体外预应力
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体外预应力一、总则(1)本方案适用于体外预应力的设计、施工和监控工作,目的是确保体外预应力结构的质量和安全。
(2)本方案应符合国家相关标准和规范要求,如《建筑结构体外预应力技术规范》等。
(3)体外预应力的设计、施工和监控应由具备相应资质和经验的专业团队进行。
二、设计要求(4)体外预应力的设计应由专业工程师进行,包括以下要求:1.根据结构荷载和预应力力的大小,确定预应力的布置、线型和锚固方式;2.确定各预应力构件的尺寸、形状和材料;3.考虑预应力的施工、监控和维护便捷性。
三、施工要求(5)体外预应力的施工应符合以下要求:1.按照设计要求,在混凝土结构中预留预应力孔道或管道;2.预应力钢束或钢线穿过孔道或管道,并通过张拉设备施加预应力;3.根据设计要求,进行预应力的锚固和压浆等工序;4.确保预应力构件的施工质量和几何形状满足设计要求。
四、监控与检测(6)在体外预应力施工完成后,应进行监控与检测工作,包括以下要求:1.对预应力张拉力进行在线监测,记录张拉过程中的数据;2.进行预应力构件的应变监测,了解其工作状态和变形情况;3.定期对预应力构件进行检测,发现问题及时修复;4.编制监控与检测报告,并进行存档。
五、养护与维护(7)完成体外预应力施工后,应进行养护与维护工作,包括以下内容:1.定期检查预应力构件的安全状况,发现问题及时修复;2.对预应力孔道或管道进行清理和防腐处理;3.定期对预应力构件进行润滑和防锈处理;4.根据需要,定期进行监控与检测。
以上是一个详细完整版的体外预应力方案,其中包含了设计要求、施工要求、监控与检测以及养护与维护等重要步骤。
在实施过程中应严格遵守相关的标准和规范,并由专业人员进行指导和监督。
具体的方案应根据实际工程情况和相关法规进行定制和调整。
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。
体外预应力拉索结构
体外预应力拉索结构是一种建筑结构形式,其主要特点是通过设置在结构外部的预应力拉索来对结构施加预应力,以提高结构的承载能力和抗变形能力。
体外预应力拉索结构通常用于大跨度结构,如桥梁、体育场馆、展览馆等。
体外预应力拉索结构的优点包括:
- 提高结构的承载能力和抗变形能力;
- 减小结构的挠度和裂缝宽度;
- 提高结构的耐久性和稳定性;
- 减小结构的自重和用钢量;
- 改善结构的使用性能和外观效果。
体外预应力拉索结构的缺点包括:
- 拉索容易受到外界因素的影响,如风雨、温度变化等,需要采取相应的保护措施;
- 拉索的锚固和张拉技术较为复杂,需要专业的技术人员进行操作;- 拉索的使用寿命相对较短,需要定期进行检查和维护;
- 拉索的防腐和防锈处理较为困难,需要采用特殊的材料和工艺。
体外预应力拉索结构是一种具有较高承载能力和抗变形能力的建
筑结构形式,适用于大跨度结构的建设。
但是,其缺点也需要在设计和施工中予以考虑,并采取相应的措施加以解决。
桥梁体外预应力施工技术桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其结构的稳定性和安全性至关重要。
体外预应力施工技术作为一种有效的桥梁加固和新建技术,在桥梁工程中得到了广泛的应用。
本文将对桥梁体外预应力施工技术进行详细的介绍,包括其原理、特点、施工流程以及质量控制要点等方面。
一、体外预应力施工技术的原理体外预应力是指在混凝土梁体外部设置预应力筋,并通过锚固装置和转向装置将预应力筋的张拉力传递到梁体内部,从而提高梁体的承载能力和抗裂性能。
体外预应力筋通常采用高强度钢绞线或钢丝束,其张拉力通过千斤顶施加,并由锚具锚固在梁体两端。
体外预应力施工技术的原理主要基于预应力的基本概念。
预应力是指在结构构件承受外荷载之前,预先对其施加一定的压力或拉力,以抵消或减小外荷载作用下产生的拉应力,从而提高结构构件的承载能力和抗裂性能。
在体外预应力施工中,预应力筋的张拉力通过转向装置和锚固装置传递到梁体内部,使梁体产生预压应力,从而提高梁体的抗弯和抗剪能力。
二、体外预应力施工技术的特点1、施工方便体外预应力施工不需要在梁体内部预留管道,施工过程相对简单,施工周期短。
同时,体外预应力筋的安装和张拉可以在桥梁建成后进行,便于对既有桥梁进行加固和改造。
2、调整灵活体外预应力筋的张拉力可以根据桥梁的实际受力情况进行调整,从而更好地满足桥梁的使用要求。
此外,如果体外预应力筋在使用过程中出现损坏或失效,也可以方便地进行更换和维修。
3、经济性好体外预应力施工技术可以有效地提高桥梁的承载能力和使用寿命,减少桥梁的维修和加固费用。
同时,由于施工过程相对简单,施工成本也相对较低。
4、对原结构影响小体外预应力施工不需要对原结构进行大规模的改动,对原结构的受力性能和外观影响较小。
三、体外预应力施工技术的施工流程1、预应力筋的制作和安装(1)预应力筋的制作体外预应力筋通常采用高强度钢绞线或钢丝束,其制作过程包括下料、编束和防腐处理等环节。
在制作过程中,应严格控制预应力筋的长度和质量,确保其符合设计要求。
体外预应力加固法一、体外预应力加固法基本概念体外预应力是针对体内预应力而言的,即把预应力筋布置在主体结构之外。
当体外预应力索应用于混凝土结构时就被称为体外预应力混凝土结构。
体外预应力技术用于桥梁加固称为体外预应力加固。
体外预应力索加固结构的实质,是以粗钢筋、钢绞线或高强钢丝等钢材作为施力工具,对桥梁上部结构施加体外预应力,以预加力产生的反弯矩部分抵消外荷载产生的内力,从而达到改善旧桥使用性能并提高其极限承载能力的目的。
二、体外预应力加固法优点(1)能够较大幅度地提高旧桥承载能力。
加固后所能达到的荷载等级与原桥设计标准及安全储备有关,一般情况下可将原桥承载力提高30%--40%。
(2)体外预应力索加固技术所需设备简单,人力投入少,施工工期短,经济效益明显。
(3)在加固过程中,可以实现不中断交通或短时限制交通。
(4)对原桥损伤较小,可以做到不影响桥下净空,且不增加路面高程。
常用的体外预应力加固技术包括体外预应力钢丝束加固法和下撑式预应力拉杆(粗钢筋)加固法。
(5)体外预应力加固法与梁底增焊(或粘贴)钢筋(或钢板)的加固方法相比,不需清凿混凝土保护层,且损伤梁体程度小,加固时不影响或少影响交通,能恢复或提高桥梁的荷载等级,经济效果较明显。
三、加固方法(一)外部预应力钢丝束加固法采用外部预应力钢丝束(钢绞线)加固梁式上部结构,一般沿梁肋侧面按某种曲线线形(常用的有抛物线形等)设置预应力钢丝束,通过张拉预应力筋实现体外预应力。
为保证曲线线形并固定钢束位置,在梁底每隔一定间距离(50——100cm)设置一个定位箍圈(由梁底向上兜),或者在梁肋侧面埋设定位销。
钢丝束的两端头则穿过梁端翼缘板上的斜孔伸至梁顶锚固。
为了防止钢丝束锈蚀,预应力钢丝束应放在保护导管内,或者待张拉后在钢丝束周围用混凝土包裹。
(二)下撑式预应力拉杆(粗钢筋)加固法1、预应力拉杆加固根据加固目的及被加固结构受力要求的不同,预应力拉杆加固又分为水平式、下撑式及混合式等拉杆布置方式。
体外预应力加固法体外预应力加固法引言:体外预应力加固法是一种常用的结构加固方法,通过施加预应力钢束以增强混凝土结构的承载能力和抗震能力。
本文将详细介绍体外预应力加固法的原理、施工步骤以及相关的设计和安全注意事项。
一、原理1. 基本原理体外预应力加固法利用了混凝土的良好受压性能和钢材的高强度特性。
预应力钢束通过锚固装置和张拉机构施加预压力,使得混凝土梁或板的受压区域受到压力,从而提高其承载能力和抗震能力。
2. 应力平衡原理体外预应力加固法依靠应力平衡原理来设计和施工。
通过施加预压力,预应力钢束和混凝土之间形成了一个受压-受拉的力系统,从而实现了结构的应力平衡,降低了混凝土的受压应力,延长了结构的使用寿命。
二、施工步骤1. 钢束布置根据设计要求,在混凝土结构上进行钢束的布置。
钢束的位置和间距应符合设计规范,并考虑到结构的受力情况和加固效果。
2. 钢束锚固采用专门的钢束锚固装置将钢束固定在混凝土结构上。
锚固装置应具有足够的强度和耐久性,确保钢束和混凝土的良好连接。
3. 预应力张拉使用张拉机构对钢束进行预应力张拉。
张拉时需注意控制预应力的大小和施加速度,避免产生过大的应力集中和结构破坏的风险。
4. 钢束锚固加固在预应力钢束张拉完成后,对钢束进行锚固,使其保持预应力状态。
锚固装置应能可靠地承受预应力钢束的力,防止钢束松脱和结构的变形。
5. 后张拉钢束锚固加固后,根据设计要求进行后张拉。
后张拉可进一步调整预应力钢束的应力分布,提高结构的整体性能和稳定性。
三、设计和安全注意事项1. 应根据结构的具体情况进行设计,包括结构的受力特点、形状和尺寸等。
设计时应考虑混凝土和钢束的材料特性,确保加固效果达到预期。
2. 施工前应进行充分的准备工作,包括检查和清理结构表面、准确测量和定位钢束位置等。
施工过程中应严格按照设计要求进行操作,避免出现误差和质量问题。
3. 安全措施应得到重视,包括工人的安全防护措施、施工现场的安全管理、设备的安全操作等。
桥梁体外预应力施工技术桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其结构的稳定性和安全性至关重要。
体外预应力施工技术作为一种有效的加固和改善桥梁性能的方法,在现代桥梁工程中得到了广泛的应用。
体外预应力是指预应力筋布置在混凝土梁体外部的预应力体系。
与传统的体内预应力相比,体外预应力具有施工方便、调整灵活、可更换性强等优点,能够有效地提高桥梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。
在进行桥梁体外预应力施工前,需要进行详细的施工设计。
设计人员要根据桥梁的结构特点、受力状况以及使用要求,确定预应力筋的布置形式、数量、张拉力等参数。
同时,还需要对施工过程中的各项工况进行分析,确保施工的安全性和可靠性。
施工准备阶段,首先要对原材料进行严格的检验。
预应力筋通常采用高强度钢丝、钢绞线或粗钢筋,其质量必须符合相关标准的要求。
锚具、夹具等连接件的性能也直接影响到预应力的施加效果,因此要进行精心挑选和检测。
此外,还需要准备好施工所需的机械设备,如千斤顶、油泵、压浆机等,并确保其性能良好、运转正常。
预应力筋的制作和安装是体外预应力施工的关键环节之一。
预应力筋在制作时,要按照设计要求进行下料和编束,保证其长度和精度符合要求。
安装时,要通过转向块、锚固块等将预应力筋准确地布置在梁体外部,并确保其位置和走向符合设计。
在安装过程中,要注意保护预应力筋,避免其受到损伤。
预应力的施加是体外预应力施工的核心步骤。
施加预应力前,要对千斤顶和油泵进行配套标定,以保证张拉力的准确性。
在张拉过程中,要严格按照设计的张拉顺序和张拉力进行操作,分级加载,缓慢升压,同时要对伸长值进行测量和校核。
如果实际伸长值与理论伸长值的偏差超过允许范围,要及时分析原因并采取相应的措施进行调整。
预应力筋张拉完成后,要及时进行锚固。
锚固时,要确保锚具的夹片紧密贴合,锚垫板与梁体之间无缝隙。
为了防止预应力筋的锈蚀,还需要对锚固区进行密封处理。
压浆是体外预应力施工中的一道重要工序。
通过压浆,可以填充预应力筋与管道之间的空隙,提高预应力体系的整体性和耐久性。
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。