預應力錨具
預應力錨具
一種錨具。適用於工程建設過程中,混凝土預應力張拉用的錨具。一般在橋樑施工中經常用到,預先安裝好定位,然後澆築混凝土,埋在混凝土的兩端,也就是波紋管的兩個端頭,是為了張拉時千斤頂的穩定作用而設置的端面。
混凝土上所用的永久性錨固裝置。錨具可分為兩類:
(a)張拉端錨具:安裝在預應力筋端部且可以張錨具也稱之為預應力錨具,所謂錨具,是在後張法結構或構件中,為保持預應力筋的拉力並將其傳遞到混拉的錨具;
(b)固定端錨具:安裝在預應力筋端部,通常埋入混凝土中且不用以張拉的錨具。預應力筋用錨具的標準為:中華人民共和國國家標準(GB/T 14370-2015)。
廣泛應用於公路橋樑、鐵路橋樑、城市立交、城市輕軌、高層建築、水利水電大壩、港口碼頭、岩體護坡錨固、基礎加固、隧道礦頂錨頂、預應力網架、地鐵、大型樓堂館所、倉庫廠房、塔式建築、重物提升、滑膜間歇推進、橋隧頂推、大型容器及船舶、軌枕、更換橋樑支座、橋樑及建築物加固、鋼筋工程、防磁及防腐工程(纖維錨具)、碳纖維加固、先張梁場施工、體外預應力工程、斜拉索、懸索等項目工程中。
目前國內普遍採用的錨具規格有:
(a)M15-N錨具。M代表錨具(錨具漢語拼音第一個字母);15代表鋼絞線的規格為15.24的鋼絞線,(我國一般普遍使用的鋼絞線強度為1860MPa級的15.24鋼絞線);-N是指所要穿載的鋼絞線根數。
(b)M13-N錨具。M代表錨具(錨具漢語拼音第一個字母);13代表鋼絞線的規格為12.78的鋼絞線,(國外一般普遍使用的鋼絞線強度為1860MPa級的13.78鋼絞線);-N是指所要穿載的鋼絞線根數。
錨具的常見體系分類:
(1)圓柱體常規錨具。規格型號表示為:M15-N或M13-N;此錨具具有良好的錨固性能和放張自錨性能。張拉一般採用穿心式千斤頂;
(2)長方體扁錨。規格型號表示為:BM15-N或BM13-N(B,扁錨漢語拼音第一個字母,代表扁形錨具的意思);扁型錨具主要用於橋面橫向預應力、空心板、低高度箱梁,使應力分佈更加均勻合理,進一步減薄結構厚度。
(3)握裹式錨具。(固定端錨具)規格型號表示為:M15P-N或M13P-N;適用於構件端布設計應力大或端部空間受到限制的情況,它使用擠壓機將擠壓套壓結在鋼絞線上的一種握裹式錨具,它預埋在混凝土內,按需要排布,混凝土凝固到設計強度后,在進行張拉。
后張法【post-tensioning method】指的是先澆築水泥混凝土,待達到設計強度的75%以上后再張拉預應力鋼材以形成預應力混凝土構件的施工方法。
先製作構件,並在構件體內按預應力筋的位置留出相應的孔道,待構件的混凝土強度達到規定的強度(一般不低於設計強度標準值的75%)后,在預留孔道中穿入預應力筋進行張拉,並利用錨具把張拉后的預應力筋錨固在構件的端部,依靠構件端部的錨具將預應力筋的預張拉力傳給混凝土,使其產生預壓應力;最後在孔道中灌入水泥漿,使預應力筋與混凝土構件形成整體。
①有粘結預應力混凝土
先澆混凝土,待混凝土達到設計強度75%以上,再張拉鋼筋(鋼筋束).其主要張拉程序為:埋管制孔→澆混凝土→抽管→養護穿筋張拉→錨固→灌漿(防止鋼筋生鏽).其傳力途徑是依靠錨具阻止鋼筋的彈性回彈,使截面混凝土獲得預壓應力,這種做法使鋼筋與混凝土結為整體,稱為有粘結預應力混凝土。
有粘結預應力混凝土由於粘結力(阻力)的作用使得預應力鋼筋拉應力降低,導致混凝土壓應力降低,所以應設法減少這種粘結。這種方法設備簡單,不需要張拉台座,生產靈活,適用於大型構件的現場施工。
②無粘結預應力混凝土
其主要張拉程序為預應力鋼筋沿全長外表塗刷瀝青等潤滑防腐材料→包上塑料紙或套管(預應力鋼筋與混凝土不建立粘結力)→澆混凝土養護→張拉鋼筋→錨固.
施工時跟普通混凝土一樣,將鋼筋放入設計位置可以直接澆混凝土,不必預留孔洞,穿筋,灌漿,簡化施工程序,由於無粘結預應力混凝土有效預壓應力增大,降低造價,適用於跨度大的曲線配筋的梁體。
(1)預應力筋的切割,宜採用砂輪鋸,不得採用電弧切割;
(2)鋼絞線編束時,應逐根理順,捆紮成束,不得紊亂。鋼絞線固定端的擠壓型錨具或壓花型錨具,應事先與承壓板和螺旋筋進行組裝;
(3)施加預應力用的機具設備及儀錶,應定期維護和標定;
(4)預應力筋張拉前,應提供混凝土強度試壓報告。當混凝土的抗壓強度滿足設計要求,且不低於設計強度等級的75%后,方可施加預應力;
(5)預應力筋張拉前,應清理承壓板面,並檢查承壓板後面的混凝土質量。如該處混凝土有空洞現象,應在張拉前用環氧砂漿修補;
(6)錨具安裝時,錨板應對正,夾片應打緊,且片位要均勻:但打緊夾片時不得過重敲打,以免把夾片敲壞;
(7)大噸位預應力筋正式張拉前,應會同專業人員進行試張拉。確認張拉工藝合理,張拉伸長值正常,並無有害裂縫出現后,方可成批張拉。必要時測定實際的孔道磨擦損失。對曲線預應力束不得採用小型千斤頂單根張拉;以免造成不必要的預應力損失。在張拉時,操作人員必須站在安全地帶,做好防護措施,注意操作人員嚴禁站在張拉時和張拉好的預應力筋前端;
(8)預應力筋在張拉時,應先從零載入至量測伸長值起點的初拉力,然後分級載入至所需的張拉力;
(9)預應力筋的張拉管理,採取應力控制,伸長校核。實際伸長值與計算伸長值的允許偏差為-5%~+10%。如超過該值,應暫停張拉;採取措施予以調整后,方可繼續張拉;如伸長值偏小,可採取超張拉措施,但張拉力限值不得大於0.8fptk值;在多波曲線預應力筋中,為了提高內支座處的張拉應力,減少張拉后錨具下口的張拉應力,可採取超張拉回松技術;
(10)孔道灌漿要求密實,水泥漿強度等級不應低於C30。灌漿前孔道應濕潤、潔凈,灌漿應緩慢均勻地進行,不得中斷,並應排氣通順。如遇孔道堵塞,必須更換灌漿口,但必須將第一次灌入的水泥漿排出,以免兩次灌入的水泥漿之間有氣體存在。在灌滿孔道並封閉排氣孔后,宜再繼續加壓至0.5-0.6Mpa,稍後再封閉灌漿孔。豎向孔道的灌漿壓力應根據灌漿高度確定;
(11)用連接器連接的多跨連續預應力筋的孔道灌漿,應張拉完一跨再灌注一跨,不得在各跨全部張拉完畢后一次灌漿;
(12)預應力筋錨固后的外露長度,不宜小於30mm,錨具應用封端混凝土保護。當需長期外露時,應採取防止鏽蝕的措施;當鋼絞線有浮銹時,請將錨固夾持段及其外端的鋼絞線浮銹和污物清除乾淨,以免在安裝和張拉時浮銹、污物填滿夾片赤槽而造成滑絲;
(13)工具夾片為三片式,工作夾片為二片,兩者不可混用。工作錨不能當作工具錨不能重複使用;
(14)錨具要妥善保管,使用時不得有銹、有水及沾污其它雜物。工作夾片去掉包裝盒內的泡沫即可使用,但當預應力束較長,須反覆張拉錨固時,建議在錨板錐孔中塗少量潤滑劑(如退錨靈),既有利於工作夾片的跟進和退錨又有利於錨具的多次錨固;工具夾片外表面和錨板錐孔內表面使用前塗上潤滑劑,並經常清除夾片表面雜物,可使退錨靈活,但當夾片開裂或牙面破壞時則需更換,不得再使用;
(15)張拉時應有安全措施,張拉千斤頂后不能站人;
(16)錨固體系應配套使用,不能與其它體系混用。如要做靜載試驗,請用有機溶劑(如汽油)清洗夾片並將錨板孔的防鏽油擦試乾淨,否則將對錨固性能造成影響;
(17)預應力施工應由專業施工隊伍來進行,而且施工人員應經過專業培訓持證上崗。
1.常規檢測
硬度範圍檢測(普遍採用)
硬度檢測:應從每批中抽取5%的錨具且不少於5套,對其中有硬度要求的零件做硬度試驗,對多孔夾片式錨具的夾片,每套至少抽取5片。每個零件測試3點,其硬度應在設計要求範圍內,如有一個零件不合格,則應另取雙倍數量的零件重做試驗,如仍有一個零件不合格,則應逐個檢查,合格者方可使用。
2.特殊檢測
靜載試驗檢測(特殊要求)
JT/T 329-2010 交通運輸行業標準
該標準代替JT/T 329. 1-1997《公路橋樑預應力鋼絞線用YM錨具、連接器規格系列》和JT/T329.2-1997《公路橋樑預應力鋼絞線用錨具、連接器試驗方法及檢驗規則》。
JGJ 85-2010預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規程 根據住房和城鄉建設部《關於印發(2008年工程建設標準規範制訂、修訂計劃(第一批)>通知》(建標[2008]102號)的要求,規程修訂組經廣泛調查研究,認真總結實踐經驗,參考有關國際標準和國外先進標準,並在廣泛徵求意見的基礎上,修訂了本規程。
JG 225-2007 預應力混凝土用金屬波紋管
本標準自實施之日起代替JG/T 301 3 1994《預應力混凝土用金屬螺旋管》。JT/T 529-2004 預應力混凝土橋樑用塑料波紋管 本標準由交通部公路科學研究所提出。
本標準由中國公路學會橋樑和結構工程分會歸口。
1、預應力筋、錨具、夾具和連接器的品種、規格、質量應符合設計要求 和國家現行標準的規定。
2、預應力筋應平順,不得有彎折;表面不應有裂紋、小刺、機械損傷、氧化鐵皮和油污等。
3、夾片式錨具的錨具夾片回縮量不應大於6mm,錨具的錨口摩阻和喇叭 口摩阻損失合計不宜大於6%。
4錨具應滿足分級張拉、補張拉以及放鬆預應力筋的要求。用於後張結 構時,錨具或其附件上宜設置壓漿孔或排氣孔,壓漿孔的孔位及孔徑應符合壓漿工藝要求,且應有與壓漿管連接的構造。釆用封閉罩時錨具或其附件上 應設連接構造。
5、夾具應具有良好的自錨性能、松錨性能和重複使用性能。需敲擊才能鬆開的夾具,必須保證其對預應力筋的錨固沒有影響,且能保證操作人員的安全。
6、錨具、夾具和連接器所使用的材料性能指標不低於45號鋼的要求,並 應符合設計要求,有機械性能和化學成分合格證明書、質量保證書。
7、用於錨固直徑915.2mm鋼絞線的錨具,1~21孔錨板的最小直徑和最 小厚度應符合下表的規定,22孔及以上錨板可參照設計文件執行。
1~21孔錨板的最小直徑和最小厚度
錨具 孔數 | 錨板尺寸 (mm) | 錨具 孔數 | 錨板尺寸 (mm) | 錨具 孔數 | 錨板尺寸 (mm) | |||
直徑 | 厚度 | 直徑 | 厚度 | 直徑 | 厚度 | |||
1 | 48 | 48 | 8 | 136 | 55 | 15 | 186 | 68 |
2 | 86 | 50 | 9 | 146 | 55 | 16 | 196 | 70 |
3 | 91 | 50 | 10 | 156 | 58 | 17 | 196 | 73 |
4 | 102 | 50 | 11 | 166 | 58 | 18 | 206 | 75 |
5 | 112 | 50 | 12 | 166 | 60 | 19 | 206 | 75 |
6 | 126 | 52 | 13 | 170 | 63 | 20 | 226 | 80 |
7 | 126 | 53 | 14 | 176 | 65 | 21 | 226 | 80 |
8、用於錨固直徑915.2mm鋼絞線的錨具,錨板最外側錐孔大口外邊緣的 錨板邊緣距離不小於下表的規定。
錨板最外側錐孔大口外邊緣的錨板邊緣最小距離
孔數 | 最小距離 |
1~5孔 | 11.0mm |
6~12孔 | 13.0mm |
13~17孔 | 15.0mm |
18~21孔 | 17.0mm |
9、夾片式錨具的限位板槽深應和鋼絞線的直徑相匹配,限位板和工具錨應釆用同生產廠的配套產品,不得分別使用不同生產廠的產品。
10、錨具、夾具和連接器使用前應按批次和數量抽樣檢驗外觀和外形尺寸、硬度和靜載錨固性能。工作錨和工具錨不得互相代替使用。
11、錨墊板應有足夠的剛度和強度,長度應保證鋼絞線在錨具底口處的最大折角不大於4°,端面的平面度不應大於0.5mm,端面應設有錨具對中凹口。