CN201962850U

CN201962850U - 空间无粘结预应力环梁

Info

Publication number: CN201962850U
Application number: CN2011200035553U
Authority: CN
Inventors: 常文慧; 杨雷平; 平玲玲; 孟祥伟; 冯根明; 张建青; 雷秀清; 刘爱萍; 王勇; 郭恒伟; 杜津津
Original assignee: Shanxi No3 Construction Engineering Co
Current assignee: Shanxi No3 Construction Engineering Co
Priority date: 2011-01-04
Filing date: 2011-01-04
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-01-04

Abstract

本实用新型公开了一种空间无粘结预应力环梁，解决了现有高空中预应力环梁的构造以及空间预应力环梁在施工中的预应力操作的技术难题。包括在空间构建的水平环梁(1)和在空间构建的向外并且向上翘起的异形环梁(2)，异形环梁(2)和水平环梁(1)中均设置有无粘结预应力钢绞线(3)，在水平环梁(1)的一端固定板与水平环梁(1)的另一端的承压板(5)之间设置有螺旋筋(4)，在承压板(5)的外侧的无粘结预应力钢绞线(3)的周围设置有固定张拉后的无粘结预应力钢绞线(3)的夹片(9)，在夹片(9)外设置有锚环(10)。本实用新型具有构件截面小自重轻刚度大抗裂度高等优点。

Description

空间无粘结预应力环梁

技术领域

本发明涉及一种空间预应力环梁，特别涉及一种经预应力张拉后的空间建筑环梁和这种预应力环梁的施工工艺。

背景技术

随着社会的发展进步，对建(构)筑物建筑设计和功能特点的需要越来越高。增大建筑物的结构尺寸，增加建筑物使用空间，减少结构自重成为对建筑物的新要求。为了适应这种需要，预应力技术在建筑领域得到了迅速发展。无粘结预应力构件在地面建筑构件上得到迅速的推广。但在高空中预应力构件的施工遇到了难题，特别是空间无粘结预应力环梁结构施工存在着一定的难度、难点，主要是空间无粘结预应力环梁结构施工中的预应力操作和预应力张拉施工方案实施中，对于空间异形的环梁进行预应力操作更是困难。

发明内容

本发明提供的空间无粘结预应力环梁很好地解决了现有高空中预应力环梁的构造以及空间预应力环梁在施工中的预应力操作的技术难题。

本发明不仅提供了一种空间无粘结预应力环梁，还提供了该空间无粘结预应力环梁的施工工艺，技术方案如下：

空间无粘结预应力环梁，包括在空间构建的水平环梁和在空间构建的向外并且向上翘起的异形环梁，在所述的水平环梁中设置有无粘结预应力钢绞线，所述的无粘结预应力钢绞线的一端固定在水平环梁的一端固定板上，在水平环梁的另一端设置有承压板，在承压板的外侧设置有穴模，在穴模的外侧设置有端部模板，所述的无粘结预应力钢绞线依次穿过水平环梁内部、承压板的中孔、穴模和端部模板的中部的端部预留孔后的另一端被密封在微膨胀混凝土中，在水平环梁的一端固定板与水平环梁的另一端的承压板之间设置有螺旋筋，在承压板的外侧的无粘结预应力钢绞线的周围设置有固定张拉后的无粘结预应力钢绞线的夹片，在夹片外设置有锚环；在所述的异形环梁中也设置有经预应力张拉后的无粘结预应力钢绞线，其无粘结预应力钢绞线在异形环梁中的设置与前述的无粘结预应力钢绞线在水平环梁中的设置相同。

所述的无粘结预应力钢绞线是绑扎在水平环梁中的已架设好的钢筋骨架的箍筋上或架空的无粘结预应力钢绞线是设置在马凳筋上。

一种空间无粘结预应力环梁施工工艺，包括下列步骤：

a、模板支设，用钢管和扣件搭设双排立柱支架支承梁模，预应力梁底模板按设计标高用水准仪，钢尺调整支柱的标高，然后安装梁底模，并拉线找平；梁底模的起拱值，考虑到张拉后产生的反拱可以抵消部分梁自重产生的挠度，因此，起拱高度易为全跨长度的0.5‰～1.0‰.梁模支设完后，利用水准仪，钢尺检查梁模尺寸、标高、轴线是否准确，并进行校正；

b、支好底模并绑扎普通钢筋之后，在架空的无粘结预应力钢绞线处绑马凳筋，然后穿设无粘结预应力钢绞线(3)；无粘结预应力钢绞线(3)铺设完成后，再进行侧模支设并安装预埋件；固定好预应力钢绞线的位置及高度之后，安放穴模(6)和螺旋筋(4)，并固定好；

c、合侧模并浇筑混凝土，在浇筑混凝土时，振捣棒不得碰撞无粘结预应力钢绞线，以免钢绞线偏离原位或塑料皮受到损伤。

d、确认混凝土的强度达到设计要求100％后拆模，拆模后清理张拉预留孔洞，并安装张拉端锚具，安装张拉设备时，对曲线预应力钢绞线要使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合；

e、剥去无粘结预应力钢绞线(3)的张拉端塑料护套，擦净预应力钢绞线上油脂，清理端部及穴模(6)后安装锚环(10)及夹片(9)，安装千斤顶，连接好油路系统，进行预应力张拉；

f、张拉到初应力即张拉控制应力的10％时，首次记录千斤顶伸长值，然后继续张拉至控制应力，再次量测伸长值。核算实测伸长值与计算伸长值的偏差应在±6％范围之内，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；

g、无粘结预应力钢绞线张拉完毕后，应立即对无粘结预应力钢绞线(3)进行封端保护，罩帽盖封闭后浇同强度等级微膨胀混凝土封堵张拉端后浇部分以保护锚具。

本发明具有构件截面小，自重轻，刚度大，抗裂度高，耐久性好，材料省等优点。在大开间、大跨度与重荷载的结构中，采用空间无粘结预应力环梁结构，可减少材料用量，扩大使用功能，综合经济效益好。

附图说明：

图1是本发明的空间异形环梁的结构示意图

图2是本发明的张拉端锚固系统组装状态的结构示意图

图3是本发明的张拉端锚固系统张拉后状态的结构示意图

具体实施方式

1、模板支设、钢筋绑扎：

用钢管和扣件搭设双排立柱支架支承梁模，扣件要拧紧，且要抽查扣件螺栓的扭力矩是否符合规定，不够时，可放两个扣件与原扣件挨紧。横杆步距按设计规定，严禁随意增大。具体按模板专项方案认真施行。预应力梁底模板按设计标高用水准仪，钢尺调整支柱的标高，然后安装梁底模，并拉线找平；梁底模的起拱值，考虑到张拉后产生的反拱可以抵消部分梁自重产生的挠度，因此，起拱高度易为全跨长度的0.5‰～1.0‰.梁模支设完后，利用水准仪，钢尺检查梁模尺寸、标高、轴线是否准确，并进行校正。先把所有钢筋绑扎好(同一般梁内钢筋绑扎)，然后一根一根穿设钢绞线，位置必须在钢绞线保护层以内。

2、穿设无粘结预应力钢绞线

(1)支好底模并绑扎普通钢筋之后，开始绑扎预应力马凳筋，然后穿设无粘结预应力钢绞线；在模型中放入的钢绞线根数见预应力施工方案图纸。无粘结预应力钢绞线铺设完成后，再进行侧模并安装预埋件施工。

(2)穿设无粘结预应力钢绞线时应尽量平行顺直(过洞口除外)，以减少张拉时的摩擦损失并保证张拉后有效应力达到设计要求。

(3)预应力钢绞线的根据图纸绑扎在原先绑扎好的箍筋上，架空的钢绞线下设马凳筋(焊接)来支撑。固定好预应力钢绞线的位置及高度之后，安放穴模和螺旋筋等，并固定好。

(4)无粘结预应力钢绞线采用固定在普通钢筋上，间距1.0-1.2米。

(5)尽量使各种管线为预应力钢绞线让路，在穿设预应力钢绞线之后，尽量减少电焊次数，以免损伤预应力钢绞线，特别注意普通钢筋铺设时应避让钢铰线，不能挤占钢铰线位置。

3、合侧模与一般的高空环梁施工过程相同。

4、浇筑混凝土

该预应力张拉施工方法属于后张法，也就是布置好钢筋骨架和预应力钢绞线骨架后浇筑混凝土后张拉钢绞线。

(1)在浇筑混凝土前，技术人员认真检查验收预应力钢绞线、锚具、螺旋筋等的安装情况。

(2)在浇筑混凝土时，振捣棒不得碰撞无粘结预应力钢绞线，以免钢绞线偏离原位或塑料皮受到损伤。

(3)确认混凝土的强度达到设计要求后拆模，拆模后清理张拉预留孔洞，并安装张拉端锚具。

5、张拉机具标定及张拉过程

安装张拉设备时，对曲线预应力钢绞线，要使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。

(1)操作平台

空间张拉操作平台，要能承受操作人员与张拉设备的重量，并装有防护栏杆。为了减轻操作平台的负荷，张拉设备要尽量移至靠近的楼板上，无关人员不得停留在操作平台上。

预应力施工时要搭设穿线平台和张拉平台，穿线平台沿梁两侧向外沿800mm的一个操作平台。张拉平台在锚具以下500mm，平台宽1000mm、长1200mm。平台必须有外围安全防护网。

(2)无粘结预应力张拉作业

①在确认空间环梁混凝土的强度达到设计强度100％之后，开始预应力钢绞线的张拉。

②仪器检测、校验：油表精度不应低于1.5级；校验张拉设备用的试验机或测力精度不得低于±2％；校验于斤顶活塞的运行方向，应与实际张拉工作状态一致；张拉设备的校验期限不应超过半年。

③预应力张拉控制应力应满足设计要求(即：σ_con＝1302MPa)，张拉千斤顶与油表配套使用。预应力钢绞线张拉采用张拉力与伸长值双控进行，以控制张拉力为主，伸长值为辅。

6、钢绞线伸长值计算：

预应力筋的张拉控制，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据。

本工程张拉控制应力取为0.70倍钢绞线强度标准值，即

σ_con＝0.70f_ptk＝0.70×1860＝1302MPa

张拉过程：安装千斤顶，连接好油路系统。张拉到初应力(张拉控制应力的10％)时，首次记录千斤顶伸长值，然后继续张拉至控制应力1302MPa，再次量测伸长值。核算伸长值符合(实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在±6％范围之内)要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；

1)理论伸长值计算公式

直线预应力筋的理论张拉伸长值ΔL_T按下公式计算：

ΔL＝F_j×L/(Ap×Ep)

曲线预应力筋的理论张拉伸长值ΔL_T按下公式计算：

Δ L_{T} = {&Integral;}_{0}^{L_{T}} \frac{F_{j} \cdot e^{- (kx + uθ)}}{A_{p} E_{p}} dx

= \frac{F_{j} \cdot L_{T}}{A_{p} E_{p}} \cdot \frac{1 - e^{- ({kL}_{T} + uθ)}}{{kL}_{T} + uθ}

式中：F_j--预应力筋的张拉力；

A_p--预应力筋的截面面积；

E_p--预应力筋的弹性模量；

L_T--从张拉端至固定端的孔道长度(m)；

K--每米孔道局部偏差摩擦影响系数；

U--预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数；

Θ--从张拉端至固定端曲线孔道部分切线的总夹角(rad)。

参数取值：

理论伸长值计算时，预应力筋的摩擦系数取值如下表：

预应力筋种类	k	u
			无粘结钢绞线	0.004	0.12

2)实际伸长值ΔL应等于：

ΔL＝ΔL₁+ΔL₂-ΔL_c

式中ΔL₁--初应力至最大张拉力之间的实测伸长值。

ΔL₂--初应力以下的推算伸长值。可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系推算确定。

ΔL_c--混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。(对平均预压应力较小的板类构件，可略去不计。)

7、安装连接器、锚具的密封

(1)剥去张拉端塑料护套，擦净预应力钢绞线上油脂，清理端部及穴模后安装锚环及夹片；

(2)安装千斤顶，连接好油路系统。张拉到初应力(张拉控制应力的10％)时，首次记录千斤顶伸长值，然后继续张拉至控制应力，再次量测伸长值。核算伸长值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；

(3)张拉时以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据，实测伸长值与计算伸长值的偏差应在±6％范围之内。如果超出正常范围，应立即停止张拉，查明原因并采取相应的措施之后再继续作业。

(4)内外环梁预应力钢绞线长度较长所以采取连接器。

8、张拉端的混凝土封端保护

无粘结预应力钢绞线的锚固区，必须有严格的密封防护措施，严防水汽进入，锈蚀预应力钢绞线。无粘结预应力钢绞线张拉完毕后，应立即对无粘结预应力钢绞线进行封端保护(采用与环梁同强度等级的微膨胀混凝土)。

用砂轮切除多余预应力钢绞线，切断后外露长度应不小于30mm。严禁采用电弧烧断，预应力钢绞线应在切断后涂专用的防腐油脂；

罩帽盖封闭后浇同强度等级微膨胀混凝土封堵张拉端后浇部分以保护锚具，混凝土中不得使用含氯离子的外加剂，封堵时应注意插捣密实。

作为空间环梁钢筋混凝土预应力结构的预应力相对位置及张拉预应力钢绞线施工，在完成空间环梁钢筋混凝土预应力结构的全部施工内容(包括模板安装、钢筋绑扎、穿设预应力钢绞线、混凝土浇筑、混凝土养护、模板拆除、预应力钢绞线张拉、封端保护等)后，浇筑中间后浇带，混凝土强度达到设计要求后，张拉另一端预应力钢绞线。张拉完成后封堵张拉槽，施工结束。外环梁基本操作步骤同内环梁。联系梁施工穿插在环梁施工中同时进行步骤为下料、挤压、布筋、浇砼、张拉、封端。

Claims

1.一种空间无粘结预应力环梁，包括在空间构建的水平环梁(1)和在空间构建的向外并且向上翘起的异形环梁(2)，其特征在于，在所述的水平环梁(1)中设置有无粘结预应力钢绞线(3)，所述的无粘结预应力钢绞线(3)的一端固定在水平环梁(1)的一端固定板上，在水平环梁(1)的另一端设置有承压板(5)，在承压板(5)的外侧设置有穴模(6)，在穴模(6)的外侧设置有端部模板(8)，所述的无粘结预应力钢绞线(3)依次穿过水平环梁(1)内部、承压板(5)的中孔、穴模(6)和端部模板(8)的中部的端部预留孔(7)后的另一端被密封在微膨胀混凝土中，在水平环梁(1)的一端固定板与水平环梁(1)的另一端的承压板(5)之间设置有螺旋筋(4)，在承压板(5)的外侧的无粘结预应力钢绞线(3)的周围设置有固定张拉后的无粘结预应力钢绞线(3)的夹片(9)，在夹片(9)外设置有锚环(10)；在所述的异形环梁(2)中也设置有经预应力张拉后的无粘结预应力钢绞线，其无粘结预应力钢绞线在异形环梁(2)中的设置与前述的无粘结预应力钢绞线在水平环梁(1)中的设置相同。

2.根据权利要求1所述的一种空间无粘结预应力环梁，其特征在于：所述的无粘结预应力钢绞线(3)是绑扎在水平环梁(1)中的已架设好的钢筋骨架的箍筋上，架空的无粘结预应力钢绞线(3)是设置在马凳筋上。