图5.28 钢管连接方式 1-钢管;2-白铁皮套管;3-硬木塞
③恰当地掌握抽管时间。抽管过早,会造成塌孔;抽管太晚,混凝土与钢管粘结牢固,摩阻力增大,抽管困难,甚至严重时有抽不出钢管的可能。具体的抽管时间与混凝土的性质、气温和养护条件有关。一般是掌握在混凝土初凝以后终凝以前,手指按压混凝土表面不粘浆又无明显手指印痕时,即可抽管。在常温下,抽管时间约在混凝土浇筑后3~6h。
为了保证顺利抽管,混凝土浇筑顺序应合理安排,对预应力屋架来讲,若在气温较高的季节施工时,混凝土的浇筑应从上弦开始,然后自屋架两端方向中间一起浇筑下弦杆混凝土,保证在整榀屋架浇完混凝土后不太长的时间内抽管;反之,在气温较低的季节施工时,混凝土浇筑完成后需较长的时间才能抽管,则其浇筑顺序应从下弦开始,在上弦中间汇合,待下弦混凝土有较长时间养护后抽管。
④抽管顺序和方法。抽管顺序宜先上后下进行。抽管时,必须速度均匀,边抽边转,并与孔道保持在一条直线上。抽管后,应及时检查孔道,并做好孔道的清理工作,以免孔道中有水泥浆等从而增加以后穿筋的困难。
由于孔道灌浆的需要,每个构件在与孔道垂直的方向,应留设若干个灌浆孔和排气孔,孔距一般不大于12m,孔径20mm。留设灌浆孔或排气孔时,可用木塞或铁皮管成孔。 (2)胶管抽芯法
胶管有五层或七层夹布胶管及供预应力混凝土专用的钢丝网胶皮管两种。间者质软,必须在管内充气或充水后,才能使用。后者质硬,且有一定的弹性,预留孔道时与钢管一样使用,所不同的是浇筑混凝土后不需转动。抽管时可利用其有一定弹性的特点,在拉力作用下断面缩小,即可把管抽出。
胶管用钢管井字架固定,直线孔道每隔400~500mm一道,曲线孔道应适当加密。对于充气或充水的胶管,在浇筑混凝土前,胶管中应充入压力为0.6~0.8MPa的压缩空气或压力水,此时胶管直径可增大约3mm,当抽管时,放出压缩空气或压力水,胶管孔径缩水,与混凝土脱开,随即抽出胶管,形成孔道。在没有充气或充水设备的单位或地区,也可在胶管中过时满冷拔钢丝,对胶管进行处理,抽管时先抽出钢丝,然后抽出胶管,也能收到同样效果。胶管抽芯留孔与钢管抽芯相比,它弹性好,便于弯曲,因此,它不仅可留设直线孔道,也能留设曲线孔道。
图5.29 胶管接头
1-胶管;2-白铁皮套管;3-钉子;4-厚1mm的钢管;5-硬木塞
用胶管留孔时,构件长度在20~30m以内可用整接头。对于充气或充水胶管,其接头处应做好密封,防止漏气或漏水,接头形式如图5.29所示。胶管的抽管顺序,应先上后下,先曲后直。
(3)预埋波纹管成孔
孔道留设除了上述两种方法以外,也可采用预埋波纹管方法成孔。波纹管直接埋设在构件中而不再抽出。这种方法适用于曲线孔道的留设。 5.2.3.2 预应力筋的张拉
预应力筋的张拉是预应力构件制作中的关键,而其中预应力筋的应力控制更是核心问题,必须按照《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)和《混凝土结构工程施工及规范》(GB50204-92)中有关规定进行施工,以确保工程质量。 (1)预应力筋张拉的一般要求和规定
①对混凝土块体的要求 预应力筋张拉时,构件的混凝土强度应符合设计要求,如设计无要求时,混凝土强度不应低于设计强度标准值的75%,以确保在张拉过程中,混凝土不至于受压而破坏。
②预应力筋的张拉顺序和张拉程序 合理地选择张拉顺序和张拉程序,是施工中贯彻设计意图。保证预应力构件质量的重要环节。预应力筋的张拉顺序,应按设计的有关规定进行,如设计无规定或受张拉设备限制时,则可分批、分阶段、对称地张拉,以免构件承受过大的偏心压力。当构件同一截面有多根预应力筋须分批拉时,则应考虑混凝土弹性压缩对预应力筋的有效预应力值的影响。所以,先一批张拉的预应力筋,其张拉力应加上由于后几批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩所造成的预应力损失值,使分批张拉完成后,每根预应力筋的张拉基本相等。设分两批张拉,则第一批张拉的预应力筋的张拉控制应力
应为:
式中 -第一批预应力筋的张拉控制应力;
con-设计控制应力,即第二批预应力筋的张拉控制应力;
-钢筋与混凝土的弹性模量比值;
-第二批预应力筋张拉时,在已张拉预应力筋重心处产生的混凝土法向应力。 例如:24m预应力折线形屋架,混凝土强度等级为C40,Ec=3.25×104MPa;下弦净载面面积An=45600mm2,下弦配置4 l25预应力筋,单根预应力筋截面面积Ap=491mm2,钢筋弹性模量Es=1.8×105MPa;张拉控制应力应力筋的张拉力
,按设计规范计算得第一批预应损失为
,采用对角线对称分两批张拉,则第二批两根预应力筋的张拉控制应力单根张拉力Ncon=209MPa。第一批预应力筋的张拉控制应力和张拉力计算
如下:
,单根预
则
从上计算可知:第一批与第二批张拉的预应力筋其张拉力相差22.8Kn。而当第四根预应力筋张拉完毕后,其张拉力均为209kN。
对于预应力筋张拉应符合设计要求,当设计无具体要求时,应符合下列规定:当孔道为抽芯成型时,对曲线预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋,应在两端张拉,对于长度不大于24m的直线预应力筋,可在一端张拉;当孔道为预埋波纹管时,对曲线预应力筋和长度大于30m的直线预应力筋,宜在两端张拉,对于长度不大于30m的直线预应力筋可在一端张拉。
当同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时,张拉端宜分别设置在结构构件的两端。 当两端同时张拉一根预应力筋时,宜先在一端锚固后,再在另一端补足张拉力后进行锚固。预应力筋的张拉程序与先张法施工工艺中的规定相同。
③张拉平卧重叠浇筑的构件时,宜先上后下逐层进行张拉,为了减少上下层构件之间的摩阻力引起的预应力损失,可采用逐层加大张拉力的方法,但底层张拉力值;对碳素钢丝、钢绞线和热处理钢筋,不宜比顶层张拉力大5%;对于冷拉;Ⅱ~Ⅳ级钢筋,不宜比顶层张拉力
大9%,但也不得大于预应力筋的最大超张拉力的规定。若构件之间隔离层的隔离效果较好时(例如用塑料薄膜作隔离层或用砖作隔离层。当用砖作隔离层时,大部分砖在张拉预应力筋时取出,仅有局部的支承点,构件之间基本上架空),也可自上而下采用同一张拉力值张拉。
④预应力筋的张拉一般采用应力控制方法,但应校核预应力筋的伸长值。预应力筋的实际伸长值,宜在初应力约为10%时开始量测,但必须加工初应力以下的推算伸长值,并扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。如实际伸长值比计算伸长值大于10%或小于5%,应暂停张拉,在采
取措施予以调整后,方可继续张拉。
⑤预应力筋在锚固过程中,应检查张拉端预应力筋的内缩量,内缩量的数值不得大于表5.4中的规定。
锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量允许 表5.4 锚具类别 支承式锚具(镦头锚具、带有螺丝端杆的锚具等) 锥塞式锚具 夹片式锚具 每块后加的锚具垫板 内缩量允许值(mm) 1 5 5 1 注:1、内缩量是指预应力筋锚固过程中,由于锚具零件之间和锚具与预应力筋之间的相对移动和局部塑性变形造成的回缩量;
2、当设计对内缩量允许值有专门规定时,可按设计规定确定。
预应力筋张拉、锚固完毕,需割去锚具外露出的预应力筋时,则留在锚具外的预应力筋长度不得小于30mm,锚具应用封端混凝土保护,当需长期外露时,应采用防止锈蚀的措施。 ⑥张拉过程中预应力钢材(钢丝、钢绞线或钢筋)断裂或滑脱的数量,对后张法构件,严禁超过结构同一截面预应力钢材总根数的3%,且一束钢丝只允许一根。 (2)预应力筋张拉应力的控制及其分析
预应力筋张拉应力的控制正确与否,直接影响预应力混凝土构件的质量。下面进一步分析张拉过程中预应力筋的应力分布规律、平卧叠层生产构件各层预应力筋的张拉应力取值及预应力筋伸长的计算。
①张拉阶段预应力筋的应力分布规律
预应力张拉阶段,存在着由于孔道摩阻引起的预应力损失()和锚具变形与钢筋内缩引
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