【建筑施工手冊】之 預(yù)應(yīng)力工程施工手冊

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1、11 預(yù)應(yīng)力工程 預(yù)應(yīng)力混凝土，與鋼筋混凝土比較，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(diǎn)，但預(yù)應(yīng)力混凝土施工，需要專門的材料與設(shè)備、特殊的工藝、單價(jià)較高。在大開間、大跨度與重荷載的結(jié)構(gòu)中，采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，可減少材料用量，擴(kuò)大使用功能，綜合經(jīng)濟(jì)效益好，在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)中具有廣闊的發(fā)展前景。 預(yù)應(yīng)力混凝土按預(yù)應(yīng)力度大小可分為：全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土。全預(yù)應(yīng)力混凝土是在全部使用荷載下受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土，適用于要求混凝土不開裂的結(jié)構(gòu)。部分預(yù)應(yīng)力混凝土是在全部使用荷載下受拉邊緣允許出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力或裂縫的混凝土，其綜合性能較好，費(fèi)用較低，

2、適用面廣。 預(yù)應(yīng)力混凝土按施工方式不同可分為：預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土和疊合預(yù)應(yīng)力混凝土等。按預(yù)加應(yīng)力的方法不同可分為：先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。先張法是在混凝土澆筑前張拉鋼筋，預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞給混凝土。后張法是在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后張拉鋼筋，預(yù)應(yīng)力靠錨具傳遞給混凝土。在后張法中，按預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)狀態(tài)又可分為：有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。前者在張拉后通過孔道灌漿使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土相互粘結(jié)，后者由于預(yù)應(yīng)力筋涂有油脂，預(yù)應(yīng)力只能永久地靠錨具傳遞給混凝土。 我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)是在20世紀(jì)50年代后期起步的，當(dāng)時(shí)采用冷拉鋼筋作預(yù)應(yīng)力筋，生

3、產(chǎn)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、吊車梁等工業(yè)廠房構(gòu)件。70年代在民用建筑中推廣冷拔低碳鋼絲配筋的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土中小型構(gòu)件。80年代，結(jié)合我國現(xiàn)代多層工業(yè)廠房與大型公共建筑發(fā)展的需要，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼材(高強(qiáng)鋼絲與鋼絞線)配筋的現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土出現(xiàn)。我國預(yù)應(yīng)力技術(shù)從單個(gè)構(gòu)件發(fā)展到預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)新階段。在建筑工程中，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系主要有：部分預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)體系，在特種構(gòu)筑物中，預(yù)應(yīng)力混凝土電視塔、安全殼、筒倉、貯液池等也相繼建成。此外。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在房屋加固與改造中也得到推廣應(yīng)用。 近幾年來，隨著我國大跨度公共建筑興建的需要，預(yù)應(yīng)力技術(shù)與空間鋼結(jié)

4、構(gòu)相結(jié)合，創(chuàng)造出預(yù)應(yīng)力網(wǎng)架、網(wǎng)殼、索網(wǎng)、索拱、索膜、斜拉等結(jié)構(gòu)新體系，充分發(fā)揮受拉桿件的潛力，結(jié)構(gòu)輕盈。時(shí)代感強(qiáng)。 11-1 預(yù) 應(yīng) 力 筋 11-1-1預(yù)應(yīng)力筋品種與規(guī)格 預(yù)應(yīng)力筋按材料類型可分為：鋼絲、鋼絞線、鋼筋(鋼棒)、非金屬預(yù)應(yīng)力筋等。其中，以鋼絞線與鋼絲采用最多。非金屬預(yù)應(yīng)力筋，主要有碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)、玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP)等，目前還處于開發(fā)研究階段。 預(yù)應(yīng)力筋的發(fā)展趨勢為高強(qiáng)度、低松弛、粗直徑、耐腐蝕。 11-1-1-1預(yù)應(yīng)力鋼絲 預(yù)應(yīng)力鋼絲是用優(yōu)質(zhì)高碳鋼盤條經(jīng)索氏體化處理、酸洗、鍍銅或磷化后冷拔而成的鋼絲總稱。預(yù)應(yīng)力鋼絲用高碳鋼盤條采用80號(hào)

5、鋼，其含碳量為0.7％～0.9％。為了使高碳鋼盤條能順利拉拔，并使成品鋼絲具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性，盤條的金相組織應(yīng)從珠光體變?yōu)樗魇象w。由于軋鋼技術(shù)的進(jìn)步，可采用軋后控制冷卻的方法，直接得到索氏體化盤條。 預(yù)應(yīng)力鋼絲根據(jù)深加工要求不同，可分為冷拉鋼絲和消除應(yīng)力鋼絲兩類。消除應(yīng)力鋼絲按應(yīng)力松弛性能不同，又可分為普通松弛鋼絲和低松弛鋼絲。 預(yù)應(yīng)力鋼絲按表面形狀不同，可分為光圓鋼絲、刻痕鋼絲和螺旋肋鋼絲。 1.冷拉鋼絲 冷拉鋼絲是經(jīng)冷拔后直接用于預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼絲。其盤徑基本等于拔絲機(jī)卷筒的直徑，開盤后鋼絲呈螺旋狀，沒有良好的伸長值。這種鋼絲存在殘余應(yīng)力，屈強(qiáng)比低，伸長率小，僅用于鐵路軌枕

6、、壓力水管、電桿等。 2.消除應(yīng)力鋼絲(普通松弛型) 消除應(yīng)力鋼絲(普通松弛型)是冷拔后經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的矯直輥筒矯直，并經(jīng)回火(350～4000C)處理的鋼絲。其盤徑不小于1.5m。鋼絲經(jīng)矯直回火后，可消除鋼絲冷拔中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，提高鋼絲的比例極限、屈強(qiáng)比和彈性模量，并改善塑性；同時(shí)獲得良好的伸直性，施工方便。這種鋼絲以往廣泛應(yīng)用，由于技術(shù)進(jìn)步，已逐步向低松弛方向發(fā)展。 3.消除應(yīng)力鋼絲(低松弛型) 消除應(yīng)力鋼絲(低松弛型)是冷拔后在張力狀態(tài)下經(jīng)回火處理的鋼絲。鋼絲的張力為抗拉強(qiáng)度的30％～50％，張力裝置有以下兩種：一是利用二組張力輪的速度差使鋼絲得到張力(圖11-1a)；二是利用拉拔

7、力作為鋼絲的張力，即放線架上的半成品鋼絲的直徑要比成品鋼絲的直徑大(留有10％～15％的壓縮變形量)，該鋼絲通過機(jī)組中的拉絲模拉成最終產(chǎn)品(圖11-1b)。鋼絲在熱張力的狀態(tài)下產(chǎn)生微小應(yīng)變(約0.9％～1.3％)，從而使鋼絲在恒應(yīng)力下抵抗位錯(cuò)轉(zhuǎn)移的能力大為提高，達(dá)到穩(wěn)定化目的。 經(jīng)穩(wěn)定化處理的鋼絲，彈性極限和屈服強(qiáng)度提高，應(yīng)力松弛率大大降低，但單價(jià)稍貴；考慮到構(gòu)件的抗裂性能提高、鋼材用量減少等因素，綜合經(jīng)濟(jì)效益較好。這種鋼絲已 逐步在房屋、橋梁、市政、水利等大型工程中推廣應(yīng)用，具有較強(qiáng)的生命力。 4.刻痕鋼絲 刻痕鋼絲是用冷軋或冷拔方法使鋼絲表面產(chǎn)生周期變化的凹痕或凸紋的鋼絲。鋼絲表面

8、凹痕或凸紋可增加與混凝土的握裹力。這種鋼絲可用于先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。圖11-2示出刻痕鋼絲外形，其中一條凹痕傾斜方向與其他兩條相反?？毯凵疃萢=0.12～0.15mm，長度b=3.5～5.0mm。節(jié)距L=5.5～8.Omm；公稱直徑>5.Omm時(shí)。上述數(shù)據(jù)取大值，刻痕鋼絲的公稱直徑、橫截面積、每米參考重量與光圓鋼絲相同。 5.螺旋肋鋼絲 螺旋肋鋼絲是通過專用拔絲模冷拔方法使鋼絲表面沿長度方向上產(chǎn)生規(guī)則間隔的肋條的鋼絲，鋼絲表面螺旋肋可增加與混凝土的握裹力。這種鋼絲可用于先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。 圖11-3示出螺旋肋鋼絲外形，每個(gè)螺旋肋導(dǎo)程c有4條螺旋肋。單肋寬度a：對公稱直徑=5mm

9、的，a為1.30～1.70mm，對=7mm為1.80～2.20；單肋高度：對=5mm為0.25mm，對=7mm為0.36mm。螺旋肋鋼絲的公稱直徑、橫截面積、每米參考重量與光圓鋼絲相同。 預(yù)應(yīng)力鋼絲的規(guī)格與力學(xué)性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》 (GB/T5223-2002)的規(guī)定，見表11-1～表11-4。 光圓鋼絲尺寸及允許偏差、參考重量 表11-1 公稱直徑 (mm) 直徑允許偏差 (mm) 公稱橫截面積 (mm) 參考重量 (kg/m) 3.00 O.04 7.07 0.058 4.OO 12.57 O.099 5.OO 0.05

10、19.63 0.154 6.OO 28.27 0.222 7.00 38.48 O.302 8.00 0.06 50.26 O.394 9.OO 63.62 0.499 10.OO 78.54 0.616 12.00 113.1 0.888 冷拔鋼絲的力學(xué)性能 表11-2 公稱直徑 (mm) 抗拉強(qiáng)度 (MPa) 規(guī)定非比例伸長應(yīng)力(MPa) 最大力下總伸長(=200mm) (％) 彎曲次數(shù) 斷面收縮率(％) 每210mm 扭距的扭轉(zhuǎn)次數(shù)n 初始應(yīng)力相當(dāng)于70％公稱抗拉強(qiáng)度時(shí)，1000h后應(yīng)力松弛率(％) 次/180

11、彎曲半徑R(mm) 不小于 不小于 不大于 3.00 1470 1100 4 7.5 - 8 4.00 1570 1670 1180 1250 1.5 4 10 35 8 5.00 1770 1330 4 15 8 6.00 1470 1100 5 15 30 7 7.00 1570 1670 1180 1250 5 20 6 8.00 1770 1330 5 20 5 注：1.規(guī)定非比例伸長應(yīng)力值不小于公稱抗拉強(qiáng)度的75％。 2.除抗拉強(qiáng)度、規(guī)定非比例伸長應(yīng)力外。對壓力管道用

12、鋼絲還需進(jìn)行斷面收縮率、扭轉(zhuǎn)次數(shù)、松弛率的檢驗(yàn)；對其他用途鋼絲還需進(jìn)行斷后伸長率、彎曲次數(shù)的檢驗(yàn)。 消除應(yīng)力光圓及螺旋肋鋼絲的力學(xué)性能 表11-3 公稱直徑 (mm) 抗拉強(qiáng)度盯(MPa)不小于 規(guī)定非比例伸長應(yīng)力(MPa)不小于 最大力下總伸長率(=200mm)(％)不小于 彎曲次數(shù) 應(yīng)力松弛性能 次/180不小于 彎曲半徑R(mm) 初始應(yīng)力相當(dāng)于公稱抗拉強(qiáng)度的百分?jǐn)?shù)(％) 1000h后應(yīng)力松弛率(％)不大于 WLR WNR WLR WNR 4.OO 1470 1200 1250 3.5 3 10 對所有規(guī)格 1570 1670 1

13、380 1470 1330 1410 60 70 80 1.0 2.O 4.5 4.5 8 12 5.00 4 15 1770 1860 15601640 1500 1580 6.OO 1470 1570 1290 1380 12501330 4 15 7.OO 1670 1770 1470 1560 14101500 4 20 8.00 1470 1290 1250 4 20 9.00

14、 1570 1380 1330 4 25 10.00 1470 1290 1250 4 25 12.00 4 30 注：1.規(guī)定非比例伸長應(yīng)力值對低松弛鋼絲WLR應(yīng)不小于公稱抗拉強(qiáng)度的88％,對普通松弛鋼絲WNR應(yīng)不小于公稱抗拉強(qiáng)度的85％。 2.彈性模量為(2.05O.1)105MPa，但不作為交貨條件。 消除應(yīng)力的刻痕鋼絲的力學(xué)性能 表11-4 公稱直徑 (mm) 抗拉強(qiáng)度盯(MPa)不小于 規(guī)定非比例伸長應(yīng)力(MPa)不小于 最大力下總伸長率(=200mm)(％)不小于 彎曲次數(shù) 應(yīng)力松弛性能 次/180不小于 彎曲半徑R(mm)

15、 初始應(yīng)力相當(dāng)于公稱抗拉強(qiáng)度的百分?jǐn)?shù)(％) 1000h后應(yīng)力松弛率(％)不大于 WLR WNR WLR WNR ≤5.O 1570 1380 1330 3.5 3 15 對所有規(guī)格 1670 1770 1860 1470 1560 1640 1410 1500 1580 60 1.5 4.5 >5.O 1470 1570 1670 1770 1290 1380 1470 1560 1250 1330 1410 1500 20 70 80 2.5 4.5 8 12 注：

16、規(guī)定非比例伸長應(yīng)力值對低松弛鋼絲wLR應(yīng)不小于公稱抗拉強(qiáng)度的80％，對普通松弛鋼絲wNR應(yīng)不小于公稱抗拉強(qiáng)度的85％。 11-1-1-2預(yù)應(yīng)力鋼絞線 預(yù)應(yīng)力鋼絞線是由多根冷拉鋼絲在絞線機(jī)上成螺旋形絞合，并經(jīng)消除應(yīng)力回火處理而成的總稱。鋼絞線的整根破斷力大，柔性好，施工方便，具有廣闊的發(fā)展前景。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線按捻制結(jié)構(gòu)不同可分為：12鋼絞線、13鋼絞線和17鋼絞線等(圖11-4)。17鋼絞線是由6根外層鋼絲圍繞著一根中心鋼絲(直徑加大2.5％)絞成，用途廣泛。12鋼絞線和13鋼絞線僅用于先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。 鋼絞線根據(jù)深加工要求不同又可分為：標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線、刻痕鋼絞線和模拔鋼絞線。

17、1.標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線 標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線即消除應(yīng)力鋼絞線。在預(yù)應(yīng)力鋼絞線新標(biāo)準(zhǔn)中，只規(guī)定了低松弛鋼絞線的要求，取消了普通松弛鋼絞線。低松弛鋼絞線的消除應(yīng)力回火處理是采用張力輪法進(jìn)行的，與低松弛鋼絲張力輪法相同，見圖11-1(a)。 低松弛鋼絞線的力學(xué)性能優(yōu)異、質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格適中，是我國土木建筑工程中用途最廣、用量最大的一種預(yù)應(yīng)力筋。 2.刻痕鋼絞線 刻痕鋼絞線是由刻痕鋼絲捻制成的鋼絞線，可增加鋼絞線與混凝土的握裹力。其力學(xué)性能與低松弛鋼絞線相同。 3.模拔鋼絞線 模拔鋼絞線是在捻制成型后，再經(jīng)模拔處理制成(圖11-4d)。這種鋼絞線內(nèi)的鋼絲在模拔時(shí)被壓遍，各根鋼絲成為面接觸，使鋼絞線的密度提

18、高約18％。在相同截面面積時(shí)，該鋼絞線的外徑較小，可減少孔道直徑；在相同直徑的孔道內(nèi)，可使鋼絞線的數(shù)量增加.而且它與錨具的接觸面較大，易于錨固。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的捻距為鋼絞線公稱直徑的12～16倍，模拔鋼絞線的捻距應(yīng)為鋼絞線公稱直徑的14～18倍。鋼絞線的捻向，如無特殊規(guī)定，則為左(S)捻。需加右(Z)捻應(yīng)在合同中注明。在拉拔前，個(gè)別鋼絲允許焊接，但在拉拔中或拉拔后不應(yīng)進(jìn)行焊接。成品鋼絞線切斷后應(yīng)是不松散的或可以不困難地捻正到原來的位置。 鋼絞線的規(guī)格和力學(xué)性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB/T 5224-2003)的規(guī)定，見表11-5～表11-8。由于12鋼絞線用量小，其

19、尺寸與力學(xué)性能未列入本手冊?？芍苯硬镚B/T 5224-2003標(biāo)準(zhǔn)。 13結(jié)構(gòu)鋼絞線尺寸及允許偏差、參考重量 表ll-5 鋼絞線結(jié)構(gòu) 公稱直徑 鋼絞線測量尺寸A(mm) 測量尺寸A允許偏差(mm) 鋼絞線參考截面積(mm) 鋼絞線 參考重量 (kg/m) 鋼絞線直徑D(mm) 鋼絲直徑d(mlTl) 13 8.60 4.00 7.46 +0.20 -O.10 37.7 O.296 10.80 5.00 9.33 58.9 O.462 12.90 6.00 11.20 84.8 0.666 l3I 8.70 4.04 7.

20、54 38,5 O.302 注：I一刻痕鋼絞線。 17結(jié)構(gòu)鋼絞線的尺寸及允許偏差、參考重量 表11-6 鋼絞線結(jié)構(gòu) 公稱直徑D (mm) 直徑允許偏差(mm) 鋼絞線參考截面積(mm) 鋼絞線參考重量(kg/m) 中心鋼絲直徑加大范圍(％)不小于 17 9.50 十O.30 54.8 O.430 2.5 11.10 -0.15 74.2 0.582 12.70 +0.40 98.7 O.775 15.20 140 1.101 15.70 -0.20 150 11.78 17.80 190 1.500 (17)C 1

21、2.70 +0.40 ～O.20 112 0.890 15.20 165 1.295 18.OO 223 1.750 注：C--模拔鋼絞線。 13結(jié)構(gòu)鋼絞線力學(xué)性能 表11-7 鋼絞線結(jié)構(gòu) 鋼絞線公稱直徑D (mm) 公稱強(qiáng)度 (MPa) 整根鋼絞線的最大力 (kN) 規(guī)定非比例 伸長力 (kN) 最大力下總 伸長率 (≥400mm)(％) 應(yīng)力松弛性能 初始負(fù)荷相當(dāng)于公稱最大力百分?jǐn)?shù)％ 1000h后應(yīng)力 松弛率(％) 不小于(％) 不大于 13 8.60 1720 65.3 58.8 對所有規(guī)格 1860

22、 70.6 63.5 3.5 1960 73.9 66.5 lO.80 1720 102 91.8 60 1.0 1860 110 99.O 1960 115 104 12.90 1720 147 132 70 2.5 1860 159 143 1960 166 150 13 I 8.70 1570 59.7 53.7 80 4.5 1720 66.2 59.6 1860 71.6 64.4 注：規(guī)定非比例伸長力不小于整根鋼絞線公稱最大力的90

23、％。 17結(jié)構(gòu)鋼絞線力學(xué)性能 表11-8 鋼絞線結(jié)構(gòu) 鋼絞線公稱直徑D (mm) 公稱強(qiáng)度 (MPa) 整根鋼絞線的最大力(kN) 規(guī)定非比例伸長力 (kN) 最大力下總 伸長率 (≥400mm)(％) 應(yīng)力松弛性能 初始負(fù)荷相當(dāng)于公稱最大力百分?jǐn)?shù)％ 不大于 1000h后應(yīng)力 松弛率(％) 不小于(％) 不大于 17 12.70 1720 170 153 對所有規(guī)格 1860 184 166 3.5 60 1.0 1960 193 174 15.20 1720 241 217 1860 26

24、0 234 1960 274 247 70 2.5 15.70 1770 258 232 1860 279 25l 17.80 1720 327 294 1860 353 318 80 4.5 17C 12.70 1860 208 187 15.20 1820 300 270 18.OO 1720 384 346 注：1.非比例伸長力不小于整根鋼絞線公稱最大力的90％。 2.鋼絞線彈性模量為(1.95O.1)105MPa。但不作為交貨條件。 11-l-1-3精軋螺紋鋼筋

25、 精軋螺紋鋼筋是一種用熱軋方法在整根鋼筋表面上軋出不帶縱肋而橫肋為不連續(xù)的梯形螺紋的直條鋼筋，見圖11-5。該鋼筋在任意截面處都能擰上帶內(nèi)螺紋的連接器進(jìn)行接長，或擰上特制的螺母進(jìn)行錨固，無需冷拉與焊接，施工方便，主要用于房屋、橋梁與構(gòu)筑物等直線筋。 精軋螺紋鋼筋的外形尺寸與力學(xué)性能應(yīng)符合首都鋼鐵公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SG 53.3-1999的規(guī)定，見表11-9和表11-10。當(dāng)鋼筋進(jìn)行冷彎時(shí)，受彎曲部位外表面不得產(chǎn)生裂紋。 精軋螺紋鋼筋外形尺寸、I量及允許偏差 表11-9 公稱直徑(mrn) 18 25 28 32 基圓直徑 18O.3 25O.4 280.5 32

26、O.5 18+O.2 -0.6 25+0.4 -O.8 28+0.4 -O.8 32+0.4 -O.8 牙高h(yuǎn) 1.20.2 1.60.3 1.8O.4 2.OO.4 牙底寬b 4O.3 6.0O.5 60.5 7O.5 螺距t 9O.2 12O.3 140.3 160.3 牙根弧r 1.O 1.6 1.8 2.O 導(dǎo)角a 8131′ 基圓截面積(mmz) 254.5 490.9 615.8 804.2 理論重量(kg/m) 2.11 4.05 5.12 6.66 注：1.理論重量考慮7牙的重量；

27、2.重量允許偏差為4％ 精軋螺紋鋼筋的力學(xué)性能 表11-10 級(jí)別 屈服點(diǎn) (MPa) 抗拉強(qiáng)度 (MPa) 伸長率 (％) 冷彎 90 松弛值 10h 不小于 不大于 JL785 JL835 RL540 785 835 540 980 1035 835 7 7 10 D=7d D=7d D=5d 80％，1.5％ 注：1.D一彎心直徑，d一鋼筋公稱直徑； 2.RL540級(jí)鋼筋，d=32mm時(shí)。冷彎D=6d； 3.鋼筋彈性模量為1.95105-2.05105MPa。 11-1-2預(yù)應(yīng)力筋有關(guān)特性 11-1-2-1應(yīng)

28、力-應(yīng)變曲線 高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋如鋼絲、鋼絞線等都屬于硬鋼性質(zhì)，只有精軋螺紋鋼筋仍屬軟鋼性質(zhì)。下面重點(diǎn)介紹鋼絲和鋼絞線的應(yīng)力-應(yīng)變特性。 鋼絲或鋼絞線的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，見圖11-6。當(dāng)鋼絲拉伸到超過比例極限后，關(guān)系呈非線性變化。由于預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼絞線沒有明顯的屈服點(diǎn)，一般以殘余應(yīng)變?yōu)?.2％時(shí)的強(qiáng)度定為屈服強(qiáng)度。當(dāng)鋼絲拉伸超過后應(yīng)變增加較快，當(dāng)鋼絲拉伸至最大應(yīng)力時(shí)，應(yīng)變繼續(xù)發(fā)展，在曲線上呈現(xiàn)為一水平段，然后斷裂。 比例極限，習(xí)慣上采用殘余應(yīng)變?yōu)?.01％時(shí)的應(yīng)力。 屈服強(qiáng)度，國際上還沒有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。例如，國際預(yù)應(yīng)力協(xié)會(huì)取殘余應(yīng)力為0.1％時(shí)的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，我國和日本取殘余應(yīng)力為0.2％

29、時(shí)的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，美國取加載后1％伸長時(shí)的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度或。所以，當(dāng)遇到這一術(shù)語時(shí)應(yīng)注意其確切的定義。 20世紀(jì)90年代，新華金屬制品公司生產(chǎn)的低松弛鋼絞線的拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，見表11-11。11-1 預(yù)應(yīng) 力 筋4,.59 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線的拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù) 表11-11 品種規(guī)格 根 數(shù) ％ (N/mm) (％) (％) (％) 15.2鋼絞線 21 0.80 0.91 1944 O.82 1.12 5.7 12.7鋼絞線 20 0.81 0.92 1914 0.78 - 6.6 注：表中數(shù)據(jù)系平均值。 11-1-2-

30、2應(yīng)力松弛 預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力松弛是指鋼材受到一定的張拉力之后，在長度保持不變的條件下，鋼材的應(yīng)力隨時(shí)間的增長而降低的現(xiàn)象。此降低值稱為應(yīng)力松弛損失。產(chǎn)生應(yīng)力松弛的原因主要是由于金屬內(nèi)部位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)使一部分彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形引起的。 預(yù)應(yīng)力筋的松弛試驗(yàn)，應(yīng)按國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)(FIP)等單位編制的《預(yù)應(yīng)力鋼材等溫松弛試驗(yàn)實(shí)施規(guī)程》進(jìn)行。試件的初應(yīng)力取0.6、0.7和0.8，環(huán)境溫度為201℃，在松弛試驗(yàn)機(jī)上分別讀出不同時(shí)間的松弛損失率，試驗(yàn)應(yīng)持續(xù)1000h或持續(xù)一個(gè)較短的期間推算至1000h的松弛率。 1.松弛率與時(shí)間的關(guān)系 應(yīng)力松弛初期發(fā)展較快，第一小時(shí)相當(dāng)于1000h的15％～35％

31、，以后逐漸減慢。對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得出：鋼絲應(yīng)力松弛損失率=Algt+B與時(shí)間t有較好的對數(shù)線性關(guān)系。一年松弛損失率相當(dāng)于1000h的1.25倍，50年松弛損失率為1000h的1.725倍。 2.松弛率與鋼種的關(guān)系 鋼絲和鋼絞線的應(yīng)力松弛率比熱處理鋼筋和精軋螺紋鋼筋大。 3.松弛率與初應(yīng)力的關(guān)系 初應(yīng)力大，松弛損失也大。>0.7時(shí)，松弛損失率明顯增大，呈非線性變化。當(dāng)≤0.7時(shí)，松弛損失率可忽略不計(jì)。 4.松弛率與溫度的關(guān)系 隨著溫度的升高，松弛損失率會(huì)急劇增加。根據(jù)國外試驗(yàn)資料，40℃時(shí)1000h松弛損失率約為20℃時(shí)的1.5倍。 5.減少松弛損失的措施 (1)采取超張拉

32、程序，O→1.05，比一次張拉程序0→，可減少松弛損失10％；也可采用0→1.03超張拉程序，松弛損失率雖然增大了，但剩余預(yù)應(yīng)力仍比0→程序大。 (2)采用低松弛鋼絞線或鋼絲，其松弛損失可減少70％～80％。 11-1-2-3應(yīng)力腐蝕 預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力腐蝕是指鋼材在拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)同時(shí)作用下發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象。應(yīng)力腐蝕破裂的發(fā)生過程，可分為二個(gè)階段。第一階段由于鋼材表面的損傷、麻坑及環(huán)境中存；在活性離子，如，在拉應(yīng)力作用下引起鋼材表面的鈍化膜局部破裂，使新鮮表面與腐蝕介質(zhì)接觸發(fā)生局部的電化學(xué)腐蝕，形成蝕孔出現(xiàn)應(yīng)力集中，產(chǎn)生微裂縫。第二階段在裂縫內(nèi)形成獨(dú)特的所謂“閉塞電池腐蝕”，拉應(yīng)力阻止了裂縫

33、尖端生成保護(hù)膜或使膜不斷破裂，電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫，滲入裂縫前緣使材質(zhì)脆化，加速裂縫沿晶界向縱深發(fā)展。應(yīng)力腐蝕破裂的特征是鋼材在遠(yuǎn)低于破壞應(yīng)力的情況下發(fā)生斷裂，事先元預(yù)兆而突發(fā)性，斷口與拉力垂直。鋼材的冶金成分和晶體結(jié)構(gòu)直接影響抗腐蝕性能。高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼材的強(qiáng)度高、變形低、直徑小，對應(yīng)力腐蝕較為敏感。 南京水利科學(xué)研究院結(jié)合海上環(huán)境，對5鋼絲，進(jìn)行下列二種耐腐蝕試驗(yàn)。 (1)在模擬溶液中試驗(yàn)，采用飽和氫氧化鈣加3.5％氯化鈉溶液，模擬混凝土中摻海水的情況。 試件采用預(yù)切口的5鋼絲，在P-1500應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)機(jī)上加載至設(shè)計(jì)荷載，模擬溶液注入固定在試件上的介質(zhì)槽中并淹沒預(yù)切口。 試驗(yàn)結(jié)果：在飽

34、和Ca(OH)2加3.5％NaCl溶液中，鋼絲有可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，但當(dāng)應(yīng)力水平低于抗拉強(qiáng)度的65％、切口深度小于1.6mm時(shí)，應(yīng)力腐蝕破裂的機(jī)率很小。 (2)在砂漿中試驗(yàn) 試件采用預(yù)切口的5鋼絲，澆筑在40mm40mm90mm的砂漿塊中，試件夾持在彈簧應(yīng)力架上，采用不同濃度的食鹽水進(jìn)行浸烘，交替循環(huán)。試驗(yàn)結(jié)果如下。 1)氯離子濃度的影響 當(dāng)鋼絲周圍砂漿中氯離子的濃度小于0.1％時(shí)，鋼絲不發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。隨著氯離子的濃度增大，鋼絲會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。當(dāng)氯離子濃度大于0.7％時(shí)，鋼絲表面的一般腐蝕已很嚴(yán)重，鋼絲反而不發(fā)生斷裂。其原因是由于表面銹積急劇增大，大陰極、小陽極的情況已不復(fù)存

35、在，使切口根部受到保護(hù)，應(yīng)力腐蝕受到抑制。 2)砂漿密實(shí)性的影響 當(dāng)砂漿的水灰比不大于0.32時(shí)，鋼絲未發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂現(xiàn)象。隨著水灰比加大，砂漿密實(shí)性降低，鋼絲應(yīng)力腐蝕敏感性增大。此外，當(dāng)砂漿有裂縫時(shí)，氯離子和氧氣易從混凝土表面破損處滲入，增加鋼絲腐蝕的危險(xiǎn)。 11-1-3 涂層預(yù)應(yīng)力筋 11-1-3-1鍍鋅鋼絲和鋼絞線 鍍鋅鋼絲是用熱鍍方法在鋼絲表面鍍鋅制成。鍍鋅鋼絞線的鋼絲應(yīng)在捻制鋼絞線之前進(jìn)行熱鍍鋅。鍍鋅鋼絲和鋼絞線的抗腐蝕能力強(qiáng)，主要用于纜索、體外索及環(huán)境條件惡劣的工程結(jié)構(gòu)等。鍍鋅鋼絲應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲》 (GB/T 17101-1997)的規(guī)定，鍍鋅

36、鋼絞線應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線》(YB/T152-1999)的規(guī)定。 1.鍍鋅層 單位面積的鍍鋅層重量應(yīng)為190～350g，相當(dāng)于鋅層的平均厚度為27～50μm。 鋅層附著力是根據(jù)鍍鋅鋼絲或成品鍍鋅鋼絞線中心鋼絲的纏繞試驗(yàn)來檢驗(yàn)。纏繞用芯桿的直徑為鋼絲直徑的5倍，緊密纏繞8圈后，螺旋圈的鋅層外面應(yīng)沒有剝落。 鋅層均勻性是將鍍鋅鋼絲試件二次浸入(每次時(shí)間為60s)硫酸銅溶液，沒有出現(xiàn)光亮沉積層和橙紅色銅的粘附。 鋅層表面質(zhì)量應(yīng)具有連續(xù)的鋅層，光滑均勻，不得有局部脫鋅、露鐵等缺陷，但允許有不影響鋅層質(zhì)量的局部輕微刻痕。 2.力學(xué)性能 鍍鋅鋼絲和鍍鋅鋼絞線的力學(xué)性

37、能，分別列于表11-12和表11-13。鋼絲和鋼絞線經(jīng)熱鍍鋅后，其屈服強(qiáng)度稍為降低。 鍍鋅鋼絲和鍍鋅鋼絞線的公稱直徑和截面積應(yīng)包括鋅層厚度在內(nèi)。 鍍鋅鋼絲的力學(xué)性能 表11-12 公稱 直徑 抗拉 強(qiáng)度 規(guī)定非比例伸長應(yīng)力 伸長率 彎曲次數(shù) 松弛性能 (mm) (MPa) 無松弛 要求 (MPa) I級(jí)松弛 要求 (MPa) Ⅱ級(jí)松弛 要求 (MPa) =200mm (％) 次數(shù)/180 彎曲半徑(mm) 初始應(yīng)力相當(dāng)于公稱抗拉強(qiáng)度的 百分?jǐn)?shù)(％) 1000h應(yīng)力 不大于(％) 不小于 I級(jí)松弛 Ⅱ級(jí)松弛 5.00 15

38、70 1670 1770 1180 1250 1330 1250 1330 1410 1330 1410 1500 4.0 4 15 70 8 2.5 7.00 1570 1670 - - - - 1330 1410 4.O 5 20 注：彈性模量為(2.O0.1)105MPa。 鍍鋅鋼絞線的規(guī)格和力學(xué)性能 表ll-13 公稱 直徑 (mm) 公稱 截面積 (mm) 理論 重量 (kg/m) 強(qiáng)度 級(jí)別 (MPa) 最大 負(fù)荷 (kN) 屈服負(fù)荷 (kN

39、) 伸長率 (％) 松弛 初載為公稱 負(fù)荷的百分 比(％) 1000h應(yīng)力 松弛損失 (％) 12.5 93 0.73 1770 1860 164 173 146 154 12.9 100 0.785 1770 1860 177 186 158 166 ≥3.5 70％ ≤2.5 15.2 139 1.091 1770 1860 246 259 220 230 15.7 150 1.178 1770 1860 265 279 236 2

40、48 注：彈性模量為(1.95O.17105MPa)。 11-1-3-2 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線 無粘結(jié)鋼絞線是用防腐潤滑油脂涂敷在鋼絞線表面上，并外包塑料護(hù)套制成，見圖11-7。它主要用于后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，也可用于暴露或腐蝕環(huán)境中的體外索、拉索等。無粘結(jié)鋼絞線應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線》(JG 3006-2003)的規(guī)定。 1.材料要求 (1)鋼絞線規(guī)格，選用17結(jié)構(gòu)，直徑有9.5mm、12.7mm、15.2mm及15.7mm等。其質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5224-2003的要求。 (2)防腐潤滑油脂應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，對周圍材料無

41、侵蝕作用；不透水、不吸濕；抗腐蝕性能強(qiáng)；潤滑性能好，摩擦阻力?。辉谝?guī)定溫度范圍內(nèi)高溫不流淌低溫不變脆，并有一定韌性。其質(zhì)量應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG 3007的要求。 (3)護(hù)套材料應(yīng)采用高密度聚乙烯樹脂，其質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 11116的規(guī)定。 護(hù)套顏色宜采用黑色；也可采用其他顏色，但此時(shí)添加的色料不能損傷護(hù)套的性能。 2.生產(chǎn)工藝 鋼絞線油脂層的涂敷及護(hù)套的制作，應(yīng)采用擠塑涂層工藝一次完成。其工藝設(shè)備主要由放線盤、給油裝置、塑料擠出機(jī)、水冷裝置、牽引機(jī)、收線機(jī)等組成，見圖11-8。鋼絞線經(jīng)給油裝置涂油后，通過塑料擠出機(jī)的機(jī)頭出口處，塑料熔融被擠成管狀包覆在鋼絞線上，經(jīng)冷卻水槽使塑料護(hù)套

42、硬化，即形成無粘結(jié)鋼絞線。 塑料擠出機(jī)的機(jī)頭是該工藝的關(guān)鍵部件。塑料熔融物與鋼絞線在機(jī)頭中各走各的通道，塑料護(hù)套只在機(jī)頭出口處直接在鋼絞線上成型。由于塑料軟化點(diǎn)與油脂滴點(diǎn)溫度非常接近，所以在成型過程中必須保證熔融物經(jīng)過機(jī)頭時(shí)油脂不流淌；同時(shí)，還應(yīng)保證成型塑料護(hù)套與涂油鋼絞線離開一定間隙，以便涂油鋼絞線能在塑料護(hù)套內(nèi)任意抽動(dòng)，減少張拉時(shí)摩擦損失。擠出機(jī)的塑料擠出速度與制品成型速度必須協(xié)調(diào)一致，以免影響塑料護(hù)套厚度。 3.質(zhì)量要求 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的力學(xué)性能，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可制作無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。 產(chǎn)品外觀：油脂應(yīng)飽滿，護(hù)套應(yīng)光滑、無裂縫，無明顯褶皺。 油脂用量：對9.5、12.7、15.2

43、、15.7鋼絞線相應(yīng)不小于32、43、50、53g/m。 護(hù)套厚度：在正常環(huán)境下不小于0.8mm，在腐蝕環(huán)境下不小于1.2mm。 油脂用量與護(hù)套厚度測量方法：取lm長無粘結(jié)鋼絞線，用精度不低于1.0g的天平稱量重量()，然后除凈護(hù)套及鋼絞線上的油脂，并稱量其重量()，每m鋼絞線油脂重量=-；護(hù)套厚度用游標(biāo)卡尺在其每端口截面不同方向上各進(jìn)行4次測量，取平均值。 無粘結(jié)鋼絞線護(hù)套輕微破損者應(yīng)外包防水塑料膠帶修補(bǔ)，嚴(yán)重破損者不得使用。 11-1-3-3環(huán)氧涂層鋼絞線 環(huán)氧涂層鋼絞線是通過靜電噴涂使每根鋼絲周圍形成一層環(huán)氧保護(hù)膜制成。該保護(hù)膜對各種腐蝕環(huán)境具有優(yōu)良的耐蝕性，同時(shí)該新型防腐鋼絞

44、線具有與母材相同的強(qiáng)度特性及相同的混凝土粘結(jié)強(qiáng)度，且其柔軟性與噴涂前相同，它還具有與普通鋼絞線共用錨具和張拉設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，適用于腐蝕環(huán)境下的先張法或后張法構(gòu)件、港灣構(gòu)造物、海洋構(gòu)造物、斜拉索、吊索等。環(huán)氧涂層鋼絞線可參照柳州市建筑機(jī)械總廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)氧樹脂涂層預(yù)應(yīng)力鋼絞線》(O/OVM 011-1999)的規(guī)定。 環(huán)氧涂層鋼絞線，主要有兩種類型：環(huán)氧涂層有粘結(jié)鋼絞線、環(huán)氧涂層無粘結(jié)鋼絞線，見圖11-9。其噴涂后的參數(shù)，列于表11-14。 環(huán)氧涂層鋼絞線噴涂后的參數(shù) 表11-14 類 型 涂層厚度 (mm) 外徑 (mm) 涂層重 (g/m) 無粘結(jié)涂 包重(g/

45、m) 合計(jì)重 (g/m) 有粘結(jié) 12.7 O.12-0.18 13.5 14.9 - 789 15.2 O.12-0.18 16.O 17.7 - 1119 無粘結(jié) 12.7 0.12-0.18 15.8 14.9 98 887 15.2 O.12～0.18 18.3 17.7 116 1235 注：12.7鋼絞線單位重774g/m，15.2為1101g/m。 環(huán)氧涂層鋼絞線的制作，采用環(huán)氧噴涂設(shè)備。首先將除銹后的鋼絞線完全松開，用靜電噴涂方法對鋼絞線芯絲及外周6根側(cè)絲的表面均勻地噴涂上專用環(huán)氧樹脂粉末并加熱熔融及冷卻固化，然后將鋼

46、絲捻制復(fù)原。 對環(huán)氧涂層無粘結(jié)鋼絞線，還需進(jìn)行涂油脂包塑料護(hù)套工序。 環(huán)氧涂層鋼絞線的質(zhì)量要求如下： (1)涂層厚度應(yīng)滿足表11-14的要求，可采用磁性測厚儀進(jìn)行檢測； (2)涂層表面應(yīng)光滑完整，沒有肉眼可見的小孔、針眼、空隙、裂紋和損傷等。允許有不影響涂層防腐質(zhì)量的局部氣泡。如出現(xiàn)輕微針眼、局部損傷等缺陷，應(yīng)采用生產(chǎn)廠家提供的專用修補(bǔ)料進(jìn)行修補(bǔ)； (3)涂層附著力應(yīng)在成品中取樣進(jìn)行16D直徑的彎曲試驗(yàn)或在拉伸至鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的90％時(shí)，涂層應(yīng)無裂紋、脫落現(xiàn)象。 ll-1-3-4緩粘結(jié)鋼絞線 緩粘結(jié)綱絞線是用緩慢凝固的特種樹脂涂料涂敷在鋼絞線表面上，并外包壓波的塑料護(hù)套制成。這種

47、緩粘結(jié)鋼絞線既有無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉摩阻小，不用預(yù)埋管和灌漿作業(yè)，施工方便等優(yōu)點(diǎn)，涂料經(jīng)過一定時(shí)間固化后，由于塑料護(hù)套表面壓波，又有有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的安全性高，并具有較強(qiáng)的防腐蝕性能等優(yōu)點(diǎn)；近幾年來，國外已推廣應(yīng)用，如日本橋梁工程中推廣大直徑(21.8和28.6)緩粘結(jié)鋼絞線，見圖11-10。我國天津鋼線鋼纜集團(tuán)有限公司等單位已試制成功15.2緩粘結(jié)鋼絞線，并可批量供貨。 緩粘結(jié)型涂料采用特種樹脂與固化劑配制而成。在固化過程中，伴隨著固化劑的化學(xué)作用，特種涂料不僅有較好的內(nèi)聚力，而且和被粘結(jié)物表面產(chǎn)生很強(qiáng)的粘結(jié)力，體積幾乎不變，偏堿性，對鋼絞線防腐蝕有益。根據(jù)不同工程要求，可選用固化時(shí)間3～6

48、個(gè)月或更長的涂料。實(shí)測張拉摩擦系數(shù)K=0.0053，μ=0.095～0.133。 緩粘結(jié)鋼絞線涂包工藝。基本上是從無粘結(jié)鋼絞線生產(chǎn)設(shè)備演變過來的，僅改裝涂料設(shè)備，增添塑料護(hù)套壓波設(shè)備與冷卻水槽等即可。 1l-l-3-5 不銹鋼絞線 不銹鋼絞線，也稱不銹鋼索，是由多根圓形鋼絲絞合而成，適用于玻璃幕墻等結(jié)構(gòu)拉索，也可用于欄桿索等裝飾工程。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑用不銹鋼索》由新華金屬制品股份有限公司等單位編制。 國產(chǎn)建筑用不銹鋼索按構(gòu)造類型，可分為17、119及137等。其公稱直徑d為6～lOmm(17)、6～16mm(119)、18～24mm(137)；公稱截面面積=0.778～0.755。

49、國產(chǎn)建筑用不銹鋼索按強(qiáng)度級(jí)別，可分為1330MPa和11OOMPa。其最小拉斷力=A0.86(--鋼絲抗拉強(qiáng)度)，彈性模量為(1.20O.10)Mpa。 成品鋼索中所有鋼絲應(yīng)處于其自然位置，切斷鋼索時(shí)，鋼絲頭應(yīng)在原位，或可用手復(fù)位。成品應(yīng)緊密、光滑、清潔且色澤均勻。 不銹鋼索檢驗(yàn)時(shí)，可采用壓接頭測試整根拉斷力；也可用絞后單絲測試，取鋼絲總拉力和的86％為最終結(jié)果。 1l-1-3-6鋁包鋼絞線 結(jié)構(gòu)索用鋁包鋼絞線是新華金屬制品股份有限公司在原有電力部門使用的鋁包鋼絞線基礎(chǔ)上開發(fā)的新產(chǎn)品。該產(chǎn)品表面發(fā)亮、耐蝕性好，已用于深圳市民中心博物館大型采光天棚預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)結(jié)構(gòu)等工程。表11-15列出結(jié)

50、構(gòu)索用鋁包鋼絞線的品種與規(guī)格。 結(jié)構(gòu)索用鋁包鋼絞線 表11-15 外徑 根數(shù)/單線直徑 公稱截面積 最大力(kN) 公稱重量(kg/m) (mm) (mm) (mm) AS5 ASl0 AS5 ASl0 11.40 7/3.80 79.39 108.61 89.31 0.572 0.528 12.48 7/4.16 95.14 130.15 101.04 0.686 0.633 13.00 19/2.60 100.88 144.36 121.66 O.730 0.674 14.25 19/2.85 121.21

51、173.45 146.18 0.877 0.810 15.75 19/3.15 148.07 206.56 178.57 1.072 O.989 17.50 19/3.50 182.80 255.Ol 208.94 1.323 1.221 18.75 19/3.75 209.85 287.07 236.08 1.519 1.402 20.00 19/4.00 238.76 326.62 260.01 1.728 1.595 22.40 37/3.20 297.57 415.11 358.87 2.167 2.000

52、25.20 37/3.60 376.62 515.22 430.48 2.742 2.531 26.60 37/3.80 419.62 574.07 472.07 3.056 2.820 28.00 37/4.00 464.96 636.07 493.79 3.386 3.125 注：最小鋁厚度與單線半徑之比：AS5為5％，ASl0為10％。 1l-1-4 質(zhì)量檢驗(yàn) 預(yù)應(yīng)力筋出廠時(shí)，在每捆(盤)上都掛有標(biāo)牌，并附有出廠質(zhì)量證明書。 預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)場時(shí)，應(yīng)按下列規(guī)定驗(yàn)收。 11-1-4-1預(yù)應(yīng)力鋼絲驗(yàn)收 1.外觀檢查 預(yù)應(yīng)力鋼絲的外觀質(zhì)量，

53、應(yīng)逐盤檢查。鋼絲表面不得有油污、氧化鐵皮、裂紋或機(jī)械損傷，但表面上允許有浮銹和回火色。鍍鋅鋼絲的鋅層應(yīng)光滑均勻，無裂紋。鋼絲直徑檢查，按10％盤選取，但不得少于6盤。 2.力學(xué)性能試驗(yàn) 鋼絲的力學(xué)性能，應(yīng)抽樣試驗(yàn)。每驗(yàn)收批應(yīng)由同一牌號(hào)、同一規(guī)格、同一生產(chǎn)工藝制度的鋼絲組成，重量不大于60t。 鋼絲外觀檢查合格后，從同一批中任意選取10％盤(不少于6盤)鋼絲，每盤在任意位置截取二根試件，一根做拉伸試驗(yàn)(抗拉強(qiáng)度與伸長率)，一根做反復(fù)彎曲試驗(yàn)。如有某一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果不符合GB 5223～2002標(biāo)準(zhǔn)的要求(見表11-3)，則該盤鋼絲為不合格品；并從同一批未經(jīng)試驗(yàn)的鋼絲盤中再取雙倍數(shù)量的試件進(jìn)行復(fù)

54、驗(yàn)，如仍有一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果不合格，則該批鋼絲判為不合格品，或逐盤檢驗(yàn)取用合格品。 對設(shè)計(jì)文件有指定要求的疲勞性能、可鐓性等，應(yīng)再進(jìn)行抽樣試驗(yàn)。 11-1-4-2鋼絞線驗(yàn)收 1.外觀檢查 鋼絞線的外觀質(zhì)量，應(yīng)逐盤檢查。鋼絞線的捻距應(yīng)均勻，切斷后不松散，其表面不得帶有油污、銹斑或機(jī)械損傷，但允許有浮銹和回火色。鍍鋅或涂環(huán)氧鋼絞線、無粘結(jié)鋼絞線等涂層表面應(yīng)均勻、光滑、無裂紋、無明顯折縐。 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的油脂重量與護(hù)套厚度，應(yīng)按60t為一批，抽取3個(gè)試件進(jìn)行檢驗(yàn)。其測試結(jié)果應(yīng)滿足第11-1-3-2條無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的質(zhì)量要求。 2.力學(xué)性能試驗(yàn) 鋼絞線的力學(xué)性能，應(yīng)抽樣檢驗(yàn)。每驗(yàn)收批應(yīng)由同一

55、牌號(hào)、同一規(guī)格、同一生產(chǎn)工藝制度的鋼絞線組成。重量不大于60t。 鋼絞線外觀檢查合格后，從同一批中任意選取3盤鋼絞線，每盤在任意位置截取一根試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。如有某一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果不符合GB/T 5224-2003標(biāo)準(zhǔn)的要求(見表11-7與表11-8)，則不合格盤報(bào)廢。再從未試驗(yàn)過的鋼絞線中取雙倍數(shù)量的試件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。如仍有一項(xiàng)不合格，則該批鋼絞線判為不合格品。 對設(shè)計(jì)文件有指定要求的疲勞性能、偏斜拉伸性能等，應(yīng)再進(jìn)行抽樣試驗(yàn)。 11-1-4-3 精軋螺紋鋼筋驗(yàn)收 1.外觀檢查 精軋螺紋鋼筋的外觀質(zhì)量，應(yīng)逐根檢查。鋼筋表面不得有銹蝕、油污、橫向裂紋、結(jié)疤。 允許有不影響鋼筋力學(xué)性能

56、、工藝性能以及連接的其他缺陷。 2.力學(xué)性能試驗(yàn) 精軋螺紋鋼筋的力學(xué)性能，應(yīng)抽樣試驗(yàn)。每驗(yàn)收批重量不大于60t。從中任取二根，每根取二個(gè)試件分別進(jìn)行拉伸和冷彎試驗(yàn)。當(dāng)有一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果不符合Q/S G 53.3-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)。應(yīng)取雙倍數(shù)量試件重做試驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)結(jié)果仍有一項(xiàng)不合格時(shí)，該批高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋判為不合格品。 11-15 預(yù)應(yīng)力筋存放 預(yù)應(yīng)力筋由于其強(qiáng)度高與塑性差，在無應(yīng)力狀態(tài)下對腐蝕作用比普通鋼筋敏感。預(yù)應(yīng)力筋在運(yùn)輸與存放過程中如遭受雨淋、濕氣或腐蝕介質(zhì)的侵蝕，易發(fā)生銹蝕，不僅降低質(zhì)量，而且將出現(xiàn)腐蝕坑，有時(shí)甚至?xí)斐射摬拇鄶唷? 成盤的預(yù)應(yīng)力筋在存放過程中的外部纖維就有拉應(yīng)力

57、存在。其外部纖維應(yīng)力，可按公式估算(d一預(yù)應(yīng)力筋直徑，D一卷盤直徑)。例如鋼絲的卷盤直徑為1.7m，“則其外纖維應(yīng)力約為600N/mm(0.38)，當(dāng)有腐蝕介質(zhì)作用時(shí)，就有可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕使鋼材自然斷裂。 預(yù)應(yīng)力筋運(yùn)輸與儲(chǔ)存時(shí)，應(yīng)滿足下列要求： (1)成盤卷的預(yù)應(yīng)力筋，宜在出廠前加防潮紙、麻布等材料包裝。 (2)裝卸無軸包裝的鋼絞線、鋼絲時(shí)，宜采用C形鉤或三根吊索，也可采用叉車。每次吊運(yùn)一件，避免碰撞而損害鋼絞線。 (3)在室外存放時(shí)，不得直接堆放在地面上，必須采取墊枕木并用苫布覆蓋等有效措施，防止雨露和各種腐蝕性氣體、介質(zhì)的影響。 (4)長期存放應(yīng)設(shè)置倉庫，倉庫應(yīng)干燥、防潮、通風(fēng)良

58、好、無腐蝕氣體和介質(zhì)。 (5)如儲(chǔ)存時(shí)間過長，宜用乳化防銹劑噴涂預(yù)應(yīng)力筋表面。 11-2 預(yù)應(yīng)力筋錨固體系 錨具是后張法結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中為保持預(yù)應(yīng)力筋拉力并將其傳遞到混凝土上用的永久性錨固裝置。夾具是先張法構(gòu)件施工時(shí)為保持預(yù)應(yīng)力筋拉力并將其固定在張拉臺(tái)座(或鋼模)上用的臨時(shí)性錨固裝置。后張法張拉用的夾具又稱工具錨，是將千斤頂(或其他張拉設(shè)備)的張拉力傳遞到預(yù)應(yīng)力筋的裝置。連接器是先張法或后張法施工中將預(yù)應(yīng)力從一根預(yù)應(yīng)力筋傳遞到另一根預(yù)應(yīng)力筋的裝置。 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器按錨固方式不同，可分為夾片式(單孔與多孔夾片錨具)、支承式(鐓頭錨具、螺母錨具等)、錐塞式(鋼質(zhì)錐形錨具等)和握

59、裹式(擠壓錨具、壓花錨具等)四類。工程設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求、產(chǎn)品技術(shù)性能和張拉施工方法等選用錨具和連接器。 在后張法施工中，預(yù)應(yīng)力筋錨固體系包括錨具、錨墊板和螺旋筋等。 11-2-1性能要求 錨具、夾具和連接器的性能應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ 85-2002的規(guī)定。其中，預(yù)應(yīng)力筋一錨具組裝件的錨固性能是評定錨具是否安全可靠的重要指標(biāo)。 11-2-1-1靜載錨固性能 1.錨具靜載錨固性能 錨具的靜載錨固性能，應(yīng)由預(yù)應(yīng)力筋一錨具組裝件靜載試驗(yàn)測定的錨具效率系數(shù)和達(dá)到實(shí)測極限拉力時(shí)組裝件受力長度的總應(yīng)變確定。 錨具效率系數(shù)是指預(yù)應(yīng)力筋一錨具組

60、裝件的實(shí)際拉斷力與預(yù)應(yīng)力筋的理論拉斷力之比，應(yīng)按下式計(jì)算： (11-1) 式中--預(yù)應(yīng)力筋一錨具組裝件的實(shí)測極限拉力； --預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際平均極限抗拉力，由預(yù)應(yīng)力筋試件實(shí)測破斷荷載平均值計(jì)算得出； --預(yù)應(yīng)力筋的效率系數(shù)，應(yīng)按下列規(guī)定取用：預(yù)應(yīng)力筋一錨具組裝件中預(yù)應(yīng)力筋為1～5根時(shí)=1.0，6～12根時(shí)=O.99，13～19根時(shí)=0.98，20根以上時(shí)V=0.97。 當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋一錨具(或連接器)組裝件達(dá)到實(shí)測極限拉力時(shí)，應(yīng)當(dāng)是由預(yù)應(yīng)力筋-的斷裂，而不應(yīng)由錨具(或連接器)的破壞導(dǎo)致試驗(yàn)的終結(jié)。 在預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度等級(jí)已確定的條件下，預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件的靜載錨固性能試驗(yàn)結(jié)果，

61、應(yīng)同時(shí)滿足：≥0.95，≥2.0％。 2.夾具靜載錨固性能 夾具的靜載錨固性能，應(yīng)由預(yù)應(yīng)力筋-夾具組裝件靜載試驗(yàn)測定的夾具效率系數(shù)確定。 夾具的效率系數(shù)，應(yīng)按下式計(jì)算： (11-2) 式中--預(yù)應(yīng)力筋一夾具組裝件的實(shí)測極限拉力。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足：≥0.92。 永久留在混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力筋連接器，應(yīng)符合錨具的性能要求；用于先張法施工且在張拉后還將放張和拆除的連接器，應(yīng)符合夾具的性能要求。 11-2-1-2動(dòng)載錨固性能 用于承受一般靜、動(dòng)荷載的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，其預(yù)應(yīng)力筋-錨具(連接器)組裝件除應(yīng)滿足靜載錨固性能要求外，尚應(yīng)滿足循環(huán)次數(shù)為200萬次的疲勞性能試驗(yàn)要

62、求。疲勞應(yīng)力上限為預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的65％(當(dāng)為精軋螺紋鋼筋時(shí)，疲勞應(yīng)力上限為屈服強(qiáng)度的80％)，應(yīng)力幅度不小于80MPa。對于主要承受較大動(dòng)荷載的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，要求所選錨具能承受的應(yīng)力幅度可適當(dāng)增加，具體數(shù)值由工程設(shè)計(jì)單位根據(jù)需要確定。 在抗震結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋-錨具(連接器)組裝件還應(yīng)滿足循環(huán)次數(shù)為50次的周期荷載試驗(yàn)。組裝件用鋼絲或鋼絞線時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)力上限為0.8；用精軋螺紋鋼筋時(shí)，應(yīng)力上限為其屈服強(qiáng)度的90％，應(yīng)力下限均為相應(yīng)強(qiáng)度的40％。 11-2-1-3工藝性能 1.預(yù)應(yīng)力筋用錨具的工藝性能，應(yīng)滿足分級(jí)張拉、補(bǔ)張拉和放松預(yù)應(yīng)力筋等張拉工藝要求。 錨固多根預(yù)應(yīng)

63、力筋用的錨具，除具有整束張拉的性能外，尚宜具有單根張拉的可能性。 2.預(yù)應(yīng)力筋用夾具應(yīng)具有良好的自錨性能、松錨性能和安全的重復(fù)使用性能。主要錨固零件宜采取鍍膜防銹。 11-2-2鋼絞線錨固體系 11-2-2-1錨圃單元受力分析 錨固單元受力分析見圖11-11。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋受P力時(shí)(張拉后回縮力)，由于夾片內(nèi)孔有齒咬合預(yù)應(yīng)力筋，而帶動(dòng)夾片(不得產(chǎn)生滑移)，進(jìn)入錨環(huán)錐孔內(nèi)。由于楔形原理，越楔越緊。圖中為錨環(huán)斜角，為夾片與錐孔的摩擦角，為夾片與預(yù)應(yīng)力筋之間的摩擦角。分析夾片受力情況如下： Ntg≥P Rsin(+)=P RCOS(+)=N 合并以上公式，得Ntg≥Ntg(+)即tg≥t

64、g(+)，≥+) (11-3)這時(shí)，錨具能夠自錨。 當(dāng)時(shí)>，錨具能夠自松。 為保證(11-3)式立，必須增大值，即增加夾片與預(yù)應(yīng)力筋之間的摩擦。因此，夾片內(nèi)孔應(yīng)做成尖齒，而且要求預(yù)應(yīng)力筋表面不得有泥污、銹班等物質(zhì)。在增加值的同時(shí)，應(yīng)減小+值，其中，值過小造成夾片對預(yù)應(yīng)力筋?yuàn)A持力、咬傷過大，使預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度和延性不能充分發(fā)揮。因此，值以5.5～7.5為宜；為降低值，應(yīng)增加夾片和錨環(huán)圓錐面的硬度，降低圓錐面的表面粗糙度。有時(shí)，在工作錨具的錨環(huán)錐面或夾片外錐面涂少量的機(jī)油或油脂，提高夾片的自錨性能。對于工具錨，為了獲得良好的自動(dòng)松開性能，采取提高工具錨環(huán)硬度、夾片鍍鉻處理。 11-2-2

65、-2單孔夾片錨固體系 單孔夾片錨具是由錨環(huán)與夾片組成，見圖11-12。夾片的種類很多。按片數(shù)可分為三片或二片式。二片式夾片的背面上部鋸有一條彈性槽，以提高錨固性能，但夾片易沿縱向開裂；也有通過優(yōu)化夾片尺寸和改進(jìn)熱處理工藝，取消了彈性槽。按開縫形式可分為直開縫與斜開縫。直開縫夾片最為常用；斜開縫夾片主要用于錨固7Φ5平行鋼絲束，但對鋼絞線的錨固也有益無損。斜開縫偏轉(zhuǎn)角的方向應(yīng)與鋼絞線的扭角相反。單孔夾片錨具的型號(hào)與規(guī)格見表11-16。預(yù)應(yīng)力筋錨固時(shí)夾片自動(dòng)跟進(jìn)，不需要頂壓。 單孔夾片錨具尺寸(mm) 表11-16 錨具型號(hào) 錨 環(huán) 夾 片 D H d Φ

66、 h 形 式 XMl5-1 44 50 - - - 三片斜開縫 QMl3-1 QMl5-1 40 46 42 48 16 18 540′ 17 20 40 45 三片直開縫 OVMl3-1 OVMl5-1 43 46 43 48 16 18 600′ 17 19 38 43 二片直開縫 (有彈性槽) HVMB-1 HVMl5q 43 46 43 48 16 18 600′ 17 19 38 43 二片直開縫 (無彈性槽) 錨具材料與加工要求：錨環(huán)采用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)熱處理硬度HRC32～35。夾片采用合金鋼20CrMnTi，齒形宜為斜向細(xì)齒，齒距為1mm，齒高不大于0.5ram，齒形角較大；夾片應(yīng)采取心軟齒硬做法，表面熱處理后的齒面硬度應(yīng)為HRC60～62。夾片的質(zhì)量必須嚴(yán)格控制，以保證鋼絞線錨固可靠。單孔夾片錨