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        • 產品名稱: QSM體外預應力體系

        詢價

         

        體外預應力體系

         

               體外預應力體系是將布置于承載結構主體之外的預應力筋施加預應力所形成的預應力結構體系。
               體外預應力技術的概念和方法起源于法國。20世紀50年代,體外預應力技術被用于橋梁建設中,但是由于當時技術限制,體外索的防護與防腐問題未能得到很好解決,所以許多嘗試沒能取得成功,從而制約了體外預應力結構在其后幾十年的發展。
               隨著20世紀60年代末斜拉橋的復興,斜拉索的防護問題在不斷得以解決和完善,其相關技術也大量應用于解決體外預應力索的防腐問題,大大促進了因防腐問題而停滯不前的體外預應力橋梁的發展。
               在七十年代,歐洲各國在體內預應力長期實踐的過程中,發現體內預應力混凝土橋梁由于摩擦會造成預應力的損失,以及由于管道無法徹底密實而導致管道內存在空洞的現象,再加上由于舊橋梁結構破損和載荷等級的提高,因此不得不對橋梁結構進行補強加固的措施。在這種情況下,體外預應力就成為了一種最主要、最積極的橋梁加固方法。通過不斷對橋梁加固而獲得的經驗,使人們認識了體外預應力的諸多優點。同時,高性能鋼束的發展和應用給體外預應力橋梁的設計、建設施工帶來了方便。
               自五十年代以來,我國在預應力技術領域的發展迅速,特別是改革開放以后,迎來了我國橋梁建設的黃金時期。經過橋梁建設者們的不懈努力,我國預應力混凝土橋梁已經發展成熟。隨著我國橋梁的建設不斷增加與新技術的不斷發展,我們不斷具備了較高的技術水平和豐富的實踐經驗,體外預應力技術的應用也引起了我們的重視。
               柳州市橋廈纜索制品有限公司在體外預應力技術領域中不斷地鉆研,努力開發各種相關產品,并取得了一定的成果。

         

        ●QSM體外預應力拉索技術特點

        1. 體外索采用環氧涂層或鍍鋅鋼絞線,公稱抗拉強度1860MPa,公稱直徑φ15.2mm。

        2. 單絲噴涂型鋼絞線符合GB/T 25823-2010《單絲涂覆環氧涂層預應力鋼絞線》的要求,填充型環氧涂層鋼絞線符合GB/T 21073-2007《環氧涂層七絲預應力鋼絞線》和JT/T 737-2009《填充型環氧涂層鋼絞線》的要求。

        3.體外預應力體系滿足GB/T 30827-2014《體外預應力索技術條件》、JT/T853-2013《無粘結鋼絞線體外預應力束》的規定;體外索錨具性能滿足國際后張預應力協會FIP《后張預應力體系的驗收和應用建議》、《體外預應力材料及體系》以及國家標準GB/T 14370-2015《預應力筋用錨具、夾具和連接器》的規定。

        4.體外預應力體系便于檢測、維護,必要時可以換索。

        5.錨固段鋼絞線需采取錨具防護罩、密封裝置和密封帶等特殊的防護組件,通過灌注和涂抹防腐填充物,將錨固段鋼絞線、錨具、夾片等完全保護起來。

        6.體外束相關配套產品包括錨具、鋼束、預埋轉向器、體外束減振限位裝置等。

         

        ●QSM體外預應力拉索體系基本構成

         

         

        QSM體外預應力拉索體系基本構成示意圖

         

        1—保護罩    2—工作夾片    3—工作錨板    4—防松裝置    5—錨墊板    6—螺旋筋
        7—預埋管    8—密封裝置    9—減振器     10—體外預應力筋    11—HDPE套管    12—預埋轉向器

         

        QSM體外預應力拉索體系主要包含以下基本內容:

        ●  體外預應力索體

        ●  錨固裝置

        ●  防松裝置

        ●  轉向裝置

        ●  減振裝置

        ●  防腐裝置

        ●  監測系統

         

        (一)體外預應力索體

         

               QSM-S1、QSM-S2型索體屬于灌漿型,主要通過灌漿防腐。灌水泥漿狀態下,無法拆卸、調整與換索。
               QSM-S3、QSM-S4型索體屬于無灌漿型,是分絲型,可逐根拆卸、調整與換索,可隨時檢測自由段的索體情況。索體的防腐主要依靠鋼絞線防護層、油脂或石蠟及單根外包HDPE。
               QSM-S5、QSM-S6、QSM-S7型索體屬于無灌漿型,索體為成品索,可整體拆卸、調整或換索。索體有多層防腐。
               QSM-S8、QSM-S9型索體屬于無灌漿型,索體為成品索,基材為高強度鋼絲。
         
        索體選擇———— 對QSM體外預應力索的選擇,應該根據使用環境、維護、成本等方面考慮。
         
         
               建議使用本身具備多層防護的的環氧涂層鋼絞線索體。在一般防腐要求下,也可采用光面鋼絞線索體。另外,也可根據施工條件選擇索體類型:如果具有較好穿束條件的,建議采用成品索;如果是加固空間狹小的場所,可選用單根外包HDPE分絲型索體。
         
        (二)錨固裝置
               錨具在體外預應力體系中,除了承受張力外,還承受結構壽命周期內的其它潛在力。體外預應力索位于混凝土結構的外部,僅在錨固及轉向塊處可能與結構相粘結,在活動載荷作用下,預應力筋的應變幅是預應力錨固系統設計的一個非常重要參數。因此,對體外預應力錨具的可靠性和安全性的要求比體內預應力更加嚴格。QSM提供兩種不同的體外預應力錨具,以滿足不同的工程使用要求。
         
        ● QSM.TW.A型體外預應力錨具
         
         

        ● QSM.TW.TSK型體外預應力錨具

         

        (三)防松裝置
               橋梁在使用過程中無可避免會產生振動,夾片和錨板容易松動滑脫,尤其是在張拉力較小的情況下夾片更容易松動。為此,體外預應力錨具必須設置有防松裝置。
        對于體外預應力錨具的防松措施,主要有:
        1.夾片自身結構在設計時就具有一定的防松能力。
        2.夾片安裝后期加裝有附屬的防松裝置。
        我公司設計生產的體外預應力錨具均同時采取以上兩種防松措施,確保橋梁的安全。
         
         

        (四)轉向裝置

               體外索轉向器的彎曲半徑,從鋼絞線的受力狀態而言越大越好,但如果彎曲半徑設置過大,彎向部的構件尺寸就越大,從而使橋梁自重增加,因此在確保安全的情況下,轉向器的彎曲半徑可以做小一些。轉向器出口圓滑過渡,可以消除安裝、施工的誤差所產生的附加應力,同時可以減少HDPE套管的磨損。
               被彎曲的體外預應力索體因有附加彎曲應力,其疲勞強度有所下降,因此在設計過程中,要對加上彎曲應力值的鋼絞線應力值進行校核,計算受拉鋼絞線的彎曲應力值較困難,但假定鋼絲之間無摩擦力作用時,可按以下公式求出彎曲應力值:
         
         

        預應力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的應力損失由兩部分組成,一是在曲線段的垂直擠壓力造成的力筋與管道的摩阻損失,二是管道位置偏差和不平整造成的摩擦損失。

           
                μ—預應力筋與管道壁的摩擦系數

        k—管道每沿米局部偏差對摩擦的影響系數

         

        體外預應力鋼索配置在混凝土結構外部,其鋼索線形由轉向位置或錨固位置的曲線段和它們之間的直線段組成。對于直線段,鋼索管道線形和外觀尺寸由于不受施工因素的影響,故其基本沒有管道不平整造成的摩阻影響大,這部分預應力損失可以忽略不計;對于曲線段,由于這里的管道長度較短,故沿曲線段長度的管道偏差和不平整造成的摩擦損失亦可忽略不計。

         
               體外索轉向裝置是除體外索錨具之外的又一重要環節。在轉向裝置內部,預應力筋將承受較大的彎曲和偏移力,同時力筋之間或力筋與轉向裝置之間的張拉和工作時將產生摩擦,在產生局部應力的同時,也會使預應力筋表面受到損壞,從而降低力筋的防腐效果。
               因此,針對不同的預應力索體形式,我公司設計提供單管整體式轉向器、雙管整體式轉向器、鋼管組分絲式轉向器、箱型分絲式轉向器等多種類型的轉向裝置以供選擇。
         
        ●單管整體式轉向器由彎曲成一定弧度的鋼管組成。
         

        ●雙管整體式轉向器由兩根彎曲成一定弧度的鋼管內外嵌套組成。
               內襯鋼管的作用是隔離索體與外鋼管和導向,防止索體因與外部直接接觸產生過大的摩擦而使防腐功能失效。
         
         
        ●鋼管組分絲式轉向器由多根彎曲成一定弧度的鋼管組焊而成。
                其截面尺寸較小,能適用于結構緊湊的場合中,能保證索體內各根鋼絞線位置平行,使鋼絞線受力均勻,可以單根換索。
         
         
        ●箱型分絲式轉向器由外鋼箱、內分絲管、支撐板、填充料組成。
                內分絲管采用塑料管制成,能保證索體內各根鋼絞線位置平行,使鋼絞線受力均勻,可以進行單根換索。
         

         

        (五)減振裝置
               橋梁結構與索體在服役期間會產生振動,當索體的自振頻率與整個結構的振動頻率相近時,可能出現共振,帶來安全隱患。為了使索體振動頻率不與整個結構的振動頻率相同,必須在適當的位置安裝減振裝置使索體自由段的振動區間變短并給索體適當的減振,以避免索體產生有害的振動。
         
         
        (六)防腐體系
               鋼絞線的防腐,可以通過對其表面進行處理,包括:鍍鋅、環氧噴涂、環氧填充等。體外索體系的防腐,主要采用專用水泥漿、環氧砂漿、油脂、聚氨脂、油性蠟填充等方法。
         
         
         
         
        ●施工工藝
        1.安裝預埋件
               預埋件的安裝位置按設計要求確定,安裝誤差應在設計范圍內。
        2.索體下料
               鋼絞線可在施工現場根據長度下料,必須精確計算下料長度,計算好預留張拉時所需要的調節范圍。
        3.穿 索
               下料好的鋼絞線可逐根吊裝就位,將它們分別與錨具進行穿束連接。
        4.索體單根預緊
        對鋼絞線進行逐根張拉預緊,讓每根鋼絞線受力均勻。
        5.張 拉
        按要求進行張拉施工。

            拉索張拉施工:通常情況下,體外索索體較長,張拉至設計力時,索體延伸量較大,普通張拉用千斤頂活塞最大行程多為200mm,故在張拉施工時千斤頂需多次往返行程。

         

        普通張拉
        一般千斤頂與工作錨板間設置有撐腳進行張拉。
         
         
         
        懸浮張拉
               在千斤頂前端設置有可調限位板,張拉前調節好限位板,在張拉過程中,工作夾片不會咬住鋼絞線而始終處于“懸浮”狀態。張拉到位后,調節限位板,壓緊工作夾片,千斤頂回油,錨固。
               對于環氧涂層鋼絞線索體,為保證夾片咬持效果,必須采用懸浮張拉方式對拉索索體進行張拉。
         
         
        頂壓張拉
               頂壓張拉法是在懸浮張拉法的結構上改造而來,在千斤頂前端設置有頂壓千斤頂,頂壓千斤頂活塞與頂壓限位板聯接,張拉前調節好限位板,在張拉過程中,工作夾片不會咬住鋼絞線,張拉到位后,頂壓限位板頂緊工作夾片,千斤頂回油,錨固,從而保證了錨固的可靠,預應力損失小。
         
         
        張拉桿張拉
               張拉桿張拉法主要用于錨頭為螺紋形式的張拉,或者用于張拉后整體調節索力時使用。
         
         
        單根張拉
               單根張拉法采用等張拉力法進行:在第一根要張拉的鋼絞線上安裝測力傳感器,張拉后其他鋼絞線的張拉力與此比較直至相等,最后取掉單孔工具錨和測力傳感器即可。
         
         
         
         
        6.安裝減振器
               在拉索預埋管出口處安裝減振器,將索體與結構固定在一起,用于減少振動對斜拉索造成的不利影響。
        7.防護處理
               在拉索預埋管出口處安裝防水罩。錨頭部分切除多余鋼絞線,安裝錨頭保護罩,并往保護罩灌注防腐油脂,密封所有封口。
         
        施工注意事項
        1.根據拉索的類型及具體情況,準備好所需的相關配件、輔助的施工設備(如張拉機具)。
        2.拉索起吊時必須牢靠,避免中途出現滑落,產生事故及損壞拉索。
        3.錨墊板在安裝時應與拉索工作時延伸方向垂直,不得傾斜。
        4.清理施工現場,將支撐孔道及周圍清理干凈。
        5.錨頭應保持清潔,不應銹蝕,不得磕碰敲擊損壞錨具,其表面不得附著其它影響張拉施工及錨固的物質。
        6.保證足夠的安裝及張拉空間,安裝過程中不得損壞索體。
        7.必須精確計算下料長度,計算好預留張拉時所需要的調節范圍,避免拉索過長或過短而無法達到使用要求或造成浪費。
        8.自由段索體表面不得有損傷,如有損傷必須及時修補。
        9.封錨前根據結構情況及設計要求用砂輪切割機切除多余的鋼絞線,切勿采用氧割等火焰切割方法。
        10.張拉后錨頭應保持清潔,涂抹或灌注防腐油脂,做好防腐防護工作。

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