CN111576255A - 一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁及其脱粘施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁及其脱粘施工方法，包括混凝土箱形梁主体与设置在主体中的预应力筋；预应力筋包括设置在主体顶板内部的顶部预应力筋和设置在主体底板内部的底部预应力筋；其特征在于：底部预应力筋中包括至少一根脱粘预应力筋；脱粘预应力筋的两端设置脱粘段，中间为全粘段；脱粘段与全粘段连接部位设置锚固埋件相连；脱粘段的外侧包裹一层脱粘层，脱粘层将预应力筋的脱粘段与混凝土主体隔开；脱粘段的外端设置张拉夹具。本方法通过对预应力筋混凝土箱形梁结构进行结构设计，可以对箱形梁薄弱处进行提前设计加固以及梁端部的裂缝进行提前预防。
Description
技术领域
本发明涉及新型预应力梁领域，特别是一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁及其脱粘施工方法。
背景技术
现如今，预应力混凝土箱形梁在桥梁以及其他领域有着越来越多的应用。但是，在预应力混凝土箱形梁的使用过程中，由于荷载以及其他因素的作用导致，箱形梁的端部即箱形梁支承处，出现了反弯矩，再加上很多箱形梁因成本控制而箱形梁得顶部并无布置钢筋（尤其是端部的受拉钢筋），使得箱形梁的端部上侧经常出现裂缝，这些裂缝较深，导致混凝土箱形梁的质量下降。有时候预应力混凝土箱形梁因使用要求被制作成异性梁，该时异性梁的锐角部分会出现更多的裂缝，裂缝对箱形梁的工作性能及耐久性能造成或多或少的破坏。
现有技术中，申请号为CN201420570227.5，专利名称为“一种预应力预制箱梁裂缝引孔注胶补强结构”，其沿箱梁裂缝走向在开裂板两侧对称开设有未贯通板体的阶梯型凹槽，在凹槽内由外到内依次设有表面修复层、加固钢板、防水层，进而对已有的箱梁裂缝进行修复。申请号为CN200510019993.8，发明名称为“预应力混凝土梁采用低强初张措施控制梁体裂缝施工工艺”，其是在预应力体系采取的一个中间工艺措施，预施应力来弥补混凝土凝聚过程中早期抗拉强度的不足，从而达到控制其早期温度等裂缝的目的。上述的现有技术可以修复一定的梁式结构以及其他结构的裂缝，但是都是在裂缝发生以后的补救措施或者加固措施，并没有在裂缝发生前对箱梁进行结构设计以及预应力筋的设计，进而对裂缝进行提前预防。因此提出一种能够在事前进行有效预防的方法有着更重要的意义。
发明内容
1.所要解决的技术问题：
针对上述的技术问题，本发明提出一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁及其脱粘施工方法，在预应力混凝土箱形梁端部负弯矩区域裂缝发生之前，对箱形梁结构进行结构设计，通过添设顶部预应力筋，对负弯矩受拉区域进行初步预防，然后通过将一部分的底部预应力筋进行部分脱粘，即选择25%~35%底部预应力筋数量作为部分脱粘预应力筋，对部分脱粘预应力筋的两端外侧涂抹黄油或者包裹隔离层，阻止其与混凝土的粘接，并加以锚固埋件进行内部固定，以减少箱形梁端部负弯矩值，进而减少箱形梁端部上侧的裂缝，提高预应力筋混凝土箱形梁的质量。
2.技术方案：
一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁，包括混凝土箱形梁主体与设置在主体中的预应力筋；所述预应力筋包括设置在主体顶板内部的顶部预应力筋和设置在主体底板内部的底部预应力筋；其特征在于：所述底部预应力筋中包括至少一根脱粘预应力筋；所述脱粘预应力筋的两端设置脱粘段，中间为全粘段；所述脱粘段与全粘段连接部位设置锚固埋件相连；所述脱粘段的外侧包裹一层脱粘层，所述脱粘层将预应力筋的脱粘段与混凝土主体隔开；所述脱粘段的外端设置张拉夹具。
进一步地，所述底部预应力筋中包括至少一根全粘预应力筋；所述全粘预应力筋与脱粘预应力筋隔开分布。
进一步地，顶部预应力筋的数量为底部预应力筋的1/10~1/20。
进一步地，所述脱粘层为黄油层，或者为包裹在脱粘段外侧的薄海绵层。
一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁的脱粘施工方法，包括以下步骤：
步骤一：根据混凝土箱形梁的设计尺寸以及其荷载组合，确定底部预应力筋的数量；根据确定的底部预应力筋的数量，确定顶部预应力筋的数量；所述顶部预应力筋的数量具体为底部预应力筋的1/10~1/20；并验证底部预应力筋的数量与顶部预应力筋的数量的是否合理；如果合理，根据验证后的数量对底板与顶板内的预应力筋进行实施布置。
步骤二：根据混凝土箱形梁的总体长度，确定脱粘预应力筋的脱粘段的长度；具体为：当箱形梁总长度为15m以内时，脱粘段的长度为1.2m至2m之间；当箱形梁总长度大于15m时，脱粘段的长度为1.8m至2.7m之间。
步骤三：根据步骤二中确定的脱粘段和全粘段的长度，在每根确定为脱粘预应力筋的预应力筋的脱粘段与全粘段的的接头处焊接锚固埋件。
步骤四：在步骤三完成的脱粘段外表面涂抹预设厚度的黄油层或者包裹薄海绵层作为脱粘层。
步骤五：安装箱形梁试件模具，并在所有预应力筋外侧安装张拉夹具，对所有预应力筋进行张拉。
步骤六：张拉完成后，对箱形梁试件模具进行浇注混凝土，在浇注混凝土过程中，控制脱粘段部分内部预应力筋与混凝土保持隔离状态。
步骤七：试件养护，拆模，剪断由于张拉产生的多余预应力筋，完成部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁的制备。
3.有益效果：
（1）本方法中在箱形梁的底板内设置的预应力筋不仅包括常用的全粘预应力筋还包括脱粘预应力筋。对于现有预应力筋结构，其预应力筋皆为全粘预应力或者无粘预应力，没有部分脱粘预应力这种结构形式；其中全粘的好处是安全性和可靠性都很高，其原因是因为预应力筋与混凝土连接在一起。无粘的好处就是施工方便，但无粘最大的缺点就是不安全，稳定性不高。现在不管是全粘还是无粘，在使用过程中都会出现一个较大的问题：端部混凝土开裂。这个是由于端部内部预应力筋力过大导致的。本方法提供了采用部分脱粘段的设计，能够让预应力筋内的力都对非端部部分进行施加，这样端部混凝土与预应力筋无直接接触，就不会产生内力了。
（2）本方法中在箱形梁的主体的顶板内设置顶部预应力筋能够以较低的成本对箱形梁顶部混凝土进行加固，进而抵抗负弯矩产生的受拉应力；
综上所述，本方法通过对预应力筋混凝土箱形梁结构进行结构设计，可以对箱形梁薄弱处进行提前设计加固以及梁端部的裂缝进行提前预防；添设顶部预应力筋可以以较低的成本对箱形梁顶部混凝土进行加固，进而抵抗负弯矩产生的受拉应力；对底部预应力筋进行部分脱粘化，可以以零成本来降低箱形梁两端处的负弯矩值，整个实施方案操作简单，无危险，可靠性高。
附图说明
图1一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁透视结构示意图；
图2一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁外部结构示意图；
图3为本发明中的顶部预应力筋与底部预应力筋的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明。
如附图1至3所示，一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁，包括混凝土箱形梁主体1与设置在主体中的预应力筋；所述预应力筋包括设置在主体顶板内部的顶部预应力筋2和设置在主体底板内部的底部预应力筋3；其特征在于：所述底部预应力筋中包括至少一根脱粘预应力筋5；所述脱粘预应力筋的两端设置脱粘段6，中间为全粘段7；所述脱粘段与全粘段连接部位设置锚固埋件9相连；所述脱粘段的外侧包裹一层脱粘层10，所述脱粘层将预应力筋的脱粘段与混凝土主体隔开；所述脱粘段的外端设置张拉夹具8。
进一步地，所述底部预应力筋中包括至少一根全粘预应力筋4；所述全粘预应力筋与脱粘预应力筋隔开分布。
进一步地，顶部预应力筋的数量为底部预应力筋的1/10~1/20。
进一步地，所述脱粘层为黄油层，或者为包裹在脱粘段外侧的薄海绵层。
一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁的脱粘施工方法，包括以下步骤：
步骤一：根据混凝土箱形梁的设计尺寸以及其荷载组合，确定底部预应力筋的数量；根据确定的底部预应力筋的数量，确定顶部预应力筋的数量；所述顶部预应力筋的数量具体为底部预应力筋的1/10~1/20；并验证底部预应力筋的数量与顶部预应力筋的数量的是否合理；如果合理，根据验证后的数量对底板与顶板内的预应力筋进行实施布置。
步骤二：根据混凝土箱形梁的总体长度，确定脱粘预应力筋的脱粘段的长度；具体为：当箱形梁总长度为15m以内时，脱粘段的长度为1.2m至2m之间；当箱形梁总长度大于15m时，脱粘段的长度为1.8m至2.7m之间。
步骤三：根据步骤二中确定的脱粘段和全粘段的长度，在每根确定为脱粘预应力筋的预应力筋的脱粘段与全粘段的的接头处焊接锚固埋件。
步骤四：在步骤三完成的脱粘段外表面涂抹预设厚度的黄油层或者包裹薄海绵层作为脱粘层。
步骤五：安装箱形梁试件模具，并在所有预应力筋外侧安装张拉夹具，对所有预应力筋进行张拉。
步骤六：张拉完成后，对箱形梁试件模具进行浇注混凝土，在浇注混凝土过程中，控制脱粘段部分内部预应力筋与混凝土保持隔离状态。
步骤七：试件养护，拆模，剪断由于张拉产生的多余预应力筋，完成部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁的制备。
如附图1，为以两条顶部预应力筋，6条底部预应力筋为例的剖面图；图2中是本发明中的混凝土箱形梁外部结构。图3为顶部预应力筋与底部预应力筋的结构示意图。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (5)
1.一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁，包括混凝土箱形梁主体（1）与设置在主体中的预应力筋；所述预应力筋包括设置在主体顶板内部的顶部预应力筋（2）和设置在主体底板内部的底部预应力筋（3）；其特征在于：所述底部预应力筋（3）中包括至少一根脱粘预应力筋（5）；所述脱粘预应力筋（5）的两端设置脱粘段（6），中间为全粘段（7）；所述脱粘段（6）与全粘段（7）连接部位设置锚固埋件（9）相连；所述脱粘段（6）的外侧包裹一层脱粘层（10），所述脱粘层（10）将预应力筋的脱粘段（6）与混凝土主体隔开；所述脱粘段（6）的外端设置张拉夹具（8）。
2.根据权利要求1所述的一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁，其特征在于：所述底部预应力筋（3）中包括至少一根全粘预应力筋（4）；所述全粘预应力筋（4）与脱粘预应力筋（5）隔开分布。
3.根据权利要求2所述的一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁，其特征在于：顶部预应力筋（2）的数量为底部预应力筋（3）的1/10~1/20。
4.根据权利要求2所述的一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁，其特征在于：所述脱粘层（10）为黄油层，或者为包裹在脱粘段（6）外侧的薄海绵层。
5.一种部分脱粘预应力筋混凝土箱形梁的脱粘施工方法，用于制备如权利要求1至4任一权利要求所述的一种部分脱粘预应力筋（5）混凝土箱形梁，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：根据混凝土箱形梁的设计尺寸以及其荷载组合，确定底部预应力筋（3）的数量；根据确定的底部预应力筋（3）的数量，确定顶部预应力筋（2）的数量；所述顶部预应力筋（2）的数量具体为底部预应力筋（3）的1/10~1/20；并验证底部预应力筋（3）的数量与顶部预应力筋（2）的数量的是否合理；如果合理，根据验证后的数量对底板与顶板内的预应力筋进行实施布置；
步骤二：根据混凝土箱形梁的总体长度，确定脱粘预应力筋（5）的脱粘段（6）的长度；具体为：当箱形梁总长度为15m以内时，脱粘段（6）的长度为1.2m至2m之间；当箱形梁总长度大于15m时，脱粘段（6）的长度为1.8m至2.7m之间；
步骤三：根据步骤二中确定的脱粘段（6）和全粘段（7）的长度，在每根确定为脱粘预应力筋（5）的预应力筋的脱粘段（6）与全粘段（7）的的接头处焊接锚固埋件（9）；
步骤四：在步骤三完成的脱粘段（6）外表面涂抹预设厚度的黄油层或者包裹薄海绵层作为脱粘层（10）；
步骤五：安装箱形梁试件模具，并在所有预应力筋外侧安装张拉夹具（8），对所有预应力筋进行张拉；
步骤六：张拉完成后，对箱形梁试件模具进行浇注混凝土，在浇注混凝土过程中，控制脱粘段（6）部分内部预应力筋与混凝土保持隔离状态；
步骤七：试件养护，拆模，剪断由于张拉产生的多余预应力筋，完成部分脱粘预应力筋（5）混凝土箱形梁的制备。
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