无粘结钢绞线体外预应力加固法
浅谈桥梁体外预应力加固技术

体 外 预 应 力 加 固 技 术 作 为 结 构 加 固 最 有 效 的 手 段 之 一 , 目 前 正 广 泛 地 应 用 于 旧桥 加
固方面 。体外 预应 力结构 的概 念最 早产生 于 法国 ,体外预 应力 体系 是后张 预应 力体 系的 重 要 的 分 支 之 一, 一 种 使 用 完 全 位 于 构 件 主 是 体 截 面 以 外 的 预 应 力 束 来 对 构 件 施 加 预 应 力 的 结构 体 系 。 体 外 预 应 力 的 特 点
助 配 件 , 如 密 封 装 置 、 防 松 装 置 、 防 护 装 置
等。
2 体 外 索 、
二、体外预应力的组成
图3 箱梁底板索施工工艺流程 4 、箱 内项板索 箱 梁 顶 板 索 是 一 种 应 用 较 为 广 泛 的 体 外 索 布设 形式 。体外索 布置 在箱 内顶板 ,经转 向器 ( 丝 / 体 )和 预 埋 钢 管 穿 过 转 向块 , 分 整 达 到 转 向 和 传 力 的 目的 , 通 过 锚 同 块 锚 固 , 张 拉 完 成 后 成 空 间 曲 线 。 其 特 点 是 顶 板 索 可 以 在 箱 梁 顶 板 靠 近 横 隔 板 的 位 置 设 置 大 尺 寸 的锚固块 ,张 拉大 吨位 的预应 力,可 以很好 的改善桥梁 的工作状态 。
点 , 对 锚 具 及 夹 片 的要 求 很 高 ; 体 外 预 应 力
三 、桥梁体 外预应 力施工 实例 1 梁 腹 板 索 、T 在T 腹板 两 侧对称 布设 体外索 。在T 梁 梁 的 梁 端 腹 板 加 厚 段 设 置 张 拉 构 件 ,在 T 的 中 梁 横 隔 梁 钻 孔 作 为 体 外 束 的 转 向装 置 。 张 拉 端 采 用 钢 锚 箱 的 结 构 形 式 。 利 用 结
公路梁桥体外预应力加固设计方法

公路梁桥体外预应力加固设计方法艾军史丽远(苏州科技学院苏州215011)摘要:体外预应力技术是加固既有桥梁、提高桥梁现有承载能力切实可行的有效措施。
提出体外预应力加固钢筋混凝土简支梁桥的设计计算方法和加固体系的检算方法。
关键词:体外预应力;加固;设计;承载能力目前,国道、省道公路网已基本形成,交通运输业日益繁荣。
据公路管理部门大量调查结果分析,现有公路桥梁存在两大方面的问题。
一方面,相当一部分桥梁服务期限已有20年〜30年,梁体已出现混凝土破损、剥落、钢筋锈蚀、产生裂缝的现象,桥梁承载能力受到影响。
另一方面,由于现在交通量增多,车辆载重增大,部分桥梁承载力明显不足,急需采用加固措施提高其承载力以适应交通需要。
加固旧桥将是桥梁工程界一个非常迫切的任务。
体外预应力是一种有效的桥梁加固方法,具有操作简单、对原结构损伤小、不影响交通、节省投资的优点] 1 : : 2],能显著提高结构承载力和抗裂度,有效改善结构的应力状态。
结合实例验证本论文提出的体外束加固计算方法的正确性及加固效果。
1体外预应力筋的设计内容1.1体外束的线形布置体外束的线形有多种形式,为了满足旧桥加固后承载力的需要,一般采用折线形,梁的跨中部分体外束布置在腹板下缘处,满足正截面抗弯强度要求;在约离支座1 /3L〜1 /4L处体外束向上弯起,并锚固在梁两端,满足梁的抗剪强度要求。
体外束材料一般由无粘结钢绞线、粗钢筋与槽钢组合而成。
1. 2体外束的预应力损失计算体外束加固旧桥时,其构造与有粘结预应力混凝土梁不同。
因此,体外束的预应力各项损失计算与有粘结预应力混凝土梁有较大差异。
在桥梁加固施工中,由于张拉力的读数是在梁体发生弹性压缩的情况下测取的,故分批张拉引起的混凝土弹性压缩损失 d s4为零,在活载作用下,引起体外束中的拉力增量时,均以考虑了梁体的变形协调及体系的内力平衡,故活载拉力增量也不会引起预应力钢筋中的混凝土弹性压缩损失。
对于全桥整体工作的梁来说,后张拉的各片梁会引起先张拉各片梁变形,产生预应力损失。
体外预应力加固技术

体外预应力加固技术在现代建筑和桥梁工程中,随着时间的推移和使用条件的变化,结构的安全性和稳定性可能会受到影响。
为了增强既有结构的承载能力和耐久性,各种加固技术应运而生。
其中,体外预应力加固技术作为一种高效、可靠的加固方法,正逐渐受到广泛的关注和应用。
体外预应力加固技术是指通过在结构外部设置预应力筋,并对其施加预应力,从而改善结构的受力性能。
这种技术的基本原理是利用预应力筋的主动张拉,在结构中产生反向弯矩和轴向压力,以抵消部分荷载产生的内力,提高结构的承载能力和抗裂性能。
与传统的加固方法相比,体外预应力加固技术具有许多显著的优点。
首先,它能够显著提高结构的承载能力。
通过施加预应力,可以有效地增加结构的抗弯、抗剪能力,使结构能够承受更大的荷载。
其次,该技术可以有效地控制结构的裂缝发展。
预应力的施加可以使结构在正常使用阶段处于受压状态,从而减少裂缝的宽度和数量,提高结构的耐久性。
此外,体外预应力加固技术施工方便、快捷,对结构的正常使用影响较小。
在施工过程中,不需要对结构进行大规模的拆除和重建,只需要在结构外部进行预应力筋的布置和张拉即可,大大缩短了施工周期,降低了施工成本。
体外预应力加固技术的应用范围非常广泛。
在桥梁工程中,它可以用于加固梁桥、拱桥、斜拉桥等各种类型的桥梁结构。
对于老旧桥梁,由于长期承受车辆荷载和自然环境的侵蚀,其承载能力和耐久性往往会下降。
通过采用体外预应力加固技术,可以有效地恢复桥梁的承载能力,延长其使用寿命。
在建筑结构中,该技术也可以用于加固混凝土框架结构、剪力墙结构、砖混结构等。
例如,对于因设计不合理或使用功能改变而导致承载能力不足的混凝土框架结构,可以通过在梁、柱等构件外部设置预应力筋进行加固,提高结构的整体性能。
在实施体外预应力加固技术时,需要进行详细的设计和计算。
首先,要对结构的现状进行全面的检测和评估,了解结构的受力特点、损伤情况以及承载能力等。
然后,根据检测结果和加固要求,确定预应力筋的布置方案、预应力值的大小以及锚固方式等。
无粘结钢绞线体外预应力加固法

8 无粘结钢绞线体外预应力加固法(征求意见稿)8.1 设计规定8.1.1 本方法适用于对钢筋混凝土受弯、受拉和偏心受拉构件的加固,不适用于素混凝土构件的加固。
8.1.2 被加固的混凝土结构构件,其现场实测混凝土强度等级不得低于C10。
8.1.3 采用本方法加固的混凝土结构,其长期使用的环境温度不应高于60℃。
8.1.4 当被加固构件的表面有防火要求时,应按现行国家标准《建筑防火设计规范》GBJ 16规定的耐火等级及耐火极限要求,对加固材料进行防护。
8.1.5 在预应力钢绞线端部锚具的支承垫板不小于100×100mm的情况下,当端部锚固区的砼强度不低于C15时,端部锚固区混凝土的局部承压强度可不作验算。
8.2 无粘结钢绞线体外预应力加固钢筋混凝土梁8.2.1 当采用无粘结钢绞线体外预应力对梁进行加固时,应按下列规定计算:1 梁的正截面强度按偏心受压构件进行计算;2 在作构件强度计算时,应先确定构件达到极限状态时钢绞线的应力值;该应力值等于钢绞线的有效预应力值加钢绞线在构件达到极限状态时的应力增量值。
计算中,可假定达到极限状态时钢绞线的应力即为施加预应力时的张拉控制应力,即假定钢绞线的应力增量值与预应力损失值相等。
当采用一端张拉,而连续跨的跨数超过二跨;或当采用两端张拉,而连续跨的跨数超过四跨时,距张拉端二跨以上的梁,其由摩擦力引起的预应力损失有可能大于钢绞线的应力增量。
此时可采用以下二种方法加以弥补:方法一:在跨中设置拉紧螺栓,采用手工横向张拉的方法补足预应力损失值;方法二:将钢绞线的张拉预应力提高至0.75fptk,计算时仍按0.70fptk取值。
3 跨中截面计算时轴向压力N 近似取钢绞线的预应力张拉值T p ,跨中截面弯矩M 近似取等于外荷载产生的弯矩减去钢绞线张拉力T p 乘以跨中钢绞线至大梁截面形心的距离。
计算偏心距时应计入轴向力在偏心方向存在的20mm 的附加偏心距,并考虑二阶弯矩影响的轴向压力偏心距增大系数η。
桥梁体外预应力加固的施工技术

桥梁体外预应力加固的施工技术目前我国经济在飞速发展,公路网大体建立,但公路网中一些桥梁还存在很多缺陷,比方承载力以及抗震性较弱,因老化和破损而承载力缺陷等,这严重不利于安全使用,因此必须通过加固手段加强承载力以满足交通要求。
对旧桥开展加固是目前桥梁工程领域急需完成的工作。
体外预应力能大幅提高旧桥承载力,且设备简单,施工快捷,经济效果好,不影响交通,对原桥构造,损伤小,是一种有效的加固方法。
1实例简况有一单跨钢筋混凝土构造的T型梁桥,横向4片T梁,标准跨径为13米,以前设计规定的荷载是拖-60以及汽-10级,多年使用后由于老化及过载出现一些混凝土发生脱落且形成程度不一的裂缝,此外主钢筋也被大大损坏。
拟加固后汽车荷载等级提高到汽-15级。
2施工方法首先将不严密的混凝土去除,再通过钢丝刷彻底清理锈,使用挂模及C40混凝土开展浇筑并修补齐全,然后通过增加一定的体外预应力筋实施加固。
关于T型主梁,其翼缘厚度与宽度分别为12cm以及178cm,而梁肋具有18cm的宽度,受拉主钢筋级别是Ⅱ级,钢筋面积合计到达了44.272cm,转向块L3和支点之间的距离是180cm,转向块之间的间距L2到达了840cm,转向快L1和端锚固点之间的距离是150cm,梁上以及梁下边缘yOu及y0d与中心轴之间的距离分别是19.14cm以及60.86cm,T型梁要和没有粘结作用的预应力钢绞线结合使用,每片T梁需要4根钢绞线,钢绞线合计有16根,为了使全部梁均匀受力,对两端分别张拉,及张拉端和固定端相互交替。
其张拉控制应力要维持在855MPa。
3施工过程3.1碳纤维和钻孔之间的粘贴关于T型梁,在对其腹板钻孔开展施工时要防止损坏钢筋,这就必须在洞口附近粘贴大小为30cm×30cm的碳纤维,这有利于混凝土构造承载力的增强,防止一些构造质量问题的发生。
3.2预应力和穿索之间的张拉施工人员要以无粘结钢绞线的实际情况为依据做好标签,接着在钢栓孔洞内依次放入钢绞线,使钢绞线的具体所在处和要求一致。
桥梁上部结构加固技术—体外预应力加固法

7.5 体外预应力加固法
3. 体外预应力的优缺点 与传统预应力体系相比,具有以下优点:
简化预应力筋曲线,预应力筋仅在锚固处和转向处 与结构相连,减小摩阻损失,提高预应力使用效率 预应力布置灵活,根据桥梁病害可以全桥加固也可 以进行局部加固 锚固构件尺寸小,自重增加少,可有效的大幅提高 结构承载能力。 与原结构无粘结,应力变化值小,对结构受力有利
承载极限状态下体外预应力结构的抗弯能力小于有粘结 和无粘结预应力结构
体外预应力结构在极限状态下可能因延性不足而产生没 有预兆的失效
7.5 体外预应力加固法
3. 体外预应力的优缺点 体外预应力结构亦有其自身的缺陷:
体外索布置在截面外,防腐、保护相对较困难,易受外 界影响
锚固及转向区域容易产生应力集中,局部应力大,对锚 固施工要求高
7.5 体外预应力加固法
体外预应力筋的锚固系统
可更换体外预应力筋的锚具,有钢 绞线束无法放松和可放松两种类型。 若不预留能够再次张拉的长度,钢 绞线束是无法放松的
7.5 体外预应力加固法
体外预应力筋的转向装置
• 体外预应力筋的转向装置由转向结构构造及转向器组成 • 转向结构构造为混凝土结构的一个特殊部分。转向器为直接支
7.5 体外预应力加固法
二、体外预应力系统构造
• 钢管外护套较贵且本身有防 腐的问题,故采用较少;
• HDPE 管已被大量应用,但 其与钢管的连接处必须保证 密封性能良好
7.5 体外预应力加固法
二、体外预应力系统构造
• 为便于预应力筋内穿、检查、 检测及更换钢绞线,外护套 应做成可伸缩式的构造,并 在各伸缩段的连接部位具有 良好强度与密封性
体外索可调可换,便于使用期间进行维护
7.5 体外预应力加固法
23-无粘结预应力施工工艺、体外预应力混凝土施工工艺

施工方法: 施工特点: 适用范围:
无粘结预应力筋预应力钢材涂料层外包层锚具
锚具:
高强钢丝预应力束钢绞线预应力束 无粘结筋的存放:
(2)成型工艺
预应力筋铺设顺序:
张拉程序
0 → 103%σ
con
两端同时张拉张拉顺序
多次重复张拉
断裂根数
按设计要求
张拉端处理
无粘结筋锚具凹入式
张拉端凹入式构造
张拉端突出式构造6
油脂B.固定端处理231
5
(b )镦头锚具固定端
1
243(a )挤压锚具固定端1-锚板;2-钢丝或钢绞线;3-螺旋筋;4-挤压锚具;5-镦头锚具。
体外预应力混凝土
☐特点——
加固修建预应力结构
防腐
组成锚具体外预应力索锚固块转向块转向块
体外预应力索锚具锚固块体外预应力索转向块
锚固块
锚具
保护装置防松装置密封装置减震装置
随时换索临时调索
体外预应力索
光面钢绞线无粘结钢绞线平行钢丝成品索防腐措施锚具
锚固块和转向块
☐
☐钢筋混凝土钢结构☐
☐
减震装置
内包橡胶的小型钢结构
•:
•体外索的下料和穿索、体外索的张拉、管道压浆和材料防腐。
体外预应力结构加固施工工法

体外预应力结构加固施工工法一、前言体外预应力结构加固技术是一种针对建筑结构老化、裂缝等问题的有效增强措施,可以提高结构的稳定性和承载能力,延长建筑的使用寿命。
本文将详细介绍体外预应力结构加固施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例,以供读者参考。
二、工法特点体外预应力结构加固工法是将预应力钢束或钢板等材料通过土工锚固的方式与受力构件连接起来,在构件上施加向外的张力,使结构在承受外力时受到预应力的影响而达到增强的效果。
该工法具有以下几个特点:1.施工方便:该工法无需打开主体结构,可以在结构外部进行加固,避免了破坏原结构的情况发生,同时施工过程简单,操作易于掌握。
2.加固效果好:预应力的作用可以有效地减少结构的变形和裂缝,提高承载能力和稳定性。
3.适用范围广:该工法可用于钢筋混凝土结构、砖石结构、钢结构等各种建筑类型的加固。
4.耐久性好:采用高强度材料,施工工艺严格控制,保证其具有较长的使用寿命。
三、适应范围体外预应力结构加固技术适用于以下情况:1.建筑结构老化导致的裂缝、变形等问题。
2.建筑物的结构设计缺陷或质量问题导致的结构不足的情况。
3.建筑物增加荷载或改变用途等需要加固的情况。
4.维修或改造受损结构的需要。
四、工艺原理体外预应力结构加固施工工法主要包括以下三个步骤:1.构件准备:首先对受力构件进行清理和处理,如清除松散物、脱落的表层和锈蚀的钢筋等;然后,根据加固设计要求,确定需要加固的位置、加固方式和加固材料。
2.施工预处理:在加固部位进行基础处理,如打孔、预设土工锚杆的位置和设置预应力拉杆等,并将这些处理与加固材料的选择和设计密切相关。
3.材料施工:根据设计要求,安装土工锚杆、预应力拉杆、预应力钢束或钢板等加固材料,通过张拉预应力器,使加固材料在正确的张力下工作,最终达到增强和重建结构的目的。
五、施工工艺体外预应力结构加固施工工艺主要包括以下步骤:1. 进行加固工程调查及方案设计,确定加固方案;2. 对加固部位进行现场定位、处理,进行密封处理,确保施工现场无水、无尘、无沙;3. 确认材料选型,预制加固构件;4. 加固构件的安装,根据加固方案现场按预留位置进行开孔或钻孔,安装土工锚杆和预应力拉杆;5. 安装预应力杆,根据设计要求,将预应力钢束或预应力钢板拉紧,使其与结构紧密相连;6. 钢筋混凝土结构加固施工完毕后,进行表面处理和保养工作。
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8 无粘结钢绞线体外预应力加固法(征求意见稿)8.1 设计规定8.1.1 本方法适用于对钢筋混凝土受弯、受拉和偏心受拉构件的加固,不适用于素混凝土构件的加固。
8.1.2 被加固的混凝土结构构件,其现场实测混凝土强度等级不得低于C10。
8.1.3 采用本方法加固的混凝土结构,其长期使用的环境温度不应高于60℃。
8.1.4 当被加固构件的表面有防火要求时,应按现行国家标准《建筑防火设计规范》GBJ 16规定的耐火等级及耐火极限要求,对加固材料进行防护。
8.1.5 在预应力钢绞线端部锚具的支承垫板不小于100×100mm的情况下,当端部锚固区的砼强度不低于C15时,端部锚固区混凝土的局部承压强度可不作验算。
8.2 无粘结钢绞线体外预应力加固钢筋混凝土梁8.2.1 当采用无粘结钢绞线体外预应力对梁进行加固时,应按下列规定计算:1 梁的正截面强度按偏心受压构件进行计算;2 在作构件强度计算时,应先确定构件达到极限状态时钢绞线的应力值;该应力值等于钢绞线的有效预应力值加钢绞线在构件达到极限状态时的应力增量值。
计算中,可假定达到极限状态时钢绞线的应力即为施加预应力时的张拉控制应力,即假定钢绞线的应力增量值与预应力损失值相等。
当采用一端张拉,而连续跨的跨数超过二跨;或当采用两端张拉,而连续跨的跨数超过四跨时,距张拉端二跨以上的梁,其由摩擦力引起的预应力损失有可能大于钢绞线的应力增量。
此时可采用以下二种方法加以弥补:方法一:在跨中设置拉紧螺栓,采用手工横向张拉的方法补足预应力损失值;方法二:将钢绞线的张拉预应力提高至0.75fptk,计算时仍按0.70fptk取值。
3 跨中截面计算时轴向压力N 近似取钢绞线的预应力张拉值T p ,跨中截面弯矩M 近似取等于外荷载产生的弯矩减去钢绞线张拉力T p 乘以跨中钢绞线至大梁截面形心的距离。
计算偏心距时应计入轴向力在偏心方向存在的20mm 的附加偏心距,并考虑二阶弯矩影响的轴向压力偏心距增大系数η。
η值按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010确定。
4 支座截面计算时,轴向压力N 和截面弯矩M 的计算方法与跨中截面的相同,计算偏心距时也应计入20mm 附加偏心距,但可不考虑偏心距增大系数η。
5 正截面强度计算也可采用简化计算方法——“弯矩平衡法”进行计算。
假定支座和跨中需要补足的弯矩(换算成简支梁弯矩),全部由预应力钢绞线提供的反向弯矩来平衡。
反向弯矩值等于钢绞线的预应力张拉控制值乘以钢绞线在支座和跨中位置的高差值。
钢绞线的根数近似由下述公式确定:Zt M M M n p b a ⋅∆+∆+∆≥05.05.0 取整数 式中:a M ∆、b M ∆——梁两端需要补足的弯矩;0M ∆——梁跨中需要补足的弯矩;p t ——每根钢绞线的预应力张拉值;Z ——钢绞线在支座和跨中位置的高差值。
6 大梁加固后斜截面强度的计算方法:钢绞线在支承垫板处要产生向上的集中力,该集中力要减小支承垫板与支座之间梁段的剪力,在作斜截面强度计算时应取减小后的剪力值。
如果钢绞线的支座处有一水平段,在水平段处的剪力没有减小。
如该区段的斜截面强度不满足现行设计规范要求,则应采取粘贴钢板的方法进行加固处理。
8.2.2 采用横向手工张拉时的设计和施工方法:当无法采用纵向千斤顶张拉时,或当连续跨的跨数超过二跨(一端张拉)和超过四跨(二端张拉)时,须采用横向手工张拉或纵向千斤顶张拉与横向手工张拉相结合的方法。
采用横向手工张拉时,其设计和施工方法如下:1 钢绞线和铁件的布置:钢绞线的规格一般采用极限强度为1860N/mm2的UΦj15.2(7Φs5)低松弛无粘结钢绞线。
钢绞线的形状近似与弯矩图形相一致,成对布置在大梁两侧的受拉区,跨中水平段必须在梁的底部。
当钢绞线数量很多时可排成数排。
图8.2.2–1为一排钢绞线时的示意图,图8.2.2–2为布置二排钢绞线时的示意图,图8.2.2–3为一排时的仰视图。
图8.2.2–1 一排钢绞线采用横向手工张拉时的体外预应力加固法图8.2.2–2 二排钢绞线采用横向手工张拉时的体外预应力加固法图8.2.2–3 钢绞线张拉后大梁仰视图每跨钢绞线被支承垫板、中间撑棍和拉紧螺栓分为若干个区段。
中间撑棍的数量应通过计算确定,对一般跨长的梁(如6~9m),可设置1根中间撑棍和两根拉紧螺栓;当梁的跨度不大时(如小于6m),可取消中间撑棍,仅设置1根拉紧螺栓;当梁的跨长很大时(如大于9m),一般需设置2根中间撑棍、3根拉紧螺栓。
2 中间撑棍数量的确定方法:钢绞线的应力是通过拧紧设在梁底的拉紧螺栓进行横向张拉,使钢绞线伸长而建立起来的。
若不考虑转折点处的摩阻力,其应力值为钢绞线的总伸长量除以总长度,再乘上弹性模量值。
为了达到要求的总伸长量,必须设置一定数量的拉紧螺栓和中间撑棍。
伸长量利用三角形的几何关系计算。
3 拉紧螺栓位置的确定:在确定拉紧螺栓位置时,应使拉紧螺栓两侧的钢绞线应力尽量均衡,减少钢绞线在拉紧螺栓处的纵向滑移量。
4 预应力施加方法:施加预应力时利用U形拉紧螺栓,用手工旋紧螺帽,使梁侧的钢绞线向梁底中间位置靠拢,从而使钢绞线伸长,建立起所需要的应力。
在进行横向张拉前,先将梁底转折点处的支承垫板向外侧敲紧,对钢绞线进行初张拉,然后再通过拉紧螺栓横向施加预应力。
为节省U形拉紧螺栓的工料费,在开始阶段先使用工具式U形拉紧螺栓,待张拉至一定程度后再换上较短的、直径较细的U形拉紧螺栓继续张拉。
在各跨拉紧螺栓拉紧时,需尽量保持同步。
为此,必须同时缓慢拧紧螺栓,用量测两根钢绞线中距的方法进行控制。
当钢绞线应力达到要求值以后,在每一根拉紧螺栓上应以双螺帽固定。
5 钢绞线应力测试方法:为控制钢绞线的应力值,应在每跨梁梁底水平段的钢绞线上各设置一对铜头测点,用500mm或250mm标距的手持式引伸仪测试钢绞线的伸长量,进而推算应力值。
在贴铜片时,先用角向磨光机将钢丝的圆面磨成小平面,然后用502胶水粘贴。
这项工作在钢绞线安装就位并将支承垫板向外侧稍加敲紧时进行。
初读数在支承垫板向外侧敲紧前进行。
待横向张拉拧紧螺栓感到吃力时,再开始用手持式引伸仪测量伸长量,然后逐步使伸长量达到设计要求(应力值等于伸长量除以标距,再乘钢绞线的弹性模量值)。
6 张拉应力控制值:根据设计规范规定,钢绞线的张拉控制应力可取0.75f ptk。
考虑到进行横向张拉时钢绞线的应力值是由应变值按弹性模量推算得到的,如果应力过高,钢绞线的塑性变形增加,推算得到的应力值就不能反映实际情况,而且钢绞线经转折后抗拉强度要降低,故张拉控制应力不宜过高,一般取0.6f ptk。
8.2.3 用纵向千斤顶张拉时的设计和施工方法:对可以采用纵向千斤顶张拉的大梁,应优先采用本方案。
其设计和施工方法如下:1 钢绞线的布置:钢绞线一般采用极限强度为1860N/mm2的UΦj15.2(7Φs5)低松弛无粘结钢绞线,成对布置在梁的两侧,钢绞线的形心至梁侧的距离一般约为40mm。
钢绞线的形状应与需补足的弯矩图相似。
一般情况下,采用二根钢绞线便能满足要求。
当需要补强的钢绞线数量很多时可以排成数排。
为了不影响净高,可以把钢绞线在跨中的支承点设在梁底以上的位置。
钢绞线可采用连续跨布置,以加强结构的整体性,并简化节点构造。
如图8.2.3–1所示的四种做法。
图8.2.3–1 钢绞线的几种布置方法2 铁件的设置:为了形成设计要求的钢绞线的形状,应在钢绞线的转折点处设置支承垫板或钢吊棍等铁件,在两端应设置钢垫板或钢销棍。
3 预应力施加方法:当钢绞线采用连续跨布置时,应尽可能采用两端纵向张拉以减少摩擦力损失;当采用一端纵向张拉,跨数多于两跨时,应在第三跨及后面的各跨的跨中设置拉紧螺栓进行手工横向补张拉,以补足由摩擦力引起的预应力损失值。
纵向张拉的工具采用穿心千斤顶和高压油泵,张拉力直接从油压表中读取。
张拉时应采用交错张拉的方法:先在一端张拉,把第一根钢绞线张拉至一半张拉控制值,再张拉另一侧钢绞线至张拉控制值,然后再把第一根钢绞线张拉至张拉控制值。
如有数排钢绞线,也采用同样方法。
一端张拉后再到另一端把钢绞线的张拉力全部补足。
4 张拉应力控制值:当采用千斤顶纵向张拉时,钢绞线的张拉应力控制值一般可取0.70f ptk,当连续的跨数较多时,可采用0.75f ptk。
f ptk为钢绞线抗拉强度标准值。
8.2.4 预应力钢绞线节点做法1 端部锚固节点做法:钢绞线端部的锚固宜采用圆套筒三夹片式单孔锚,端部支承可采用图8.2.4-1中的几种方法。
当边柱侧面至梁侧面的距离大于50mm时,可将柱子钻孔,将端部锚具通过钢垫板支承于边柱外侧面;在边柱侧面至梁侧面距离不大于50mm时,将锚具通过钢垫板支承于柱侧梁的外侧面上;当柱侧无梁时要将锚具通过槽钢垫板或钢垫板加销棍支承于柱的外侧面。
当无法设置钢垫板时,可用取芯机在梁端上部截面或柱子上钻孔,设置圆钢销棍,将锚具通过圆钢销棍支承于梁端或柱子上。
圆钢销棍可采用Φ60的45#钢制作,锚具支承面处要加工成平面。
当梁的混凝土质量较差时,可设置内径与圆钢销棍直径相同的钢管垫,用快硬水泥砂浆或堵漏剂坐浆。
施工时端部钢垫板接触面处的混凝土面必须平整,如果不平整则应用快硬水泥砂浆或堵漏剂找平。
方法1 方法2 方法3 方法4方法5 方法6 方法7 方法8图8.2.4–1 端部锚固方法示意图当有较多数量的钢绞线锚固在梁端横梁上时,如果横梁比较薄弱承受不了时,应在一部分钢垫板上加钢销棍,由钢销棍承受钢绞线的拉力。
2 中间连续节点做法:中间连续节点可采用图8.2.4–2的四种做法。
当中柱侧面至梁侧面的距离大于50mm时可将钢绞线直接支承在柱子上;当中柱侧面至梁侧面的距离不大于50mm时,可将钢绞线支承在柱侧的梁上;柱侧无梁或梁的截面较薄弱不能承受钢绞线的拉力时可用钻芯机在中柱上钻孔,设置钢吊棍,将钢绞线支承在钢吊棍上;如果支座负弯矩承载力也需要补强,中间连续节点处的钢绞线应设置水平段,转折点处设置钢吊棍,水平段的长度按计算确定。
当采用多跨连续张拉时,为了减少中间支座转折点处的摩擦力,应在中间支座设置钢吊棍;当连续跨的跨数不多时,则中间支座可不设钢吊棍,钢绞线直接支承在柱子或柱侧的横梁上。
钢吊棍采用Φ60或Φ50(仅一侧钢绞线为斜向时)厚壁钢管制作,内灌细石混凝土。
此时若梁端抗剪承载力不足,可采用粘贴钢板的方法解决。
方法1 方法2 方法3 方法4图8.2.4–2 中间连续节点做法8.2.5 防腐和防火措施:防腐和防火措施可采用以下两种方法:当无外观要求时,可将无粘结钢绞线用Φ80直径的1:2水泥砂浆包裹,铁件用C25细石混凝土包裹;当有外观要求时,将钢绞线和铁件均用C25细石混凝土包裹,如图8.2.2–1和图8.2.2–2所示。