㈠ 預應力混凝土構件施加預應力的方法有哪些
預應力混凝土構件施加預應力的方法有:先張法,後張法。
澆築混凝土構件時,預先在構件中留出孔道.當混凝土達到規定強度後、將預應力鋼筋穿入孔道,用錨具將預應力鋼筋錨固在構件的端部,在構件另一端用張拉機具張拉預應力鋼筋,張拉預應力鋼筋的同時,構件受到預壓應力。
當達到規定的張拉控制應力值時.將張拉端的預應力鋼筋錨固。對有粘結預應力混凝土.在構件孔道中壓力灌入填充材料(如水泥砂漿).使預應力鋼筋與構件形成整體。
優點
1、抗裂性好,剛度大。由於對構件施加預應力,大大推遲了裂縫的出現,在使用荷載作用下,構件可不出現裂縫,或使裂縫推遲出現,所以提高了構件的剛度,增加了結構的耐久性。
2、節省材料,減小自重。其結構由於必須採用高強度材料,因此可減少鋼筋用量和構件截面尺寸,節省鋼材和混凝土,降低結構自重,對大跨度和重荷載結構有著明顯的優越性。
3、可以減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應力。預應力梁混凝土梁的曲線鋼筋(束)可以使梁中支座附近的豎向剪力減小;又由於混凝土截面上預應力的存在,使荷載作用下的主拉應力也就減小。這利於減小梁的腹板厚度,使預應力混凝土梁的自重可以進一步減小。
以上內容參考:網路-預應力混凝土
㈡ 橋梁預應力加固技術
橋梁預應力加固技術是非常重要的,技術的合理應用是為了解決實際問題,每個細節的吹都是為了達到加固效果。中達咨詢就橋梁預應力加固技術和大家說明一下。
預應力加固技術在土木和建築方面應用非常廣泛,可以說預應力加固技術在公路橋梁工程中的應用更有應用價值。這種技術主要是解決如何針對橋梁結構出現的問題進行加固維護,主要是橋梁的布置特點和抗彎承載力的要求,進行預應力筋的加固補強的設計理念基本上滿足需求,是可行的。以下將結合公路梁預應力的加固技術進行分析。
1公路橋梁預應力加固技術的工作原理
預應力加固技術不同於廣義的預應力技術,它只是將後張法的體外預應力技術用於結構加固,屬於部分預應力,不是全預應力。其工作原理是為了抑制現有結構的某一部分繼續變形與裂縫,或者約束已有變形或裂縫使旅運之恢復或閉合,以保持結構的整體性;也為了防止某一部位可能產生新的拉應力引起新的裂縫。其具體措施是:給需要考慮加固的結構部位施加部分預壓應力,以消除結構內可能產生的拉應力,抑制裂縫,並達到整體加固的目的。
1.1預應力路徑預加應力既然是對結構構件內部施加壓應力,那就必須保證壓應力只產生在結構構件的拉應力區,而不要產生在壓應力區,否則就會適得其反,使受壓區的壓應力超限,導致更可怕的脆性破壞。因此,關於體外預應力的齒板(錨拉點)位置與構造以及張拉索走向、張拉力強度,都必須經過仔細設計;此外,對加固件可能出現的導致裂縫的拉應力強度,也必須先經過仔細計算,做到心中有數,以便適當控制張拉噸位。
1.2預應力機具根據體外預應力和局部預應力或部分預應力的工作特點,不存在埋管穿線和注漿等復雜問題。為了盡量迴避障礙,減少對構件的傷害和對已有張拉管線的干擾,應盡量避免長線張拉、大噸位(集中)張拉,而以短線分散張拉為主。因此,可盡量避免使用鋼絞線而以高強鋼絲或精製螺紋鋼代替。張拉機具應簡易、輕便,一般不使用配鎮穗台座式油壓千斤頂張拉,而代之以拉桿式手壓千斤頂,甚至以螺桿扣緊方式進行張拉。張拉以後考察一定時段,證實裂縫已經穩定,再鎖定張拉端,在張拉線(筋)表面抹丹強絲水泥砂漿保護層,或噴射混凝土保護層,可起到封閉裂縫及保護張拉線和加固件的綜合效用。
2原因分析
大跨度預應力鋼筋混凝土箱梁橋的開裂原因顯然是多方面的,必然很復雜。有些是設計構造不合理,主要表現在設計思想從力學平衡方面考慮得多一些,從變形協調和本構關系合理方面考慮得少一些,因而必然出現腹板和頂、底板的厚度及配筋不相適應,不滿足實際需要的問題;也有些是施工程序安排不合理和施工質量不保證的問題。但作為一個普遍存在的現象來考察,其主要原因還是存在於預應力張拉工藝上。作為全預應力設計,其主導思想和設計意圖是:通過預加壓力,使在結構的每一拉應力區都能產生一定的預壓應力,以便全部或部分抵消結構正常服務期間出現的各種拉應力,以抑制結構裂縫的出現。出現裂縫現象表明,主梁縱向預應力張力的張拉力度是足夠的,所以梁底並不出現彎曲張拉裂縫。但橫向張拉力度和豎向張拉力度就不一定夠,橫向張拉力度如果能夠確保,橋面幾十米長的縱向貫通裂縫就絕對不會出現。存在最普遍的問題可能是關於縱向預應力的分布情況和擴散范圍。縱向預應力束的主要走向在縱梁底部,由於縱梁剛度大,相對來說,腹板和頂、底板的縱向剛度很小,預應力很可能集中出現在縱梁梁底的有限范圍內,並沒有向腹板和頂、底板內擴散。因為應力的傳遞是隨結構剛度的變化而變化的,頂、底板和腹板剛度不足,應力就傳遞不過去,也就是頂、底板和腹板的中軸附近很可能是預應力完全失效區,根本不存在預壓應力。在荷載效應或變形失調引起的拉應力偏大,而構造配筋不足的情況下,必然引起腹板中腰附近的棗核形豎直裂縫和頂、底板中線附近的橫向裂縫。此外,預應力張拉鬆弛,預應力埋管偏位,尤其是梁底縱向預應力埋管在接近支座處的負彎矩區時,應向上轉彎抬起,如果起彎點選擇不當,彎起量不夠或出現硬彎、偏位等現象,都會引起支座附近主拉應力放大,導致45°傾斜的主拉應力裂縫。如果起彎點離支座太近,則在支座附近的梁中性軸以下可能出現過大的預壓應力,這個預壓應力與支座負彎矩產生的中性軸以下受壓區的壓應力及強大的豎向剪應力培卜疊加組合後,必然形成強大的正八字形傾向的主拉應力,與正常的主拉應力方向正好相反,裂縫傾向也就與正常方向相反,形成反常的倒八字形裂縫。倒八字形裂縫屬於剪壓型裂縫,引起的破壞將是脆性破壞,具有極大的危險性,必須引起高度注意。3預應力損失估計和減少預應力損失的措施
預應力損失主要指由於預應力加固過程中的一種工作狀況問題,由於加固件自身和結構而引起的變形,這些問題都是在橋梁進行預應力加固補強過程中出現的問題,產生這類現象的因素包括:①基礎和地基的沉降;②被加固件因為某些原因產生收縮而引起;③加固件本身的因素;④加固件的節點和變形的結構;⑤溫度的影響產生的應變,在對橋梁預應力加固時,因為以上這些因素的影響,就會產生比較大的預應力損失,這種損失是不可忽視的,因此,在加固施工的過程中,要考慮和估算損失量,這樣才會在進行預應力加固過程中,將這些因素放進去,預留一些構造的措施,從而將預應力加固的數據調整並優化的數值。
在針對預應力加固的數值進行設計計算時,必須先將加固前後的結構受力圖繪制出來,並進行內力的變化分析。加固件的工作應力數值必須要符合所需要的原有結構預期加固的數值,如上所述,就要將預應力損失量考慮進去,即加固件在進行加固技術之後產生的預應力的數值應當是兩者之和,而預應力加固產生的預應力損失量需要根據相關計算資料和經驗進行估算和計算,因為這些數值是不方便測量出來的,在這樣的情況下,就需要設計師將因素盡可能的考慮周全,將預應力損失的數值降到最低誤差,使預應力加固的數值更加接近預期的數值。應採用雙側撐桿進行加固採用雙側預壓力撐桿加固彎矩變號的偏心受壓鋼筋混凝土柱時,可按受壓荷載較大一側用單側撐桿加固的步驟進行計算。選用的角鋼截面面積應能滿足柱加固後需要承受的最不利偏心受壓荷載;柱的另一側應採用同規格的角鋼組成壓桿肢,使撐桿的雙側截面對稱。預應力加固法具有許多優點,如加固效果好工作可靠,可以減少或限制結構的裂縫和其他變形;對橋梁營運使用的影響較小,可在不限制通行的條件下完成加固施工;在人力,物力和資金消耗方面也具有明顯的經濟合理性。因此,預應力加固法既可作為橋梁通過重車的臨時加固手段,又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。其預應力補強加固一般採用預應力拉桿,常用的拉桿體系有三種:水平預應力補強拉桿、下撐式預應力補強拉桿以及組合式預應力補強拉桿。
4有粘結預應力在橋梁加固中的應用
有粘結預應力加固體系,以其預應力筋錨固簡單,張拉施工方便和結構耐久性高的技術優勢,受到國內外土木工程界的重視。有粘結預應力加固體系特別適用於中、小跨徑的鋼筋混凝土T形梁和空心板梁的加固,尤其是對高速公路和城市立交工程中大量採用的中等跨徑的鋼筋混凝土及預應力混凝土連續箱梁橋,由於受箱梁高度限制,在箱內布置體外預應力筋有困難的情況下,採用在箱梁底部增設預應力筋,然後噴注高性能抗拉復合砂漿的有粘結預應力加固體系是理想的加固方案之一。採用豎向頂撐法進行加固,預應力筋的兩端用U形鋼板進行錨固。為防止其下滑,在U形錨固板的端部用四個膨脹螺栓加以固定。張拉方法為豎向千斤頂頂撐法。待頂撐到位後,在支撐點和預應力筋之間墊以鋼板,並用點焊固定,最後用細石混凝土將預應力筋粘結在原樑上。
一般而言,因為受到原梁鋼筋架體的影響,可採用一些膨脹的螺栓或者焊接來對固定預應力的筋的支承角鋼,來對固定的方法,預應力加固補強後,可以根據橋梁的骨架高度的范圍進行截面的焊接從而達到預應力的目的,,形成下焊接緣馬蹄形截面。底面HTCM砂漿保護層將預應力筋與被加固梁體粘結為整體,側面的HTCM砂漿增加了原梁鋼筋骨架的保護層厚度,使結構的耐久性提高。用於斜截面加固的預應力筋可以採用2股或3股鋼絞線、高強螺旋肋鋼絲或小直徑精軋螺紋鋼等國產鋼材。對某些以提高後加補強材料利用率為主要目的的情況,甚至可以採用小直徑的HRB400鋼筋做預應力鋼筋。鋼絞線或螺旋肋鋼絲可採用小型夾片錨錨固,用小型千斤頂張拉。小直徑粗鋼筋可採用螺帽錨具錨固,用小型千斤頂或測力扳手擰緊螺帽進行張拉,亦可採用橫向拉緊變形法進行張拉。為了使加固的構件與原柱更好地協同工作,並保證原柱在後加荷載作用下的安全,考慮到柱為偏心受壓構件,初步確定選用單側撐桿預應力加固法,張拉方法採用橫向張拉法。外粘型鋼加固法優點是構件截面尺寸增加不多,而構件承載力可大幅度提高,並且經加固後原構件混凝土受到外包鋼的約束,原柱子的承載力和延性得到改善。同時,此法還具有施工簡便、工期短等特點,目前廣泛用於加固鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦、腹桿。採用外粘型鋼加固混凝土結構構件時,應使用改性環氧樹脂膠粘劑進行灌注。
例如,某橋為跨徑5X45m採用頂推法施工的預應力混凝土連續梁橋。由於頂推施工過程的受力需要,在箱梁的腹板的內沒有配置彎起預應力束,斜截面剪力全部由混凝土和箍筋承擔。近年來由於車輛嚴重超載,箱梁的腹板出現了大量的斜裂縫,裂縫寬度一般為0.2-0.4mm,個別裂縫寬度達1.5mm。驗算結果表明,該橋正截面抗彎承載力滿足要求,主要問題是斜截面抗剪承載力不足,由於主拉應力偏大導致大量的斜裂縫。建議採用有粘結豎向預應力筋對出現嚴重斜裂縫的區段斜截面進行加固補強。在箱梁腹板兩側增設豎向預應力筋,提高斜截面抗剪承載力。預應力筋採用中Ф8.6的三股鋼絞線,間距為100-200mm(具體數據應按斜截面抗剪承載力受力要求確定)。預應力筋採用小型千斤頂張拉,採用小型夾片錨將預應力筋錨固於固定在腹板上的支承角鋼筋上。預應力筋張拉後,在腹板兩側噴注30mm厚的HTCM砂漿,加大截面尺寸,減小主拉應力,保護鋼筋免於腐蝕,以提高結構的耐久性。
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㈢ 《混凝土結構設計規范》中受壓區設置縱向預應力鋼筋,其預應力筋是受拉還是受壓,為什麼要在受壓區設置
簡單的說來,如果只在拉區設置預源應力筋,梁會向上起拱,在梁未負荷的時候上部混凝土受拉,如果拉區預應力比較大,上拱可能過大,最不利的情況是拉區混凝土可能開裂,這時候就需要在上部也施加預應力。預應力筋都是受拉的。
㈣ 在預應力鋼筋張拉過程中對預應力有哪些控制方法
張拉控制應力
張拉控制應力是指預應力鋼筋在進行張拉時所控制達到的最大應力值。其值為張拉設備(如千斤頂油壓表)所指示的總張拉力除以應力鋼筋截面面積而得的應力值,以σcon表示。
張拉控制應力的取值,直接影響預應力混凝土的使用效果,如果張拉控制應力取值過低,則預應力鋼筋經過各種損失後,對混凝土產生的預壓應力過小,不能有效地提高預應力混凝土構件的抗裂度和剛度。如果張拉控制應力取值過高,則可能引起以下問題:
(1)在施工階段會使構件的某些部位受到拉力(稱為預拉力)甚至開裂,對後張法構件可能造成端部混凝土局壓破壞。
(2)構件出現裂縫時的荷載值很接近,使構件在破壞前無明顯的預兆,構件的延性較差。
(3)為了減少預應力損失,有時需進行超張拉,有可能在超張拉過程中使個別鋼筋的應力超過它的實際屈服強度,使鋼筋產生較大塑性變形或脆斷。
張拉控制應力值的大小與施加預應力的方法有關,對於相同的鋼種,先張法取值高於後張法。這是由於先張法和後張法建立預應力的方式是不同的。先張法是在澆灌混凝土之前在台座上張拉鋼筋,故在預應力鋼筋中建立的拉應力就是張拉控制應力σcon。後張法是在混凝土構件上張拉鋼筋,在張拉的同時,混凝土被壓縮,張拉設備千斤頂所指示的張拉控制應力已扣除混凝土彈性壓縮後的鋼筋應力。為此,後張法構件的σcon值應適當低於先張法。
張拉控制應力值大小的確定,還與預應力的鋼種有關。由於預應力混凝土採用的都為高強度鋼筋,其塑性較差,故控制應力不能取得太高。
根據長期積累的設計和施工經驗,《混凝土結構設計規范》規定,在一般情況下,張拉控制應力不宜超過下表的限值。
張拉控制應力限值
鋼筋種類
先張法
後張法
預應力鋼絲、鋼絞線
0.75fptk
0.75fptk
熱處理鋼筋
0.70fptk
0.65fptk
註:1.表中fptk為預應力鋼筋的強度標准值,見,《混凝土結構設計規范》附錄2附表2-8;
2.預應力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋的張拉控制應力值不應小於是0.4
fptk
。
符合一列情況之一時,表中的張拉控制應力限值可提高0.05
fptk
:
(1)要求提高構件在施工階段的抗裂性能,而在使用階段受壓區內設置的預應力鋼筋;
(2)要求部分抵消由於應力鬆弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預應力鋼筋與張拉台座之間的溫差等因素產生的預應力損失。
㈤ 預應力鋼筋混凝土結構中,預應力是如何傳遞到混凝土中的謝謝
先張法通過預應力筋與混凝土之間的連結來傳遞預應力,故有一個預應或跡力傳遞長度。衫虧並也就是通過台座先張拉鋼筋,然後直接澆注混凝土將鋼筋包住,等空缺到混凝土達到設計強度時再將預應力筋放張。這種情況下,台座上的錨具是臨時性的,可重復利用。
後張法則是先將結構澆注成型(混凝土澆注前通過波紋管等預留一個個的孔洞),等到混凝土達到設計強度時,將預應力穿進孔洞里,並通過錨具張拉預應力。預應力是通過錨具直接傳遞給混凝土裡的,錨具是永久性的。
㈥ 施加預應力的方法有幾種其預應力值如何讓建立和傳遞
①鋼索張拉法 在結構體系中布置索系,通過千斤頂張拉索端而在結構中產生卸載應力而受益。這是國內外應用廣泛技術成熟的一種工藝。但索端須有錨頭固定增大材耗。且需張力設備等加大施工成本。
②支座位移法 在連續梁和超靜定結構中,人為地強迫支座位移(垂直或水平移位),改變支座設計位置可調整內力,降低彎矩峰值,減小結構截面面積。這種方法可節省鋼索,錨頭等附加材耗及張拉工藝,適用於地基基礎較好的工程。
③彈性變形法 鋼材在彈性變形條件下,將組成結構的桿件和板件連成整體。卸除強制外力後,結構內出現恢復力產生的有益預應力。這一方法多用於工廠製造生產過程中,可生產預應力構件產品供應市場。
④手工簡易法 用於中、小跨,施加張力不大情況下,例如藉擰緊螺母張拉拉桿,用正反扣螺栓橫向椎拉拉索產生張力等手工操作法,簡易可行,便於推廣,適用於廣大地區。
㈦ 怎樣保證受壓鋼筋強度得到充分利用!!!謝謝
鋼筋受拉,砼受壓,這才是合理的組合。保證受壓鋼筋強度得到充分利用,沒有意義啊。受壓區主要配置構造筋就好。
保證受壓砼強度得到充分利用,才有意義。預應力砼就是解決這個問題的。
㈧ 工程中什麼叫預應力筋他主要用在什麼部位
用土話說就是先吃上勁的筋。因為好多支撐都是被動的,也就是在建築體發生型變的時候才起作用,這時其實建築體已經被損壞了,預應力筋就是設在一些比較容易損壞的地方,比如陽台的挑台等地方。
㈨ 為什麼受壓區布置預應力鋼筋的應力公式
如果在受拉區布置的A過多,張拉A時可能會導致受壓區(所謂受壓區是指在使用荷載作用下受壓)產生較大的拉應力而使混凝土開裂,故而,需要在受壓區布置A。從承載力角度看,A會使受彎承載力降低。第(2)個問題可以這樣理解:受荷前,由於預加力,A重心處混凝土已經產生的壓縮變形,為。荷載作用後,受壓區混凝土進一步受到壓縮,直至受壓邊緣的應變達到抗壓極限變形ε=0.0033,混凝土被壓碎。此時,一般認為A重心處混凝土的壓應變為0.002。這樣,從加荷到最後破壞,A重心處混凝土的壓縮變形增量為(0.002-ε)。由於粘結,A受到同樣大小的壓縮,鋼筋中的預應力降低為(0.002-ε)E。若以壓為正,拉為負,則受壓預應力鋼筋A的最終應力為: 將代入上式,並按鋼筋抗壓強度取值定義,取f=0.002E,則上式可以變形為: 對先張法構件來說,ασ相當於彈性壓縮損失σ。至於A的應力是拉應力還是壓應力,需要看的取值,《公路混凝土規范》中將A;的應力標為壓,也就是以壓為正,拉為負;《混凝土規范》中,將A的應力標為拉,按照取值,那就是以拉為正,壓為負。兩者本質上是一樣的。問題(3)情況稍微復雜些。為說明σ,先解釋一下σ,二者的區別只在於σ是對於A而言的,位於受拉區。而解釋σ,從預應力混凝土軸心受拉構件入手比較容易。如下:對於先張法構件,完成兩批預應力損失之後承受外荷載之前為初始狀態,此時,預應力鋼筋的有效預應力為,而混凝土則受壓,應力為σ。若承受一逐漸增大的軸心拉力,則某時刻必然會使混凝土的應力為零(稱怍"消壓"),混凝土的應力由σ。變為零,變化量為σ相應地,預應力鋼筋應力(拉應力)則會在原來基礎上增大ασ,成為。對於後張法構件,初始時刻,預應力鋼筋的有效預應力為,混凝土受壓,應力為σ。
㈩ 預應力混凝土受彎構件在受壓區設置預應力鋼筋的目的是什麼
在混凝土的受拉區內,用人工加力的方法,將鋼筋進行張拉,利用鋼筋的回縮力,使混凝土受拉區預先受壓力。這種儲存下來的預加壓力,當構件承受由外荷載產生拉力時,首先抵消受拉區混凝土中的預壓力,然後隨荷載增加,才使混凝土受拉,這就限制了顫兄戚混凝土的伸長,延緩或不使裂縫出現。
(10)受壓鋼筋如何預應力擴展閱讀
在普通鋼筋混凝土的結構中,由於混凝土極茄陵限拉應變低,在使用荷載作用下,構件中鋼筋的應變大大超過了混凝土的極限拉應變。鋼筋混凝土構件中的鋼筋強度得不到充分利用。所以普通鋼筋混凝土結構,採用高強度鋼筋是不合理的。
為了充分利用高強度材料,彌補混凝土與鋼筋拉應變之間的差距,人們把預應力運用到鋼筋混凝土結構中去。亦即在外荷載作用到構件上之前,預先用某種方法,在構件上(主要在受拉區)施加壓,構成預應力鋼筋混凝土結構。
當構件承受由塵團外荷載產生的拉力時,首先抵消混凝土中已有的預壓力,然後隨荷載增加,才能使混凝土受拉而後出現裂縫,因而延遲了構件裂縫的出現和開展。