(一)预应力的分类与特点
按预加应力的方式可分为先张法预应力和后张法预应力。在后张法中,按预应力筋粘结状态又可分为:有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土。
先张法的特点是:先张拉预应力筋后,再浇筑混凝土;预应力是靠预应力筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土,并使其产生预压应力。
后张法的特点是:先浇筑混凝土,达到一定强度后,再在其上张拉预应力筋;预应力是靠锚具传递给混凝土,并使其产生预压应力。
(二)预应力筋、锚、夹具与张拉设备
1.预应力筋可分为:钢丝、钢绞线、钢筋、非金属预应力筋等。
2.预应力筋下料长度应考虑构件孔道长度或台座长度、锚(夹)具厚度、千斤顶工作长度、墩头预留量、预应力筋外露长度等因素,金属类预应力筋下料时应采用砂轮锯或切断机切断,不得采用电弧切割。
3.预应力锚具、夹具按锚固方式分为夹片式(单孔与多孔夹片锚具)、支撑式(墩头锚具、螺母锚具等)、组合式(钢质锥形锚具等)和握裹式(挤压锚具、压花锚具等)四类。
4.预应力张拉用液压千斤顶分为:拉杆式、穿心式、锥锚式和台座式等类型。
5.预应力筋张拉机具及压力表应定期维护和标定。张拉设备和压力表应配套标定和使用,标定期限不应超过半年。
6.过程检查
(1)预应力筋:主要检查品种、规格、数量、位置、外观状况及产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告等是否符合设计要求和有关标准的规定。
(2)预应力筋锚具和连接器:主要检查品种、规格、数量、位置等是否符合设计和规范要求。
(3)预留孔道:主要检查规格、数量、位置、形状及灌浆孔、排气兼泌水管等是否符合设计和规范要求。金属螺旋管还应检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告等。
(三)预应力损失
根据预应力筋应力损失发生的时间可分为:瞬间损失和长期损失。张拉阶段瞬间损失包括孔道摩擦损失、锚固损失、弹性压缩损失等;张拉以后长期损失包括预应力筋应力松弛损失和混凝土收缩徐变损失等。对先张法施工,有时还有热养护损失;对后张法施工,有时还有锚口摩擦损失、变角张拉损失等;对平卧重叠生产的构件,还有叠层摩阻损失等。
(四)先张法预应力施工
1.台座在先张法生产中,承受预应力筋的全部张拉力。因此,台座应有足够的强度、刚度和稳定性。台座按构造形式,可分为墩式和槽式两类。
2.在先张法中,施加预应力宜采用一端张拉工艺,张拉控制应力和程序按图纸设计要求进行。当设计无具体要求时,一般采用0→1.03σcon。张拉时,根据构件情况可采用单根、多根或整体一次进行张拉。当采用单根张拉时,其张拉顺序宜由下向上,由中到边(对称)进行。
3.预应力筋放张时,混凝土强度应符合设计要求;当设计无要求时,不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%; 采用消除应力钢丝或钢绞线作为预应力筋的先张法构件,尚不应低于 30MPa 。
(五)后张法预应力施工
1.预应力筋孔道形状有直线、曲线和折线三种类型。孔道的留设可采用预埋金属螺旋管留孔、预埋塑料波纹管留孔、抽拔钢管留孔和胶管充气抽芯留孔等方法。在留设预应力筋孔道的同时,尚应按要求合理留设灌浆孔、排气孔和泌水管。
2.无粘结预应力筋如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内;然后浇筑混凝土,待混凝土强度达到设计要求后再张拉锚固。它的特点是不需预留孔道和灌浆,施工简单等,施工的主要工作是无粘结预应力筋的铺设、张拉和锚固区的处理。
3.按要求进行预应力筋下料、编束、穿束。穿束在混凝土浇筑后进行,也可在混凝土浇筑前(蒸汽养护时除外)进行。无粘结预应力筋一般在普通钢筋绑扎后期开始铺设,并与普通钢筋绑扎穿插进行。
4.预应力筋张拉或放张前,应对构件混凝土强度进行检验。同条件养护的混凝土立方体试件抗压强度应符合设计要求,当设计元要求时应符合下列规定:
(1)应符合配套锚固产品技术要求的混凝土最低强度且不应低于设计混凝土强度等级 值的 75%;
(2)对采用消除应力钢丝或钢绞线作为预应力筋的先张法构件,不应低于30MPa。
5.预应力张拉要符合设计要求;通常预应力筋张拉方式有一端张拉和两端张拉;有粘结预应力筋长度不大于20m时,可一端张拉,大于20m时,宜两端张拉;预应力筋为直线时,一端张拉长度可延长至35m。无粘结预应力筋长度不大于40m时,可一端张拉,大于40m时,宜两端张拉。
6.张拉程序通常为:普通松弛预应力筋采用0→1.03σcon或0→1.05σcon (持荷2 - 5min)→σcom低松弛预应力筋采用0→σcon或0→1.01σcon。张拉顺序:宜按均匀、对称的原则张拉;预应力楼盖宜先张拉楼板、次梁,后张拉主梁的预应力筋;对于平卧重叠构件,宜先上后下逐层张拉。
7.预应力筋的张拉以控制张拉力值为主,以预应力筋张拉伸长值作校核。张拉力(包括:油压表读数、预应力筋实际与理论伸长值)。对后张法预应力结构构件,断裂或滑脱的预应力筋数量严禁超过同一截面预应力筋总数的3%,且每束钢丝不得超过一丝,对多跨双向连续板,其同一截面应按每跨计算。
8.预应力筋张拉完毕后应及时进行孔道灌浆。灌浆用水泥浆宜用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥调制的水泥浆,水灰比不应大于0.45,强度不应小于30N/mm2 (Mpa)。
9.灌浆料试块每组留取6个边长70.7mm的立方体,标准养护28天;抗压强度取6个试件的平均值,当最大值或最小值与平均值相差超过20%时,取中间4个试件的强度平均值。
10.灌浆及封锚:主要检查水泥和外加剂的产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告、水泥浆配合比和强度、灌浆记录、外露预应力筋切割方法、长度及封锚状况等是否符合设计和规范要求。