無粘結預應力筋工工藝标準(435-1996)
範圍
本工藝标準适用于北京地區8度抗震設防的後張無粘結預應力混凝土結構。
施工準備
2.1 材料及主要機具
2.1.1 制作無粘結筋用的鋼絲和鋼絞線應符合國家标準《預應力混凝土鋼絲》(GB5223
一85)、《預應力混凝土鋼絞線》(GB5224?5)的規定。
2.1.2 無粘結筋的塗料層采用“專用建築油脂”,其性能、産品質量指标應符合湖南省标準局1983年6月6日發布,1983年7月1日試行“無粘結預應力筋用潤滑防鏽脂技術條件”的要求。
2.1.3 無粘結筋包裹層材料采用低密度高壓聚乙烯(溫度在190℃時,融熔指數為1.5~5範圍内)。
2.1.4 已制作完畢的無粘結筋成品的質量要求應符合北京地區标準《無粘結預應力混凝土結構體系(BUPC)設計與施工規作(試行)》(DBJ01-7-90)第二部分第二章第2.2.5條的要求(見表4-44)。無粘結筋用鋼絲、鋼絞線、不允許有死彎,見死彎必須切斷。鋼絲應為通長,嚴禁有接頭。
無粘結筋鋼材、塗料層、包裹層質量要求及檢驗方法 表 4-44
頂次 頂 目 允許偏差 (mm) 檢 查 方 法
塗料層 (建築油脂) 外觀 每米用量 飽滿,不漏塗,厚度均勻 不低于0.035kg 目 測 每批抽樣兩組,每組三根1m長,每根稱重後,将塑料皮剖開,用機油洗淨,分别對鋼絲或鋼絞線及塑料套管稱重,然後計算平均油脂重量,稱重用天平
包裹層 (高壓聚乙烯) 外觀 壁厚 每米重量 光滑,破損率不超過3%,均勻 0.8~1.2mm 不低于0.03kg 目 測 每批 (以調整擠出機擠出量或牽引速度為準) 抽樣三組,每組3根1m長。用千分卡尺測量,測點選最薄和最厚處。每根測點不少于2處,取其平均值,然後用天平稱重計算平均重量
鋼絲 (鋼絞線) 力學性能複試 抗拉強度不小于1570N/mm2,延伸率不小于4% (抗拉強度不小于1470N/mm2,延伸率不小于4%) 檢查試驗報告
2.1.5 無粘結預應力混凝土結構用的甲型、乙型錨固系統構造、技術要求等,必須符合DBJ01-7-90第二部分第三章所提出的要求。
甲型、乙型錨固系統的構造見圖4-52~4-57。
圖4-52 甲型錨固系統張拉端 1椕辏?椔菽福?棾醒拱澹?椔菔┙睿?椝芰媳;ぬ淄玻?椢拚辰峤?
圖4-53 甲型錨固系統固定端 1椕澹?椔菪睿?無粘結筋
圖4-54 乙型錨固系統張拉端 (一) 1椉釁?椕辏?棾醒拱澹?椔菪睿?椢拚辰峤?
甲型、乙型錨具的性能及條件見表4-45。
通常鋼絲束配用甲型或乙型,鋼絞線配用乙型。
2.1.6 配套張拉設備有油泵及千斤頂,其技術性能詳見表4-46。機具有頂壓器(液壓和彈簧兩種)、張拉杆、工具錨等。
2.2 作業條件
2.2.1 張拉時混凝土強度達到設計要求,一般不低于設計強度的70%,有試驗報告單。
2.2.2 無粘結筋配制及鋼筋加工完成。
2.2.3 錨具已經檢查驗收。
2.2.4 張拉設備已經過檢定,機具已準備就緒。
2.2.5 張拉部位的腳手架及防護欄搭設已完成,并經檢查符合作業要求。
2.2.6 已按設計提出的要求對無粘結筋的張拉順序、張拉值、伸長值、無粘結筋的鋪設以及操作、質量标準等進行了技術交底。
操作工藝
3.1 工藝流程:
施工準備 →梁、闆模闆支搭→非預應力下鋼筋鋪放、綁紮→無粘結預應力筋鋪放、端部節點安裝→非預應力上鋼筋鋪放、綁紮→無粘結預應力起拱、綁紮→隐檢驗收→混凝土澆築及振搗→混凝土養護→張拉→端部處
甲、乙型錨具性能及條件表 表4-45
允 許 值 檢驗設備及方法
甲 型 乙 型 甲 型 乙 型
材料表面質量 不允許有夾渣、裂紋 不允許有夾渣、裂紋 目 測 目 測
外形尺寸 滿足圖紙要求 滿足圖紙要求 專用檢規 專用檢規
熱處理表面硬度偏差 (3%) 抽樣 ±3硬度單位 ±3硬度單位 洛氏硬度計測試,分别對錨杯、螺母兩端面各測試3點,取其讀數平均值為實測值 洛氏硬度計測試,對錨杯及夾片兩端各測試3點,取其讀數平均值為實測值
最大錨固能力不小于錨固鋼筋标準抗拉強度的95% 錨杯錨固強度、螺母承壓強度及錨杯和螺母的螺紋連接強度符合要求,同時成束螺絲破壞噸位下,無殘餘變形,擰動自如 錨具錨固能力符合要求,錨具螺紋強度無明顯損傷 每批錨具 (不大于1000套) 抽樣最少兩套,在萬能機上進行試驗 每批錨具 (不大于1000套) ,抽樣最少兩套,在萬能機或用Yc張拉設備進行試驗。加荷分階段,第一階段考驗螺紋強度,加
錨具效率系數: ηa= Fapu椩びαγ咦樽凹氖擋饧蘩?(kN); 椩びαγ咦樽凹懈鞲びαΩ植募撲慵耷慷戎停?ηp椩びα畹男氏凳?.95。 破斷時總應變值εA 不小于0.95 不小于2% 不小于0.95 不小于2% 預應力筋組裝件安裝在承力架上進行試驗,用x-y函數記錄儀繪出預應力筋錨具組裝件的應力-應變曲線,并計算ηp和εA 荷要求到無粘結筋标準抗拉強度的75%,退出夾片,檢查螺紋;第二階段考驗錨具錨固能力,加荷要求到無粘結筋标準抗拉強度的95%
低周期荷載試驗錨具組裝件在抗震結構中,應滿足循環周期荷載 (試驗應力上限取預應力筋标準抗拉強度的80%,下限取預應力筋标準抗拉強度的40%) 不小于50次 不小于50次 錨具組裝件安裝在試驗支架上,進行反複加荷 同左
錨固後,無粘結筋能承受疲勞強度試驗 (試驗應力上限取預應力筋标準抗拉強度的65%,應力幅度取80N/min) 200萬次 200萬次 瑞士Amsler産,型号P960。疲勞試驗機進行測試 同左
續表
允 許 值 檢驗設備及方法
甲 型 乙 型 甲 型 乙 型
錨固階段的内縮量 不大于1mm 不大于5mm
在構件端面水平和豎向排列最小距離 80mm 60mm
鋼絲下料長度與計算下料長度誤差 不大于10mm
同束鋼絲下料長度相對誤差 不大于無粘結筋長度的1/5000且不大于5mm 千分卡尺
鋼絲镦頭 頭型圓整,不偏斜,頸部母材斷面不削弱,頭型尺寸:镦頭直徑d1=7~7.5mm,厚度h=4.8~5.3mm 千分卡尺
張拉設備性能表 表4-46
設 備 名 稱 技 術 性 能
額定壓力:50N/mm2 理論張拉力:20kN 公稱張拉力:18kN 最大行程:150mm
額定壓力:63N/mm2 額定流量:0.55L/min 電動機:三相交流380V,750W 儲油量:4L
3.2 檢查修補無粘結筋:無粘結筋進場後,應及時核查筋的規格、尺寸和數量,逐根檢查筋的外包裹層質量及端部配件,對配有甲錨鋼絲束,應認真檢查錨杯内外螺紋、镦頭外形尺寸、漏镦現象等,并将定位連杆擰入錨杯内,擰入深度見表4-47。經檢查無誤後,可分類堆放。對包裹層破損的無粘結筋,用塑料膠條修補。
3.3 端模預留孔位置:在張拉端幫模外側,按施工圖所注無粘結筋位置彈線、編号和鑽孔。配甲錨筋孔徑為φ40,配乙錨筋孔徑為φ30。
3.4 承壓闆的安裝:無粘結筋張拉端均設承壓闆,安裝中應防止由于承壓闆端面傾斜造成張拉油缸與承壓闆互不垂直,而影響張拉正常進行。承壓闆垂直偏差詳見4.3條。
3.5 鋪放無粘結筋:通常無粘結筋的配置有單向和雙向曲線配置兩種。鋪放應注意:
3.5.1 為保證無粘結筋的曲線矢高要求,無粘結筋應和同方向非預應力筋配置在同一水平位置(跨中和支座處)。
3.5.2 鋪放前,應設鐵馬凳,以控制無粘結筋的曲率,一般每隔2m設一馬凳,馬凳的高度根據設計要求确定。跨中處可不設馬凳,直接綁紮在底筋上。
3.5.3 雙向曲線配置時,還應注意筋的鋪放順序。由于筋的各點起伏高度不同,必然出現兩向配筋交錯相壓。為避免鋪放時穿筋,施工前必須進行人工或電算編序。編序方法是将各向無粘結筋的交叉點處的标高(從闆底至無粘結筋上皮的高度)标出,對各交叉點相應的兩個标高分别進行比較,若一個方向某一筋的各點标高均分别低于與其相交的各筋相應點标高時,則此筋就可以先放置。按此規律找出鋪放順序。按此順序,在非預應力筋底筋綁完後,将無粘結筋鋪放在模闆中。
3.5.4 無粘結筋應鋪設在電線管的下面,避免無粘結筋張拉産生向下分力,導緻電線管彎曲及其下面混凝土破碎。
3.6 端部節點安裝:
3.6.1 甲型錨固系統張拉端安裝:将塑料保護套筒輕輕打入承壓闆預留孔内,以防止澆築混凝土時,水泥漿流入錨杯絲扣内,而影響張拉。并按設計要求,确定錨杯預埋深度。為保證其位置正确,可通過定位連杆來實現。定位連杆長度為160mm,二端帶有絲扣,将一端擰入錨杯内(其規定擰入長度詳見表4-47),頂緊杯内各鋼絲镦頭,另端固定在端模上。通過測量定位杆露在端模外的尺寸來核對錨杯埋入深度。在定位操作過程中,對錨杯預埋深度要做到逐根檢查、核對,嚴格控制定位連杆的外露尺寸。連杆外露尺寸允許偏差詳見表4-47,外露尺寸按圖4-58進行計算。
Lr=A-B-ΔL 30-C
式中 Lr椧渙寺對诙四M獾某叽纾╩m);
A棗連杆長度;
B椧渙伺∪朊墓娑ǔざ齲?
ΔL椧晃拚辰峤钫爬蠹撲闵斐ぶ擔╩m);
C椧歡四0宓暮穸齲╩m)。
3.6.2 甲型錨固系統固定端的安裝:按設計要求的标高,将錨固端七孔錨闆用鉛絲綁在非預應力筋或附加筋上,并在其前區配置螺旋筋,以增強混凝土局部承壓強度。鋼絲镦頭應與錨闆貼緊、齊平,不允許有錯落現象。
3.6.3 乙型錨固系統張拉端的安裝:安裝時,将無粘結筋從承壓闆預留孔洞穿出,其與承壓闆垂直區段用鉛絲綁牢,束的外露長度與端模内側平直區段長度要求見表4-47。當安裝錨具凹進混凝土的張拉端時,塑料塞表面需塗油,防止與混凝土粘結。同時在澆築混凝土前,須在承壓闆内表面位置将預應力筋外包塑料管沿周圍割斷,張拉時再将其拿掉。
3.6.4 乙型錨固系統錨固端的安裝:按設計要求固定在模闆内,并配置螺旋筋。采用鋼絞線固定端需要散發,鋼絲為七孔闆镦頭。
3.7 綁紮:檢查塑料保護套筒無損壞後。将軟塑料管兩端分别綁在保護套筒和無粘結筋上,并按設計要求标高将無粘結筋綁在闆端非預應力筋或附加筋上,綁紮時,應保護無粘結筋與錨杯軸線重合,并垂直于承壓闆,以利張拉時錨杯能順利拉出闆端。
3.8 起拱:綁完非預應力筋後,按施工圖中無粘結筋的設計編号位置,将無粘結筋理直,找正各筋曲線高度控制點下面的馬凳位置進行綁牢。筋的起拱質量要求詳見表4-47。
3.9 混凝土澆築及振搗:
3.9.1 無粘結筋組裝件鋪放完畢後,應由施工單位、質量檢查部門,會同設計單位聯合進行隐檢驗收,當确認合格後,澆築混凝土。
3.9.2 混凝土澆築時,嚴禁踏壓馬凳及防止觸動描具,确保無粘結筋束型及錨具的位置準确。
3.9.3 張拉端及錨固端混凝土應認真振搗,嚴禁漏振,避免出現蜂窩麻面,保證其密實性,同時嚴禁觸碰張拉端塑料套筒,避免由于套筒脫落破壞而影響張拉進行。
3.10 甲型錨具張拉工藝:
3.10.1 施工準備:張拉前拆除定位連杆、端部模闆,清理現場,支搭腳手架和防護攔闆。
3.10.2 設備安裝:将張拉杆擰入錨杯内,安裝千斤頂,鎖緊張拉杆螺母(必須滿扣)。千斤頂安裝位置應與無粘結筋在同一軸線上,并與承壓闆保持垂直。如達不到要求,可用墊闆墊在支承架的端面上進行調整。
3.10.3 張拉:接通油泵、加壓。當油壓表達到5MPa時,停止加壓,調整油缸位置後,繼續加壓,直至達到所需張拉值,關掉油泵電源,停止給油加壓。然後将錨杯外扣清刷幹淨,擰上螺母,再次接通油泵,補拉到張拉力值,擰緊螺母。
采用電動油泵加壓時,要控制給油速度,一般達到控制油壓的給油時間不能低于0.5min。
張拉過程中,當個别鋼絲發生斷裂時,可相應降低張拉值。但斷裂數量不應超過同一截面預應力筋總數的2%,對于多跨雙向連續闆,其同一截面按每跨計算。
3.10.4 測量記錄:為了校核預應力值,在張拉過程中,應分級随機記錄無粘結筋的伸長值。通常每級取油壓表讀數,以10MPa的倍數為宜。
開始張拉時,無粘結筋在塑料套管内是自由放置的,要用一定張拉力使之收緊,這樣就難以測出張拉的開始點,即無粘結筋拉應力的零點,這一點在理論上是測量筋的伸長值的标記。
零點的确定方法是:将千斤頂加壓到10MPa,在千斤頂上記下标記,作為測量無粘結筋伸長值的起始點,見圖4-59中A點,然後逐步增加壓力至20MPa,直至達到要求的最後壓力值,并分組記錄每級加壓後筋的伸長值,可得出圖4-59中B、C、D點。由于在彈性範圍内,伸長值與應力成正比,因此可将圖4-59中各點作成一直線并延長,與橫軸相交于O1點,此O1點即是所求零點,無粘結束的總伸長值應為ΔL1 ΔL2。
圖4-59
當實測伸長值與計算伸長值相差10%以上時,應進行分析研究。
實測伸長值大于計算伸長值10%以上時,應停止張拉,檢查計量儀表是否有誤,必要時,應重新校核及标定。
實測伸長值小于計算伸長值10%以上時,應找出原因後可以繼續加壓或将無粘結束放松,進行第二次張拉,但張拉應力均不能超過無粘結筋标準抗拉強度的75%。
3.10.5 錨固及拆除設備:擰緊螺母後,可逐漸回油,放松無粘結筋,拆除千斤頂。操作中回油應緩慢進行,先切斷電源,後搬動閥把至回油位置,然後給油将活塞退回原處,拆除千斤頂。
錨杯埋放位置誤差緻使張拉力達到設計要求後, 杯露出闆端面過長(大于50mm)或過短(小于20mm)時,應采取增設螺母或連接錨杯進行錨固。
3.11 乙型錨具張拉工藝:
3.11.1 施工準備:張拉前應将闆端面清理幹淨,剝去外露鋼絞線(鋼絲束)的外包塑料套管,對錨具逐個進行檢查,嚴禁地用鏽蝕錨具。并逐根測量外露無粘結筋的長度,記錄下來作為張拉前的原始長度。
3.11.2 張拉:接通油泵、加壓,當壓力達到2.5MPa時,停止加壓。調整千斤頂的位置,繼續加壓,直至達到設計要求的張拉力。當幹斤頂行程滿足不了張拉所需伸長值時,中途可停止張拉,作臨時錨固,倒回千斤頂行程,再進行第二次張拉。兩端同時張拉時,兩端張拉速度要保持一緻,壓力差不應超過10MPa。
3.11.3 頂壓及拆除設備:頂壓有二種方法,液壓頂壓和彈簧自動頂壓。液壓頂壓是用手動泵給頂壓器加壓。當張拉到控制應力時,停止加壓,在保持所需壓力下,用手動泵給頂壓器加壓,壓力達到30MPa時,頂壓器和千斤頂同時緩慢回油,最後拆除張拉設備。采用彈簧頂壓時,當張拉到要求控制應力時,即可回油,由于用彈簧頂壓器進行錨固頂壓,錨具内縮量較大;應采取二次張拉。第二次張拉時,必須卸去頂壓設備,換上支承架,将千斤頂支承在構件上。張拉時必須使千斤頂與錨具保持在同一軸線上,加壓位應取設計控制應力值。采用開口式墊片,墊在錨具與承壓闆空隙處。
3.11.4 測量記錄:張拉後再次測量無粘結筋外露長度減去張拉前測量的長度,所得之差為實際伸長值,用以校核計算伸長值,其偏差為 10%或-5%。
3.12 錨固區的防護必須有充分防鏽和防火的保護措施,嚴防水氣進入,鏽蝕錨具或預應力筋。
通常有兩種做法:
3.12.1 錨具外面外包鋼筋混凝土圈梁。對甲型錨具,應先用油槍通過錨杯注油孔向塑料保護套筒内注入足夠的潤滑防鏽油脂,待注滿(油脂從另一注油孔擠出)後,方可外包鋼筋混凝土。對乙型錨具,應先将外露無粘結筋切去,僅留20cm,然後将其分散彎折,再澆築混凝土。
3.12.2 将錨具預先埋入混凝土構件内,待張拉後,切去多餘無粘結筋(必須用砂輪鋸,不得用電弧或氧乙炔焰),用環氧砂漿堵封。
3.13 無粘結筋張拉完畢後,應填寫施加預應力表格,出操作人員簽名備查。歸檔資料有:高強鋼絲或鋼絞線、錨夾具鋼材出廠證明及力學性能複試報告;無粘結預應力筋及錨夾具合格證明;傳感器、配套油泵千斤頂标定試驗單;無粘結筋張拉伸長值記錄。
質量标準
4.1 保證項目:
4.1.1 制作無粘結筋的鋼絲和鋼絞線應分别符合國家标準《預應力混凝土鋼絲》
(GB5223?5)和《預應力混凝土鋼絞線》(GB5224?5)的規定。
檢驗方法:檢查出廠質量證明書和試驗報告。
4.1.2 無粘結筋的塗料層、包裹層的材料的質量應符合有關标準的規定。
檢驗方法:檢查出廠質量證明書。
4.1.3 無粘結預應力使用的BUPC體系的甲型錨具、乙型錨具的質量應符合(DBJ01-7-90) 第二部分第三章的有關規定。見4-45。
檢查數量:按混凝土施工規範第六章第6.2.12條的規定抽取試件。
檢驗方法:檢查錨具出廠證明和外觀檢查、硬度檢查、靜載錨固性能檢驗報告。
4.1.4 混凝土強度必須符合設計要求和施工規範的規定。
檢驗方法:檢查同條件養護混凝土試塊的試壓報告。
4.1.5 錨固階段張拉端預應力筋的内縮量,甲型錨具不大于1mm,乙型錨具不大于5mm。
檢驗方法:檢查施加預應力記錄。
4.1.6 鋼絲镦頭強度不得低于鋼絲标準強度的98%,其外形尺寸及外觀質量應符合要求。
檢驗方法:檢查镦頭強度試驗報告。
4.2 基本項目:
4.2.1 每束無粘結預應力筋張拉錨固後實際預應力值與設計規定值的相對允許偏差為±5%。
檢驗方法:檢查施加預應力記錄。
4.2.2 斷絲和滑絲的數量應不超過結構同一截面鋼絲總根數的2%。
檢查數量:全數檢查。
檢驗方法:全面觀察或檢查施加預應力記錄。
4.3 允許偏差項目應符合表4-47的要求。
無粘結筋端部節點安裝及束型偏差 表4-47
頂 目 允許偏差 (mm) 檢 查 方 法
端部節點承壓闆垂直偏差 ±3
擰入錨杯長度 甲錨定位連杆 露出模闆尺寸偏差 不小于20 10 -5 量測
無粘結筋張拉端外露尺寸 不小于600
曲線筋在張拉端模闆内側垂直承壓闆平直段長度 不小于300
間距 無粘結筋 控制點矢高偏差 水平偏差 20 ±5 ±30,目測橫平豎直
洞口處無粘結筋尺寸要求詳圖 a不小于75 b不小于300 量測
成品保護
5.1 無粘結筋應按不同規格分類成捆、成盤挂牌堆放整齊。露天堆放時,需覆蓋雨布,下面應加墊木,防止錨具及無粘結筋鏽蝕,嚴禁碰撞踩壓堆放成品,避免損壞塑料套管及錨具,供現場張拉使用的錨夾具,需塗油包封在室内存放,嚴防鏽蝕。
5.2 無粘結筋在運輸中,應輕裝輕卸,嚴禁摔擲及鋒利物品損壞無粘結筋表面及配件。吊具用鋼絲繩需套膠管,避免裝卸時破壞無粘結筋塑料套管,若有損壞應及時用塑料膠條修補,其纏繞搭接長度為膠條1/3寬度。
應注意的質量問題
6.1 無粘結筋用的鋼絲、鋼絞線,不允許有死彎,見死彎必須切斷。成型中每根鋼絲、鋼絞線應為通長,嚴禁有接頭。
6.2 無粘結筋選用時,筋長小于24m時,一般選用鋼絲束;大于24rn時,以選用鋼絞線為宜。
6.3 無粘結筋的設計張拉控制應力值σcon一般為預應力筋标準抗拉強度的70%,必要時可提高到75%。為了減少預應力筋的松弛影響,施工時可采用超張拉法方法,但最大張拉力不應超過無粘結筋标準抗拉強度的75%。通常張拉方法可采用一次超張拉,即0→10%σcon,或二次張拉,0→100%σcon現放松到0,将墊闆緊壓後再第二次張拉0→100%σcon
(σcon為設計張拉控制應力)。
6.4 無粘結筋曲線配置或長度大于24m采用兩端張拉法時,兩台設備張拉速度應保持一緻。
6.5 無粘結筋張拉順序應按設計要求進行,如設計無特殊要求時,可依次張拉。
6.6 為了避免大跨度現澆梁施加預應力過程中産生柱頂附加彎距及柱支座約束的影響,梁端支座可采用滑動一鉸接式鋼支座,詳見圖4-60,待預應力筋加後,支座再與梁端埋件焊接,并用混凝土澆齊。
質量記錄
本工藝标準應具備以下質量記錄:
7.1 混凝土強度試件試壓報告單。
7.2 無粘結預應力鋼絲、鋼絞線出廠質量證明。
7.3 預應力鋼絲、鋼絞線機械性能試驗報告單。
7.4 無粘結預應力錨具合格證及檢驗記錄。
7.5 镦頭強度試驗報告。
7.6 預應力張拉設備校驗記錄。
7.7 無粘結預應力筋鋪放隐檢記錄。
7.8 無粘結預應力筋張拉記錄。
7.9 封端混凝上強度試件試壓報告單。
7.10 封端混凝土用水泥出廠合格證。
7.11 設計要求的其
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