根据原城乡建设环境保护部(83)城科字第224号文的要求,由中国建筑科学研究院主编的《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》,业经审查,现批准为行业标准,编号JGJ85-92,自一九九三年五月一日起施行。
预应力筋下料长度既要满足使用要求,又要防止下料过长造成浪费。预应力筋下料长度的计算,应考虑预应力筋的品种、锚具形式、弹性回缩率、张拉伸长值、构件孔道长度、张拉设备与施工方法等因素,由于预制梁采用两端张拉,故每根钢绞线的长度按下式确定:
L=L0+2(L1+L2+L3+L4)
式中L0——构件的孔道长度;
L2——千斤顶长度;
L3——工具锚厚度;
L4——长度富余量;(一般取100mm)
2.2.2预应力筋下料与编束
2.2.2.1钢绞线的下料
钢绞线下料场应在平坦,下垫方木或彩条布,不得将钢绞线直接接触土地,以免生锈,也不得在混凝土地面上生拉硬拽,磨伤钢绞线,下料长度误差控制在-50mm~+100mm以内。钢绞线的盘重大,盘卷小,弹力大,为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人,事先用钢管架制作成简易的铁笼。下料时,将钢绞线盘卷装在锈笼内,从筋卷中逐步抽出,较为安全。
钢绞线的下料宜用砂轮切割机切割,不得采用电弧切割,因钢绞线为高强钢材,如局部加热或急剧冷却,将引起该部位的马氏组织脆性变态,小于允许张拉力的荷载即可造成脆断,危险性很大。
2.2.2.2钢绞线的编束
将下好的钢绞线放在工作平台上,每隔1m用22号铁丝按需要将几股钢绞线扎成一组,然后捆扎在一起,形成预应力钢丝束,编束一定要绑紧,钢绞线要顺绕,根与根之间不得相扭,并铁丝扣向里,以便穿束时顺利通过孔道,编好束的钢绞线应标明所使用梁片的种类及孔号,以免用错。
2.3预留孔道成形孔道成形的质量,对孔道磨组损失的影响较大,应严格把关,因此要求孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,接头不漏浆,端部预埋钢板应垂直于孔道中心线等。
预应力筋的孔道可采用钢管抽芯,胶管抽芯和预埋管等方法成形,本工程采用预埋金属波管成孔工艺。接头采用外径大2mm同类波纹套接,并用胶带缠绕、密封好,以免水泥浆进入管内,沿梁长方向1m设一道井字形钢筋架以利于固定波纹管。
2.4钢筋工程及混凝土工程预应力筋预留孔道的施工过程与钢筋工程同步进行,施工时应对节点钢筋进行放样,调整钢筋间距及位置,保证预留孔道顺畅通过节点,在钢筋绑扎过程中应小心操作,确实保护好预孔道位置、形状及外观。在电气焊操作时,更应小心,禁止电气焊火花触及波纹管,焊渣也不得堆落在孔道表面,应切实保护好预留孔道。
混凝土浇注是一道关键工序,禁止将振捣棒直接振动波纹管,混凝土入模时,严禁将下料斗出口对准孔道下灰。此外混凝土材料中不应含带氯离子的外加剂或其它侵蚀性离子。
混凝土浇注过程中,应及时做好张拉试件,试件拆模后与梁的混凝土同条件养生,以此来保证混凝土张拉强度。
2.5预应力筋穿束根据穿束与混凝土之间的先后关系,可分为先穿束和后穿束法;根据穿束使用机具设备的种类,可分为人工穿束,
卷扬机穿束,穿束机穿束。本工程考虑不占用工期及尽量减少投资,采用人工后穿束法。
2.6预应力筋张拉2.6.1张拉施工准备
2.6.1.1锚具进场
预应力筋用锚具进场时应按《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-92组批验收,合格后方准使用。
施工时应根据所用预应力筋的种类及其张拉锚固工艺情况,选用张拉设备。
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,标定张拉设备用的试验机或测力计精度,不得低于+2%。压力表的精度不宜低于1.5级,最大量程不宜小于设备额定张拉力的1.3倍。
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。
③压力表受过碰撞或出现失灵现象。
④更换压力表。
⑤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。
2.6.1.3预应力筋张拉力值
预应力筋设计张拉力值Pj,按下式计算
Pj=-бcon×AP
式中бcon——预应力筋设计张拉控制应力值
AP——束预应力筋的截面积
张拉程序:O→100%Pj→1.02%Pj(持荷5min)→Pj锚固
2.6.1.4预应力筋张拉伸长值计算
钢筋线张拉时的理论伸长值ΔL(cm)按下式计算:
ΔL=(P­­平·L)/(Ay·Eg)
式中P—预应力钢绞线平均张拉力(N);
L—预应力钢绞线的长度(cm);
Ay—预应力钢绞线截面积(mm2),取140mm2;
Eg—预应力钢铰线的弹性模量(N/mm2),取1.95×105N/mm2;
预应力钢铰线平均张拉力P平(N)按下式计算:
P平=P[1-e-(kx+μθ)/(kx+μθ)
式中P—预应力钢绞线张拉端的张拉力(N);
X—从张拉端至计算截面的孔道长度(m);
θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角这和(rad);
k—孔道局部偏差对磨擦的影响系数,取0.0006~0.001;
μ—预应力钢铰线与孔道壁的磨擦系数,取0.16~0.19;
对多曲线段组成的曲线束,应分段计算,然后叠加。
2.6.1.5张拉施工前的其它准备工作
①张拉操作平台的搭设。
②构件端头清理及钢绞线清理。
③动力电源及照明电源的布置。
④张拉班组布置及安全技术交底。
⑤工具锚、限位板、顶压器等配备及设备配套工具准备等。
2.6.2预应力筋张拉
2.6.2.1张拉前的准备
①清理锚垫板及钢绞线表面;
②安装锚杯;
③装夹片;
④安装限位板。
2.6.2.2安装张拉设备
①千斤顶安装就位;
②用挡板推紧工具锚夹片;
2.6.2.3张拉
①向千斤顶张拉缸供油,直至设计油压;
②测量伸长值。
2.6.2.4锚固
①打开截止阀,让张拉缸回油锚固;
②向千斤顶回油缸供油,活塞回程。
2.6.2.5封锚
①拆除千斤顶;
②切除多余钢绞线;
③结束道压浆;
④端部用混凝土封平。
2.6.3张拉伸长值校核
2.6.3.1张拉伸长值的量测
用量测千斤顶油缸行程数值方法,在初始应力下,量测油缸外露长度,在相应分级的荷载下量测相应油缸外露长度,如果行程不够中间锚固,则第二级初始荷载应为前一级最终荷载,将多级伸长值叠加,即为初应力至终力间的实测伸长值,实际伸长值ΔL应力:
ΔL=ΔL1+ΔL2-A-B-C
式中ΔL1——以初应力至最大张拉力之间的实测伸长值,包括多级张拉,两端张拉的总伸长值;
ΔL2——初应力以下的推算伸长值;
A——张拉过程中锚具楔紧引起的预应力筋内缩值;
B——千斤顶体内预应力筋的张拉伸长值;
C——构件的弹性压缩值。
关于推算伸长值ΔL2,可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系计算,如初应力为10%张拉力,初应力至终应力间荷载差值为90%张拉力,相应伸长值为ΔL1,则初应力以下伸长值为1/9ΔL1。
2.6.3.2伸长值校核
伸长值校核是检验张拉工序成败的有效手段,预应力控制为主、伸长量控制为辅的双向控制已在预应力中普遍应用,若钢绞线控制应力已达到设计值,并实际量测伸长值在计算伸长值的-5%~+10%范围内,则认会合格。否则应暂停张拉,查明原因,在采取措施后,方可继续张拉。
2.7孔道灌浆孔道压浆是为了保护预应力钢筋不锈蚀,并使预应力筋与构件混凝土有效的粘结,从而既能减轻梁端锚具的负荷,又能提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。
2.7.1准备工作:用环氧砂浆或棉花和水泥浆堵塞锚具周围的钢丝间隙,并用空气泵检查通气情况。
2.7.2水泥浆的制备
孔道注浆所用的水泥浆,须用不低425的普通硅酸盐水泥拌制。水泥浆标号不在低于构件混凝土标号的50%(7天龄期时)和80%(28天龄期时)。
水泥浆应有足够的流动性,稠度控制在14s~18s之间,水灰比应在0.4~0.45。泌水率宜控制在2%,最大不得超过4%。每次拌量以不越过40分钟的使用为宜,水泥浆在使用和压注过程应经常搅动。
2.7.3压浆程序和操作方法
预应力张拉后,应在24h完成孔道压浆,经过铁丝筛的水泥浆用灰泵从一端向一端压浆,压浆工作要在一次作业中连续完成,当另一端出浓浆,稠度达到规定值为止,关闭出口阀门继续压浆,压罚应最少升至0.7Mpa,保压至少10s,然后并闭阀门。
a.在预应力作业中,必须特别注意安全。因为预应力筋持有很大的能量,万一预应力筋被拉断或锚具与张拉千斤顶失效果。巨大能量急剧释放,有可能造成很大危害。因此必须有安全防护措施。
b.操作千斤顶和量测伸长值的人员,应站在千斤顶侧面操作,严格遵守操作规程。
c.工具锚的夹片,应注意保持清洁和良好的润滑状态。
d.多根钢绞束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移,可更换夹片,用小型千斤顶单根张拉。
e.多根钢丝同时张拉时,构件截面中断丝和滑脱钢丝的数量不得大于钢丝总数的3%,但一束钢丝只允许一根。 |
