[發明專利]一種預應力混凝土結構的張拉施工方法及張拉裝置

有效

• 申請號: 201410103057.4
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103850441A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 郭成順
• 申請（專利權）人: 郭成順
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12;E01D21/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明涉及道路、鐵路的橋梁及其他建筑領域，更具體地，涉及一種預應力混凝土結構的張拉施工方法和張拉裝置。

背景技術

預應力混凝土是為了彌補混凝土過早出現裂縫的現象，在結構使用（或加載）以前，預先給混凝土一個預壓力，即在混凝土的受拉區內，用人為的方法，將鋼筋進行張拉，利用鋼筋的回縮力，使混凝土受拉區預先承受壓力。這就儲存了預加壓力，當結構因承受荷載產生拉力時，首先抵消混凝土受拉區中儲存的預加壓力，然后隨著荷載增加，才使混凝土受拉，這就限制了混凝土的伸長，延緩或不使結構出現裂縫，提高了結構的抗彎能力，這就叫做預應力混凝土。

目前預應力混凝土的預應力施加方式有兩種，第一種是先張預應力施加方式（簡稱先張法），第二種是后張預應力施加方式（簡稱后張法）。

先張法是先進行高強鋼筋（也稱鋼絞線）的預應力張拉繃緊，并將張拉的預應力筋臨時錨固，然后綁扎普通鋼筋和澆筑混凝土。待混凝土強度接近或達到設計強度時卸掉臨時錨固，借助混凝土與預應力筋的粘結握裹施加預應力。先張預應力工藝是在混凝土澆筑之前進行張拉，需要建造一個結實的張拉臺座，以用于抵抗繃緊的鋼絞線產生的張拉力。

后張法是先綁扎普通鋼筋，在普通鋼筋骨架內按照鋼絞線的設計位置，用成型材料預留鋼絞線孔道，混凝土澆筑完成達到設計強度時，于預留孔道之中穿入鋼絞線束，利用混凝土結構本身作為支撐，對鋼絞線進行張拉，并用錨具將鋼絞線錨固在混凝土結構上。后張預應力主要是靠錨具對鋼絞線的錨固產生預應力，而非混凝土與預應力筋的粘結握裹力，其后對張拉孔道灌注灰漿雖然對鋼絞線有錨固作用，但主要是為了阻止鋼絞線腐蝕，提高結構的耐久性。

先張法與后張法相比，增加了張拉臺座的造價，但可以節約錨具、錨墊板以及成孔材料。由于先張法一般采用直線布置鋼絞線，在較大跨度結構中不能滿足受力要求，因此限制了先張法的應用范圍，目前最大跨度局限于20m以下。

后張法完全能夠按照結構受力的彎矩包絡狀態，曲線布置鋼絞線。彌補了先張法的不足，但需要在結構中埋置大量價格昂貴的錨具以錨固鋼絞線。后張法主要應用在先張法不能滿足設計要求，跨度在20米以上的大跨度結構中。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種預應力混凝土結構的張拉施工方法，該施工方法既不用建造張拉臺座，又不用埋置錨具，同時又能夠按照結構的彎矩包絡狀態、曲線布置鋼絞線進行大跨度預應力混凝土結構的施工。

本發明要解決的第二個技術問題是提供一種預應力混凝土結構的張拉裝置，使用該張拉裝置既可采用上述施工方法，達到不用建造張拉臺座，又不用埋置錨具，同時又能夠按照結構的彎矩包絡曲線布置鋼絞線，進行大跨度預應力混凝土結構的施工。

為解決上述第一個技術問題，本發明采用下述技術方案：一種預應力混凝土結構的張拉施工方法，包括如下步驟：

1）按照混凝土結構的受力狀態布置鋼絞線位置，把混凝土結構分為位于中部的支撐段和分別位于兩端的左、右錨固段，確定錨固段和支撐段的長度；

2）進行支撐段的鋼筋綁扎和混凝土澆筑，待其達到設計強度后，在支撐段中預留的孔道中穿入鋼絞線束；

3）分別進行左、右錨固段的鋼筋綁扎，并分別在支撐段的兩端安裝張拉支撐框架、錨固部件和放張沙箱；

4）將鋼絞線束分散逐根穿過錨固部件的張拉孔和放張沙箱，并以支撐段、張拉支撐框架、錨固部件和放張沙箱作為支撐部件，逐根張拉鋼絞線，張拉采用左右兩端同時張拉鋼絞線的方式進行，或采用先張拉鋼絞線的一端再張拉另一端的方式進行；

5）對支撐段的鋼絞線孔道進行灌漿；

6）分別澆筑左、右錨固段；

7）待左、右錨固段混凝土達到設計強度后進行放張作業。

優選地，所述張拉支撐框架的一端與支撐段固裝在一起，錨固部件固定在張拉支撐框架另一端的外側端面上，所述放張沙箱設置在錨固部件的外側面上，所述張拉支撐框架的形狀與混凝土結構體的外形匹配對應。

優選地，所述錨固部件包括錨孔板、邊板和肋板，所述邊板和肋板均固定設置在張拉支撐框架另一端的外側端面上，所述錨孔板固定設置在邊板和肋板上，所述錨孔板上開有張拉孔。

優選地，所述放張沙箱包括外管、內管、端蓋、尾部擋板、放張螺絲和活塞，所述外管套裝在內管外側，所述端蓋與尾部擋板分別固定設置在外管的兩端，所述內管的一端穿過端蓋，另一端與所述活塞連接，所述活塞能在外管內滑動；所述外管的管體壁上開設有一通孔，所述放張螺絲匹配地設置在所述通孔內，所述放張沙箱的端蓋呈半球狀結構。