试析影响预应力损失的因素及减少预应力损失的措施
2015-04-16周臻重庆新科建设工程有限公司重庆400020
周臻(重庆新科建设工程有限公司 重庆 400020)
试析影响预应力损失的因素及减少预应力损失的措施
周臻
(重庆新科建设工程有限公司重庆400020)
预应力混凝土构件在生产以及使用过程中,其预应力损失所占的比例约在20~30%之间,这也直接或者间接影响了预应力混凝土构件的安全性及稳定性,增加了工程项目的成本投入力度。降低和消除预应力损失是在预应力混凝土设计和施工过程中需要重点考虑的问题之一。在实际工作中,应该充分结合当前预应力混凝土的应用,重点研究减少预应力损失的主、客观原因,最终采取切实可行的措施减少预应力的损失。
预应力损失;因素;减少;措施
在现代混凝土结构工程当中,因钢筋混凝土构件往往带缝工作,这使得构件刚度降低,而且不能运用在不允许开裂的结构当中。对于耐久性而言,因裂缝的存在与扩展,高强度钢筋及高强度水泥并不能充分体现出自身的作用。预应力混凝土结构较好的克服了钢筋混凝土结构的弊端,现已成为当前加筋混凝土发展的重要方向。预应力混凝土主要是预先在钢筋混凝土或者混凝土中引入内部应力,其应力值及其分布可以平衡使用荷载产生的内力。因受到施工因素、环境条件和材料性能等因素的影响,在拉伸预应力钢筋时所建立的预拉应力将会出现降低的趋势,由此形成的应力减少便被称之为预应力损失。
1 影响预应力损失的客观因素与减少预应力损失的措施
1.1预应力筋和孔壁间摩擦所造成的应力损失
预应力钢筋摩擦所造成的预应力损失主要包括后张法构件预应力钢筋和孔壁间的摩擦造成的预应力损失,以及构件中存在转向装置时预应力钢筋在转向装置处摩擦造成的预应力损失。在先张法构件中,混凝土构件设置转向装置时才能产生预应力损失。一般情况下,后张法构件张拉预应力钢筋采用直线孔道,钢筋部分位置和孔壁密贴而产生摩擦损失,形成密贴的原因包含直线孔道轴线偏差、钢筋自重下垂以及孔壁的凹凸不平。应用曲线孔道张拉,钢筋会产生对孔壁的垂直压力进而产生摩擦损失。减少摩擦损失的方法,主要是对长构件应用两端同时张拉或者应用超长张拉的工艺。
1.2锚具形变、钢筋回缩以及接缝压缩造成的应力损失
在预应力钢筋张拉锚固之后,锚具将会受到极大的压力,进而出现形变;锚具、垫板和构件之间的间隙由于形变而被挤紧,锚具中的钢筋将会出现滑移的情况,这使钢筋松动进而出现预应力损失。减少这种损失,应该在尽可能减少垫板数量的基础上,使用夹具或锚具时,以形变量小和预应力钢筋内缩小为宜。此外,也可以应用超张拉工艺,对于先张法构件,可增加台座长度。
1.3预应力筋与台座之间温差造成的应力损失
在先张法构件施工过程中,为缩短工期,通常运用蒸汽或者其它加热方式完成养护工作,在养护升温时,因钢筋和台座的材料性能存在不同,致使两者间存在一定的温差,钢筋的伸长量超过台座伸长量,这使钢筋出现了松弛的情况,钢筋应力减小,产生了预应力损失。在降温时,混凝土和钢筋粘结形成整体而同步回缩,这样产生的预应力损失会无法恢复。减少这种预应力损失的办法,通常使用两次升温分阶段养护,也就是先在常温到20℃之间继续拧养护,这一阶段产生一定应力损失,等混凝土抗压强度到达7.5~10MPa时,再完成第二次升温,到达要求的养护温度,降温时混凝土和钢筋已经粘结成一个整体,这一阶段钢筋和混凝土共同受热,消除形变的不同,不会出现新的应力损失。在应用钢模生产时,因钢模和构件同步加热,所以消除了温差,这项损失不在考虑范围内。
1.4混凝土弹性压缩造成的应力损失
在预应力混凝土构件受到预加力之后,混凝土会发生弹性形变,进而出现预应力损失。在后张法中,钢筋一般都是分批张拉,先批张拉的钢筋受到次批张拉出现应力损失。减少这种预应力损失的办法是,重复张拉先批次钢筋或者超长张拉先批次预应力钢筋。
1.5预应力筋松弛造成的应力损失
在预应力混凝土构件中,钢绞线或者钢筋在一定张拉作用下,其长度不致出现改变,然而其拉应力会伴随时间的增加而开始减小,也就随着钢筋应力的松弛,进而出现预应力损失。减少这种预应力损失的办法是,控制超长张拉程度和钢筋的配置品种。
1.6混凝土收缩、徐变造成的应力损失
因混凝土收缩徐变,使构件长度减小,预应力钢筋也会随之收缩,因此而出现预应力损失。减少这种预应力损失的办法是,使用强度较高的水泥,并较少水泥使用量,降低水灰比,应用干硬性混凝土以及级配良好的骨料,提升混凝土密实性。同时,加强振捣和养护,降低混凝土收缩。
2 影响预应力损失的主观因素与减少预应力损失的措施
2.1麻痹大意产生的应力损失
防火墙是在内部网与外部网之间构造的保护屏障,能够防止内部网络受非法用户的入侵,防火墙不能够防范网络内部的攻击以及病毒的侵犯。随着技术的发展,高科技、高智商网络攻击已经常态化,黑客也掌握了一些破解方法对防火墙的使用造成一定的安全隐患。
2.1.1校对张拉设备时出现错误
在开始张拉预应力筋之前,应该先认真校对张拉设备。因工作人员的麻痹大意,致使校对工作张拉应力计算出现错误。
2.1.2理论计算出现错误
计算预应力筋张拉伸长量,主要是以张拉横梁或者两锚具夹片之间的预应力筋长度为准,必须充分考虑到锚具的厚度大小,如若不然将会出现理论计算和实际张拉长度不一致的情况,最终致使计算过程的应力损失。减少这种应力损失的办法是,进一步提高工作人员的业务素质,严厉杜绝因业务水平不够而出现设备校对与计算的失误。
2.2受施工工艺影响而产生的应力损失
从当前实行的桥涵规范规定来看,对于后张法预应力结构,其混凝土强度一定要达到75%以上,并且设计要求后方进行张拉。以标准试件强度作业张拉为根据对构件进行张拉时,因构件的实际强度没有达到设计的规范要求,进而致使预应力筋张拉应力虽然达到了设计的要求,然而由于构件自身强度不够致使后期应力损失较大,最终造成应力的损失。减少这种应力损失的办法是,在浇筑混凝土的过程中,需制取标准养护及同期养护试块,张拉时以同期试块作为张拉的根据,而不应该以标准养护强度作为张拉的根据。
2.2.2压浆的影响
对于后张法构件而言,经过张拉之后需要对预应力筋管道实施压浆以确保预应力筋和管道的密实性。在施工过程中,因压浆压力不够造成管道空洞而致使预应力筋和管道接触面减小以及管道内浆液密实性不一致。浆液自身强度不够而使预应力筋和管道的摩擦力不够,水泥浆液流动性差或者水灰比不科学造成压浆困难等因素产生的应力损失。消除压浆的影响便是要认真完成压浆工艺的控制,也就是控制好水泥浆的水灰比例,通常控制在0.4~0.45之间。
2.2.3放张的影响
预应力构件的放张一定要根据相应规范完成操作,然而在实际操作过程中,在不同程度上也存在一定问题。例如,没有按照规范要求实施对称分次放张,致使预应力筋受力不均匀;在放张时应用电焊对锚固端外预应力筋进行烧断,而且烧割处距锚具比较近,这使锚固位置的预应力筋出现软化的情况,导致无法有效锚固等问题,进而产生预应力损失。减少这种应力损失的办法是,在放张工作中始终遵循“分阶段、对称。互相交错”的原则,尽可能保证结构物受力的均匀性,同时按照结构物的自身特点选用科学的放张方式。
3 结语
综上所述,产生预应力损失的因素是多方面的,在设计预应力混凝土构件时,需按照所采用的方法,根据不同工作阶段考虑相关预应力损失。在多重损失中,混凝土徐变和收缩引起的应力损失最大。在后张法中摩阻损失的数值也比较中。在预应力钢筋长度比较短时,锚具形变损失也较大,这些均要引起重视。在实际实施过程中,还需考虑怎样做好施工工艺的控制以及材料的选择等因素。从设计、施工以及运行等诸多方面进行深入分析,进而可行的预防措施,以此降低因预应力损失而出现的安全问题,最终保证结构物的安全使用。
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