体外预应力

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体外预应力

体外预应力

体外预应力一、概论体外预应力是后张预应力结构体系的重要分支之一。

国际预应力协会(FIP)于1996年将体外预应力定义为预应力索布置在混凝土截面之外的预应力。

体外预应力桥梁则是指将预应力筋布置在梁体混凝土截面外部,力筋束和混凝土之间的荷载传递四通过端部锚具和转向板进行的一种桥梁结构。

体外预应力加固法是应用预加应力原理,采用外加预应力的钢拉杆,在原有构件上施加一定的初始应力,对结构进行加固。

对于钢筋混凝土桥、预应力混凝土梁桥或板桥,采用对受拉区施以体外预应力进行加固,可以抵消部分自重应力,起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用,从而加大幅度地提高桥梁的承载能力。

体外预应力加固法可以在自重增加很少的情况下,大幅度改善和调整原结构的受力状况,同时对墩台及基础受力状况影响很少,且对桥梁运营影响较少,可在不限制通行的条件下进行施工,但加固后对原结构外观有一定影响。

该方法主要适用情况有:1、混凝土梁中预应力筋或普通钢筋严重锈蚀及其他病害造成结构承载力下降;2、需要提高桥梁的荷载等级;3、用于控制梁体裂缝及钢筋疲劳应力幅度;4、高应力状态尤其是大型结构的加固等情况。

一套完整的体外预应力体系应包括:1、体外预应力钢束、管道和灌浆材料;2、体外预应力钢束的锚固系统;3、体外预应力钢束的转向装置;4、体外预应力钢束的减振器;5、体外预应力钢束的防腐系统。

体外预应力索与结构的黏结关系1、体外预应力体系与结构离散黏结体外预应力体系仅在锚固区域和转向位置与结构有黏结关系。

预应力钢束采用普通光面钢绞线,与结构的黏结关系是通过在锚固位置与转向位置进行水泥灌浆建立的,一般使用单层钢管道或金属波纹管道,灌浆后形成一个整体。

锚具为常用锚具形式,不可更换。

早期的现代体外预应力结构大多采用这种形式。

2、体外预应力体系与结构无黏结这种方式包括两种类型,一种是在锚固区和转向区采用双层管道结构,将体外预应力钢束与结构隔离,体外预应力钢索体系采用普通光面钢绞线,水泥灌浆防腐,在锚固位置和转向位置处设置预埋钢管和HPDE管双重管道,以隔开体系与结构的黏结联系,可以做到拆卸整束后进行更换,目前这种方法应用最为普遍。

体外预应力加固技术

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。

体外预应力混凝土桥梁

体外预应力混凝土桥梁

体外预应力混凝土桥梁在现代桥梁工程领域,体外预应力混凝土桥梁作为一种创新且高效的结构形式,正逐渐展现出其独特的优势和广泛的应用前景。

体外预应力技术是指将预应力筋布置在混凝土梁体的外部,通过转向块和锚固装置对梁体施加预应力。

与传统的体内预应力技术相比,体外预应力具有许多显著的特点。

首先,体外预应力筋的布置更加灵活。

它可以根据桥梁的受力特点和需要进行优化布置,从而更好地提高桥梁的承载能力和抗裂性能。

例如,在大跨度桥梁中,可以通过增加体外预应力筋的数量和调整其布置位置,有效地控制桥梁的挠度和裂缝开展。

其次,体外预应力筋易于检查和更换。

由于其位于梁体外部,工作人员可以直接对其进行检测和维护。

一旦发现预应力筋出现损伤或老化,能够及时进行更换,这大大延长了桥梁的使用寿命,降低了维护成本。

再者,体外预应力施工相对简便。

在施工过程中,不需要在混凝土内部预留管道,减少了施工工序和难度,提高了施工效率。

从结构性能方面来看,体外预应力混凝土桥梁具有良好的力学性能。

它能够有效地减小梁体的自重,增加桥梁的跨越能力。

同时,由于预应力的作用,可以显著提高混凝土的抗裂性和耐久性,减少混凝土裂缝的产生和发展。

在实际应用中,体外预应力混凝土桥梁已经在各种类型的桥梁建设中得到了广泛的应用。

在公路桥梁方面,它被用于建造中小跨度的简支梁桥、连续梁桥等,为公路交通提供了安全、稳定的通行条件。

在城市桥梁中,体外预应力混凝土桥梁也因其美观、经济的特点而备受青睐。

例如,一些城市的人行天桥和高架桥采用了这种结构形式,不仅满足了交通功能的需求,还与城市景观相融合。

然而,体外预应力混凝土桥梁在设计和施工过程中也面临着一些挑战。

在设计方面,需要精确计算预应力筋的数量、布置位置以及张拉力等参数,以确保桥梁在使用过程中的安全性和稳定性。

同时,还需要考虑预应力损失的计算和控制,包括预应力筋与管道之间的摩擦损失、锚具变形损失等。

施工过程中的质量控制也是至关重要的。

体外预应力混凝土结构的预应力损失估算

体外预应力混凝土结构的预应力损失估算

体外预应力混凝土结构的预应力损失估算在现代建筑工程中,体外预应力混凝土结构因其独特的优势而得到了广泛的应用。

然而,要确保这种结构的安全性和可靠性,准确估算预应力损失至关重要。

预应力损失会直接影响结构的性能和使用寿命,因此,对其进行合理准确的估算具有重要的工程意义。

一、体外预应力混凝土结构概述体外预应力混凝土结构是指将预应力筋布置在混凝土构件的外部,通过锚具和转向块对混凝土构件施加预应力。

与传统的体内预应力结构相比,体外预应力结构具有施工方便、预应力筋可更换、便于检测和维护等优点。

它适用于大跨度桥梁、工业厂房、高层建筑等多种工程结构。

二、预应力损失的分类预应力损失主要分为以下几类:1、摩擦损失摩擦损失是由于预应力筋在孔道中与孔壁之间的摩擦以及在转向块处的弯曲摩擦引起的。

摩擦系数的大小、预应力筋的长度、弯曲角度等因素都会影响摩擦损失。

2、锚固损失锚固损失发生在锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩等情况下。

锚具的类型、质量以及施工工艺都会对锚固损失产生影响。

3、弹性压缩损失混凝土在预应力作用下会发生弹性压缩,从而导致预应力筋的应力降低,产生弹性压缩损失。

4、松弛损失预应力筋在长期的高应力状态下会发生松弛,导致应力逐渐减小,产生松弛损失。

松弛损失与预应力筋的类型、初始应力水平和时间等因素有关。

5、混凝土收缩和徐变损失混凝土在硬化过程中会发生收缩和徐变,这会使预应力筋的应力产生损失。

收缩和徐变损失与混凝土的配合比、养护条件、加载龄期以及环境湿度等因素密切相关。

三、影响预应力损失的因素1、材料性能包括预应力筋的种类、强度和弹性模量,以及混凝土的强度、弹性模量和收缩徐变特性等。

2、施工工艺施工过程中的预应力筋张拉控制应力、张拉顺序、锚具安装质量、孔道灌浆质量等都会对预应力损失产生影响。

3、环境条件温度、湿度等环境因素会影响混凝土的收缩和徐变,从而影响预应力损失。

4、结构形式结构的跨度、截面尺寸、配筋率等因素也会对预应力损失产生一定的影响。

体外预应力工艺

体外预应力工艺

体外预应力工艺在现代建筑和桥梁工程中,体外预应力工艺正发挥着越来越重要的作用。

这一工艺凭借其独特的优势,为结构的安全性、耐久性和经济性提供了有力的保障。

体外预应力,简单来说,就是将预应力筋布置在混凝土构件的外部,并通过锚具和转向块等装置对构件施加预应力。

与传统的体内预应力相比,体外预应力有着诸多不同之处。

首先,体外预应力筋的布置更加灵活。

它可以根据结构的受力特点和需求,在不同的位置进行布置,从而更有效地提高结构的承载能力和抗裂性能。

例如,在桥梁工程中,对于大跨度的梁体,体外预应力筋可以沿着梁的底部和顶部布置,以增强梁的抗弯能力;对于桥墩等受压构件,预应力筋则可以环绕布置,提高其抗压承载能力。

其次,体外预应力筋易于检查和维护。

由于其位于构件外部,通过肉眼观察或者借助简单的检测设备,就能及时发现预应力筋的损伤、锈蚀等问题,并进行修复或更换。

这对于确保结构的长期安全性和可靠性至关重要。

相比之下,体内预应力筋一旦出现问题,往往需要对结构进行大规模的拆除和修复,不仅成本高昂,而且施工难度大。

再者,体外预应力施工相对较为简便。

在施工过程中,不需要在混凝土浇筑前预先布置预应力筋,而是在结构成型后再进行安装和张拉。

这不仅减少了施工过程中的干扰,而且能够更好地控制预应力的施加效果。

体外预应力工艺的应用范围十分广泛。

在桥梁工程中,它被广泛应用于新建桥梁的设计和既有桥梁的加固改造。

对于新建桥梁,体外预应力可以有效地减小梁体的截面尺寸,减轻结构自重,降低工程造价;对于既有桥梁,通过施加体外预应力,可以提高桥梁的承载能力,延长其使用寿命。

在建筑结构中,体外预应力也有着出色的表现。

例如,在大跨度的屋盖结构中,采用体外预应力可以实现更大的跨度和更轻盈的结构形式;在高层建筑中,体外预应力可以用于加强混凝土柱和剪力墙的抗震性能。

然而,体外预应力工艺也并非完美无缺。

其预应力损失相对较大,这是由于体外预应力筋与周围环境的接触面积较大,容易受到温度变化、混凝土收缩徐变等因素的影响。

体外预应力混凝土桥梁

体外预应力混凝土桥梁

体外预应力混凝土桥梁在现代桥梁工程中,体外预应力混凝土桥梁作为一种重要的结构形式,凭借其独特的优势,在交通基础设施建设中发挥着日益重要的作用。

体外预应力技术是指将预应力筋布置在混凝土构件的外部,通过锚具和转向块对混凝土构件施加预应力。

这种技术与传统的体内预应力技术相比,具有许多显著的优点。

首先,体外预应力筋易于检查和维护。

由于预应力筋位于结构外部,工作人员可以直接观察到其状态,及时发现可能存在的损伤或腐蚀,便于进行维修和更换,从而有效延长桥梁的使用寿命。

相比之下,体内预应力筋被包裹在混凝土内部,一旦出现问题,检测和修复难度较大。

其次,体外预应力筋的布置更加灵活。

可以根据桥梁的受力特点和设计要求,灵活调整预应力筋的数量、位置和形状,从而更好地满足结构的受力需求。

这使得桥梁设计更加优化,提高了结构的承载能力和使用性能。

再者,体外预应力施工相对简便。

在施工过程中,不需要在混凝土内部预留管道,减少了施工工序,降低了施工难度和成本。

同时,也降低了由于管道压浆不密实等问题导致的预应力损失。

体外预应力混凝土桥梁在受力性能方面也表现出色。

通过合理布置预应力筋,可以有效地控制混凝土裂缝的开展,提高结构的抗裂性能。

在正常使用阶段,能够减小结构的挠度,增加桥梁的刚度,提高行车的舒适性和安全性。

在承载能力极限状态下,能够充分发挥材料的性能,提高结构的承载能力,保障桥梁的安全可靠。

然而,体外预应力混凝土桥梁也并非完美无缺。

其中一个较为突出的问题是体外预应力筋的防护要求较高。

由于暴露在外界环境中,容易受到温度变化、湿度、化学腐蚀等因素的影响,因此需要采取有效的防护措施,如采用高质量的防护涂层、设置防雨罩等。

另外,体外预应力筋与混凝土之间的协同工作性能相对较差。

在受力过程中,体外预应力筋与混凝土之间的变形协调不如体内预应力筋紧密,可能会导致预应力损失的增加。

为了减小这种影响,需要在设计和施工中采取相应的措施,如合理设置转向块、加强锚固区的构造等。

《体外预应力加固》课件

采用体外预应力加固技术,在楼 板底部增设预应力钢绞线,通过 张拉实现楼板的加固。
施工过程
对住宅楼进行必要的支撑和加固 ,安装钢绞线、锚具和转向器等 ,进行预应力张拉,最后进行楼 板修复和涂装。
加固效果
加固后房屋结构稳定性得到显著 提高,墙体开裂和楼板下沉等问 题得到有效解决,保证了房屋的 安全性和居住性。
确定加固方案
根据桥梁的实际情况和加固需 求,选择合适的体外预应力加 固方案。
预应力索设计
根据计算结果,设计合理的预 应力索,包括规格、长度、数 量等。
施工监控系统设计
为确保施工安全和质量,设计 合理的施工监控系统。
施工工艺
施工准备
清理桥梁表面,确定 施工区域和范围,准 备施工设备和材料。
安装锚固系统
与粘钢加固法相比,体外预应力加固技术能够提供更大的承 载能力,减小结构的变形和裂缝发展,同时预应力筋的防腐 性能优于粘钢加固。
03 体外预应力加固的设计与 施工
设计流程
建立计算模型
根据桥梁的结构形式和受力特 点,建立计算模型,进行结构 分析和计算。
锚固系统设计
设计安全可靠的锚固系统,确 保预应力索的有效固定和传递 。
锚固系统
选择安全可靠的锚固系统 ,如挤压锚或粘结锚等, 确保预应力索的有效固定 和传递。
防护材料
为保护预应力索和锚固系 统,选择耐腐蚀、耐磨损 的材料进行表面防护。
04 体外预应力加固的工程实 例
桥梁加固实例
加固效果
加固后桥梁承载力得到显著提高,裂缝得 到有效控制,保证了桥梁的安全性和耐久 性。
体外预应力加固技术的发展历程
起源
初步发展
体外预应力加固技术起源于20世纪50年代 ,最初用于桥梁工程加固。

体外预应力施工方案


体外预应力施工方案能够有效地减少 结构裂缝和变形,从而延长结构的使 用寿命。
改善结构的受力性能
体外预应力能够有效地改善结构的受 力性能,提高结构的稳定性和安全性 。
预应力技术的概述
预应力技术是一种通过在结构中施加预压应力来提高结构承载能力和改善结构受力 性能的施工方法。
预应力技术广泛应用于桥梁、大跨度结构、高层建筑等工程领域,具有显著的结构 性能改善效果。
配备必要的安全设施和防护用 品,如安全网、安全带、防护 眼镜等。
对施工人员进行安全培训和考 核,确保他们具备必要的安全 知识和技能。
安全事故应急预案
制定针对可能发生的安全事故的应急预案,明确应急组 织、救援程序和救援措施。
对施工人员进行应急培训和演练,提高他们的应急处置 能力。
配备必要的应急救援设备和物资,确保在事故发生时能 够及时进行救援。
03 体外预应力施工质量控制
施工质量控制标准
施工图纸和施工要求
确保施工图纸和施工要求清晰明确,符合相关规范和标准。
材料质量
对使用的预应力筋、锚具、夹具等材料进行质量检查和控制,确保 符合设计要求。
施工设备
确保施工设备性能良好,满足施工需要,并定期进行维护和保养。
施工质量控制措施
施工前准备
进行技术交底,确保施工人员了解施工要求和工 艺流程。
过程控制
对施工过程进行全面监控,确保每道工序符合要 求。
验收与检测
对完成的预应力筋进行验收和检测,确保其质量 和性能符合设计要求。
施工质量控制要点
预应力筋的安装
张拉控制
确保预应力筋的位置、间距和数量符合设 计要求,安装牢固可靠。
采用合适的张拉设备和方法,确保预应力 筋的张拉力符合设计要求,张拉过程中应 控制张拉速度和顺序。

体外预应力工艺

体外预应力工艺在现代建筑和桥梁工程中,体外预应力工艺作为一种先进且高效的技术,正发挥着日益重要的作用。

它不仅能够显著提高结构的承载能力和耐久性,还为工程设计和施工带来了更多的灵活性和创新性。

体外预应力,简单来说,就是将预应力筋布置在混凝土构件的外部,通过锚具和转向装置对构件施加预应力。

与传统的体内预应力技术相比,体外预应力具有许多独特的优点。

首先,体外预应力筋易于检查和更换。

在结构的使用过程中,如果发现预应力筋出现了损伤或性能下降,可以相对方便地进行检测和修复,甚至直接更换,从而有效地延长结构的使用寿命。

这对于一些重要的基础设施,如桥梁等,具有极其重要的意义。

其次,它能够更好地适应结构的变形。

当结构在荷载作用下产生变形时,体外预应力筋可以根据变形情况自由地调整其应力分布,从而更好地发挥其增强作用。

再者,体外预应力施工相对较为简便。

由于预应力筋布置在构件外部,施工过程中不需要在混凝土内部预留管道,减少了施工的复杂性和难度,同时也降低了施工成本。

体外预应力工艺的关键组成部分包括预应力筋、锚具、转向装置和防护系统。

预应力筋是体外预应力体系中的核心受力元件,通常采用高强度钢丝、钢绞线或预应力钢棒等材料。

这些材料具有高强度、低松弛等优良性能,能够承受较大的拉力并长期保持稳定的预应力水平。

锚具则用于将预应力筋固定在混凝土构件上,并传递预应力。

常见的锚具类型有夹片式锚具、支承式锚具和锥塞式锚具等。

锚具的性能直接关系到预应力的施加效果和结构的安全性,因此必须具备足够的锚固能力和可靠性。

转向装置用于改变预应力筋的方向,使预应力能够有效地作用于结构的不同部位。

转向装置的设计和施工需要充分考虑预应力筋的摩擦损失和局部应力集中等问题,以确保预应力的有效传递和结构的受力性能。

防护系统则用于保护体外预应力筋免受外界环境的侵蚀和损伤。

常见的防护措施包括涂覆防腐油脂、包裹护套以及设置密封装置等,以确保预应力筋在长期使用过程中保持良好的性能。

体外预应力

体外预应力1、体外预应力筋与结构一般不直接接触而是通过锚具和转向块作用于结构上。

体外预应力混凝土构件具有减少预应力的摩阻损失、减轻结构自重、提高了混凝土的质量和耐久性等优点。

体外预应力加固的最大优点在于其受力特点属于主动受力,相当于在原构件的基础上施加一套与恒载和活载产生相反效应的等效外荷载,从根本上提高构件的承载能力,有效减少构件的变形,缩小裂缝;另外采用体外预应力筋加固,易于检查,便于更换,利于施工。

2、体外预应力加固可以较大幅度地提高混凝土梁的抗弯刚度,在正常使用极限状态下,可以显著减小梁的挠度,同时在加固预应力的有利作用下,梁的裂缝趋于减小甚至闭合,受拉钢筋应变大幅度减小,预应力筋应力增量增加,承担原梁钢筋的一部分应力。

3、体外预应力体系由体外预应力孔管、浆体(防腐油脂或水泥浆体)、锚固体系和转向块等部件组成。

体外预应力加固方法可分为预应力拉杆加固和预应力撑杆加固其中预应力拉杆加固主要用于受弯构件。

4、体外预应力施加后,梁体原预应力大小受到一定的影响,进而影响到梁体实际的应力分布。

5、体外预应力混凝土简支梁的体外索的极限应力取决于整个构件的变形,影响因素包括体内配筋、体外索的形状及转向块的设置等。

体外索应力增量取决于体外预应力混凝土简支梁的整体变形。

6、体外预应力混凝土结构的优缺点:(1)因截面中只有体外预应力筋,截面的尺寸相应减小,尤其是腹板,从而减小了恒载;(2)体外预应力筋套管的布置、调整容易,并简化了所有的后张法的操作,从而大大缩短了施工时间,(3)体外预应力筋布置在混凝土截面的外侧,在使用期间容易检查和更换;(4)体外预应力筋仅在锚固区和转向块处与结构相连,摩阻损失明显减小,提高了预应力的效益,(5)由于体外预应力筋设在聚乙烯管当中,故能最好地防锈并易于检查质量。

缺点:(1)体外预应力筋易遭火灾,并因为承受着振动要限制其自由长度(防止由于所得自身振动而导致的疲劳程度的增加);(2)转向块和锚固区因承受着巨大的纵、横向力而特别笨重;(3)对于体外预应力筋,锚头失效则意味着预应力的丧失,所以锚头应严防被腐蚀;(4)极限状态下体外预应力筋的抗弯能力小于体内有粘结筋,在开裂荷载和极限荷载的作用下,应力不能仅按最不利截面来估算;(5)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。

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体外预应力一、概论体外预应力是后张预应力结构体系的重要分支之一。

国际预应力协会(FIP)于1996年将体外预应力定义为预应力索布置在混凝土截面之外的预应力。

体外预应力桥梁则是指将预应力筋布置在梁体混凝土截面外部,力筋束和混凝土之间的荷载传递四通过端部锚具和转向板进行的一种桥梁结构。

体外预应力加固法是应用预加应力原理,采用外加预应力的钢拉杆,在原有构件上施加一定的初始应力,对结构进行加固。

对于钢筋混凝土桥、预应力混凝土梁桥或板桥,采用对受拉区施以体外预应力进行加固,可以抵消部分自重应力,起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用,从而加大幅度地提高桥梁的承载能力。

体外预应力加固法可以在自重增加很少的情况下,大幅度改善和调整原结构的受力状况,同时对墩台及基础受力状况影响很少,且对桥梁运营影响较少,可在不限制通行的条件下进行施工,但加固后对原结构外观有一定影响。

该方法主要适用情况有:1、混凝土梁中预应力筋或普通钢筋严重锈蚀及其他病害造成结构承载力下降;2、需要提高桥梁的荷载等级;3、用于控制梁体裂缝及钢筋疲劳应力幅度;4、高应力状态尤其是大型结构的加固等情况。

一套完整的体外预应力体系应包括:1、体外预应力钢束、管道和灌浆材料;2、体外预应力钢束的锚固系统;3、体外预应力钢束的转向装置;4、体外预应力钢束的减振器;5、体外预应力钢束的防腐系统。

体外预应力索与结构的黏结关系1、体外预应力体系与结构离散黏结体外预应力体系仅在锚固区域和转向位置与结构有黏结关系。

预应力钢束采用普通光面钢绞线,与结构的黏结关系是通过在锚固位置与转向位置进行水泥灌浆建立的,一般使用单层钢管道或金属波纹管道,灌浆后形成一个整体。

锚具为常用锚具形式,不可更换。

早期的现代体外预应力结构大多采用这种形式。

2、体外预应力体系与结构无黏结这种方式包括两种类型,一种是在锚固区和转向区采用双层管道结构,将体外预应力钢束与结构隔离,体外预应力钢索体系采用普通光面钢绞线,水泥灌浆防腐,在锚固位置和转向位置处设置预埋钢管和HPDE管双重管道,以隔开体系与结构的黏结联系,可以做到拆卸整束后进行更换,目前这种方法应用最为普遍。

另一种是体外预应力钢索采用单根无黏结钢绞线,由于钢索本身是无黏结的,不具有与结构的黏结关系。

这种体系可以采用水泥灌浆,但目的不是为了防腐,而是为了固定单根无黏结钢索,通过在转向位置和锚固处的构造处理可以做到整束更换或单根更换,这种方法已大量地应用在强调耐久性的欧洲国家。

二、体外预应力束在旧桥加固中的应用体外预应力属于无黏结预应力的一种。

体外预应力是指对布置于承载结构梁体混凝土截面外部或布置于承载结构梁体混凝土截面内部但与混凝土无黏结的预应力钢筋张拉而产生的预应力。

体外预应力加固技术实质上就是对结构施加体外预应力,以抵消部分外荷载产生的内力。

它类似于分阶段后张预应力的施工方法,即在原结构使用时,部分施加预应力或不施加预应力,在荷载增大后,施加相应的预应力,只不过这部分预应力筋铺放在结构体外。

从另一个角度来说,体外预应力加固法就是在原结构上增加中间弹性支座,以减小原结构的内力。

在旧桥加固方法中,对于钢筋混凝土及预应力混凝土梁板桥采用在梁体下缘设置预应力拉杆或预应力束,对受拉区施以体外预应力的加固方法,可以抵消自重及外荷载产生的内力,大幅提高其承载能力。

体外预应力法有如下优点:1、自重增加少,但可大幅提高承载能力;2、由于上部自重增加少,因而对下部影响小;3、施工简单,工期短,经济效益明显;4、施工过程不中断或少中断交通;5、对原结构损伤小,不影响桥下净空;6、应力可调整,预应力束可更换。

体外预应力加固体系由水平筋、斜筋、上锚固点、滑块、承托、水平筋固定支座等部件组成。

体外束桥梁加固结构的预应力筋构造形式及施工方法与常规的体内有粘结或无粘结预应力筋有较大的差异。

因而其预应力损失的计算方法也有所不同。

经计算表明。

与一般的预应力混凝土结构比较,体外束加固结构的预应力损失要小得多,针对这一点,预应力钢筋的控制应力应适当降低.以避免体外预应力筋长期处于高应力状态,对改善体外束结构的受力状态有利。

三、预应力张拉前的准备工作1、构件的检查、清理(1)施加预应力前应对混凝土构件进行检验,外观及尺寸都应符合标准要求;张拉时构件的混凝土强度不应低于设计强度的85%。

(2)穿束前检查锚垫板和孔道的位置是否正确,灌浆孔和排气孔应满足施工要求,孔道内应畅通,无水分和杂物,锚具、垫板接触板面上的焊渣、混凝土残渣等要清除干净。

2、模板与支架的检查为了避免混凝土产生预想不到的裂缝,张拉前应检查模板与支架是否有约束混凝土的变形的地方;如果约束力很大,应该解除约束,内模和侧模在张拉前先拆除。

3、张拉设备的选用和检查根据构件特点、所有预应力筋及锚夹具的类型、张拉力大小等,选择合适的张拉设备。

主要是选择张拉设备的吨位、压力表的规格等。

将选用的张拉设备包括油压千斤顶、高压油泵和油压表,编号配套进行校验、标定。

在校验时,把控制张拉力和张拉力相应的油压表读数校验出来,便于张拉时直接掌握。

对所用的油压千斤顶、高压油泵和油压表、连接管路等要进行试车检查,如发现有漏油和不正常的情况,要查明原因,及时排除。

紫铜管连接千斤顶与油泵时,注意检查在弯曲处有无裂纹,喇叭口是否完整无损,如发现问题,要修理完好后才能使用。

4、穿束前检查锚垫板和孔道的位置是否正确,灌浆孔和排气孔应满足施工要求,孔道内应畅通,无水分和杂物,锚具、垫板接触板面上的焊渣、混凝土残渣等要清除干净。

5、模板与支架的检查为了避免混凝土产生预想不到的裂缝,张拉前应检查模板与支架是否有约束混凝土的变形的地方;如果约束力很大,应该解除约束,内模和侧模在张拉前先拆除。

6、张拉设备的选用和检查根据构件特点、所有预应力筋及锚夹具的类型、张拉力大小等,选择合适的张拉设备。

主要是选择张拉设备的吨位、压力表的规格等。

将选用的张拉设备包括油压千斤顶、高压油泵和油压表,编号配套进行校验、标定。

在校验时,把控制张拉力和张拉力相应的油压表读数校验出来,便于张拉时直接掌握。

对所用的油压千斤顶、高压油泵和油压表、连接管路等要进行试车检查,如发现有漏油和不正常的情况,要查明原因,及时排除。

紫铜管连接千斤顶与油泵时,注意检查在弯曲处有无裂纹,喇叭口是否完整无损,如发现问题,要修理完好后才能使用。

7、张拉作业机具配备和检查(1)张拉装置张拉装置的检查油量应充足,并应使油泵用优质矿物油;千斤顶与油泵以及高压油管两端连接器的灰尘应予以清除;应抽出高压油泵内的空气;不应有漏油现象;应熟悉油泵的操作顺序。

(2)钢筋和锚夹具的检验预应力筋穿入孔道前,应检查其品种、规格、长度和有关的冷拉记录及机械性能试验报告。

所用锚夹具应按其质量标准要求进行检验(或核对有关的检验记录),并进行外观检查,看有无裂缝、变形或损伤情况。

检查合格后要用煤油或汽油擦净油污和脏物,与预应力筋配套堆放、不能混杂。

四、预应力施工工艺(一)锚固端部横梁与跨中转向横肋、墩顶导向槽的施工这三部分确定了钢绞线的空间位置,由该索形及张拉应力决定了等效荷载的大小。

跨中转向横肋、墩顶导向槽钢绞线存在偏折。

承受局部挤压应力,这就要求锚固端横梁处锚垫板预埋位置及方向要准确。

转向横肋、墩顶导向槽的制作应严格按照图纸要求进行,既要保证弯折处的曲率半径,又要打磨端部,使之平滑,防止张拉时端部对钢绞线的挤压和卡滑。

新增齿板、肋板需要用自流平混凝土浇筑。

(二)钢绞线下料与穿束(1)按照设计图纸计算无粘结钢绞线下料长度,在厂内进行无粘结钢绞线的切断下料工作。

下料长度的计算应考虑钢束曲线长、锚夹具长度、千斤顶长度及外露工作长度等因素。

(2)布索完成后,按图纸要求在相应位置设置减震器或减震支座。

(3)穿束前首先要准确计算张拉端的PE护套剥除的长度,无粘结预应力筋张拉段范围内PE层先行去掉,将内部油脂全部清除干净,以确保夹片与钢绞线的咬合。

穿束过程中必须小心,防止碰坏刮伤体外索的索体PE护套。

穿束完成后方能安装锚头。

千斤顶及其辅助设备(如工作锚、限位板、悬浮式张拉支撑撑脚)要求配套安装与使用,相关的加工尺寸及参数须准确一致。

(三)钢绞线张拉张拉荷载采用“双控”法进行控制,预应力钢束的张拉顺序,应使结构基本上保持受力均匀、同步,所以在张拉过程中应遵循同步、对称、两端同时张拉的原则。

1、预紧为了达到钢绞线从松散状态到张拉完成后顺直不缠绕,正式张拉前先要进行预紧张拉,预紧的质量决定了整个加固效果的好坏。

首先,钢绞线在松散状态下,即使采用了必要的措施,但是由于钢绞线很长,下垂量还是较大,所以,为保证两端粘结段长度大致相等,预紧要两端对称进行;其次,预紧力的大小既要保证在预紧过程中,钢绞线绷紧且不缠绕,又要保证在高应力张拉时钢绞线不错位,预紧力过大或过小都达不到预紧的目的。

在加固施工中,预紧张拉力采用l5%设计张拉力。

2、高应力张拉由于桥梁加固采用通长环氧涂层钢绞线,在张拉中需多行程连续张拉,工作夹片要进行多次锚固,在工作夹片进行临时锚固时,环氧涂层保护膜形成的碎屑将附着在夹片的齿间。

随着工作夹片的反复多次夹持钢绞线,齿间环氧涂层碎屑增多,将引起滑丝现象,从而影响工作夹片的锚固效果。

针对这一情况,研制出一种临时锚固装置,在中间行程中,由临时锚固装置的工具夹片夹持钢绞线,避免了工作夹片的中间临时锚圃,确保锚固效果。

3、预应力筋张拉要求预应力束采用张拉力和伸长量双控,钢束的伸长量均为钢束在张拉阶段σcon由15%~100%。

实测延伸量与计算延伸量允许-6%~+6%的误差。

在正式张拉钢束前应将张拉力调整到初应力值,再开始张拉和测量伸长值。

实际的伸长值除量测的伸长值外,还加上初应力是推算的伸长值,目的是避免虚位移对量测的准确性产生影响。

(1)、事先检查限位板的孔位是否与锚具孔位配套,不配套的产品不能使用。

(2)、将钢绞线依次穿进锚具,并且将夹片塞进锚孔,并用套管将夹片稍微打紧。

(3)、装上张拉千斤顶,穿上工作锚,调整千斤顶位置,使千斤顶与钢绞线在同一直线上,无偏心无弯折。

(4)、纵向预应力筋同时对称作业,统一指挥特别重要,应用对话机统一指挥。

(5)、将初始油压定在控制力的15%,得到相应的油压表读数后,在工作锚后约10cm地方的钢绞线上作出标记,记录初始数据(大缸体端至钢绞线标记处的距离);然后统一指挥加压,每次按20%控制力加压,这样能使千斤顶同时作业,待到100%控制力后持荷5分钟,记录伸长量,期间如果油压表降压过多,可适当补足后回油。

(6)、油时速度要控制好,回油门要缓慢打开,以免对千斤顶造成冲击。

回零后再记录伸长量,检查夹片回缩情况。

(7)、拆降千斤顶后再认真检查锚具的情况,如无滑丝、断丝等情况发生,做好记录,如实测长度与理论伸长量的误差在±6%范围内,即张拉合格。

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