预应力混凝土工程
普通钢筋混凝土构件的抗拉极限应变值只有0.0001—0.00015,如果要求混凝土不开裂,受拉钢筋的应力只能达到20--30N/mm2。允许出现裂缝的构件,由于受裂缝宽度的限制,钢筋应力也只能达到150--200N/mm2,因而高强钢材在普通混凝土构件中不能充分发挥作用,预应力混凝土是解决这一矛盾的有效方法。
预应力混凝土施工工艺有:先张法、后张法、后张自锚法和电热法。
1.先张法
先张法多数用于预应力混凝土厂中,在台座上生产中小型构件。
台座由台面、横梁和承力结构等组成。根据承力结构的不同,台座分为墩式台座、槽式台座和桩式台座。生产板形构件多用墩式台座,生产梁、屋架等构件多用槽式台座。
设计台座时要进行抗倾覆稳定性和强度验算。
先张法中钢丝用的锚固夹具有:圆锥齿板式夹具、圆锥三槽式夹具和墩头夹具。钢筋用的锚固夹具有:螺丝端杆锚具、墩头锚和销片夹具等。
为减少由于松弛等原因造成的预应力损失,先张法张拉预应力筋时都要进行超张拉。 常用的张拉程序为:
0------105%σcon—持荷2min----σcon
或 0----------103%σcon。
式中 σcon ——预应力筋的张拉控制应力。
先张法预应力混凝土构件进行湿热养护时,应采取正确的养护制度以减少由于温差引起的预应力损失。
混凝土强度要达到不小于混凝土标准强度的75%后,才可放松预应力筋,放松过早会由于预应力筋回缩而引起较的预应力损失。
2.后张法
在后张法中,预应力筋、锚具和张拉机具是配套的。
后张法中常用的预应力筋有单根粗钢筋、钢筋束(或钢绞线束)和钢丝束三类:
(1)单根粗钢筋
单根粗钢筋预应力筋的制作,包括配料、对焊、冷拉等工序。预应力筋的下料长度应计算确定。
预应力筋的成品长度(即预应力筋和螺丝端杆对焊并经冷拉后的全长)Ll:
Ll=l+2l2 (17—3—5)
预应力筋(不包括螺丝端杆)冷拉后需达到的长度Lo:
Lo=Ll-2l2 (17—3—6)
预应力筋(不包括螺丝端杆)冷拉前的下料长度L:
L=L0/(1+γ-σ)+nΔ (17—3—7)
式中 l——构件的孔道长度;
l2——螺丝端杆伸出构件外的长度:
张拉端:l2=2H+h+5mm; ·
锚固端:l2=H+h+10mm;
l1螺丝端杆长度,一般为320mm;
γ--预应力筋的冷拉率;
δ——预应力筋的冷拉弹性回缩率,一般为0.4%--0.6%;
n--对焊接头数量;
Δ--每个对焊接头的压缩量,一般为20--30mm;
H--螺母高度(mm);
h--垫板厚度(mm)。
单根粗钢筋常用的锚具为螺丝端杆和帮条锚具,张拉设备常用YL-60型拉杆式千斤顶,或YC-60型、YC-20型和YC-18型穿心式千斤顶,亦可用电热法张拉。
(2)钢筋束和钢绞线束
如用JM-12型锚具,则宜用YC-60型双作用千斤顶张拉。如用KT-Z型锚具,对螺纹钢筋束用锥锚式双作用千斤顶张拉;对钢绞线束则宜用YC-60型双作用千斤顶。
下料长度要根据所用的锚具和千斤顶计算确定。