【摘 要】無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝是后張法中的一種,這種方法和其他的方式相比較,操作簡單、處理效果好,是預(yù)應(yīng)力混凝土施工中一種重要的方法,本文從無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的構(gòu)造、內(nèi)容、制作、施工工藝以及預(yù)應(yīng)力損失控制上,做出了詳細介紹分析。
【關(guān)鍵詞】無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力;施工工藝;錨具;預(yù)應(yīng)力損失
預(yù)應(yīng)力鋼筋在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土中可以分為有粘結(jié)和無粘結(jié)兩種,有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力屬于常規(guī)做法,這種方法通過灌漿后使預(yù)應(yīng)力筋和混凝土粘結(jié)來達到效果。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力則是最近年來發(fā)展起來的施工新工藝,在預(yù)應(yīng)力鋼筋的表面涂上漆料,然后用塑料管等包好,澆筑混凝土后,等到混凝土達到設(shè)計要求的強度后再進行預(yù)應(yīng)力的張拉錨固。這種方法和傳統(tǒng)的比較不需要預(yù)留孔道、施工簡單、張拉時摩阻力較小、預(yù)應(yīng)力筋也容易彎成多跨曲線形狀等。這種方法在雙向連續(xù)平板和密肋板中可以達到很好的經(jīng)濟效果,并較多的應(yīng)用與多跨連續(xù)梁中,具有較大的發(fā)展前途。
1.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的組成
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力大體上可以分為三部分:無粘結(jié)筋、涂料層和外包層。
1.1無粘結(jié)筋
柔性較好的預(yù)應(yīng)力剛才比較適合作為無粘結(jié)筋的制作材料,一般采用7根5高強鋼絲組成鋼絲束。
1.2涂料層
無粘結(jié)鋼筋的涂料層可以使用防腐油脂或者防腐瀝青制作,其作用是使混凝土和無粘結(jié)筋之間分開,從而減少張拉時摩擦的損失,也可以防止無粘結(jié)筋的腐蝕等。涂料的性能要符合設(shè)計要求,在一定的溫度范圍內(nèi),不流淌、不產(chǎn)生裂縫、不變脆并且具有一定的韌性;使用期限內(nèi)化學穩(wěn)定性好、防腐性能好;對周圍的材料沒有侵蝕作用;不透水、不吸濕;潤滑性能好、摩擦阻力小等。
1.3外包層
可以利用高壓聚乙烯塑料帶等制作無粘結(jié)筋的外包層,外包層可以使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在運輸、儲存、鋪設(shè)和澆筑等過程中不發(fā)生不可修復的破壞,外包層要符合設(shè)計的要求,保證構(gòu)件的正常使用。外包層要做到低溫不脆化、高溫化學穩(wěn)定性好;具有足夠的韌性、抗破損性等;對周圍材料和環(huán)境沒有危害、防水性能好。
具體制作無粘結(jié)鋼筋時,優(yōu)先選用防腐油脂作為涂料層,然后用塑料注塑機將外包層注塑成型。保證油脂的充足飽滿,外包層松緊適度;成束的無粘結(jié)筋可以使用防腐瀝青作為涂料層,使用防腐瀝青時,利用密纏塑料帶作為外包層,塑料帶各圈之間的搭接長度不小于帶寬的一半,纏繞的層數(shù)不小于4層。另外,保證防腐油脂涂料層無粘結(jié)筋的張拉摩擦系數(shù)不應(yīng)大于0.12;防腐瀝青涂料層無粘結(jié)筋的張拉摩擦系數(shù)不應(yīng)大于0.25。
2.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的制作
2.1擠壓土層工藝
擠壓涂層工藝主要是無粘結(jié)筋通過涂油裝置涂油,再通過塑料擠壓機涂刷塑料薄膜,經(jīng)過冷卻筒槽成型塑料套管。這種方法效率高、質(zhì)量好、設(shè)備性能穩(wěn)定。
2.2涂包成型工藝
在無粘結(jié)筋經(jīng)過涂料槽涂刷后,再使用歸束滾輪歸成一束進行補充涂刷,涂料的厚度保持在2mm。涂好涂料后即使用繞布轉(zhuǎn)筋自動地交叉纏繞兩層塑料布,達到需要的長度后進行切割,完成后就得到一個完整的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,這種方法制成的無粘結(jié)筋質(zhì)量好,適應(yīng)性能強。
制作完成后的預(yù)應(yīng)力筋要在包裝、運輸、保管上嚴格按照設(shè)計要求進行,不同預(yù)應(yīng)力筋的規(guī)格要明確標清;帶有墩頭錨具的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋要有塑料袋包裹;無粘結(jié)筋要堆放在通風干燥處,露天保存時要加以覆蓋措施并放在架板上。
3.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的常用錨具
錨具的作用是把無粘結(jié)筋的張拉力傳遞給混凝土,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨具不僅受力上比有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的錨具大并且承受著重復荷載的作用,我國采用高強鋼絲和鋼絞線作為無粘結(jié)鋼筋的制作材料,根據(jù)設(shè)計需要,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)件中可以配置較短的預(yù)應(yīng)力筋,其中一端錨固在構(gòu)件端頭進行張拉,另一端直接埋入構(gòu)件中作為有粘結(jié)的錨頭進行使用。
鋼絞線無粘結(jié)筋的張拉可以采用XM型夾片式錨具,埋入端則可以采用壓花式埋入錨具,這種錨具關(guān)鍵是張拉前埋入端的混凝土強度等級應(yīng)大于C30才能形成比較可靠的粘結(jié)式錨頭。鋼絲束無粘結(jié)筋的張拉端采用墩頭錨具,埋入端采用錨板式埋入錨具,施工時端頭沒有結(jié)構(gòu)配筋時,需要在配置埋入端錨板錨具加強錨固性能。
4.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的施工工藝
施工過程中施工工序大體可以分為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)、張拉和端部錨頭處理,并在使用時再次檢查外包層的完好程度,修補好輕微破損處,對嚴重破壞的不宜使用。
4.1無粘結(jié)鋼筋的鋪設(shè)
單向連續(xù)板中,無粘結(jié)鋼筋的鋪設(shè)較為簡單,和普通鋼筋的鋪設(shè)沒什么太大的區(qū)別。而雙向連續(xù)板中,無粘結(jié)鋼筋則為雙向曲線配筋,首先鋪設(shè)標高較低的無粘結(jié)筋,然后逐次向上進行,其中要避免兩個方向的鋼筋相互穿插。
嚴格按照設(shè)計要求對無粘結(jié)筋進行曲線形狀就位并固定牢靠,鋼絲束就位后,檢查標高和水平位移后,如果無誤用鋼絲與非預(yù)應(yīng)力筋綁扎牢靠,防止在澆筑混凝土時發(fā)生位移。
4.2無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的張拉
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力一般采用兩端同時張拉,以滿足無粘結(jié)筋的曲線配筋。無粘結(jié)筋的張拉順序有鋪設(shè)順序決定,先張拉先鋪設(shè)的,以此類推。成束無粘結(jié)筋在正式張拉前要使用千斤頂往復抽動幾次,達到降低張拉摩擦損失的目的。張拉過程中有個別鋼絲發(fā)生脫滑和斷裂時,可以稍微降低張拉應(yīng)力,張拉過程中保證脫滑和斷裂的總量鋼絲不超過無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的2%。
4.3無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的端部錨頭處理
錨頭處理重點是防止錨頭出發(fā)生腐蝕,鋼絲束墩頭錨具時,錨杯拉出后會在塑料套筒內(nèi)產(chǎn)生空隙,為避免長期與大氣接觸發(fā)生銹蝕,要使用相應(yīng)的器具向套筒內(nèi)注滿防腐油脂。采用XM型夾片式錨具時,由于張拉端頭構(gòu)造簡單,不需要再另加設(shè)施,張拉后的端頭鋼絞線的預(yù)留長度保持在150mm以上,當剩余過多的鋼絞線時可以將多余部分割掉,并散開打彎埋在混凝土內(nèi)加強錨固作用。
5.預(yù)應(yīng)力的損失值
5.1預(yù)應(yīng)力損失的種類
不論何種預(yù)應(yīng)力筋在使用過程中應(yīng)力都會逐步減小,要經(jīng)過相當長的一段時間才能穩(wěn)定下來,這種減小是由于原材料的性質(zhì)以及制作方法決定的,是無法避免的。預(yù)應(yīng)力是通過張拉鋼筋得來的,所以只要能使預(yù)應(yīng)力鋼筋縮短的因素,都可以造成預(yù)應(yīng)力的損失。
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的應(yīng)力損失包括預(yù)應(yīng)力筋和管道壁的摩擦損失、錨固損失、對先張拉混凝土壓縮變形引起的損失等。此外混凝土的收縮、徐變,剛才的松弛等也會引起應(yīng)力的損失,這些損失通常成為長期損失,因為要這些預(yù)應(yīng)力損失全部介紹需要很長的一段時間。
5.2預(yù)應(yīng)力損失的防治措施
收縮和徐變是長期的影響因素,為較少構(gòu)件的這種長期危害,要在滿足設(shè)計要求的前提下減小水泥用量和水灰比,由于石灰?guī)r、花崗巖等碎石彈性模量高、堅硬密實,并且吸水率低,所以可以作為混凝土的粗骨料,早期的養(yǎng)護也對混凝土的收縮有很大影響。采用較強的混凝土并推遲對混凝土施加預(yù)應(yīng)力的時間可以有效的減小混凝土的徐變現(xiàn)象。
鋼材的松弛損失如果能夠減小就可以有效的解決應(yīng)力損失的情況,可以采用低松弛鋼材,采用短期超張拉的方法對那些沒有經(jīng)過應(yīng)力消失處理的鋼絲進行處理,減少鋼絲松弛,這種方法對冷拔低碳鋼絲很是有效,但對低松弛的鋼材處理效果不明顯。
錨具變形和內(nèi)縮值、曲線與直線的摩擦和預(yù)應(yīng)力束的鋪設(shè)質(zhì)量有關(guān),施工時一定要按照設(shè)計要求,嚴格做好每一步,并時刻檢測現(xiàn)場的損失值及時做出調(diào)整,記錄下來。 [科]
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