在距板 端200〜300_处,并做到上下对齐,垫平垫实,不得有一角脱空的现象。堆放、起吊、 运输过程中不得将板翻身侧放。 安装时板的混凝土立方体抗压强度应达到设计混凝土强度的100%,板安装后应及时 浇筑拼缝混凝土。灌缝前应将拼缝内杂物清理干净,并用清水充分湿润。灌缝应采用强度 等级不低于C20的细石混凝土并掺微膨胀剂。混凝土振捣应密实,并注意浇水养护。 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 16. 5预应力混凝土先张法施工 87 图16-95预应力圆孔板截面示意图 施工均布荷载不应大于2. 5kN/m2,荷载不均匀时单板范围内折算均布荷载不宜大于 2. OkN/m2,施工中应防止构件受到冲击作用。 在有抗震设防要求的地区安装圆孔板时,板支座宜采用硬架支模的方式,并保证板与 支座实现可靠的连接。 2. SP预应力空心板 SP预应力空心板特指美国SPANCRETE公司及其授权的企业生产的预应力混凝土空 心板。主要适用于抗震设防烈度不大于8度的地区。SP预应力空心板一般板宽为 1200mm,板的厚度为100〜380mm,适用跨度范围为3〜18m。有关SP板轴跨与板厚的 对应关系如表16-56所示。 SP板轴跨与板厚对应关系(单位:_) 表16-56 板 厚 100 120 150 轴跨 SP 3000〜5100 3000〜6000 4500〜7500 SPD 4200〜6300 4800〜7200 5400〜9000 板厚 180 200 250 轴跨 SP 4800〜9000 5100〜10200 5700〜12600 SPD 6900〜10200 7200〜10800 8400〜13800 40SP 4800〜9000 5100〜10200 5700〜12600 板厚· 300 380 轴跨 SP. 6900〜15000 8400〜18000 SPD 9600〜15000 12000〜18000 40SP 6900〜15000 8400〜18000 注:表中SP指无叠合层的SP板,钢绞线保护层厚度20mm; 40SP指无叠合层的SP板,钢绞线保护层厚度 40mm; SPD指在SP板顶面现浇50〜60mm厚细石混凝土叠合层的板。 SP板的预应力钢筋多采用1860级的1X7低松弛钢绞线,直径包括9. 5、11.1、 12. 7mm三种,有时也采用1570级的1 X 3低松弛钢绞线,直径8. 6mm。图16-96为 16. 6 预应力混凝土后张法施工 91 图16-96 SP板截面示意图 132 ul03 1200 1. 2m宽200mm厚的SP板截面示意图。 , mo 放张预应力钢绞线时板的混凝土立方体抗压强度必须达到设计混凝土强度等级值的 75%,并应同时在两端左右对称放张,严禁采用骤然放张。 生产时应对板采取有效措施,并确认钢绞线放张时不会导致板面开裂。对采用12根 和12根以上直径12. 7mm钢绞线的板,更应采取加强板端部抗裂能力或取消部分钢绞线 端部一定长度内的握裹力等特殊措施,以防止放张板面开裂。如采取降低预应力张拉控制 值时,应注意其对板允许荷载表的影响,采取取消部分钢绞线端部一定长度内的握裹力措 施时应考虑对板端部抗裂和承载能力的影响。 空心板端部预应力钢绞线的实测回缩(缩人混凝土切割面)值应符合下列规定: 每块板各端的所有钢绞线回缩值的平均值,不得大于2mm;并且单根钢绞线的回缩 值不得大于3mm (板端部涂油的钢绞线的允许回缩值另行确定)。回缩值不合格的板应根 据实际情况经特殊处理后方可使用。 构件堆放、运输时,场地应平整压实。每垛堆放总高度不宜超过2.0m,垫木应放在 距板端200〜300mm处,并做到上下对齐,垫平垫实,不得有一角脱空的现象。堆放、 起吊、运输过程中不得将板翻身侧放。SP板的支承处应平整,保证板端在支承处均匀受 力。为减轻承重墙对板端的约束和便于拉齐板缝,在板底设置塑胶垫片会取得较好效果。 安装SP板时,一般宜将两块板之间板底靠紧安置。但板顶缝宽不宜小于20mm。 为了保证空心板楼(屋)盖体系中,相邻SP板之间能相互传递剪力和协调相邻板间 垂直变位,应做好板缝的灌缝工作。因此,应注意以下事项: 一般应采用强度不小于20N/mm2的水泥砂桨,或强度不小于C20的细石混凝土灌实。 灌缝用砂桨或细石混凝土应有良好的和易性,保证板间的键槽能浇注密实。所有SP板SPD 板的灌浆工作,均应在吊装板后,进行其他工序前尽快实施。在灌缝砂桨强度小于10N/ _2时,板面不得进行任何施工工作。灌缝前应采取措施(加临时支撑或在相邻板间加夹具 等)保证相邻板底平整。灌缝前应清除板缝中的杂物,按具体工程设计要求设置好缝中钢 筋,并使板缝保持清洁湿润状态,灌浇后应注意养护,必须保证板缝浇灌密实。 SPD板顶面应有凹凸差不小于4mm的人工粗糙面。以保证叠合面的抗剪强度大于 0.4N/mm2。应在SPD板叠合层中间配置直径>6mm,间距200mm的钢筋网,或直径 4〜5mm间距200mm的焊接钢筋网片。浇筑叠合层混凝土前,SP板板面必须清扫干净, 并浇水充分湿润(冬季施工除外),但不能积水。浇筑叠合层混凝土时,采用平板振动器 振捣密实,以保证与SP板结合成一整体。浇筑后采用覆盖浇水养护。SPD板在浇注叠合 层阶段,应设有可靠支撑,支撑位置应按下列规定: 当跨度L<9m时,在跨中设一道支撑; 当跨度L>9m时,除在跨中设一道支撑外,尚应在L/4处各增设一道支撑。 支撑顶面应严格找平,以保证SP板底平整,跨中支撑顶面应与SP板底顶紧,保证 在浇注叠合层过程中SP板不产生挠度。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 91 SP板施工安装时要求布料均匀,施工荷载(包括叠合层重)不得超过2.5kN/_2。在 多层建筑中,上层支柱必须对准下层支柱,同时支撑应设在板肋上,并铺设垫板,以免板受 支柱的冲切。临时支撑的拆除应在叠合层混凝土达到强度设计值后根据施工规范规定执行。 3.预应力混凝土叠合板 预应力混凝土叠合板指施工阶段设有可靠支撑的叠合式受弯构件。其采用50mm或 60mm厚实心预制预应力混凝土底板,上浇叠合层混凝土,形成完全粘结。主要适用于非 抗震设计及抗震设防烈度不大于8度的地区。 预应力混凝土叠合板的材料和规格详见表16-57。 预应力混凝土叠合板规格 表16-57 底板厚度(mm) /叠合层厚(mm) 50/60、 70、 80 60/80, 90 钢筋种类 螺旋肋钢丝 冷轧带肋钢筋 直径(mm) ΦΗ5 炉5 底板预应力筋 抗拉强度标准值(N/mm2) 1570 800 抗拉强度设计值(N/mm2) 1110 530 弹性模量 2. 05Χ105 1.9Χ105 底板构造钢筋种类 冷轧带肋钢筋CRB550 (炉5) 也可采用ΗΡΒ300或HRB335级钢筋 支座负钢筋种类 HRB335、HRB400 级钢筋 吊钩 ΗΡΒ300级钢筋 底板混凝土强度等级 C40 叠合层混凝土强度等级 C30 图16-97为典型的50mm厚的预制预应力混凝土底板示意图。 叠合板如需开洞,需在工厂生产中先在板底中预留孔洞(孔洞内预应力钢筋暂不切 除),叠合层混凝土浇筑时留出孔洞,叠合板达到强度后切除孔洞内预应力钢筋。洞口处 加强钢筋及洞板承载能力由设计人员根据实际情况进行设计。 底板上表面应做成凹凸不小于4mm的人工粗糙面,可用网状滚筒等方法成型。 底板吊装时应慢起慢落,并防止与其他物体相撞。 堆放场地应平整夯实,堆放时使板与地面之间应有一定的空隙,并设排水措施。板两 端(至板端200mm)及跨中位置均应设置垫木,当板标志长度<3. 6m时跨中设一条垫 木,板标志长度>3. 6m日才跨中设两条垫木,垫木应上下对齐。不同板号应分别堆放,堆 放高度不宜多于6层。堆放时间不宜超过两个月。 混凝土的强度达到设计要求后方能出厂。运输时板的堆放要求同上,但要设法在支点 处绑扎牢固,以防移动或跳动。在板的边部或与绳索接触处的混凝土,应采用衬垫加以 10 10 I I I I ^ 20 20 ^ 板实际长度/, 板标志长度/ 预应力筋 图16-97预制预应力混凝土底板示意图 16. 6 预应力混凝土后张法施工 91 保护。 底板就位前应在跨中及紧贴支座部位均设置由柱和横撑等组成的临时支撑。当轴跨Z <3. 6m时跨中设一道支撑;当轴跨3. 6m!<5.4m时跨中设两道支撑;当轴跨Z>5. 4m 时跨中设三道支撑。支撑顶面应严格抄平,以保证底板板底面平整。多层建筑中各层支撑 应设置在一条竖直线上,以免板受上层立柱的冲切。 临时支撑拆除应根据施工规范规定,一般保持连续两层有支撑。施工均布荷载不应大 于1. 5kN/mm2,荷载不均匀时单板范围内折算均布荷载不宜大于lkN/mm2,否则应采取 加强措施。施工中应防止构件受到冲击作用。 4.预应力混凝土双丁板 预应力混凝土双T板通常采用先张法工艺生产,适用于非抗震设计及拉;震设防烈度 不大于8度的地区。 预应力混凝土双T板混凝土强度等级为C40、C45、C50。当环境类别为Zi b类时, 双T坡板的混凝土强度等级均为C50。预应力钢筋采用低松弛的螺旋肋钢丝或:1X7钢 绞线,■ . , ■ 'V 双T板板面、肋梁、横肋中钢筋网片采用CRB550级冷轧带肋钢筋及:ΡίήΒ300摄i 筋。钢筋网片宜采用电阻点焊,其性能应符合相关标准的规定。预禅件销(_采用Q235B 级钢,锚筋采用HPB300级钢筋或HRB335级钢筋。预埋件制作及、双.丁遥磁安装焯接采 用E43型焊条。吊钩釆用未经冷加工的HPB300级钢筋或Q235無乳圆钢。:. 预应力沲凝土双T,板棒志宽庚S 3n>,实际宽度:2.98m。跨度9〜嵙m,MM坡度 1 必。典i的双丁叙模破图见图16-98。 人. ' 放张时欢:Τ Μ混凝土强奋一般应达到设计混凝土強度等&的100%。 当肋梁与支產浪凝土梁采用螺检连接时,应在肋梁端部预理招0 (内径):钢管。预埋 16. 6 预应力混凝土后张法施工 91 吊钩(4 个) M-3 M-2(10 个) 侧视图 图16-98双T板模板图 单独垫木 通长垫木 16. 6 预应力混凝土后张法施工 91 钢管应避开预应力筋。对于标志宽度小于3. Om的非标准双T板,应在构件制作时去掉部 分翼板,但不应伤及肋梁。 双T板吊装时应保证所有吊钩 均匀受力,并宜采用专用吊具。双T 板堆放场地应平整压实。堆放时, 懸 除最下层构件采用通长垫木外,上 层的垫木宜采用单独垫木。垫木应 放在距板端200〜300mm处,并做 到上下对齐,垫平垫实。构件堆放 层数不宜超过5层,见图16-99。 图16-99双T板堆放示意图 双T板运输时应有可靠的锚固 措施,运输时垫木的摆放要求与堆 放时相同。运输时构件层数不宜超 过3层。 安装过程中双T板承受的荷载(包括双T板自重)不应大于该构件的标准组合荷载 限值。安装过程中应防止双T板遭受冲击作用。安装完毕后,外露铁件应^[防腐、防锈 处理。 16.5.4.2先张预制粧 1. 预应力混凝土空心方桩 , 预应力混凝土空心方桩一般采用离心成型方法制作,预应力通过先张法施加。作为一 种新型的预制混凝土桩,预应力混凝土空心方桩具有承载力高V生产周期短、节约材料等 优点。目前我国的预应力混凝土空心方桩适用于非抗震区及抗震设防烈度不超过8度的地 区,因此可在我国大部分地区应用。常见预应力混凝土空心方桩的截面如图;16-100所示。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 97 预应力钢筋 方粧结构配筋图 螺旋筋 预应力钢筋 图16-100空心方桩截面7K意 预应力钢筋镦头应采用热墩工艺,镦头强度不得低于该材料标准强度的90%。采用 先张法施加预应力工艺,张拉力应计算后确定,并采用张拉应力和张拉伸长值双重控制来 确保张拉力的控制。 成品放置应标明合格印章及制造厂、产品商标、标记、生产日期或编号等内容。堆放 场地与堆放层数的要求应符合国家现行标准《预应力混凝土空心方桩》(JG197)的规定。 空心方桩吊装宜采用两支点法,支点位置距桩端0.21L (L为桩长)。若采用其他吊 法,应进行吊装验算。 预应力混凝土空心方桩可采用锤击法和静压法进行施工。采用锤击法时,应根据不同 的工程地质条件以及桩的规格等,并结合各地区的经验,合理选择锤重和落距。采用静压 法时,可根据具体工程地质情况合理选择配重,压桩设备应有加载反力读数系统。 蒸汽养护后的空心方桩应在常温下静停3天后方可沉桩施工。空心方桩接桩可采用钢 端板焊接法,焊缝应连续饱满。桩帽和送桩器应与方柱外形相匹配,并应有足够的强度、 刚度和耐打性。桩帽和送桩器的下端面应开孔,使桩内腔与外界相通。 在沉桩过程中不得任意调整和校正桩的垂直度。沉桩时,出现贯人度、桩身位移等异 常情况时,应停止沉桩,待查明原因并进行必要的处理后方可继续施工。桩穿越硬土层或 进人持力层的过程中除机械故障外,不得随意停止施工。空心方桩一般不宜截桩,如遇特 殊情况确需截桩时,应采用机械法截桩。 2.预应力混凝土管桩 预应力混凝土管桩包括预应力高强混凝土管桩(PHC)、预应力混凝土管桩(PC)、 预应力混凝土薄壁管桩(PTC)。预应力均通过先张法施加。PHC、PC桩适用于非抗震 和抗震设防烈度不超过7度的地区,PTC桩适用于非抗震和抗震设防烈度不超过6度的 地区。常见预应力混凝土管桩的截面如图16-101所示。 制作管桩的混凝土质量应符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》(GB 50164)、 《先张法预应力混凝土管桩》(GB 13476)、《先张法预应力混凝土薄壁管桩》(JC 888)的 规定,并应按上述标准的要求进行检验。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 97 图16-101预应力混凝土管桩截面示意 沉桩施工时,应根据设计文件、地勘报告、场地周边环境等选择合适的沉桩机械。管 桩的施工也分锤击法和静压法两种,锤击法沉桩机械采用柴油锤、液压锤,不宜采用自由 落捶打桩机;静压法沉桩宜采用液压式机械,按施工方法分为顶压式和抱压式两种。 管桩的混凝土必须达到设计强度及龄期(常压养护为28d,压蒸养护为Id)后方可沉 桩。 锤击法沉桩:桩帽或送桩器与管桩周围的间隙应为5〜10mm;桩锤与桩帽、桩帽与 桩顶之间加设弹性衬垫,衬垫厚度应均匀,且经锤击压实后的厚度不宜小于120mm,在 打桩期间应经常检查,及时更换和补充。 静压法沉桩:采用顶压式桩机时,桩帽或送桩器与桩之间应加设弹性衬垫;抱压式桩 机时,夹持机构中夹具应避开桩身两侧合缝位置。PTC桩不宜采用抱压式沉桩。 沉桩过程中应经常观测桩身的垂直度,若桩身垂直度偏差超过1%,应找出原因并设 法纠正;当桩尖进人较硬土层后,严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。 每一根桩应一次性连续打(压)到底,接桩、送桩连续进行,尽量减少中间停歇 时间。 沉桩过程中,出现贯人度反常、桩身倾斜、位移、桩身或桩顶破损等异常情况时,应 停止沉桩,待査明原因并进行必要的处理后,方可继续进行施工。 上、下节桩拼接成整桩时,宜采用端板焊接连接或机械快速接头连接,接头连接强度 应不小于管桩桩身强度。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 97 冬期施工的管桩工程应按现行行业标准《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/T 104)的 有关规定,根据地基的主要冻土性能指标,采用相应的措施。宜选用混凝土有效预压应力 值较大且采用蒸压养护工艺生产的PHC桩。 16. 6预应力混凝土后张法施工 后张法是指结构或构件成型之后,待混凝土达到要求的强度后,在结构或构件中进行 预应力筋的张拉,并建立预压应力的方法。 由于后张法预应力施工不需要台座,比先张法预应力施工灵活便利,目前现浇预应力 混凝土结构和大型预制构件均采用后张法施工。后张法预应力施工按粘结方式可以分为有 粘结预应力、无粘结预应力和缓粘结预应力三种形式。 后张法施工所用的成孔材料,通常是金属波纹管和塑料波纹管等。 后张法施工所用的预应力筋主要是预应力钢绞线、预应力钢丝及精乳螺纹钢,也有在 高腐蚀环境中采用非金属材料制成的预应力筋等。 16.6.1有粘结预应力施工 16.6.1.1 特点 后张有粘结预应力是应用最普遍的一种预应力形式,有粘结预应力施工既可以用于现 浇混凝土构件中,也可以用于预制构件中,两者施工顺序基本相同。有粘结预应力施工最 主要的特点是在预应力筋张拉后要进行孔道灌浆,使预应力筋包裹在水泥浆中,灌注的水 泥浆即起到保护预应力筋的作用,又起到传递预应力的效果。 16. 6.1. 2施工工艺 后张法有粘结预应力施工通常包括铺设预应力筋管道、预应力筋穿束、预应力筋张拉 锚固、孔道灌浆、防腐处理和封堵等主要施工程序。 16.6.1.3施工要点 1.预应力筋制作 (1) 钢绞线下料 钢绞线的下料,是指在预应力筋铺设施工前,将整盘的钢绞线,根据实际铺设长度并 考虑曲线影响和张拉端长度,切成不同的长度。如果是一端张拉的钢绞线,还要在固定端 处预先挤压固定端锚具和安装锚座。 成卷的钢绞线盘重量大需要吊车将成卷的钢绞线吊到下料位置,开始下料时,由于钢 绞线的弹力大,在无防护的情况下放盘时,钢绞线容易弹出伤人并发生绞线紊乱现象。可 设置一个简易牢固的铁笼,将钢绞线罩在铁笼内,铁笼应紧贴钢绞线盘,再剪开钢绞线的 包装钢带。将绞线头从盘卷心抽出》铁笼的尺寸不易过大,以刚好能包裹住钢绞线线盘的 外径为合适。铁笼也可以在施工现场用脚手管临时搭设,但要牢固结实,能承受松开钢绞 线产生的推力,铁笼竖杆有足够的密度,防止钢绞线头从缝隙中弹出,保证作业人员安全 操作。 钢绞线下料宜用砂轮切割机切割。不得采用电弧切。砂轮切割机具有操作方便、效率 高、切口规则等优点》 (2) 钢绞线固定端描具的组装 1)挤压锚具组装 挤压锚具组装通常是在下料时进行,然后再运到施工现场铺放,也可以将挤压机运至 铺放施工现场进行挤压组装。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 97 2) 压花锚具成型 压花锚具是通过挤压钢绞线,使其局部散开,形成梨状钢丝与混凝土握裹而形成铺固 端区。 3) 质量要求 挤压锚具制作时,压力表读数应符合操作说明书的规定,挤压后预应力筋外端应露出 挤压套筒1〜5mm。 钢绞线压花银成形时,表面应清洁、无油污,梨形头尺寸和直线段长度应符合设计 要求。 (3)预应力钢丝下料 1) 钢丝下料 消除应力钢丝开盘后,可直接下料。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。 采用镦头锚具时,钢丝的长度偏差允许值要求较严。为了达到规定要求,钢丝下料可 用钢管限位法或用牵引索在拉紧状态下进行。钢管固定在木板上,钢管内径比钢丝直径大 3〜5mm,钢丝穿过钢管至另一端角铁限位器时,用切断装置切断。限位器与切断器切口 间的距离,即为钢丝的下料长度。 2) 钢丝编束 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,每束钢丝都须进行 编束。 采用镦头锚具时,根据钢丝分圈布置的特点,首先将内圈和外圈钢丝分别用铁丝顺序 编扎,然后将内圈钢丝放在外圈钢丝内扎牢。为了简化钢丝编束,钢丝的一端可直接穿入 锚杯,另一端距端部约20cm处编束,以便穿锚板时钢丝不紊乱。钢丝束的中间部分可根 据长度适当编扎几道。 3) 钢丝镦头 钢丝镦粗的头型,通常有蘑菇型和平台型两种。前者受锚板的硬度影响大,如锚板较 软,镦头易陷人错孔而断于镦头处;后者由于有平台,受力性能较好。 钢丝束两端采用镦头铺具时,同束钢丝下料长度的极差应不大于钢丝长度的1/5000, 且不得大于5mm;对长度小于10m的钢丝束极差可取2mm。 钢丝镦头尺寸应不小于规定值、头型应圆整端正;钢丝镦头的圆弧形周边如出现纵向 微小裂绞尚可允许,如裂绞长度已延伸至钢丝母材或出现斜裂纹或水平裂纹,则不允许。 钢丝镦头强度不得低于钢丝强度标准值的98%。 2.预留孔道 预应力预留孔道的形状和位置通常要根据结构设计图纸的要求而定。最常见的有直线 形、曲线形、折线形和U形等形状。 预留孔道的直径,应根据孔道内预应力筋的数量、曲线孔道形状和长度、穿筋难易程 度等因素确定。对于孔道曲率较大或孔道长度较长的预应力构件,应适当选择孔径较大的 波纹管,否则在同一孔道中,先穿入的预应力筋比较容易,而后穿人的预应力筋会非常困 难。孔道面积宜为预应力筋净面积的4倍左右。表16-58列出了常用钢绞线数量与波纹管 直径的关系参考值。 常用IS. 2mm钢绞线数量与波纹管直径的关系(参考值) 表16-58 16. 6 预应力混凝土后张法施工 97 锚具型号 钢绞线(根数) 波纹管外径(mm) 接头管外径(mm) 孔道、绞线面积比 15-3 3 ' 50 55 4.7 15-4 4 55 60 4.2 15 — 5 5 60 65 4. 0 15-6/7 6/7 70 75 3.9 15-8/9 8/9 80 85 4. 0 15 — 12 12 95 100 4.2 15-15 15 100 105 3.7 15-19 19 115 120 3.9 15-22 22 130 140 4.3 15-27 27 140 150 4. 1 15-31 31 150 160 4. 1 注:表中15-3代表可锚固直径15. 2mm, 3根钢绞线。 (1) 预应力孔道的间距与保护层应符合下列规定: 1) 对预制构件,孔道的水平净间距不宜小于30mm,且不应小于粗骨料直径的1. 25 倍;孔道至构件边缘的净间距不应小于30mm,且不应小于孔道半径。 2) 对现浇构件,预留孔道在竖直方向的净间距不应小于孔道半径,水平方向净间距 不宜小于孔道直径的1.5倍。从孔壁算起的混凝土最小保护层厚度,梁底不宜小于 50mm,梁侧不宜小于40mm。 (2) 预留孔道方法:预留孔道通常有预埋管法和抽芯法两种。 预埋管法是在结构或构件绑扎骨架钢筋时先放入金属波纹管、塑料波纹管或钢管,形 成预应力筋的孔道。埋在混凝土中的孔道材料一次性永久地留在结构或构件中;抽芯法是 在绑扎骨架钢筋时先放入橡胶管或钢管,混凝土浇注后,当混凝土强度达到一定要求时抽 出橡胶管或钢管,形成预应力孔道,橡胶管或钢管可以重复使用。 (3) 常用的后张预埋管材料主要有:金属波纹管、塑料波纹管、普通薄壁钢管(厚度 通常为2mm)等材料。 (4) 预留孔道铺设施工 图16-102波纹管连接构造图 1 一波纹管;2—接口处; 3—接头管;4一封口胶带 1) 金属波纹管的连接: 金属波纹管的连接,通常采用对接的方法,用 大一号同型波纹管做接头管,旋转波纹管连接。接 头管的长度宜为管径的3〜4倍,两端旋入长度应大 致相等。普通波纹管通常为200〜400mm,其两端 采用密封胶带缠绕包裹,见图16-102。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 97 1) 塑料波纹管的连接: 塑料波纹管的波纹分直肋和螺旋肋两种,螺旋 肋塑料波纹管的连接方式与金属波纹管相同,即采 16. 6 预应力混凝土后张法施工 97 用直径大一号的塑料接头管套在塑料波纹管上,旋转到波纹管对接处,用塑料封口胶带缠 裹严密;对于直肋塑料波纹管,一般有专用接头管,通常也是直径大一号的塑料波纹管, 分成两半,在接口处对接并用细铅丝绑扎后再用塑料防水胶带缠裹严密。对大口径的塑料 波纹管也可采用专用的塑料焊接机热熔焊接。塑料接头套管的长度不小于300mm。 3)波纹管的铺设安装: 金属波纹管或塑料波纹管铺设安装前,应按设计要求在箍筋上标出预应力筋的曲线坐 标位置,点焊或绑扎钢筋马凳。马凳间距:对圆形金属波纹管宜为1. 0〜1. 5m,对扁波纹 管和塑料波纹管宜为0.8〜LOm。波纹管安装后,应与一字形或井字形钢筋马凳用铁丝绑 扎固定。 钢筋马発应与钢筋骨架中的箍筋电焊或牢固绑扎。为防止钢筋马凳在穿预应力筋过程 中受压变形,钢筋马凳材料应考虑波纹管和钢绞线的重量,可选择直径10mm以上的钢 筋制成。 波纹管安装就位过程中,应避免大曲率弯管和反复弯曲,以防波纹管管壁开裂。同时 还应防止电气焊施工烧破管壁或钢筋施工中扎破波纹管。浇筑混凝土时,在有波纹管的部 位也应严禁用钢筋捣混凝土,防止损坏波纹管。 在合梁的侧模板前,应对波纹管的密封情况进行检査,如发现有破裂的地方要用防水 胶带缠裹好,在确定没有破洞或裂缝后方可合梁的侧模板。 竖向预应力结构采用薄壁钢管成孔时应采用定位支架固定,每段钢管的长度应根据施 工分层浇筑的高度确定。钢管接头处宜高于混凝土浇筑面500〜800mm,并用堵头临时封 口,防止杂物或灰浆进入孔道内。薄壁钢管连接宜采用带丝扣套管连接。也可采用焊接连 接,接口处应对齐,焊口应均匀连续。 (5)波纹管的铺设绑扎质量要求: 1) 预留孔道及端部埋件的规格、数量、位置和形状应符合设计要求; 2) 预留孔道的定位应准确,绑扎牢固,浇筑混凝土时不应出现位移和变形; 3) 孔道应平顺,不能有死弯,弯曲处不能开裂,端部的预埋喇叭管或锚垫板应垂直 于孔道的中心线; 4) 接口处,波纹管口要相接,接头管长度应满足要求,绑扎要密封牢固; 5) 波纹管控制点的设计偏差应符合表16-59的规定。 预应力筋束形(孔道)控制点设计位置允许偏差(mm) 表16-59 构件截面高(厚)度 Λ<300 300<Λ<1500 Λ>1500 偏差限值 士 5 士 10 .士 15 (6)灌浆孔、出浆排气管和泌水管 在预应力筋孔道两端,应设置灌浆孔和出浆孔。灌浆孔通常位于张拉端的喇叭管处, 灌浆时需要在灌浆口处外接一根金属灌浆管;如果在没有喇叭管处(如锚固端),可设置 在波纹管端部附近利用灌浆管引至构件外。为保证浆液畅通,灌浆孔的内孔径一般不宜小 于 20mmo 曲线预应力筋孔道的波峰和波谷处,可间隔设置排气管,排气管实际上起到排气、出 16. 6 预应力混凝土后张法施工 97 浆和泌水的作用,在特殊情况下还可作为灌浆孔用。波峰处的排气管伸出梁面的高度不宜 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 小于500mm,波底处的排气管应从波纹管侧面开口接出伸至梁上或伸到模板外侧。对于 多跨连续梁,由于波纹管较长,如果从最初的灌浆孔到最后的出浆孔距离很长,则排气管 也可兼用作灌浆孔用于连续接力式灌浆。其间距对于预埋波纹管孔道不宜大于30m。为防 止排气管被混凝土挤扁,排气管通常由增强硬塑料管制成,管的壁厚应大于2_。 图16-103灌浆孔的设置示意图 1 一波纹管;2—海绵垫;3—塑料盖板; 4一塑料管;5—固定卡子 金属波纹管留灌浆孔(排气孔、泌 水孔)的做法是在波纹管上开孔,直径 在20〜30_,用带嘴的塑料弧形盖板 与海绵垫覆盖,并用铁丝扎牢,塑料盖 板的嘴口与塑料管用专业卡子卡紧。如 图 16-103 所7K。 在波谷处设置泌水管,应使塑料管 朝两侧放置,然后从梁上伸出来。不能 朝上放置,否则张拉预应力筋后可能造 成预应力筋堵住排气孔的现象出现,如图16-104。 钢绞线在波峰与波谷位置及排气管的安装见图16-105。 图16-104预应力筋在波纹管中位置图 1 一预应力筋;2—排气孔;3—塑料弧形盖板;4一塑料管;5—波纹管孔道 ⑷ (b) 图16-105钢绞线在波峰与波谷位置‘及排气管的安装位置图 ia)波谷;(》波峰 2. 张拉端、锚固端铺设 (1) 张拉端的布置 张拉端的布置,应考虑构件尺寸、局部承压、锚固体系合理布置等,同时满足张拉施 工设备空间要求。通常承压板的间隔设置在20〜50mm为宜,如图16-106所示。 有粘结预应力筋设在梁柱节点的张拉端上如图16-107所示。 (2) 固定端的布置 有粘结预应力钢绞线的固定端通常采用挤压描具,在梁柱节点处,锚固端的挤压锚具 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 应均匀散开放在混凝土支座内,波纹管应伸人混凝土支座内。如图16-108所示。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 图16-106柱端预应力锚固图 1200 llllmllqiiis-ssΠΙΙΙ lllllllllli ΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΞΙ IIIII ΙΙΙΙΙΙΙΙ"_=!=!ΊΙΙΙ ΙίΙΙΙΙ mllllll—l===111111= 11 图16-107梁柱节点处张拉端示意图 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 可分为先穿束法 图16- 固定端的设置 4.预应力筋穿束 (1)根据穿束时间, 和后穿束法两种。 1)先穿束法 在浇筑混凝土之前穿束。先穿束法省 时省力,能够保证预应力筋顺利放入孔道 内;如果波纹管绑扎不牢固,预应力筋的 自重会引起的波纹管变位,会影响到矢高 的控制,如果穿入的钢绞线不能及时张拉 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 和灌浆,钢绞线易生锈。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 2)后穿束法 后穿束法是在浇筑混凝土之后穿束。此法可在混凝土养护期内进行,穿束不占工期。 穿束后即行张拉,预应力筋易于防锈。对于金属波纹管孔道,在穿预应力筋时,预应力筋 的端部应套有保护帽,防止预应力筋损坏波纹管。 (2)穿束方法 根据一次穿入预应力筋的数量,可分为整束穿束、多根穿束和单根穿束。钢丝束应整 束穿;钢绞线宜采用整束穿,也可用多根或单根穿。穿束工作可采用人工、卷扬机或穿束 机进行。 1)人工穿束 对曲率不是很大,且长度不大于30m的曲线束,适宜人工穿束。 人工穿束可利用起重设备将预应力筋吊放到脚手架上,工人站在脚手架上逐步穿入孔 内。预应力筋的前端应安装保护帽或用塑料胶带将端头缠绕牢固形成一个厚厚的圆头,防 止预应力筋(主要是钢绞线)的端部损坏波纹管壁,以便顺利通过孔道。对多波曲线束且 长度超过80m的孔道,宜采用特制的牵引头(钢丝网套套住要牵引的预应力筋端部),工 人在前头牵引,后头推送,用对讲机保持前后两端同时出现。 钢绞线编束宜用20号铁丝绑扎,间距2〜3m。编束时应先将钢绞线理顺,并尽量使 各根钢绞线松紧一致。如钢绞线单根穿入孔道,则不编束。 2) 用卷扬机穿束 对多波曲率较大,孔道直径偏小且束长大于80m的预应力筋,也可采用卷扬机穿束。 钢绞线与钢丝绳间用特制的牵引头连接。每次牵引一组2〜3根钢绞线,穿束速度快。 卷扬机宜采用慢速,每分钟约10m,电动机功率为1. 5〜2. OkW。 3) 用穿束机穿束 用穿束机穿束适宜于大型桥梁与构筑物单根穿钢绞线的情况。 穿束机有两种类型:一是由油泵驱动链板夹持钢绞线传送,速度可任意调节,穿束可 进可退,使用方便;二是由电动机经减速箱减速后由两对滚轮夹持钢绞线传送,进退由电 动机正反转控制。穿束时,钢绞线前头应套上一个金属子弹头形壳帽。 5.预应力筋张拉锚固 (1)准备工作 1) 混凝土强度 预应力筋张拉前,应提供构件混凝土的强度试压报告。混凝土试块采用同条件养护与 标准养护。当混凝土的立方体强度满足设计要求后,方可施加预应力。 施加预应力时构件的混凝土强度等级应在设计图纸上标明;如设计无要求时,对于 C40混凝土不应低于设计强度的75%。对于C30或C35混凝土则不应低于设计强度 的 100%。 现浇混凝土施加预应力时,混凝土的龄期:对后张预应力楼板不宜小于5d,对于后 张预应力大梁不宜小于7d。 对于有通过后浇带的预应力构件,应使后浇带的混凝土强度也达到上述要求后再进行 张拉。 后张预应力构件为了搬运等需要,可提前施加一部分预应力,以承受自重等荷载。张 拉时混凝土的立方体强度不应低于设计强度等级的60%。必要时进行张拉端的局部承压 计算,防止混凝土因强度不足而产生裂缝。 2) 构件张拉端部位清理 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 描具安装前,应清理错垫板端面的混凝土残渣和喇叭管口内的封堵与杂物。应检查喇 叭管或锚垫板后面的混凝土是否密实,如发现有空洞,应剔凿补实后,再开始张拉。 应仔细清理喇叭口外露的钢绞线上的混凝土残渣和水泥浆,如果铺具安装处的钢绞线 上留有混凝土残渣或水泥浆,将严重影响夹片锚具的锚固性能,张拉后可能发生钢绞线回 缩的现象。 1) 张拉操作平台搭设 高空张拉预应力筋时,应搭设安全可靠的操作平台。张拉操作台应能承受操作人员与 张拉设备的重量,并装有防护栏杆。一般情况下平台可站3〜5人,操作面积为3〜5m2, 为了减轻操作平台的负荷,张拉设备应尽量移至靠近的楼板上,无关人员不得停留在操作 平台上。 2) 锚具与张拉设备准备 ①锚具 锚具应有产品合格报告,进场后应经过检验合格方可使用。锚具外观应干净整洁,允 许铺具带有少量的浮锈,但不能锈蚀严重。 α.钢绞线束夹片锚固体系:安装锚具时应注意工作锚环或锚板对中,夹片必须安装 橡胶圈或钢丝圈,均匀打紧并外露一致V b. 钢丝束锥形锚固体系:由于钢丝沿锚环周边排列且紧靠孔壁。因此安装钢质锥形 错具时必须严格对中,钢丝在锚环周边应分布均匀; c. 钢丝束镦头锚固体系:由于穿束关系,其中一端锚具要后装,并进行镦头。配套 的工具式拉杆与连接套筒应事先准备好;此外还应检査千斤顶的撑脚是否适用。 ②张拉设备准备 预应力筋张拉应采用相应吨位的千斤顶整束张拉。对直线形或平行排放的预应力钢绞 线束,在各根钢绞线互不叠压时也可采用小型千斤顶逐根张拉。 张拉设备应于进场前进行配套标定,配套使用。标定过的张拉设备在使用6个月后要τ 再次进行标定才能继续使用。在使用中张拉设备出现不正常现象或千斤顶检修后,应重新 标定。 预应力筋张拉设备和仪表应根据预应力筋的种类、锚具类型和张拉力合理选用。张拉 设备的正常使用范围为25%〜90%额定张拉力。 张拉用压力表的精度不低于0.4级。标定张拉设备的试验机或测力精度不应低于 ±0. 5%。 安装张拉设备时,对直线预应力筋,应使张拉力的作用线与预应力筋的中心线重合; 对曲线预应力筋,应使张拉力的作用线与预应力筋中心线末端的切线重合。 安装多孔群锚千斤顶时,千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一 致,以防钢绞线在千斤顶穿心孔内错位或交叉。 ③资料准备 预应力筋张拉前,应提供设备标定证书并计算所需张拉力、压力读数表、张拉伸长 值,并说明张拉顺序和方法,填写张拉申请单。 (2)预应力筋张拉 1) 预应力筋张拉顺序 预应力构件的张拉顺序,应根据结构受力特点、施工方便、操作安全等因素确定。 对现浇预应力混凝土框架结构,宜先张拉楼板、次梁,后张拉主梁。 对预制屋架等平卧叠浇构件,应从上而下逐榀张拉。预应力构件中预应力筋的张拉顺 序,应遵循对称张拉原则。应使混凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变位 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 等;因此,对称张拉是一项重要原则。同时还应考虑到尽量减少张拉设备的移动次数。 后张法预应力混凝土屋架等构件,一般在施工现场平卧重叠制作。重叠层数为3〜4 层。其张拉顺序宜先上后下逐层进行。为了减少上下层之间因摩擦引起的预应力损失,可 逐层加大张拉力。 1) 预应力筋张拉方式 · 预应力筋的张拉方法,应根据设计和施工计算要求采取一端张拉或两端张拉。 ①一端张拉方式:预应力筋只在一端张拉,而另一端作为固定端不进行张拉。由于受 摩擦的影响,一端张拉会使预应力筋的两端应力值不同,当预应力筋的长度超过一定值 (曲线配筋约为30m)时锚固端与张拉端的应力值的差别将明显加大,因此采用一端张拉 的预应力筋,其长度不宜超过30m。如设计人员根据计算或实际条件认为可以放宽以上限 制的话,也可采用一端张拉。 ②两端张拉方式:对预应力筋的两端进行张拉和锚固,通常一端先张拉,另一端补 张拉。 两端张拉通常是在一端张拉到设计值后,再移至另一端张拉,补足张拉力后锚固。如 果预应力筋较长,先张拉一端的预应力筋伸长值较长,通常要张拉两个缸程以上,才能到 设计值,而另一端则伸长值很小。 ③分批张拉方式:对配有多束预应力筋的伺一构件或结构,分批进行预应力筋的张 拉。由于后批预应力筋张拉所产生的混凝土弹性压缩变形会对先批张拉的预应力筋造成预 应力损失;所以先批张拉的预应力筋张拉力应加上该弹性压缩损失值或将弹性压缩损失平 均值统一增加到每根预应力筋的张拉力内。 现浇混凝土结构或构件自身的刚度较大时,一般情况下后批张拉对先批张拉造成的损 失并不大,通常不计算后批张拉对先批张拉造成的预应力损失,并调整张拉力,而是在张 拉时,将张拉力提高1.03倍,来消除这种损失。这样做也使得预应力筋的张拉变得简单 快捷。 ④分段张拉方式:在多跨连续梁板分段施工时,通长的预应力筋需要逐段进行张拉的 方式。对大跨度多跨连续梁,在第一段混凝土浇筑与预应力筋张拉锚固后,第二段预应力 筋利用锚头连接器接长,以形成通长的预应力筋。 当预应力结构中设置后浇带时,为减少梁下支撑体系的占用时间,可先张拉后浇带两 侧预应力筋,用搭接的预应力筋将两侧预应力连接起来。 ⑤分阶段张拉方式:在后张预应力转换梁等结构中,因为荷载是分阶段逐步加到梁上 的,预应力筋通常不允许一次张拉完成。为了平衡各阶段的荷载,需要采取分阶段逐步施 加预应力。分阶段施加预应力有两种方法,一种是对全部的预应力筋分阶段进行如30%、 70%、100%的多次张拉方式进行。另一种是分阶段对如30%、70%、100%的预应力筋 进行张拉的方式进行。第一种张拉方式需要对锚具进行多次张拉。 分阶段所加荷载不仅是外载(如楼层重量),也包括由内部体积变化(如弹性缩短、 收缩与徐变)产生的荷载。梁的跨中处下部与上部纤维应力应控制在容许范围内。这种张 拉方式具有应力、挠度与反拱容易控制、材料省等优点。 ⑥补偿张拉方式:在早期预应力损失基本完成后,再进行张拉的方式。采用这种补偿. 张拉,可克服弹性压缩损失,减少钢材应力松弛损失,混凝土收缩徐变损失等,以达到预 期的预应力效果。 3)张拉操作顺序 预应力筋的张拉操作顺序,主要根据构件类型、张拉锚固体系、松弛损失等因素 确定。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 ①采用低松弛钢丝和钢绞线时,张拉操作程序为0—(锚固)。 ②采用普通松弛预应力筋时,按下列超张拉程序进行操作: 对镦头描具等可卸载描具0—1. 05amn (持荷2min) (描固)。 对夹片锚具等不可卸载夹片式锚具0—1. 03知η (锚固)。 以上各种张拉操作程序,均可分级加载、对曲线预应力束,一般以0.2〜η—0.25〜η 为量伸长起点,分3级加载0.2〜„ (0.6〜„及1.0^。„)或4级加载(0.25〜„、0. 50&„、 0.75^。„及1.0^„),每级加载均应量测张拉伸长值。 当预应力筋长度较大,千斤顶张拉行程不够时,应采取分级张拉、分级锚固。第二级 初始油压为第一级最终油压。 预应力筋张拉到规定力值后,持荷复验伸长值,合格后进行锚固。 2) 张拉伸长值校核 关于张拉伸长值的计算,详见16. 4. 5节。预应力筋张拉伸长值的量测,应在建立初 应力之后进行。其实际伸长值可按公式(16-43)计算。 (kN) 关于推算伸长值,初应力以下的推算伸长值AL2·,可根据弹性范围内张拉力与伸长值 成正比的关系,用计算法或图解法确定。 0.5NJ 10NJ 采用图解法时,图16-109以伸长值为横坐 标,张拉力为纵坐标,将各级张拉力的实测伸 长值标在图上,绘成张拉力与伸长值关系线 CAB,然后延长此线与横坐标交于0'点,则 oo'段即为推算伸长值。 推算值)~2Z; 实测值私 AL(mm) 初 此外,在锚固时应检查张拉端预应力筋的 内缩值,以免由于锚固引起的预应力损失超过 设计值。如实测的预应力筋内缩量大于规定值。 图16-109图解法计算伸长值 则应改善操作工艺,更换限位板或采取超张拉 等方法弥补。 3) 张拉安全要求与注意事项 ①在预应力张拉作业中,必须特别注意安全。因为预应力持有很大的能量,如果预应 力筋被拉断或描具与张拉千斤顶失效,巨大能量急剧释放,有可能造成很大危害。因此, 在任何情况下作业人员不得站在顶应力筋的两端,同时在张拉千斤顶的后面应设立防护 装置。 ②操作千斤顶和测量伸长值的人员,应站在千斤顶侧面操作,严格遵守操作规程。油 泵开动过程中,不得擅自离开岗位。如需离开,必须把油阀门全部松开或切断电路。 ③采用锥锚式千斤顶张拉钢丝束时,先使千斤顶张拉缸进油,至压力表略有启动时暂 停,检查每根钢丝的松紧并进行调整,然后再打紧楔块。 ④钢丝束镦头锚固体系在张拉过程中应随时拧上螺母,以保证安全;锚固时如遇钢丝 束偏长或偏短,应增加螺母或用连接器解决。 ⑤工具锚夹片,应注意保持清洁和良好的润滑状态。工具锚夹片第一次使用前,应在 夹片背面涂上润滑脂。以后每使用5〜10次,应将工具铺上的夹片卸下,向工具锚板的锥 形孔中重新涂上一层润滑剂,以防夹片在退锚时卡住。润滑剂可采用石墨、二硫化铝、石 蜡或专用退锚润滑剂等。 ⑥多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移,可更换夹片,用小型千斤顶单 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 根张拉。 2) 张拉质量要求 在预应力张拉通知单中,应写明张拉结构与构件名称、张拉力、张拉伸长值、张拉千 斤顶与压力表编号、各级张拉力的压力表读数,以及张拉顺序与方法等说明,以保证张拉 质量。 ①施加预应力时混凝土强度应满足设计要求,且不低于现浇结构混凝土最小龄期:对 后张预应力楼板不宜小于5d,对后张预应力大梁不宜小于7d。另外,预应力筋张拉时的 环境温度不宜低于一 15°C; ②张拉顺序应符合设计要求,当设计无具体要求时,应遵循均匀、对称的张拉原则, 并应使构件或结构的受力均匀; ③预应力筋张拉伸长实测值与计算值的偏差应不大于±6%。允许误差的合格率应达 到95%,且最大偏差不应超过10%; ④预应力筋张拉时,发生断裂或滑脱的数量严禁超过同一截面预应力筋总根数的 3%,且每束钢丝不得超过一根;对多跨双向连续板和密肋板,其同一截面应按每跨计算; ⑤锚固时张拉端预应力筋的内缩量,应符合设计要求;如设计无要求,应符合相关规 范的规定; ⑥预应力锚固时夹片缝隙均匀,外露长度一致(一般为2〜3mm),且不应大 于 4mm; ⑦预应力筋张拉后,应检查构件有无开裂现象。如出现有害裂缝,应会同设计单位 处理。 6.孔道灌浆 预应力张拉后利用灌浆泵将水泥浆压灌到预应力孔道中去,其作用:一是保护预应力 筋以免锈蚀;二是使预应力筋与构件混凝土有效粘结,以控制超载时裂缝的间距与宽度并 减轻梁端描具的负荷。 预应力筋张拉完成并经检验合格后,应尽早进行孔道灌浆。 (1) 灌浆前准备工作 灌浆前应全面检查预应力筋孔道、灌浆孔、排气孔、泌水管等是否通畅。对抽芯成孔 的混凝土孔道宜用水冲洗后灌浆;对预埋管成型的孔道不得用水冲洗孔道,必要时可采用 压缩空气清孔。 灌浆设备的配备必须确保连续工作的条件,根据灌浆高度、长度、束形等条件选用合 适的灌浆泵。灌浆泵应配备计量校验合格的压力表。灌浆前应检查配备设备、灌浆管和阀 门的可靠性。在锚垫板上灌浆孔处宜安装单向阀门。注入泵体的水泥浆应经筛滤,滤网孔 径不宜大于2mm,与灌浆管连接的出浆孔孔径不宜小于10mm。 灌浆前,对可能漏浆处采用高强度等级水泥浆或结构胶等封堵,待封堵材料达到一定 强度后方可灌浆。 (2) 灌浆材料 1)孔道灌浆采用普通硅酸盐水泥和水拌制。水泥的质量应符合现行国家标准《通用 硅酸盐水泥》(GB 175)的规定。 孔道灌浆用水泥的质量是确保孔道灌浆质量的关键。根据现行国家标准《混凝土结构 工程施工质量验收规范》(GB 50204)有关规定,灌浆用水泥标准养护28d抗压强度不应 小于30N/mm2的规定,选用品质优良的32. 5MPa的普通硅酸盐水泥配置的水泥浆,可满 足抗压强度要求。如果设计要求水泥浆的抗压强度大于30N/mm2,宜选用42. 5MPa的普 通硅酸盐水泥配置。 2) 灌浆用水泥浆的水灰比一般不大于0.4;搅拌后泌水率不宜大于1%,泌水应能在 24h 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 内全部重新被水泥浆吸收;自由膨胀率不应大于10%。 2) 水泥浆中宜掺入高性能外加剂。严禁掺入各种含氯盐或对预应力筋有腐蚀作用的 外加剂。掺人外加剂后,水泥浆的水灰比可降为0.35〜0.38。 所采购的外加剂应与水泥做适应性试验并确定掺量后,方可使用。 3) 所购买的合成灌浆料应有产品使用说明书,产品合格证书,并在规定的期限内 使用。 4) 水泥浆试块用边长70. 7mm立方体制作。 5) 水泥浆应采用机械揽拌,应确保灌浆材料搅拌均匀。灌浆过程中应不断搅拌,以 防泌水沉淀。水泥浆停留时间过长发生沉淀离析时,应进行二次灌浆。 6) 水泥浆的可灌性以流动度控制:采用流淌法测定时直径不应小于150mm,采用流 锥法测定时应为12〜18s。 (3)水泥浆流动度检测方法 水泥浆流动度可采用流锥法或流淌法测定。采用流锥法测定时,流动度为12〜18s, 采用流淌法测定时不小于150mm,即可满足灌浆要求。 1) 流锥法 ①指标控制 水泥浆流动度是通过测量一定体积的水泥浆从一个标准尺寸 的流锥仪中流出的时间确定。水泥浆的流出时间控制在12〜18s (根据水泥性能、气温、孔道曲线长度等因素试验确定),即可满 足灌浆要求。 ②测试用具 流锥仪测定流动度试验。图16-110示出流锥仪的尺寸,用不 锈钢薄板或塑料制成。水泥浆总容积为1725±50mm3,漏斗内径 为 12. 7mm。 秒表 最小读数不大于0. 5s。 铁支架——保持流锥体垂直稳定,锥斗下口与容量杯上口距 离100〜150mm。 图16-110流谁仪示意图 ③测试方法 1—滤网;2—漏斗;丨―支架; 流锥仪安放稳定后,先用湿布湿润流锥仪内壁,向流锥仪内4—胃4口; 5— 注人水泥浆,任其流出部分衆体排出空气后,用手指按住出料口,并将容量杯放置在流锥 仪出料口下方,继续向锥体内注浆至规定刻度。打开秒表,同时松开手指;当从出料口连 续不断流出水泥浆注满量杯时停止秒表。秒表指示的时间即水泥浆流出时间(流动度值)。 测量中,如果水泥浆流局部中断,应重做实验。 16. 6 预应力混凝土后张法施工 115 ④测量结果 用流锥法连续做3次流动度,取其平均值。 1) 流淌法 ①指标控制 水泥浆流动度是通过测量一定体积的水泥 将从一个标准尺寸的流淌仪提起后,在一定时 间内流淌的直径确定。水泥浆的流淌直径不小 于150mm,即可满足灌浆要求。 查看更多