本工程为威海市地方储备粮库工程,由山东粮油工程设计院设计,共4个单体工程,总建筑面积5015m2,1#仓有24米预应力折线屋架15榀,2#、3#仓各有24米预应力折线屋架6榀,周转仓有21米预应力折线屋架3榀。预应力钢绞线1×7标准型,公称直径φ15.2mm强度等级186Mpa钢绞线,截面积为140mm2。每榀屋架梁下弦预应力筋2束,每束由3根1×7标准型钢绞线组,屋架采用现场预制。 二、 预应力钢绞线施工实验
预应力钢绞线进场后应分批验收,每一检验批由同一型号、规格、同一生产工艺,重量不超过60T,本工程进场钢绞线分盘计量,试验时每盘取一根,分别进行表面质量,屈服强度,松弛试验,抗拉试验,伸长率,力学性能试验,有一项不合格即为不合格产品。 三、 锚具及张拉机械选择
锚具必须有合格证,锚具性能必须符合JGJ85-92的规定标准,锚具1000套为一检验批,进行外观检查,硬度检查,合格后方可使用。张拉机械选用YCQ20型千斤顶。 四、 预应力钢绞线的下料及编束
1、 预应力钢绞线下料长度计算:
预应力钢绞线采用一端张拉,一端补强的方法:
下料长度考虑构件的长度,锚具的厚度,YCQ20千斤顶工作需要长度,及施工工艺所需钢绞线外露长度:
L=L0+2×(L1+L2+L3+100) L0:构件孔道长度23800mm L1:工作锚厚度50mm
L2:所需撑脚长度,一般取170mm L3:YCQ20千斤顶所需长度130mm
L24=23800+2×(50+170+130+100)=24700mm L21=20800+2×(50+170+130+100)=21400mm
2、 钢绞线盘重大,盘卷小,弹力大,为了防止在下料过程中钢绞线紊乱弹出伤人,应先做一个钢筋笼,用φ18钢筋焊制,存放直径视钢绞线圆盘的大小,下料时,将钢绞线盘卷装在焊制的钢筋笼内,然后逐卷放出。
3、 预应力钢绞线的下料必须采用砂轮切割,严禁用切断机,电弧焊切割机,下料前现场必须做一个25米长,1米宽操作水泥平台,以便钢绞线下料长度的丈量和施工操作。下料时发现钢绞线有电接头或机械损伤应及时剔除,不得混入使用。
4、 为保证钢绞线下料长度的准确,端头平齐,须在切割处50-100mm处用20#铁丝扎牢,钢绞线编束采用20#铁丝绑扎,间距2m-3m,编束时先将钢绞线理顺,尽量使各根钢绞线紧松一致,再按下料平台的标记下料。,长度偏差控制在10mm以内。 5、 本工程采用1×7钢绞线,公称直径φ15.2。每榀屋架下弦分别由两束三根钢绞线组成,为确保钢绞线两端排列顺序一致,在穿钢绞线和张拉时不致紊乱,必须对其进行编束,编束时,首先将3根钢绞线用红蓝油漆再两端标记,并按顺序摆放,编束时要求在做好的水泥平台上完成,,钢绞线各自位置准确,然后用2m~3m用20#铁丝编制合拢捆扎,下料编束完成以后随即穿入屋架梁预留孔道内。
五、 预留孔道
1、 由于1#仓,2#仓3#仓及周转仓受到场地限制,因此采用预埋金属波纹管内径50mm。管道采用“井字架”固定,井字架的钢筋选用φ6.5钢筋,间距60cm一道,每一接点处增加一个。波纹管接头部位采用同种材料大一个规格的波纹管长约40cm,两端采用塑料胶纸密封。 2、 灌浆孔和排气孔留置执行95G415图集。
六、 张拉力及钢绞线伸长值计算
24米跨折线梁预应力损失计算 (一)应力及损失
张拉控制应力允许值:后张法(表11—49)钢绞线σcon≤0.75fptk σcon=1128.57Mpa,fptk=1860Mpa,σcon/fptk=0.67<0.75 1、 锚具的锚固损失:
σl1=aES/L=5×2×105/(23.8×103)=21.01Mpa
L—张拉端至固定端长度,a—锚具变形引起的预应力筋 2、 砼弹性压缩损失:(后张法) σl3=0.5ESσpc/Ec=0.5×2×105×σpc/(3.45×104)=7.8Mpa 其中:σpc=Py1/A=0.9×158×103/220/240=2.69Mpa,Py1=0.9Pj 3、 预应力钢筋松弛损失
σl4=0.44×(σcon/fpck-0.5)×σcon =0.44×(0.607-0.5)×1128.57 =53.13Mpa
4、 砼收缩徐变引起的应力损失(后张法) σl4=(35+280×σpc/fcu)/(1+15ρ) =(35+280×3.23/50)/1.367=38.85Mpa σpc=158×1000/(220×240-3.14×252×2)=3.23Mpa 5、 孔道摩擦引起的应力损失
查施工手册2:μ*θ+k*x=0.3×0+0.003×23.8=0.07<0.2 按σl2=1128.57×(μ*θ+k*x)=79.0Mpa 故应力损失之和:
∑σli=σl1+σl2+σl3+σl4+σl5
=21.01+7.8+53.13+38.85+79=199.79Mpa 因:σpc=σcon-∑σli
故σcon=158000/140+199.79=1328.36Mpa
σcon/fptk=0.714<0.75,满足要求。
对夹片锚具不可卸载锚具,张拉时按σ→1.03Pj锚固 (二)计算伸长值
ΔL=P*LT/(AP*ES)=1.03×1328.36×140×23.8×103/(140×2×105) =162.81mm
21米跨折线梁预应力损失计算 (一)应力及损失
张拉控制应力允许值:后张法(表11—49)钢绞线σcon≤0.75fptk σcon=1076.21Mpa,fptk=1860Mpa,σcon/fptk=0.579<0.75 1、 锚具的锚固损失
σl1=aES/L=5×2×105/(20.8×103)=48.07Mpa
L—张拉端至固定端长度,a—锚具变形引起的预应力筋 2、 砼弹性压缩损失:(后张法)
σl3=0.5ESσpc/Ec=0.5×2×105×σpc/(3.45×104)=7.44Mpa 其中:σpc=Py1/A=0.9×150.67×103/220/240=2.57Mpa,Py1=0.9Pj 3、 预应力钢筋松弛损失
σl4=0.44×(σcon/fptk-0.5)×σcon
=0.44×(1076.21/1860-0.5)×1128.57 =37.22Mpa
4、 砼收缩徐变引起的应力损失(后张法) σl4=(35+280×σpc/fcu„)/(1+15ρ) =(35+280×2.57/50)/1.367=36.13Mpa 5、 孔道摩擦引起的应力损失
查施工手册2:μθ+kx=0.3×0+0.003×20.8=0.0624<0.2 按σl2=1076.21×(μ*θ+K*XV)=67.16Mpa 故应力损失之和: ∑σli=σl1+σl2+σl3+σl4+σl5
=48.07+7.44+37.22+36.13+67.16=196.07Mpa 因:σpc=σcon-∑σli
故σcon=σpc+∑σli=150670/140+196.01=1272.22Mpa σcon/fptk=0.714<0.75,满足要求。
对夹片锚具不可卸载锚具,张拉时按σ→1.03Pj锚固 (二)计算伸长值
ΔL=P*LT/(AP*ES)=1.03×172.22×140×20.8×103/(140×2×105) =136.28mm
七、 预应力钢绞线的现场张拉 1、 机械准备
除砼工程所需机具外,尚应配备
YCQ—20千斤顶 两台 高压油泵ZB4—500型 两台 喷浆设备 一套 无齿锯 一台 气焊 一套 电焊机 一台 油泵与千斤顶配套检定使用。 2、 人员组成
现场指挥:周喜刚、于井堂 安全监督:林涛
技术质量监督:王 兆
测量伸长值:王兆 马成虎 操作千斤顶: 其他人员:
3、 现场准备:
施工现场三通一平,尤其是屋架两端必须平整畅通,张拉前对YCQ千斤顶进行校核,校核不得少于三遍,取平均值,为张拉依据。 4、 张拉顺序
由于施工时屋架分三层或四层叠合预制生产,可采用逐层超张拉的方法: 24米跨屋架: 第一次:
0→10%σcon(132.836Mpa)(开始测量值持续2分钟)→1.0σcon(1328.36Mpa)上层架→σcon→1.03σcon(1368.21Mpa)二层架→ 1.05σcon(1394.78Mpa)三层架→1.06σcon(1408.06Mpa)四层架 21米跨屋架: 第一次:
0→10%σcon(127.22Mpa)(开始测量值持续2分钟)→1.0σcon(1272.22Mpa)上层架→σcon→1.03σcon(1310.39Mpa)二层架→ 1.05σcon(1335.83Mpa)三层架 第二次逐次逐根补强至张拉设计值,单根钢绞线150.67KN(21米),24米跨158KN 21米跨折线梁超张拉为张拉力的1.03σcon×140÷1000=1.03×1272.22×140/1000=183.45KN 24米跨折线梁超张拉为张拉力的1.03σcon×140÷1000=1.03×1328.36×140/1000=191.55KN 构件采用叠制,每垛三榀或四榀屋架,张拉时遵照先上后下的原则,张拉过程中认真测量伸长值,与理论计算值相比较,若实际伸长值大于计算伸长值的6%或小于伸长值的6%应暂停施工,查明原因采取措施后方可继续张拉。
现场张拉时采用1#千斤顶张拉1号、2号、3号筋,2#千斤顶张拉4、5、6号筋。 千斤顶分别位于屋架两端,1#千斤顶张拉1#筋时,2#千斤顶张拉4#筋;1#千斤顶张拉2#筋时,2#千斤顶张拉6#筋;1#千斤顶张拉3#筋时,2#千斤顶张拉5#筋。
复拉时,1#、2#千斤顶交换张拉对象进行复拉,复拉时控制张拉力为设计张拉力, N超24米=185.97KN,(σcon=1328.36Mpa), N超21米=178.11KN,(σcon=1272.22Mpa)
5、 预应力钢绞线的张拉程序按下列要求进行张拉(σcon为预应力钢绞线的张拉控制应力)。预应力钢绞线采用0→σcon持荷三分钟→锚固的张拉程序。为避免侧向弯曲,两束应在两端对称布置,采用一端张拉,预应力钢筋张拉时,应保持孔道中心,锚具中心和千斤顶中心“三心一线”。张拉锚具固定后测量钢绞线回缩量。 八、 孔道灌浆
张拉完毕后尽快灌浆,灌浆时采用42.5#普硅水泥浆,水灰比0.4—0.45,搅拌3h,泌水率不大于2%,泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。用灰浆泵压灌到预应力孔道中,孔洞大的可掺入少量细砂,为加快施工速度,使水泥浆尽快达到设计强度,掺入3%的早强剂,并加入万分之一铝粉,灌浆时应用灰浆泵先灌水,确保孔道湿润,冲刷干净,顺序宜先下层孔道再上层孔道,灰浆以构件中部灌浆孔灌入,两端孔冒出浆为准,灌浆压力为0.4~0.5N/mm2,灌浆应缓慢进行,不得中断,排气孔应顺通,灌满后应封闭排气孔,再加压0.5~0.6 N/mm2至夹片中排出浓浆,然后用木塞封堵灌浆孔,(砂浆应留置试块),如预应力筋张拉灌浆时间在12月2日以后为冬季施工,灌浆完毕后,屋架用草包覆盖,达到设计强度(≥M30)后用无齿锯在距端部不小于3cm处截去多余钢绞线,做防腐处理后吊装屋架。 九、 安全措施
1、 张拉时现场应划出工作区域,并做出明显标志,严禁他人进入,现场设专人指挥。 2、 张拉两端应用木板钉做60×100的挡板进行防护,严禁两端站人。
3、 张拉设备应有专人看护使用,使用前认真检查高压油泵和千斤顶的所有联结点,防止油泵破裂接头处喷油伤人。
4、 千斤顶及油泵不得超负载工作,油泵和安全阀须按设备额定油压或使用油压调整压力,严禁任意调整。
5、 压油泵运转前,应将油路调节阀松开,然后开动油泵,待运转正常后,再紧闭回压阀,逐次旋拧进油阀杆,增大负压,并注意压力表指针是否正常。
6、 孔道灌浆时,持喷嘴人员必须戴好防护镜,穿雨衣。带胶皮手套,喷嘴插入孔道后,胶皮垫圈应压紧在空洞上,胶管应与浆泵连接牢固,防止喷浆伤人。
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