预应力筋张拉程序有超张拉和一次张拉两种。超张拉是指张拉应力超过所规定的张拉控制应力值,采用超张拉方法时,预应力筋可按以下两种张拉程序之一进行。
或
第一种张拉程序中,超张拉5%,并持荷2min,其目的是为了在高应力状态下加速预应力筋松弛早期发展,可以减少松弛引起的预应力损失约50%;第二种张拉程序中,超张拉3%,其目的是为了弥补预应力筋的松弛损失。
另外,所用机具设备及仪表应定期维护和校验。校验张拉设备用的试验机或测力计精度不得低于±2%。校验期限不宜超过半年。
张拉控制应力的数值直接影响预应力的效果,控制应力越高,建立的预应力值则越大。但控制应力过高,预应力筋处于高应力状态,使构件出现裂缝时的荷载与破坏荷载接近,破坏前无明显的预兆,这是不允许的。因此预应力筋的张拉控制应力(σcon)应符合设计规定。为了部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间的温差因素产生的预应力损失,施工中可比设计要求提高5%,但其最大张拉控制应力不得超过表5.1的规定。
表5.1 最大张拉控制应力允许值
注 fptk为预应力筋极限抗拉强度标准值;fpyk为预应力筋屈服强度标准值。
建立上述张拉程序的目的是为了减少预应力松弛损失。所谓 “松弛”,即钢材在常温、高应力状态下具有不断产生塑性变形的特点。松弛的数值与控制应力和延续时间有关,控制应力高,松弛也大,所以钢丝、钢绞线的松弛损失比冷拉热轧钢筋大。松弛损失还随着时间的延续而增加,但在第1min内可完成损失总值的50%左右,24h内则可完成80%。上述张拉程序,如先超张拉5%σcon,再持荷2min,则可减少50%以上的松弛损失。超张拉3%σcon,也是为了弥补预应力钢筋的松弛等原因所造成的预应力损失。
图5.12 2CN-1型双控钢丝内力测定仪
1—旋钮;2—指示灯;3—测钩;4—内力表;5—挠度表;6—测头;7—钢丝
多根钢丝同时张拉断裂和滑脱的钢丝数量,不得超过构件同一截面钢材总根数的5%,且严禁相邻两根预应力钢丝断裂和滑脱。构件在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力钢丝必须予以更换。
同时张拉多根预应力钢丝时,应预先调整初应力(10%σcon),使其相互之间的应力一致。张拉后应抽查钢丝的应力值,其偏差不得大于设计规定预应力值的±5%。
5.2.2.2 预应力值校核
预应力钢筋的张拉力,一般用伸长值校核。张拉时预应力筋的理论伸长值与实际伸长值的误差应在规范允许范围内。预应力钢丝张拉时,伸长值不作校核。钢丝张拉锚固后,应采用钢丝内力测定仪(图5.12)检查钢丝的预应力值。使用2CN-1型双控钢丝内力测定仪仪器时,将测钩勾住钢丝,扭转旋扭,待测头与钢丝接触,指示灯亮,此时即为挠度的起点(记下挠度表上读数);继续扭转旋钮,在钢丝跨中施加横向力,将钢丝压弯,当挠度表上的读数表明钢丝的挠度为2mm时,内力表上的读数即为钢丝的内力值(百分表上每0.01mm为10N)。一根钢丝要反复测定4次,取后3次的平均值为钢丝内力,其允许偏差为设计规定预应力值的±5%。每工作班检查预应力筋总数的1%,且不少于3根。这种控制方法,业内俗称“单控”。
钢绞线张拉时,一般采用张拉力控制、伸长值校核。张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为±6%。张拉力控制的校核方法与钢丝相同,这种控制方法,业内俗称为“双控”。
预应力钢丝内力的检测,一般在张拉锚固后1h进行。此时,锚固损失已完成,钢筋松弛损失也部分产生。
5.2.2.3 张拉注意事项
(1)张拉时,张拉机具与预应力筋应在一条直线上,同时在台面上每隔一定距离放一根圆钢筋头或相当于保护层厚度的其他垫块,以防止预应力筋因自重而下垂,破坏隔离剂、沾污预应力筋。
(2)顶紧锚塞时,用力不要过猛,以防钢丝折断:在拧紧螺母时,应注意压力表读数始终保持所需的张拉力。(www.xing528.com)
(3)预应力筋张拉完毕后,对设计位置的偏差不得大于5mm,也不得大于构件截面积最短边长的4%。
(4)在张拉过程中发生断丝或滑脱钢丝时,应予以更换。
(5)台座两端应有防护设施。张拉时沿台座长度方向每隔4~5m放一个防护架,两端严禁站人,也不准许进入台座。
5.2.2.4 预应力筋放张
预应力筋放张时,混凝土的强度应符合设计要求;如设计无规定,不应低于强度等级的75%。
1.放张顺序
预应力筋的放张顺序,如设计无规定时,可按下列要求进行。
(1)轴心受预压的构件(如拉杆、桩等),所有预应力筋应同时放张。
(2)偏心受预压的构件(如梁等),应先同时放张预压力较小区域的预应力筋,再同时放张预压力较大区域的预应力筋。
(3)如不能满足(1)、(2)两项要求时,应分阶段、对称、交错地放张,以防止在放张过程中构件产生弯曲、裂纹和预应力筋断裂。
2.放张
放张前,应拆除侧模,使放张时构件能自由压缩,否则将损坏模板或使构件开裂。预应力筋的放张工作,应缓慢进行,防止冲击。
对预应力筋为钢丝或细钢筋的板类构件,放张时可直接用钢丝钳或氧炔焰切割,并宜从生产线中问处切断,以减少回弹量,且有利于脱模;对每一块板,应从外向内对称放张,以免构件扭转两端开裂,对预应力筋为数量较少的粗钢筋的构件,可采用氧炔焰在烘烤区轮换加热每根粗钢筋,使其同步升温,此时钢筋内力徐徐下降,外形慢慢伸长,待钢筋出现缩颈,即可切断。此法应采取隔热措施,防止烧伤构件端部混凝土。
对预应力筋配置较多的构件,不允许采用剪断或割断等方式突然放张,以避免最后放张的几根预应力筋产生过大的冲击而断裂,致使构件开裂。为此应采用千斤顶或在台座与横梁之间设置楔块(图5.13)和砂箱(图5.14)或在准备切割的一端预先浇筑一块混凝土块(作为切割时冲击力的缓冲体,使构件不受或少受冲击)进行缓慢放张。
图5.13 用楔块放张预应力筋示意图
1—台座;2—横梁;3、4—钢块;5—钢楔块;6—螺杆;7—承载力;8—螺母
图5.14 砂箱构造图
1—活塞;2—套箱;3—进砂口;4—套箱底板;5—出砂口;6—砂子
用千斤顶逐根放张,应拟定合理的放张顺序并控制每一循环的放张力,以免构件在放张过程中受力不均。防止先放张的预应力筋引起后放张的预应力筋内力增大,而造成最后几根拉不动或拉断。在四横梁长线台座上,也可用台座式千斤顶推动拉力架逐步放大螺杆上的螺母,达到整体放张预应力筋的目的。
采用砂箱放张方法,在预应力筋张拉时,箱内砂被压实,承受横梁的反力,预应力筋放张时,将出砂口打开,砂慢慢流出,从而使整批预应力筋徐徐放张。此放张方法能控制放张速度,工作可靠、施工方便,可用于张拉力大于1000kN的情况。
采用楔块放张时,旋转螺母使螺杆向上运动,带动楔块向上移动,钢块间距变小,横梁向台座方向移动,从而同时放张预应力筋。楔块放张一般用于张拉力不大于300kN的情况。
为了检查构件放张时钢丝与混凝土的黏结是否可靠,切断钢丝时应测定钢丝往混凝土内的回缩情况。钢丝回缩值的简易测试方法是在板端贴玻璃片和在靠近板端的钢丝上贴胶带纸用游标卡尺读数,其精度可达0.1mm。钢丝回缩值:对冷拔低碳钢丝不应大于0.6mm对碳素钢不应大于1.2mm。如果最多只有20%的测试数据超过上述规定值的20%,则检查结果是令人满意的。否则应加强构件端部区域分布钢筋、提高放张时混凝土强度等。
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