專利名稱：空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間預應力環(huán)梁，特別涉及一種經(jīng)預應力張拉后的空間建筑環(huán)梁和這種預應力環(huán)梁的施工工藝。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展進步，對建(構(gòu))筑物建筑設(shè)計和功能特點的需要越來越高。增大建筑物的結(jié)構(gòu)尺寸，增加建筑物使用空間，減少結(jié)構(gòu)自重成為對建筑物的新要求。為了適應這種需要，預應力技術(shù)在建筑領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展。無粘結(jié)預應力構(gòu)件在地面建筑構(gòu)件上得到迅速的推廣。但在高空中預應力構(gòu)件的施工遇到了難題，特別是空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁結(jié)構(gòu)施工存在著一定的難度、難點，主要是空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁結(jié)構(gòu)施工中的預應力操作和預應力張拉施工方案實施中，對于空間異形的環(huán)梁進行預應力操作更是困難。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供的空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁很好地解決了現(xiàn)有高空中預應力環(huán)梁的構(gòu)造以及空間預應力環(huán)梁在施工中的預應力操作的技術(shù)難題。本發(fā)明不僅提供了一種空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁，還提供了該空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁的施工工藝，技術(shù)方案如下空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁，包括在空間構(gòu)建的水平環(huán)梁和在空間構(gòu)建的向外并且向上翹起的異形環(huán)梁，在所述的水平環(huán)梁中設(shè)置有無粘結(jié)預應力鋼絞線，所述的無粘結(jié)預應力鋼絞線的一端固定在水平環(huán)梁的一端固定板上，在水平環(huán)梁的另一端設(shè)置有承壓板，在承壓板的外側(cè)設(shè)置有穴模，在穴模的外側(cè)設(shè)置有端部模板，所述的無粘結(jié)預應力鋼絞線依次穿過水平環(huán)梁內(nèi)部、承壓板的中孔、穴模和端部模板的中部的端部預留孔后的另一端被密封在微膨脹混凝土中，在水平環(huán)梁的一端固定板與水平環(huán)梁的另一端的承壓板之間設(shè)置有螺旋筋，在承壓板的外側(cè)的無粘結(jié)預應力鋼絞線的周圍設(shè)置有固定張拉后的無粘結(jié)預應力鋼絞線的夾片，在夾片外設(shè)置有錨環(huán)；在所述的異形環(huán)梁中也設(shè)置有經(jīng)預應力張拉后的無粘結(jié)預應力鋼絞線，其無粘結(jié)預應力鋼絞線在異形環(huán)梁中的設(shè)置與前述的無粘結(jié)預應力鋼絞線在水平環(huán)梁中的設(shè)置相同。所述的無粘結(jié)預應力鋼絞線是綁扎在水平環(huán)梁中的已架設(shè)好的鋼筋骨架的箍筋上或架空的無粘結(jié)預應力鋼絞線是設(shè)置在馬凳筋上。一種空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁施工工藝，包括下列步驟a、模板支設(shè)，用鋼管和扣件搭設(shè)雙排立柱支架支承梁模，預應力梁底模板按設(shè)計標高用水準儀，鋼尺調(diào)整支柱的標高，然后安裝梁底模，并拉線找平；梁底模的起拱值，考慮到張拉后產(chǎn)生的反拱可以抵消部分梁自重產(chǎn)生的撓度，因此，起拱高度易為全跨長度的 0. 5%。 1. 0%o.梁模支設(shè)完后，利用水準儀，鋼尺檢查梁模尺寸、標高、軸線是否準確，并進行校正；b、支好底模并綁扎普通鋼筋之后，在架空的無粘結(jié)預應力鋼絞線處綁馬凳筋，然后穿設(shè)無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)；無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)鋪設(shè)完成后，再進行側(cè)模支設(shè)并安裝預埋件；固定好預應力鋼絞線的位置及高度之后，安放穴模(6)和螺旋筋G)，并固定好；C、合側(cè)模并澆筑混凝土，在澆筑混凝土時，振搗棒不得碰撞無粘結(jié)預應力鋼絞線， 以免鋼絞線偏離原位或塑料皮受到損傷。d、確認混凝土的強度達到設(shè)計要求100%后拆模，拆模后清理張拉預留孔洞，并安裝張拉端錨具，安裝張拉設(shè)備時，對曲線預應力鋼絞線要使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線重合；e、剝?nèi)o粘結(jié)預應力鋼絞線(3)的張拉端塑料護套，擦凈預應力鋼絞線上油脂， 清理端部及穴模(6)后安裝錨環(huán)(10)及夾片(9)，安裝千斤頂，連接好油路系統(tǒng)，進行預應力張拉；f、張拉到初應力即張拉控制應力的10%時，首次記錄千斤頂伸長值，然后繼續(xù)張拉至控制應力，再次量測伸長值。核算實測伸長值與計算伸長值的偏差應在士6%范圍之內(nèi)，卸載錨固回程并卸下千斤頂，張拉完畢；g、無粘結(jié)預應力鋼絞線張拉完畢后，應立即對無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)進行封端保護，罩帽蓋封閉后澆同強度等級微膨脹混凝土封堵張拉端后澆部分以保護錨具。本發(fā)明具有構(gòu)件截面小，自重輕，剛度大，抗裂度高，耐久性好，材料省等優(yōu)點。在大開間、大跨度與重荷載的結(jié)構(gòu)中，采用空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁結(jié)構(gòu)，可減少材料用量，擴大使用功能，綜合經(jīng)濟效益好。

圖1是本發(fā)明的空間異形環(huán)梁的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本發(fā)明的張拉端錨固系統(tǒng)組裝狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本發(fā)明的張拉端錨固系統(tǒng)張拉后狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
1、模板支設(shè)、鋼筋綁扎用鋼管和扣件搭設(shè)雙排立柱支架支承梁模，扣件要擰緊，且要抽查扣件螺栓的扭力矩是否符合規(guī)定，不夠時，可放兩個扣件與原扣件挨緊。橫桿步距按設(shè)計規(guī)定，嚴禁隨意增大。具體按模板專項方案認真施行。預應力梁底模板按設(shè)計標高用水準儀，鋼尺調(diào)整支柱的標高，然后安裝梁底模，并拉線找平；梁底模的起拱值，考慮到張拉后產(chǎn)生的反拱可以抵消部分梁自重產(chǎn)生的撓度，因此，起拱高度易為全跨長度的0. 5%。 1. 0%。.梁模支設(shè)完后，利用水準儀，鋼尺檢查梁模尺寸、標高、軸線是否準確，并進行校正。先把所有鋼筋綁扎好(同一般梁內(nèi)鋼筋綁扎)，然后一根一根穿設(shè)鋼絞線，位置必須在鋼絞線保護層以內(nèi)。2、穿設(shè)無粘結(jié)預應力鋼絞線(1)支好底模并綁扎普通鋼筋之后，開始綁扎預應力馬凳筋，然后穿設(shè)無粘結(jié)預應力鋼絞線；在模型中放入的鋼絞線根數(shù)見預應力施工方案圖紙。無粘結(jié)預應力鋼絞線鋪設(shè)完成后，再進行側(cè)模并安裝預埋件施工。(2)穿設(shè)無粘結(jié)預應力鋼絞線時應盡量平行順直(過洞口除外)，以減少張拉時的摩擦損失并保證張拉后有效應力達到設(shè)計要求。(3)預應力鋼絞線的根據(jù)圖紙綁扎在原先綁扎好的箍筋上，架空的鋼絞線下設(shè)馬凳筋(焊接)來支撐。固定好預應力鋼絞線的位置及高度之后，安放穴模和螺旋筋等，并固定好。(4)無粘結(jié)預應力鋼絞線采用固定在普通鋼筋上，間距1. 0-1. 2米。(5)盡量使各種管線為預應力鋼絞線讓路，在穿設(shè)預應力鋼絞線之后，盡量減少電焊次數(shù)，以免損傷預應力鋼絞線，特別注意普通鋼筋鋪設(shè)時應避讓鋼鉸線，不能擠占鋼鉸線位置。3、合側(cè)模與一般的高空環(huán)梁施工過程相同。4、澆筑混凝土該預應力張拉施工方法屬于后張法，也就是布置好鋼筋骨架和預應力鋼絞線骨架后澆筑混凝土后張拉鋼絞線。(1)在澆筑混凝土前，技術(shù)人員認真檢查驗收預應力鋼絞線、錨具、螺旋筋等的安裝情況。(2)在澆筑混凝土時，振搗棒不得碰撞無粘結(jié)預應力鋼絞線，以免鋼絞線偏離原位或塑料皮受到損傷。(3)確認混凝土的強度達到設(shè)計要求后拆模，拆模后清理張拉預留孔洞，并安裝張拉端錨具。5、張拉機具標定及張拉過程安裝張拉設(shè)備時，對曲線預應力鋼絞線，要使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線重合。(1)操作平臺空間張拉操作平臺，要能承受操作人員與張拉設(shè)備的重量，并裝有防護欄桿。為了減輕操作平臺的負荷，張拉設(shè)備要盡量移至靠近的樓板上，無關(guān)人員不得停留在操作平臺上。預應力施工時要搭設(shè)穿線平臺和張拉平臺，穿線平臺沿梁兩側(cè)向外沿800mm的一個操作平臺。張拉平臺在錨具以下500mm，平臺寬1000mm、長1200mm。平臺必須有外圍安全防護網(wǎng)。(2)無粘結(jié)預應力張拉作業(yè)①在確認空間環(huán)梁混凝土的強度達到設(shè)計強度100%之后，開始預應力鋼絞線的張拉。②儀器檢測、校驗油表精度不應低于1. 5級；校驗張拉設(shè)備用的試驗機或測力精度不得低于士2% ；校驗于斤頂活塞的運行方向，應與實際張拉工作狀態(tài)一致；張拉設(shè)備的校驗期限不應超過半年。③預應力張拉控制應力應滿足設(shè)計要求(即σ。。n = 1302MPa)，張拉千斤頂與油表配套使用。預應力鋼絞線張拉采用張拉力與伸長值雙控進行，以控制張拉力為主，伸長值為輔。6、鋼絞線伸長值計算預應力筋的張拉控制，以控制張拉力為主，同時用張拉伸長值作為校核依據(jù)。[0044]本工程張拉控制應力取為0. 70倍鋼絞線強度標準值，即σ。。n = 0. 70fptk = 0. 70X1860 = 1302MPa張拉過程安裝千斤頂，連接好油路系統(tǒng)。張拉到初應力(張拉控制應力的10% ) 時，首次記錄千斤頂伸長值，然后繼續(xù)張拉至控制應力1302MPa，再次量測伸長值。核算伸長值符合(實測伸長值與理論計算伸長值的偏差應在士6%范圍之內(nèi))要求后，卸載錨固回程并卸下千斤頂，張拉完畢；1)理論伸長值計算公式直線預應力筋的理論張拉伸長值Δ Lt按下公式計算Δ L = Fj X L/ (Ap X Ep)曲線預應力筋的理論張拉伸長值Δ Lt按下公式計算
Lt F -e-(kx + u0)ALr = J」-dx
0 ApEP F .Lt x_^~{kLT+ue)二 2___
ApEp kLT +u0式中Fr-預應力筋的張拉力；Ap-預應力筋的截面面積；Ep-預應力筋的彈性模量；Lt-從張拉端至固定端的孔道長度(m)；K-每米孔道局部偏差摩擦影響系數(shù)；U-預應力筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)；Θ-從張拉端至固定端曲線孔道部分切線的總夾角(rad)。參數(shù)取值理論伸長值計算時，預應力筋的摩擦系數(shù)取值如下表
預應力筋種類kU無粘結(jié)鋼絞線0. 0040. 122)實際伸長值Δ L應等于AL= Δ L1+ Δ L2- Δ Lc式中Δ L1-初應力至最大張拉力之間的實測伸長值。Δ L2-初應力以下的推算伸長值?？筛鶕?jù)彈性范圍內(nèi)張拉力與伸長值成正比的關(guān)系推算確定。Δ Lc-混凝土構(gòu)件在張拉過程中的彈性壓縮值。(對平均預壓應力較小的板類構(gòu)件，可略去不計。)7、安裝連接器、錨具的密封(1)剝?nèi)埨怂芰献o套，擦凈預應力鋼絞線上油脂，清理端部及穴模后安裝錨環(huán)及夾片；(2)安裝千斤頂，連接好油路系統(tǒng)。張拉到初應力(張拉控制應力的10% )時，首次記錄千斤頂伸長值，然后繼續(xù)張拉至控制應力，再次量測伸長值。核算伸長值符合要求后，卸載錨固回程并卸下千斤頂，張拉完畢；(3)張拉時以控制張拉力為主，同時用張拉伸長值作為校核依據(jù)，實測伸長值與計算伸長值的偏差應在士6%范圍之內(nèi)。如果超出正常范圍，應立即停止張拉，查明原因并采取相應的措施之后再繼續(xù)作業(yè)。(4)內(nèi)外環(huán)梁預應力鋼絞線長度較長所以采取連接器。8、張拉端的混凝土封端保護無粘結(jié)預應力鋼絞線的錨固區(qū)，必須有嚴格的密封防護措施，嚴防水汽進入，銹蝕預應力鋼絞線。無粘結(jié)預應力鋼絞線張拉完畢后，應立即對無粘結(jié)預應力鋼絞線進行封端保護(采用與環(huán)梁同強度等級的微膨脹混凝土)。用砂輪切除多余預應力鋼絞線，切斷后外露長度應不小于30mm。嚴禁采用電弧燒斷，預應力鋼絞線應在切斷后涂專用的防腐油脂；罩帽蓋封閉后澆同強度等級微膨脹混凝土封堵張拉端后澆部分以保護錨具，混凝土中不得使用含氯離子的外加劑，封堵時應注意插搗密實。作為空間環(huán)梁鋼筋混凝土預應力結(jié)構(gòu)的預應力相對位置及張拉預應力鋼絞線施工，在完成空間環(huán)梁鋼筋混凝土預應力結(jié)構(gòu)的全部施工內(nèi)容(包括模板安裝、鋼筋綁扎、 穿設(shè)預應力鋼絞線、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護、模板拆除、預應力鋼絞線張拉、封端保護等) 后，澆筑中間后澆帶，混凝土強度達到設(shè)計要求后，張拉另一端預應力鋼絞線。張拉完成后封堵張拉槽，施工結(jié)束。外環(huán)梁基本操作步驟同內(nèi)環(huán)梁。聯(lián)系梁施工穿插在環(huán)梁施工中同時進行步驟為下料、擠壓、布筋、澆砼、張拉、封端。
權(quán)利要求1.一種空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁，包括在空間構(gòu)建的水平環(huán)梁(1)和在空間構(gòu)建的向外并且向上翹起的異形環(huán)梁O)，其特征在于，在所述的水平環(huán)梁(1)中設(shè)置有無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)，所述的無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)的一端固定在水平環(huán)梁(1)的一端固定板上， 在水平環(huán)梁(1)的另一端設(shè)置有承壓板(5)，在承壓板(5)的外側(cè)設(shè)置有穴模(6)，在穴模 (6)的外側(cè)設(shè)置有端部模板(8)，所述的無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)依次穿過水平環(huán)梁(1)內(nèi)部、承壓板(5)的中孔、穴模(6)和端部模板(8)的中部的端部預留孔(7)后的另一端被密封在微膨脹混凝土中，在水平環(huán)梁(1)的一端固定板與水平環(huán)梁(1)的另一端的承壓板(5) 之間設(shè)置有螺旋筋G)，在承壓板(5)的外側(cè)的無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)的周圍設(shè)置有固定張拉后的無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)的夾片(9)，在夾片(9)外設(shè)置有錨環(huán)(10)；在所述的異形環(huán)梁O)中也設(shè)置有經(jīng)預應力張拉后的無粘結(jié)預應力鋼絞線，其無粘結(jié)預應力鋼絞線在異形環(huán)梁O)中的設(shè)置與前述的無粘結(jié)預應力鋼絞線在水平環(huán)梁(1)中的設(shè)置相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁，其特征在于所述的無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)是綁扎在水平環(huán)梁(1)中的已架設(shè)好的鋼筋骨架的箍筋上，架空的無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)是設(shè)置在馬凳筋上。
專利摘要本實用新型公開了一種空間無粘結(jié)預應力環(huán)梁，解決了現(xiàn)有高空中預應力環(huán)梁的構(gòu)造以及空間預應力環(huán)梁在施工中的預應力操作的技術(shù)難題。包括在空間構(gòu)建的水平環(huán)梁(1)和在空間構(gòu)建的向外并且向上翹起的異形環(huán)梁(2)，異形環(huán)梁(2)和水平環(huán)梁(1)中均設(shè)置有無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)，在水平環(huán)梁(1)的一端固定板與水平環(huán)梁(1)的另一端的承壓板(5)之間設(shè)置有螺旋筋(4)，在承壓板(5)的外側(cè)的無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)的周圍設(shè)置有固定張拉后的無粘結(jié)預應力鋼絞線(3)的夾片(9)，在夾片(9)外設(shè)置有錨環(huán)(10)。本實用新型具有構(gòu)件截面小自重輕剛度大抗裂度高等優(yōu)點。
文檔編號E04C3/26GK201962850SQ20112000355
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者馮根明, 劉愛萍, 孟祥偉, 常文慧, 平玲玲, 張建青, 杜津津, 楊雷平, 王勇, 郭恒偉, 雷秀清 申請人:山西省第三建筑工程公司