CN104847055A

CN104847055A - 一种免注浆的胶粘结预应力钢筋及其制备与施工方法

Info

Publication number: CN104847055A
Application number: CN201510114904.1A
Authority: CN
Inventors: 刘志华; 韩之江; 吕立宁; 杜树军; 郭学兵; 申雁鹏; 舒兴旺; 郭文龙; 赵文溥; 贾磊; 毛敏; 王磊; 谢立安; 卢鹏
Original assignee: Shanxi Province Transport Science Research Institute; Shanxi Jiaoke Highway Survey and Design Institute
Current assignee: Shanxi Province Transport Science Research Institute; Shanxi Jiaoke Highway Survey and Design Institute
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明属于预应力技术领域，具体来说，涉及一种免注浆的胶粘结预应力钢筋及其制备与施工方法。所述胶粘结预应力钢筋包括波纹管、结构胶和预应力钢筋。所述制备方法具体为：在波纹管内注满结构胶后，将预应力钢筋插入波纹管内，将多余的结构胶擦除，使预应力钢筋可以在波纹管内自由收缩即可。与现有技术相比，本发明所述免注浆的胶粘结预应力钢筋可以采用集中的工厂化生产，质量可控性好、型号的可分性强、现场使用和质量控制简便。实验证明，其与混凝土构件的粘结强度高、密实度好、抗腐蚀能力强，对预应力混凝土结构的整体工作性能、耐久性都有很大的提高，延长其使用寿命。本发明将在预应力技术领域发挥巨大作用，具有广阔的市场前景。

Description

一种免注浆的胶粘结预应力钢筋及其制备与施工方法

技术领域

本发明属于预应力技术领域，具体来说，涉及一种免注浆的胶粘结预应力钢筋及其制备与施工方法。

背景技术

预应力是为了改善结构或构件在使用条件下的工作性能而在使用以前预先施加的永久性内应力，将预应力原理用于混凝土的实践过程中诞生了预应力混凝土结构。预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构相比，具有以下主要特点：(1)节约工程材料；(2)减轻结构的自重；(3)改善和提高了结构或构件的受力性能，可延缓构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度，减小变形；(4)提高结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能力；(5)可以解决使用其它结构材料难以解决的技术问题，建造各类大型、大跨、重载、高耸的建筑工程。从二十世纪三十年代开始，预应力技术已广泛地应用于桥梁结构工程之中，世界桥梁中有70％以上都采用了预应力混凝土结构。

预应力施工方法有先张法和后张法两种，采用先张法施工，其梁体的预制只能在张拉台座上进行，而且预应力钢筋只能采用直线形式布置，因此其应用不够广泛。采用后张法施工工艺的预应力体系根据其与构件是否粘为一体，又分为有粘结预应力和无粘结预应力两种体系。无粘结预应力体系因其：(1)需要设置专门的转向装置；(2)预应力钢筋与混凝土构件变形不协调；(3)预应力钢筋在长期荷载的作用下容易产生疲劳；(4)预应力损失较大等缺点而得不到广泛的使用。有粘结预应力混凝土结构则在桥梁、建筑中得到了广泛的应用。但是，预应力钢筋大多只能按多根一束布置，需预埋大直径的波纹管，消弱了结构的截面，而且在混凝土浇筑过程中易造成波纹管漏浆、堵管，导致预应力钢筋无法放置。同时预应力筋张拉完成后，要对预应力管道进行灌浆，实际操作中往往不可避免会出现压浆不饱满情况，造成以下一些病害：(1)导致预应力筋的锈蚀、预应力筋的力学性能降低；(2)减弱预应力筋和混凝土的协同工作能力等；(3)由于波纹管注浆不饱满，造成构件的截面消弱；(4)波纹管内的水泥浆渗水因冻胀而是混凝土构件沿波纹管开裂等众多病害，给预应力构件造成更大的安全隐患。

因此，市场上迫切需要施工工艺简单、与混凝土构件粘结强度高、成本较低的一种采用后张法施工工艺，但张拉预应力钢筋后不需要给波纹管内压注水泥浆的有粘结预应力钢筋。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种施工简单、粘结强度高、成本低的免注浆的胶粘结预应力钢筋及其制备与施工方法。

本发明所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，所述胶粘结预应力钢筋包括波纹管、结构胶和预应力钢筋。

本发明所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，所述波纹管的管壁厚度为1mm，其直径为比预应力钢筋的直径大3mm，且内壁具有螺旋状的凹槽和凸起。

本发明所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，所述波纹管采用的是钢质或塑料波纹管。

本发明所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，所述结构胶为热激发结构胶，其平均厚度1.5mm，在温度低于100℃时，结构胶不固化，温度在100℃～200℃时发生固化反应。

本发明所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，所述预应力钢筋为抗拉强度设计值在700Mpa以上的钢筋。

本发明所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，所述预应力钢筋为1×7钢绞线或精轧螺纹钢筋。

本发明所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋的制备方法，所述制备方法具体为：在波纹管内注满结构胶后，将预应力钢筋插入波纹管内，将多余的结构胶擦除，使预应力钢筋可以在波纹管内自由收缩即可。

本发明所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋的施工方法，所述施工方法具体为：1)预应力钢筋的定位：将已近组装好的钢绞线按照施工图设计固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；2)安装模板：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；3)混凝土浇筑及养生：采用设计要求的混凝土强度进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；4)张拉预应力筋：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，进行锚固；5)预应力钢筋的粘结：采用供电及变压装置给预应力钢筋两端通电，让预应力钢筋在低电压强电流的作用下发热，待预应力钢筋温度达到热激发结构胶的固化温度后，保持预应力钢筋和结构胶温度，让其充分固化后自然冷却，预应力混凝土构件施工完成。

与现有技术相比，本发明所述免注浆的胶粘结预应力钢筋可以采用集中的工厂化生产，质量可控性好、型号的可分性强、现场使用和质量控制简便。实验证明，其与混凝土构件的粘结强度高、密实度好、抗腐蚀能力强，对预应力混凝土结构的整体工作性能、耐久性都有很大的提高，延长其使用寿命。本发明将在预应力技术领域发挥巨大作用，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1：免注浆的胶粘结预应力钢筋截面图；图2：免注浆的胶粘结预应力钢安装图；图3：预应力混凝土简支小箱梁桥设计图；波纹管-1、结构胶-2、预应力钢筋-3。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋及其制备与施工方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

某高速公路一座3×20m的预应力混凝土简支小箱梁桥，小箱梁原设计采用6束φ15.2的钢绞线，在浇筑混凝土前，需在小箱梁底板和腹板预埋2根φ50和4根φ55波纹管，波纹管的管壁厚度均为1mm，在混凝土浇注完成并张拉预应力钢筋后，再通过专门的注浆设备往波纹管内注入一定配合比的水泥浆，填充波纹管的空隙，并使钢绞线通过水泥浆与混凝土梁体成为整体。设计方案参见图3。

本发明所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋的制备方法，所述制备方法具体为：在波纹管内注满回天牌6011(HT606W)单组份加热固化结构粘接环氧胶后，将预应力钢筋插入波纹管内，使预应力钢筋可以在波纹管内可自由收缩即可(本制备过程可以在预应力钢筋生产厂内完成)。

本发明所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋的施工方法，所述施工方法具体为：1)预应力钢筋的定位：将已近组装好的钢绞线按照施工图设计固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上，并用锁夹固定和排列整齐；2)安装模板：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，固定牢固；3)混凝土浇筑及养生：采用设计强度的混凝土进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；4)张拉预应力筋：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，并进行锚固；5)预应力钢筋的粘结：采用供电及变压装置给预应力钢筋两端通电，让预应力钢筋在低电压强电流的作用下发热，待预应力钢筋温度升高到150℃～180℃达到热激发结构胶的固化温度后，保持预应力钢筋和结构胶温度，让其充分固化后自然冷却，预应力混凝土构件施工完成；6)进行预应力小箱梁的架设。

实施例2

某一级公路一座90+150+90m的预应力混凝土矮塔斜拉桥，混凝土主梁竖向预应力原设计采用φ32的精轧螺纹钢，在浇筑混凝土前，需在主梁腹板预埋φ50塑料波纹管，波纹管的管壁厚度均为1mm，在混凝土浇注完成并张拉预应力钢筋后，再通过专门的注浆设备往波纹管内注入一定配合比的水泥浆，填充波纹管的空隙，并使钢绞线通过水泥浆与混凝土梁体成为整体。

本发明所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋的制备方法，所述制备方法具体为：在φ36钢质波纹管内注满回天牌6011(HT606W)单组份加热固化结构粘接环氧胶后，将预应力钢筋插入波纹管内，擦除多余的结构胶，预应力钢筋可以在波纹管内可自由收缩即可。

本发明所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋的施工方法，所述施工方法具体为：1)预应力钢筋的定位：将已近组装好的钢筋按照施工图设计固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；2)安装模板：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，固定牢固；3)混凝土浇筑及养生：采用设计要求的混凝土强度进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；4)张拉预应力筋：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，并进行锚固；5)采用供电及变压装置给预应力钢筋两端通电，让预应力钢筋在低电压强电流的作用下发热，待预应力钢筋温度升高到150℃～180℃达到热激发结构胶的固化温度后，保持预应力钢筋和结构胶温度，让其充分固化后自然冷却，预应力混凝土构件施工完成；6)进行预应力小箱梁的架设。

实施例3

某一级公路一座90+150+90m的预应力混凝土矮塔斜拉桥，混凝土主梁竖向预应力原设计采用φ32的精轧螺纹钢，在浇筑混凝土前，需在主梁腹板预埋φ50钢质波纹管，波纹管的管壁厚度均为1mm，在混凝土浇注完成并张拉预应力钢筋后，再通过专门的注浆设备往波纹管内注入一定配合比的水泥浆，填充波纹管的空隙，并使钢绞线通过水泥浆与混凝土梁体成为整体。

本发明所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋的制备方法，所述制备方法具体为：在φ36钢质波纹管内注满回天牌6011(HT606W)单组份加热固化结构粘接环氧胶后，该胶还添加了占总质量1％的红菇酮萜醇(该红菇酮萜醇提取自臭红菇Russula foetens子实体，其能使结构胶有灵敏的固化点，缩小固化温度范围与固化时间)，将预应力钢筋插入波纹管内，擦除多余的结构胶，预应力钢筋可以在波纹管内可自由收缩即可。

本发明所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋的施工方法，所述施工方法具体为：1)预应力钢筋的定位：将已近组装好的钢筋按照施工图设计固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；2)安装模板：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，固定牢固；3)混凝土浇筑及养生：采用设计要求的混凝土强度进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；4)张拉预应力筋：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，并进行锚固；5)采用供电及变压装置给预应力钢筋两端通电，让预应力钢筋在低电压强电流的作用下发热，待预应力钢筋温度升高到150℃～162℃达到热激发结构胶的固化温度后，保持预应力钢筋和结构胶温度，让其充分固化后自然冷却，预应力混凝土构件施工完成；6)进行预应力小箱梁的架设。

采用新型的不注浆胶粘结预应力钢绞线后，因其采用工厂化生产，产品质量容易得到保证，在施工现场只需通过专用的电加热设备将预应力钢筋加热到结构胶固化激发温度即可，免去了传统预应力钢筋波纹管的注浆工艺，避免了因波纹管注浆不密实而导致的诸多病害，改善了预应力构件的受力性能，延长了预应力构件的使用寿命，具有很好的工程应用价值。

Claims

1.一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，其特征在于，所述胶粘结预应力钢筋包括波纹管、结构胶和预应力钢筋。

2.根据权利要求1所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，其特征在于，所述波纹管的管壁厚度为1mm，其直径为比预应力钢筋的直径大3mm，且内壁具有螺旋状的凹槽和凸起。

3.根据权利要求1所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，其特征在于，所述波纹管采用的是钢质或塑料波纹管。

4.根据权利要求1所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，其特征在于，所述结构胶为热激发结构胶，其平均厚度1.5mm，在温度低于100℃时，结构胶不固化，温度在100℃～200℃时发生固化反应。

5.根据权利要求1所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，其特征在于，所述预应力钢筋为抗拉强度设计值在700Mpa以上的钢筋。

6.根据权利要求1所述的一种免注浆的胶粘结预应力钢筋，其特征在于，所述预应力钢筋为1×7钢绞线或精轧螺纹钢筋。

7.根据权利要求1所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：在波纹管内注满结构胶后，将预应力钢筋插入波纹管内，将多余的结构胶擦除，使预应力钢筋可以在波纹管内自由收缩即可。

8.根据权利要求1所述的免注浆的胶粘结预应力钢筋的施工方法，其特征在于，所述施工方法具体为：1)预应力钢筋的定位：将已近组装好的钢绞线按照施工图设计固定到预应力构件已经编制好的钢筋骨架上；2)安装模板：将预应力锚固装置的预埋件安装就位后，将模板按照混凝土构件的设计尺寸安装好，并固定牢固；3)混凝土浇筑及养生：采用设计要求的混凝土强度进行浇筑，浇筑完成后按施工规范进行混凝土养生；4)张拉预应力筋：采用千斤顶张拉装置将预应力钢筋张拉到设计应力，进行锚固；5)预应力钢筋的粘结：采用供电及变压装置给预应力钢筋两端通电，让预应力钢筋在低电压强电流的作用下发热，待预应力钢筋温度达到热激发结构胶的固化温度后，保持预应力钢筋和结构胶温度，让其充分固化后自然冷却，预应力混凝土构件施工完成。