第5章

預應力混凝土工程本章概要1.先張法施工的設備種類、性能與構造。2.先張法施工工藝、張拉控制應力與張拉程序的確定、混凝土澆筑與養(yǎng)護的方式、預應力筋放張的方法。3.后張法施工的錨具、張拉機械的種類、特性及適用范圍。4.后張法施工工藝、預應力損失種類及預應力損失值的組合。5.后張法中各類預應力筋的制作與安裝。6.無黏結預應力的施工工藝。預應力混凝土構件與普通混凝土構件相比,除能提高構件的抗裂度和剛度外,還具有能增加構件的耐久性、節(jié)約材料、減少自重等優(yōu)點。

預應力混凝土的張拉工藝有先張法(對黏結力要求高)和后張法(對錨夾具要求高)之分、有黏結和無黏結之分,工程中常采用先張法和后張法。5.1先張法施工

先張法施工(圖5-1)是在澆筑混凝土前在臺座上或鋼模上張拉預應力筋,然后用夾具將張拉完畢的預應力筋臨時固定在臺座的橫梁上或鋼模上,再進行非預應力鋼筋的綁扎、支設模板、澆筑混凝土、養(yǎng)護混凝土至設計強度等級的75%以上、放松預應力筋。先張法是通過混凝土與預應力筋之間的黏結力將預應力傳遞給構件,使得鋼筋混凝土構件受拉區(qū)的混凝土承受預壓應力。

先張法施工中常用的預應力筋有鋼絲和鋼筋。5.1.1臺座臺座是先張法施工中張拉和臨時固定預應力筋的支撐結構,它承受預應力筋的全部張拉力,因而要求臺座必須具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,以抵抗臺座破壞、變形和滑移,同時要滿足生產工藝要求。臺座按構造形式分為墩式臺座和槽式臺座。

5.1.1.1墩式臺座1.墩式臺座構造與類型墩式臺座由傳力墩、臺面和橫梁組成,如圖5-2所示。墩式臺座一次可生產多根預應力混凝土構件。

5.1.1.2槽式臺座槽式臺座由鋼筋混凝土壓桿、上下橫梁以及磚墻組成,如圖5-5所示。

為了便于構件運輸和蒸汽養(yǎng)護,槽式臺座一般低于地面,一磚厚的磚墻起擋土和保溫側墻作用。

槽式臺座長度為45~76m,其中45m長槽式臺座一次可生產6根6m長吊車梁(上下均有預應力張拉筋),76m長槽式臺座一次可生產10根6m長吊車梁或3榀24m長屋架。槽式臺座由于可自行平衡掉一部分張拉力矩,能夠承受較大的張拉力,同時也易于進行蒸汽養(yǎng)護。

由于臺座或鋼模承載能力有限,而且制造臺座或鋼模一次性投資大,先張法一般多用于預制廠生產中小型構件。5.1.2錨夾具錨夾具必須工作可靠,構造簡單,使用方便,即錨夾具應具有良好的自錨性、松錨性和安全的重復使用性能。錨夾具的自錨性:以少量的滑移(標準值3mm)換取可靠的錨固。錨夾具的自鎖性是錨塞在頂壓后具有不致回彈脫出的一種功能,能自錨的錨夾具一定能夠自鎖。根據錨夾具的工作特點將其分為張拉夾具和錨固夾具。張拉夾具和錨固夾具都是臨時性工具,均可回收再利用。5.1.2.1張拉夾具張拉夾具是將預應力筋與張拉機械連接起來,進行預應力張拉的工具。常用的張拉夾具有偏心式夾具、壓銷式夾具和套筒連接器。1.偏心式夾具偏心式夾具用于鋼絲的張拉。它由一對帶齒的月牙形偏心塊組成,如圖5-6所示。偏心塊可用工具鋼制作,其刻齒部分的硬度較所夾鋼絲的硬度大。這種夾具構造簡單,使用方便。而且隨著外力的增加,鋼絲越夾越緊。

2.壓銷式夾具壓銷式夾具是用于直徑12~16mm的HPB235~RRB400級鋼筋的張拉夾具。它由銷片和楔形壓銷組成,如圖5-7所示。銷片2、3有與鋼筋直徑相適應的半圓槽,槽內有齒紋用以夾緊鋼筋。當楔緊或放松楔形壓銷4時,便可夾緊或放松鋼筋。與偏心式夾具一樣,隨著外力的增加,鋼筋越夾越緊。3.套筒連接器套筒連接器是用于連接預應力筋與預應力筋或預應力筋與張拉機具的裝置,如圖5-8所示。5.1.2.2錨固夾具1.鋼絲夾具(1)圓錐形齒板式夾具和圓錐形三槽式夾具圓錐形齒板式夾具和圓錐形三槽式夾具是常用的兩種單根鋼絲夾具,適用于錨固直徑3~5mm的冷拔低碳鋼絲,也適用于錨固直徑5mm的碳素(刻痕)鋼絲。

這兩種夾具均由套筒與銷子組成,如圖5-9所示。套筒為圓柱形,開有圓錐形孔。銷子有兩種形式:一種是在圓錐形銷子上留有1~3個凹槽(分別適用?3、?4、?5型號的鋼筋),在凹槽內刻有細齒,即為圓錐形三槽式夾具;另一種是在圓錐形銷子上切去一塊,在切削面上刻有細齒,即為圓錐形齒板式夾具。

錨固時,將銷子凹槽對準鋼絲,或將銷子齒板面緊貼鋼絲,然后將銷子擊入套筒內,銷子小頭離套筒約0.5~1cm,靠銷子擠壓所產生的摩擦力錨固鋼絲,一次僅錨固一根鋼絲。(2)楔形夾具楔形夾具(圖5-10)由錨板與楔塊兩部分組成,楔塊的坡度為1∶15~1∶20,兩側面刻倒齒。錨板上留有楔形孔,楔塊打入楔形孔中,鋼絲就錨固于楔塊的側面,每個楔塊可錨固1~2根鋼絲。

楔形夾具適用于錨固直徑3~5mm的冷拔低碳鋼絲及碳素鋼絲。2.單根鋼筋夾具(1)圓套筒夾具①二片式夾具圓套筒二片式夾具適用于夾持12~16mm的單根冷拉HRB335~RRB400級鋼筋,由圓形套筒和圓錐形夾片組成,如圖5-11所示。圓形套筒內壁呈圓錐形,與夾片錐度吻合,圓錐形夾片為兩個半圓片,半圓片的圓心部分開成半圓形凹槽,并刻有細齒,鋼筋就夾緊在夾片中的凹槽內。錨固螺紋鋼筋時,不能錨固在縱肋上,否則易打滑。為了拆卸方便,可在套筒內壁及夾片外壁涂潤滑油。②三片式夾具圓套筒三片式夾具適用于夾持12~14mm的單根冷拉HRB335~RRB400級鋼筋,其構造基本與圓套筒二片式夾具構造相同,只不過夾片由三個半圓片組成。(2)螺絲端桿錨具螺絲端桿錨具適用于錨固直徑不大于36mm的冷拉HRB335、HRB400級鋼筋,由螺絲端桿、螺母和墊板組成。具體使用見5.2.1.1后張法中的錨具。(3)鐓頭錨具鐓頭錨具屬于自制的錨具。鋼絲的鐓頭是采用液壓冷鐓機進行的,鋼筋直徑小于22mm采用冷鐓方法,鋼筋直徑等于或大于22mm采用熱鍛成形方法。具體使用見5.2.1.1后張法中的錨具。(4)幫條錨具幫條錨具如圖5-12所示,幫條以采用與預應力筋同級別的鋼筋為宜。5.1.3張拉機械張拉預應力筋的機械要求工作可靠,操作簡單,能以穩(wěn)定的速率加荷。先張法施工中預應力筋可單根進行張拉或多根成組進行張拉。

常用的張拉機械有卷揚機設備和液壓設備,其中卷揚機設備張拉行程長,但張拉力小;液壓設備張拉行程短,但張拉力大。5.1.3.1卷揚機設備1.手動卷筒式張拉機手動卷筒式張拉機如圖5-13所示。該設備的優(yōu)點是設備簡單,便于自制,不需電力;缺點是效率低。2.電動卷筒式張拉機電動卷筒式張拉機是把慢速電動卷揚機裝在小車上制成的(圖5-14)。該設備的優(yōu)點是張拉行程大,張拉速度快。缺點是設備結構簡單,可控制性差。為了控制張拉力準確,張拉速度以≤1m/min為宜,張拉機與彈簧測力計配合使用時,宜裝行程開關進行控制,使達到規(guī)定的張拉力時能自動停車。3.電動螺桿張拉機電動螺桿張拉機可張拉預應力鋼筋或鋼絲,最大張拉力為300~600kN,張拉行程為800mm,張拉速度為≤1m/min。為了便于工作和轉移,可將其裝在帶輪的小車上。

電動螺桿張拉機見圖5-15。工作時頂桿支撐到臺座橫梁上,用張拉夾具夾緊預應力筋,開動電動機使螺桿向右側運動,對預應力筋進行張拉,達到控制應力要求時停車,并用預先套在預應力筋上的錨固夾具將預應力筋臨時錨固在臺座的橫梁上然后開倒車,使電動螺桿張拉機向前運動,完成張拉操作。電動螺桿張拉機運行穩(wěn)定,張拉控制力準確且易操作,螺桿有自鎖能力,張拉速度快,行程大。5.1.3.2油壓千斤頂

油壓千斤頂由于張拉力大,可張拉單根預應力筋或多根成組預應力筋。多根成組張拉時,可采用四橫梁裝置進行,如圖5-16所示。5.1.4先張法施工工藝先張法施工工藝如圖5-17所示。5.1.4.1預應力筋的張拉1.張拉控制應力的確定預應力筋的張拉控制應力按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010)規(guī)定取值,以確保張拉力不超過其屈服強度,使預應力筋處于彈性工作狀態(tài),對混凝土建立有效的預壓應力。張拉控制應力值見表5-1。2.張拉程序張拉程序如下:第一種張拉程序中,超張拉5%并持荷2min,再回到控制應力,是為了在高應力狀態(tài)下加速預應力筋松弛早期發(fā)展,盡量減少因預應力筋松弛所造成的預應力損失。

預應力筋在高應力作用下具有隨時間而增長的塑性變形性質:一方面,當鋼筋長度保持不變,鋼筋的應力會隨時間的增長而逐漸降低,這種現(xiàn)象稱為預應力筋的應力松弛;另一方面,當預應力筋應力保持不變,應變會隨時間的增長而逐漸增大,這種現(xiàn)象稱為預應力筋的徐變。預應力筋的松弛和徐變均會引起預應力筋中的應力損失,而這兩種損失往往又很難區(qū)分,故將這兩種損失統(tǒng)稱為預應力筋松弛損失σ14

（σL4

）。

預應力筋松弛所造成的預應力損失一般與σcon

和時間有關:在2min內完成損失的50%,1h內完成損失的70%,24h內預應力筋由松弛所造成的預應力損失基本完成,隨后漸慢,因此持荷2min起碼可以減少預應力筋由于松弛所引起的預應力損失50%;σcon越高,所造成的預應力損失越大。

第二種張拉程序中,超張拉3%,是為了彌補預應力筋的松弛損失,這種張拉程序施工簡單,一般現(xiàn)場多被采用。

以上兩種張拉程序理論上是等效的,可根據構件類型、預應力筋與錨具種類、張拉方法、施工速度等選用。

5.1.4.2混凝土的澆筑與養(yǎng)護1.混凝土的澆筑

預應力筋張拉完畢后即應澆筑混凝土?；炷恋臐仓淮瓮瓿?不允許留設施工縫。

混凝土的水灰比必須嚴格控制,以減少混凝土由于收縮和徐變而引起的預應力損失。預應力混凝土構件澆筑時必須振搗密實(特別是在構件的端部),以保證預應力筋和混凝土之間的黏結力,減少由于混凝土黏結力不足所造成的預應力損失。2.混凝土的養(yǎng)護

混凝土可采用自然養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護。

在臺座上用蒸汽養(yǎng)護時,預應力筋因溫度升高而膨脹,而臺座與地面或墊層相連,長度并無變化,因而引起預應力筋的預應力損失,這就是溫差引起的預應力損失σ13

（σL3

）。降溫時,混凝土已結硬并與鋼筋黏結成一個整體,由于兩者具有相同的溫度膨脹系數(shù),隨溫度降低而產生相同的收縮,所損失的σ13

無法恢復。為了減少這種溫差所造成的預應力損失,應采用二階段升溫養(yǎng)護法:即保證在混凝土強度養(yǎng)護至7.5MPa(配粗鋼筋)或10MPa(鋼絲、鋼絞線配筋)之前,溫差一般不超過20℃,之后則可按一般正常情況繼續(xù)升溫養(yǎng)護。

采用機組流水法用鋼模制作、蒸汽養(yǎng)護時,由于鋼模和預應力筋同樣伸縮,不存在因溫差而引起的預應力損失,可以采用一般加熱養(yǎng)護制度。5.1.4.3預應力筋放張

預應力筋放張過程是預應力的傳遞過程,應根據放張要求,確定合理的放張順序、放張方法及相應的技術措施。

1.放張要求

放張預應力筋時,混凝土強度必須符合設計要求。當設計無要求時,不得低于設計強度標準值的75%,且不得低于30MPa。對于重疊生產的構件,要求最上一層構件的混凝土強度不低于設計強度標準值的75%時方可進行預應力筋的放張。過早放張預應力筋會引起較大的預應力損失。

2.放張順序

預應力筋宜采取緩慢放張工藝,逐根進行或整體放張,預應力筋的放張順序應符合設計要求。當設計無專門要求時,應符合下列規(guī)定:(1)對承受軸心預壓力的構件(如壓桿、樁等),所有預應力筋應同時放張,如逐根放張,則最后幾根鋼絲將由于承受過大的拉力而突然斷裂,易使構件端部開裂。

(2)對承受偏心預壓力的構件,應先同時放張預壓力較小區(qū)域的預應力筋,再同時放張預壓力較大區(qū)域的預應力筋。

(3)當不能按上述規(guī)定放張時,應分階段、對稱、相互交錯地放張,以防止放張過程中構件發(fā)生翹曲、裂紋及預應力筋斷裂等現(xiàn)象。

(4)放張后預應力筋的切斷順序,宜由放張端開始,逐次切向另一端。5.2后張法施工

后張法施工(圖5-20)是在澆筑混凝土構件時,在放置預應力筋的位置預留孔道,待混凝土達到一定強度(一般不低于設計強度標準值的75%),將預應力筋穿入孔道中并按設計要求的張拉控制應力進行張拉,然后用錨具將預應力筋錨固在構件上,最后進行孔道灌漿。張拉力通過錨具傳遞給混凝土構件,使混凝土產生預壓應力。后張法施工由于直接在混凝土構件上進行張拉,不需要固定的臺座設備,不受地點限制,適用于在施工現(xiàn)場生產大型預應力混凝土構件,特別是不適宜運輸?shù)拇罂缍葮嫾?如柱、屋架等)。后張法施工工序較多,工藝復雜,錨具作為預應力筋的組成部分,將永遠留置在預應力混凝土構件上,不能重復使用,構件錨固端處理麻煩。

后張法施工常用的預應力筋有單根鋼筋、鋼筋束、鋼絲束、鋼絞線和鋼絞線束等。

5.2.1后張法施工的錨具和張拉機械5.2.1.1錨具

在后張法中預應力筋的錨具與張拉機械是配套使用的,不同類型的預應力筋形式采用不同的錨具,見表5-2。由于后張法構件預應力傳遞靠錨具,錨具必須具有可靠的錨固性能,足夠的剛度和強度,而且要求構造簡單,施工方便,預應力損失小。1.單根粗鋼筋錨具

單根粗鋼筋用作預應力筋時,張拉端采用螺絲端桿錨具,固定端采用幫條錨具或鐓頭錨具。(1)螺絲端桿錨具

螺絲端桿錨具適用于錨固直徑不大于36mm的冷拉HRB335、HRB400級鋼筋,由螺絲端桿、螺母和墊板組成,如圖5-21所示。螺絲端桿錨具既可用于固定端,也可用于張拉端,且使用方便。

螺絲端桿的長度一般為320mm,當預應力構件長度大于24m時,可根據實際情況增加螺絲端桿的長度,螺絲端桿的直徑按預應力筋的直徑對應選取,直徑大于預應力筋2~4mm,強度高于預應力筋的強度。螺絲端桿與預應力筋的焊接應在預應力筋冷拉前進行。螺絲端桿與預應力筋焊接后,用張拉夾具將其同張拉機械相連進行張拉,最后上緊螺母即完成對預應力筋的錨固。(2)幫條錨具(參見先張法圖5-12）

幫條錨具適用于冷拉HRB335、HRB400級鋼筋的錨固,主要用于固定端,由幫條和襯板組成,幫條宜采用與預應力筋同級別的鋼筋。

三根幫條與襯板相接觸的截面應在一個垂直平面上,三根幫條互成120°角,以免受力時造成預應力筋扭曲。幫條的焊接可在預應力筋冷拉前或冷拉后進行。

(3)鐓頭錨具

鐓頭錨具由鐓頭和墊板組成,如圖5-22所示。鐓頭一般是直接在預應力筋端部熱鐓、冷鐓或鍛打成形。鐓頭的直徑應為1.40d~1.50d(d為鋼絲直徑),高度應為0.95d~1.05d。2.鋼筋束(鋼絞線束)錨具

鋼筋束或鋼絞線束用作預應力筋時,張拉端采用JM型錨具,固定端采用鐓頭錨具。

(1)JM型錨具JM12型錨具用于錨固3~6根?12鋼筋束和5~6根?12鋼絞線束,由錨環(huán)和夾片組成(圖5-23),夾片呈扇形,用兩側的半圓槽錨著預應力筋,為增加夾片與預應力筋之間的摩擦,在半圓槽內刻有截面為梯形的齒痕,夾片背面與錨環(huán)內側均為光滑曲線,夾片背面的坡度與錨環(huán)一致。JM12型錨具具有良好的錨固性能,預應力筋滑移量比較小,施工方便,但其機械加工量大,成本較高。

JM5型錨具有JM5~6、JM5~7兩種規(guī)格,分別夾6和7根?5鋼絲,其造型與技術性能同JM12。(2)鐓頭錨具

鐓頭錨具適用于預應力鋼筋束固定端錨固,由固定板和帶鐓頭的預應力筋組成(圖5-24)。

鐓頭的直徑應為1.40d~1.50d(d為鋼絲直徑),高度應為0.95d~1.05d。(3)XM和QM型錨具XM和QM型錨具為大噸位群錨體系錨具,如圖5-25所示。XM和QM型錨具結構基本相似,每一組夾片形成一個獨立的錨固單元,一副夾片由三個夾片組成,不同點是其夾片開縫不同:XM為斜開縫;QM為直開縫。(4)KT-Z型錨具

這是一種可鍛鑄鐵錐形錨具,其構造如圖5-26所示?？捎糜阱^固直徑為12mm的鋼筋束或鋼絞線束。

KT-Z型錨具由錨環(huán)和錨塞組成,預應力鋼筋或鋼絞線束在錨環(huán)小口處形成彎折,鋼筋或鋼絞線束受力不佳,易咬傷鋼筋,同時產生預應力摩擦損失,且對鋼筋直徑要求較高,但錨具制造、使用簡單,制造成本相對獨立的夾片式要低。3.鋼絲束錨具

(1)錐形螺桿錨具

錐形螺桿錨具由錐形螺桿、套筒、螺帽和墊板組成(圖5-27),適用于錨固14、16、20、24、28根直徑5mm的碳素鋼絲束。錐形螺桿錨具的安裝方法:首先把鋼絲套上錐形螺桿的錐體部分,使鋼絲均勻整齊地貼緊錐體,然后安上套筒,用手錘將套筒均勻地打緊,并使螺桿中心與套筒中心在同一直線上,最后用拉伸機使螺桿錐體通過鋼絲擠壓套筒,使套筒發(fā)生變形,從而使鋼絲和錐形螺桿錨具的套筒、錐形螺桿錨成一個整體。

因為錐形錨具外徑較大,為了縮小構件孔道直徑,一般僅在構件兩端將孔道擴大。因此,鋼絲束錨具一端可事先安裝,另一端則要將鋼絲束穿入孔道后進行。圖5-28是錐形螺桿錨具與拉桿式千斤頂?shù)陌惭b示意圖。鋼質錐形錨具適用于錨固以錐錨式千斤頂(即雙作用或三作用千斤頂)張拉的鋼絲束,每束由12~24根直徑5mm的碳素鋼絲組成。鋼質錐形錨具由于鋼絲錨固呈輻射狀態(tài),彎折處受力較大,鋼絲受力狀況不佳,易咬傷鋼絲;且對鋼絲直徑要求較高,若直徑誤差較大,易造成細鋼絲滑動,嚴重時細鋼絲滑脫,若加大頂錨力,過大的頂錨力更易咬傷鋼絲,當然還會產生一定的預應力摩擦損失。但錨具制造簡單,價格低廉。(2)鋼質錐形錨具

鋼質錐形錨具由錨環(huán)和錨塞組成(圖5-29)。

錨塞表面刻有細齒槽,以防止被夾緊的預應力鋼絲滑動。錨固時,將錨塞塞入錨環(huán),頂緊,鋼絲就夾緊在錨塞周圍。(3)鋼絲束鐓頭錨具

鋼絲束鐓頭錨具一般用以錨固12~54根直徑5mm的碳素鋼絲。

圖5-30為鋼絲束鐓頭錨具,張拉端由錨杯1(DM5A型)和固定錨杯的螺母2組成;固定端采用錨板3(DM5B型)。錨杯的內外壁均有絲扣,內絲扣用于連接張拉螺桿,外絲扣用于擰緊螺母,以錨固鋼絲束。錨杯底部則為鉆孔的錨板,以固定帶有鐓粗頭的鋼絲,孔數(shù)與間距由鋼絲根數(shù)確定,并在此板中部留一灌漿孔,便于從端部預留孔道灌漿。4.鋼絞線錨具

(1)擠壓錨具

擠壓錨具的構造如圖5-31所示,由擠壓套、承壓板和螺旋筋組成。擠壓錨具應將套筒等零件組裝在鋼絞線端部,經專用設備擠壓而成。(2)壓花錨具

圖5-32所示的H形壓花錨具為鋼絞線錨具的一種,由壓花端(圖5-33)及螺旋筋組成。壓花端應由壓花機直接將鋼絞線在端部制作而成。5.2.1.2張拉機械1.拉桿式千斤頂

拉桿式千斤頂?shù)臉嬙烊鐖D5-34所示。

拉桿式千斤頂適用于張拉以螺絲端桿錨具為張拉錨具的粗鋼筋、以錐形螺桿錨具為張拉錨具的鋼絲束、以鐓頭錨具為張拉錨具的鋼絲束。

拉桿式千斤頂張拉預應力筋時,首先使連接器7與預應力筋11的螺絲端桿14相連接,頂桿8支撐在構件端部的預埋鋼板13上。高壓油進入主缸油嘴3時,則推動主缸活塞2向左移動,并帶動拉桿9和連接器以及螺絲端桿同時向右移動,對預應力筋進行張拉。達到張拉力時,立即擰緊預應力筋的螺帽10,將預應力筋錨固在構件的端部。然后高壓油再進入副缸油嘴6,推動副缸4使主缸活塞和拉桿向左移動,使其恢復初始位置。與此同時,主缸1的高壓油流回高壓油泵中去,完成一次張拉。

拉桿式千斤頂構造簡單,操作方便,應用范圍較廣。張拉力有400kN、600kN和800kN三級,張拉行程為150mm,其配套油泵為2B4/500型。

2.YC-60型穿心式千斤頂

YC-60型穿心式千斤頂張拉力為600kN,張拉行程為150mm,適用于張拉JM型錨具的鋼筋束或鋼絞線束,也可張拉KT-Z型錨具的鋼絞線,是我國預應力混凝土構件施工中應用最為廣泛的張拉機械。YC-60型穿心式千斤頂?shù)臉嬙旒肮ぷ鬟^程如圖5-35所示。5.2.2后張法施工工藝

后張法施工工藝如圖5-36所示。5.2.2.1孔道留設

孔道留設是后張法預應力混凝土構件制作中的關鍵工序之一。預留孔道的尺寸與位置應正確,孔道應平順。

孔道留設的方法有鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預埋波紋管法(一般用于曲線孔道或預應力密布構件)等。

1.鋼管抽芯法

鋼管抽芯法適用于留設直線孔道。鋼管抽芯法是預先將鋼管敷設在模板的孔道位置上,在混凝土澆筑后每隔一定時間慢慢轉動鋼管,防止它與混凝土粘住。選用的鋼管要求平直、表面光滑,鋼管用鋼筋井字架固定(圖5-37),間距不宜大于1.2m。每根鋼管的長度一般不超過15m,以便于轉動和抽管;構件較長時可采用兩根鋼管中間用套筒連接,其連接方法如圖5-37所示。

抽管時間與水泥品種、氣溫和養(yǎng)護條件有關。抽管宜在混凝土初凝后、終凝前進行,以用手指按壓混凝土表面不顯指紋時為宜。抽管過早,會造成坍孔事故;抽管太晩,混凝土與鋼管黏結牢固,抽管困難,甚至抽不出來。抽管順序宜先上后下進行。抽管方法可分為人工抽管和卷揚機抽管,抽管時必須速度均勻,邊抽邊轉并與孔道保持在一直線上,抽管后應及時做好孔道清理工作,以防止以后穿筋困難。

留設預留孔道的同時,還要在設計規(guī)定位置留設灌漿孔和排氣孔。一般在構件兩端和中間每隔12m左右留設一個直徑20mm的灌漿孔,在構件兩端各留一個排氣孔。留設方法:用木塞或白鐵皮管。2.膠管抽芯法

膠管抽芯法利用的膠管有5~7層的夾布膠管和鋼絲網膠管,應將它預先敷設在模板中的孔道位置上,膠管每間隔不大于0.5m距離用鋼筋井字架予以固定。

(1)采用夾布膠管預留孔道時,膠管兩端設有密封裝置(圖5-38),混凝土澆筑前夾布膠管內充入壓縮空氣或壓力水,工作壓力600~800kPa,使管徑增大3mm左右,然后澆筑混凝土,待混凝土初凝后放出壓縮空氣或壓力水,待管徑自然縮小和混凝土脫離開,抽出夾布膠管。

(2)采用鋼絲網膠管預留孔道時,由于鋼絲網膠管質地堅硬,膠管內無須充入壓縮空氣或壓力水,預留孔道的方法和鋼管抽芯法相同。并且膠管同時又具有一定的彈性,因此抽管時在拉力作用下管徑縮小和混凝土脫離開,即可將鋼絲網膠管抽出。

膠管抽芯法預留孔道,混凝土澆筑后不需要旋轉膠管,抽管的時間一般以200℃·h為準(例如溫度為25℃時,混凝土澆筑后8h即可抽管),抽管時宜先上后下,先曲后直。又由于膠管便于彎曲,膠管抽芯法既適用于直線孔道留設,也適用于曲線孔道留設。

膠管抽芯法的灌漿孔和排氣孔的留設方法同鋼管抽芯法。3.預埋波紋管法

預埋波紋管法就是利用與孔道直徑相同塑料或金屬波紋管埋入混凝土構件中,無須抽出,因其省去抽管工序,且孔道留設的位置、形狀也易保證,多用于預應力筋密布構件。

金屬波紋管是由鍍鋅薄鋼帶(厚0.3mm)經壓波后卷成,波紋使得波紋管徑向具有一定的剛度,軸向又具有一定的彈性,可制作直線或曲線形孔道。波紋管具有重量輕、剛度好、彎折方便、連接簡單、摩阻系數(shù)小、與混凝土黏結良好等優(yōu)點。波紋管外形按照每兩個相鄰的折疊咬口之間波紋的數(shù)量分為單波紋和雙波紋,如圖5-39所示。5.2.2.2預應力筋的張拉

預應力筋張拉時,構件的混凝土強度應符合設計要求;如設計無要求時,混凝土強度不應低于設計強度等級的75%。對于拼裝的預應力構件,其拼縫處混凝土或砂漿強度如設計無要求時,不宜低于塊體混凝土設計強度等級的40%,且不低于15MPa。

對于直線孔道,預應張拉力作用線與孔道中心線重合;對于曲線孔道,預應張拉力作用線與中心線末端的切線重合。圓形金屬波紋管接長時,可采用大一規(guī)格的同波型波紋管作為接頭管,接頭管長度可取其直徑的3倍,且不宜小于200mm,兩端旋入長度宜相等,且兩端應采用防水膠帶密封,如圖5-40所示。同理也可用密封膠帶修補開裂或扎漏的波紋管。1.預應力損失(1)預應力筋由于錨具變形和預應力筋內縮引起的預應力損失σl1（σL1）

直線預應力筋當張拉到σcon

后錨固在臺座或構件上時,由于錨具、墊板與構件之間的縫隙被擠緊,或由于鋼筋和楔塊在錨具內的滑移,使得被拉緊的鋼筋松動回縮而引起預應力損失σl1(N/mm2),該損失主要發(fā)生在后張法,先張法中也有發(fā)生,但平攤到各個構件后損失值不大,一般情況忽略不計。

(2)預應力筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失σl2（σL2）

后張法張拉直線預應力筋時,由于孔道不直、孔道尺寸偏差、孔壁粗糙,或鋼筋不直、預應力筋表面粗糙等原因,使預應力筋在張拉時與孔壁接觸而產生摩擦阻力,這種摩擦阻力距離預應力筋張拉端越遠,影響越大。因而使構件每一截面上實際建立的預應力逐漸減小,這種應力損失稱為因摩擦引起的預應力損失,用σl2

表示,該損失只發(fā)生在后張法。

(3)混凝土蒸汽養(yǎng)護時,溫差引起的預應力損失σl3（σL3

）

由于構件進行蒸汽養(yǎng)護,升溫時,新澆的混凝土尚未結硬,預應力筋受熱自由膨脹,但兩端的臺座與地面或墊層相連,是固定不動的,亦即距離保持不變,因而,張拉后的預應力筋松弛,產生預應力損失σl3,該損失只發(fā)生在先張法。(4)預應力筋應力松弛引起的預應力損失σl4（σL4）

預應力筋在高應力作用下具有隨時間而增長的塑性變形性質。預應力筋的松弛和徐變均會引起預應力筋中的應力損失,而這兩種損失往往又很難區(qū)分,故將這兩種損失統(tǒng)稱為預應力筋松弛損失σl4。詳情請見先張法5.1.4.1預應力筋的張拉。

(5)混凝土收縮、徐變引起預應力筋的預應力損失σl5（σL5

）

一般溫度條件下,混凝土在結硬時會發(fā)生體積收縮,而在預應力作用下,沿壓力方向發(fā)生徐變。它們均使構件的長度縮短,預應力筋也隨之內縮,造成預應力損失。收縮與徐變雖是兩種性質完全不同的現(xiàn)象,但二者的影響因素、變化規(guī)律較為相似,不易區(qū)分,故將這兩項預應力損失合在一起考慮。

上述5項預應力損失,有的只發(fā)生在先張法構件中,有的只發(fā)生在后張法構件中,有的在兩種構件中均有發(fā)生。預應力構件預應力損失值宜按表5-3的規(guī)定進行組合,以建立預應力那一瞬間為界,以前稱為第一批損失,以后稱為第二批損失。2.預應力筋的張拉控制應力

預應力筋的張拉控制應力見先張法。

3.張拉程序

張拉程序見先張法。

4.后張法張拉預應力筋應注意的問題

(1)預應力筋的張拉順序

預應力筋的張拉順序是對稱張拉,預應力筋的張拉應使混凝土不產生超應力、構件不扭轉與側彎、結構不變位等。圖5-43為預應力混凝土屋架下弦桿與吊車梁的預應力筋張拉順序。(2)配有多根預應力筋時的張拉順序

對配有多根預應力筋的預應力混凝土構件,如果多根預應力筋不能同時張拉,則應該分批、對稱地進行張拉。

分批張拉時,要考慮后批預應力筋張拉時對混凝土產生的彈性壓縮,引起前批已張拉的預應力筋應力值降低,造成預應力損失,所以對前批張拉的預應力筋的張拉應力應相應增加這個損失值(σs)。由力相等得σcAn=(σcon-σ1)Ap式中Es———鋼筋的彈性模量（N/mm2）;Ec———混凝土的彈性模量（N/mm2）;σ1———預應力筋第一批的應力損失值（N/mm2）;Ap———后批張拉的預應力筋截面面積（mm2）;An———混凝土構件的凈截面面積(包括構造鋼筋的折算面積)（mm2）。(3)平臥疊澆的預應力混凝土構件產生的預應力損失

上層構件的重量產生的水平摩阻力,會阻止下層構件在預應力筋張拉時混凝土彈性收縮的自由變形,待上層構件起吊后,摩阻力影響的消失會增加混凝土彈性壓縮的變形,從而引起預應力損失。該損失值隨構件形式、隔離層和張拉方式的不同而不同,其變化差異較大。

為了盡可能地減少這種損失,采取的措施如下:

①在工程實踐中可改善隔離層性能、限制重疊層數(shù)(3~4層);②逐層加大超張拉力(自上而下)的方式來彌補該預應力損失:

從上至下逐層加大超張拉力時,底層的混凝土構件預應力筋的張拉力不允許超過頂層的預應力筋張拉力:預應力筋為鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋,應鋼種先張法后張法碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線0.80fptk0.75fptk冷拔低碳鋼絲、熱處理鋼筋0.75fptk0.70fptk冷拉熱軋鋼筋0.95fptk0.90fptk表5-4超張拉最大應力小于5%(例如最上一層保持原張拉力、倒數(shù)第二層增加2%、倒數(shù)第三層增加4%、最下層增加5%);預應力筋為冷拉熱軋鋼筋,應小于9%。且不允許超過超張拉最大控制應力σ超conmax見表5-4。

③改善構件之間的隔離層性能(各層之間鋪塑料膜或砂)。(4)預應力筋與預留孔道摩擦引起的損失

為減少預應力筋與預留孔道摩擦引起的損失,采取的張拉方式見表5-5。5.2.2.3孔道灌漿

預應力筋張拉錨固后,孔道應及時灌漿以防止預應力筋銹蝕,且增加結構的整體性和耐久性。灌漿用水泥漿的水泥宜采用強度等級不低于42.5的普通硅酸鹽水泥;外加劑中不應含有對預應力筋或水泥有害的成分。1.孔的設置

預應力孔道應根據工程特點設置排氣孔、泌水孔及灌漿孔,排氣孔可兼做泌水孔或灌漿孔,并應將所有最高點的排氣孔依次放開和關閉,以保證孔內排氣通暢。

當曲線孔道波峰和波谷的高差大于300mm時,應在孔道波峰設置排氣孔或泌水管,排氣孔間距不宜大于30m;當排氣孔兼做泌水孔時,其外接管道伸出構件頂面長度不宜小于300mm,與灌漿孔對應的另一端封閉,水氣由排氣孔排出。

2.灌漿順序

灌漿順序應先下后上,以避免上層孔道漏漿流入下層孔道將下層孔道堵塞。灌漿從構件一端向另一端進行(直線孔道),也可以從兩端往中間進行。曲線孔道可以從中間(最低點)往兩端灌漿。5.2.2.4拆模

對于后張法預應力結構構件,側模宜在預應力張拉前拆除,承重模板及支架的拆除應該按施工技術方案執(zhí)行,當無具體要求時,不應該在結構構件建立預應力前拆除。本章小結

1.槽式臺座由于可自行平衡掉一部分張拉力,能夠承受較大的張拉力,同時也易于進行蒸汽養(yǎng)護。

2.由于先張法中混凝土收縮所造成的預應力損失要高于后張法,先張法中的控制應力值要略高于后張法,而實際二者最終建立的預應力值差不多。3.為了減少溫差所造成的預應力損失,應采用二階段升溫養(yǎng)護法,即保證在混凝土強度養(yǎng)護至7.5MPa(配粗鋼筋)或10MPa(鋼絲、鋼絞線配筋)之前,溫差一般不超過20℃,之后則可按一般正常情況繼續(xù)升溫養(yǎng)護。

4.孔道留設的方法有鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預埋波紋管法等。鋼管抽芯法適用于留設立線孔道。膠管抽芯法既適用于直線孔道留設,也適用于曲線孔道留設。預埋波紋管法就是利用與孔道直徑相同的金屬管埋入混凝土構件中,無須抽出,因其省去抽管工序,且孔道留設的位置、形狀也易保證,故多用于預應力筋密布構件。

5.當配有多根預應力筋,分批進行張拉時,要考慮后批預應力筋張拉對混凝土產生的彈性壓縮,引起前批已張拉的預應力筋應力值降低,造成預應力損失,所以對前批張拉的預應力筋的張拉應力應相應增加這個損失值。

6.無黏結預應力技術借助兩端的錨具傳遞預應力,施工時不需要預留孔道、穿筋、灌漿等工序,施工簡便,工期短,摩擦損失小,預應力筋易彎成多跨曲線形狀等,但對錨具錨固能力要求較高。

第6章結構安裝工程

本章概要1.起重機械的類型、性能參數(shù)、特點及適用范圍。2.單層工業(yè)廠房構件的吊裝工藝。3.單層工業(yè)廠房結構吊裝起重機類型、型號的選擇。4.單層工業(yè)廠房結構吊裝方法,起重機開行路線及構件的平面布置。6.1起重設備

結構安裝工程中常用的起重設備有桅桿式起重機、自行桿式起重機和塔式起重機三大類。

6.1.1桅桿式起重機

桅桿式起重機一般多用于使用比較先進的起重工具不能有效合理吊裝的情況下,或缺乏比較先進的吊裝機械設備時,且安裝工程量比較集中,而構件又較重的工程。

桅桿式起重機的結構簡單、輕便,具有較大的提升高度和幅度,易于拆卸和安裝。缺點是占地較大,移動不便,在過于狹窄的場所使用受到限制。同時,豎立這種起重機必須建筑基礎,以便起重機的底座下具有足夠承受底座軸向支點的壓力。此外,移動位置費工費時,故安裝位置必須全面考慮,周密安排。

桅桿式起重機包括：牽纜式桅桿起重機（圖6-1）、懸臂式桅桿起重機圖6-3）、斜撐式桅桿起重機圖6-2）。

6.1.2自行桿式起重機自行桿式起重機類型及特點見表6-1。6.1.2.1履帶式起重機目前,在裝配式結構施工中,特別是單層工業(yè)廠房結構安裝中,履帶式起重機得到廣泛的使用。常用履帶式起重機的外形如圖6-4所示。

履帶式起重機主要技術性能包括三個參數(shù):起重量Q、起重半徑R及起重高度H。其中,起重量Q為額定值：指起重機安全工作所允許的最大起重重物的質量(不包括吊鉤、滑輪組的質量);起重半徑R指起重機回轉軸線至吊鉤中心的水平距離;起重高度H指起重機吊鉤中心至停機地面的垂直距離。起重量Q、超重半徑R、起重高度H這三個參數(shù)之間存在相互制約的關系。每一種型號的起重機都有幾種臂長,當起重臂長L一定時,隨起重臂仰角α的增大,起重量Q和起重高度H增大,而起重半徑R減小;當起重臂仰角α一定時,隨著起重臂長L增加,起重半徑R及起重高度H增加,而起重量Q減小。6.1.2.3輪胎式起重機輪胎式起重機是把起重機構安裝在加重型輪胎和輪軸組成的特制底盤上的一種全回轉式起重機,是專用起重機。其上部構造與履帶式起重機基本相同,為了保證安裝作業(yè)時機身的穩(wěn)定性,工作時設有四個可伸縮的支腿支撐于地面。在平坦地面上可不用支腿進行小起重量吊裝且低速行駛,如圖6-7所示。

6.1.2.2汽車式起重機汽車式起重機是把起重機構安裝在普通載重汽車或專用汽車底盤上的一種自行式起重機。起重臂的構造形式有桁架臂和伸縮臂兩種。其機動性很好,可以與普通汽車編隊行駛。其行駛的駕駛室與起重操縱室是分開的,如圖6-6所示。6.1.3塔式起重機塔式起重機具有豎直的塔身,起重臂安裝在塔身頂部與塔身組成“?！毙?使塔式起重機具有較大的工作空間。塔式起重機的安裝位置能夠最大限度地靠近施工的建筑物,有效工作半徑較其他類型起重機大。塔式起重機種類繁多,主要用于多層及高層建筑工程施工。塔式起重機按其行走機構、回轉方式、變幅方式、起重能力等分為多種類型,各類型起重機的特點參見表6-4。常用的塔式起重機的類型有軌道式塔式起重機(上旋和下旋式)、爬升式塔式起重機、附著式塔式起重機。

6.1.3.1軌道式塔式起重機軌道式塔式起重機是在多層房屋施工中應用廣泛的一中起重設備，由于它是在軌道上行駛,又稱自行式塔式起重機。這種起重機可負荷行駛,有的只能在直線軌道上行駛,有的可沿“L”形或“U”形軌道行駛。軌道式塔式起重機由于整機在軌道上行駛,穩(wěn)定性差,因此（相對于固定式塔式起重機）起重量、起重高度和起重半徑都受到限制。圖6-8和圖6-9。6.1.3.2爬升式塔式起重機爬升式塔式起重機是自升式塔式起重機的一種,一般情況下將它安裝在高層（裝配式）結構的電梯井、樓梯間或特設開間內,每2~3層樓向上爬升一次。這類起重機主要用于高層(10層以上)框架結構安裝,由于整機高只有20m左右,其特點是機身體積小、重量輕、安裝簡單,適于現(xiàn)場狹窄的高層建筑結構安裝,其缺點是安裝部位必須最后施工,起重機拆卸困難。6.1.3.3附著式塔式起重機附著式塔式起重機是固定在建筑物近旁混凝土基礎上的起重機械,它可借助頂升系統(tǒng)隨著建筑物的增高而自行向上接高和向下拆卸。為了減小塔身的自由長度,增加其穩(wěn)定性,規(guī)定每隔10~20m將塔身與建筑物用錨固裝置連接起來(圖6-11),這種塔式起重機宜用于高層建筑施工，目前廣泛使用。

6.1.3.4現(xiàn)代化塔式起重機

F0/23B塔式起重機是從法國POTAIN公司引進的先進技術,按照POTAIN公司的產品設計、制造工藝、檢驗技術等生產的塔式起重機。6.3單層工業(yè)廠房結構吊裝

單層工業(yè)廠房大多采用裝配式鋼筋混凝土結構(重型廠房采用鋼結構),如圖6-18所示。其主要承重構件除基礎為現(xiàn)澆構件外,其他構件(柱、吊車梁、基礎梁、屋架、天窗架、屋面板等)均為預制構件。根據構件尺寸和重量及運輸構件的能力,預制構件中較大型的柱、屋架等一般在施工現(xiàn)場就地制作;中小型的吊車梁、過梁、連系梁等多集中在工廠制作,然后運送到現(xiàn)場安裝。單層工業(yè)廠房施工中的主導工種是結構吊裝。

單層工業(yè)廠房主要構件有柱、吊車梁、屋架和屋面板。①柱:因一般設置牛腿,又叫牛腿柱,柱底與基礎相連,柱頂與屋架焊接連接,

與屋架組成排架結構。柱有矩形柱、工字形柱、雙肢柱等。②吊車梁:放在柱的牛腿上,與牛腿采用焊接連接。③屋架:與柱頂焊接連接。④屋面板:與屋架焊接連接,多采用大型屋面板。如圖6-13所示,F0/23B塔式起重機是一種綜合型起重機,它是上回轉、小車變幅、自升式塔式起重機,同時具有軌道行走式、固定附著式、內爬升式三種使用功能,是國際上先進的塔式起重機之一。6.3.1構件吊裝前的準備工作吊裝前的準備工作包括清理及平整場地,鋪設道路,敷設水電管線,準備吊具、索具,構件的運輸、就位、堆放、拼裝與加固、檢查、彈線、編號,基礎的準備等。6.3.1.3構件的質量檢查、彈線及編號1.質量檢查

為保證工程質量,在構件吊裝前對全部構件要進行一次全面的質量檢查。檢查的主要內容有:(1)構件的型號、數(shù)量、外形尺寸、預埋件位置及尺寸、構件混凝土的強度以及構件有無損傷、變形、裂縫等。(2)構件混凝土的強度應不低于設計規(guī)定的吊裝強度。

2.彈線(1)柱應在柱身的三個面上彈出幾何中心線(兩個寬面一個窄面),作為吊裝基準線。對于工字形截面柱除應彈出幾何中心線外,還應在其翼緣部分彈一條與中心線平行的線,以避免校正時產生觀測視差。此外,在柱頂面和牛腿頂面上要彈出屋架及吊車梁的吊裝準線,如圖6-22所示。(2)屋架應在上弦頂面彈出幾何中心線,并從跨中央向兩端分別彈出天窗架,屋面板或檁條的吊裝準線;在屋架的兩個端頭彈出屋架的縱、橫吊裝準線。(3)吊車梁應在兩端面及頂面彈出幾何中心線作為吊裝準線。3.編號在對構件彈線的同時,應按設計圖紙將構件逐個編號,并標志在明顯部位;對于上下、左右難以分辨的構件應加以注明。6.3.1.4基礎的準備裝配式混凝土柱一般為杯形基礎,杯形基礎是單層工業(yè)廠房中唯一現(xiàn)澆的構件,在澆筑杯形基礎時,應保證定位軸線及杯口尺寸準確。杯底找平也叫杯底抄平,如圖6-23所示。對杯底找平時,先要測出杯底原有標高(小柱測中間一點,大柱測四個角點),量測柱從柱腳至牛腿頂面的實際長度l1,以及相應的杯底實際標高,再計算柱牛腿頂面的設計標高與杯底實際標高之間的距離l2:

兩種情況進行比較,考慮方便施工(截柱較麻煩)一般選擇前者,因此在一開始現(xiàn)澆杯基時就有意將杯底做低50mm。已知l1、l2,計算出杯底應調整的高度值l2-l1,并在杯口內標出,用水泥砂漿或細石混凝土填抹墊平至所需要的標高處。

例如:測出杯底原有標高為-1.2m,牛腿頂面的設計標高是+7.8m,故l2=7.8+1.2=9.0m,而柱腳至牛腿面的實際長度為l1=8.98m,則杯底標高的調整值Δh=9.0-8.98=0.02m,即杯底應調整加高20mm。6.3.2構件吊裝工藝裝配式單層廠房的結構構件有柱、吊車梁、連系梁、地基梁、托架、屋架、天窗架、屋面板、支撐系統(tǒng)等。構件的吊裝程序:綁扎、起吊、對位、臨時固定、校正及最后固定。

6.3.2.1柱的吊裝單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱一般均為現(xiàn)場預制,其截面形式有矩形、工字形、雙肢形等。1.柱的綁扎綁扎柱子常用的工具為吊索(又稱千斤繩)和卡環(huán)(又稱卸甲)。此外,還有各種專用的吊具,如鐵扁擔、吊索、卡環(huán)等。為使在高空中脫鉤方便,盡量采用活絡式卡環(huán)。為避免起吊時吊索磨損構件表面,要在吊索與構件之間墊以麻袋或木板(薄木片)。(1)柱子的綁扎點數(shù)目和位置綁扎點數(shù)目視柱子的外形、長度、配筋和起重機性能確定:中、小型柱子,可以綁扎一點;重型柱子或配筋少而細長的柱子(如抗風柱),為防止起吊過程中柱身斷裂,須綁扎兩點。綁扎點位置應使兩根吊索的合力作用點高于柱子重心。對于有牛腿的柱,綁扎點位置常選在牛腿下。工字形柱和雙肢柱,綁扎點應選在實心處(工字形柱的矩形截面處和雙肢柱的平腹桿處),否則應在綁扎位置用方木墊平。(2)常用的綁扎方法按柱起吊后柱身是否豎直,分為斜吊綁扎法和直吊綁扎法。①斜吊綁扎法當柱子的寬面抗彎能力滿足吊裝要求,柱身較長,起重桿長度不足時,可采用一點綁扎斜吊法。這種方法的特點是直接把柱子在平臥的狀態(tài)下,從底模上吊起,不需要翻身,也不用鐵扁擔,其次,柱身起吊后呈傾斜狀態(tài),吊索在柱子寬面的一側,起重鉤可低于柱頂,起重高度可以較小。但因柱身傾斜,就位時對正比較困難,如圖6-24所示。②直吊綁扎法

當柱平放起吊的抗彎強度不足時,需要將柱翻身,然后起吊,可采取圖6-25所示的直吊法。采用這種方法,柱吊起后呈豎直狀態(tài),其特點是柱翻身后剛度大,抗彎能力強,起吊后柱與基礎杯底垂直,容易對位。直吊法一般應用橫吊梁(鐵扁擔),起重鉤超過柱頂,需要起重機的起重高度比較高,起重臂比較長。2.柱的起吊

當混凝土強度達到75%混凝土強度標準值以上時方可吊裝。柱子的吊裝方法根據柱子重量、長度、起重機性能和現(xiàn)場施工條件而定,有單機吊裝和雙機抬吊,采用單機吊裝時有旋轉法和滑行法。(1)單機吊裝旋轉法

旋轉法吊裝柱時,柱的平面布置要做到三點共弧,即綁扎點、柱腳中心、杯口中心三點共弧,且在以起重半徑R為半徑的圓弧上,柱腳靠近杯口。起吊時起重機可不移動,起重臂邊升鉤,邊回轉。在柱直立前,柱腳不動,柱繞柱腳旋轉,柱頂隨起重機回轉及吊鉤上升而逐漸上升,使柱在柱腳位置豎直。然后起重機把柱吊離地面20~30cm,回轉起重臂把柱吊至杯口上方,插入杯口(圖6-26)。

當柱子三點共弧布置有困難時,可采取兩點共弧,即綁扎點與杯口中心、杯口中心與柱腳中心兩點共弧,圓弧半徑即為起重機的起重半徑。

注意:旋轉法吊裝柱時,起重臂仰角不變,起重機位置不變,僅一邊旋轉起重臂,一邊上升吊鉤,柱腳的位置在旋轉過程中是不移動的。

旋轉法吊裝柱特點:柱受振動小,生產效率高,但對起重機的機動性要求較高,柱布置時占地面積較大,適用于中小型柱的吊裝。(2)單機吊裝滑行法

采用滑行法吊裝柱時,柱的平面布置要做到綁扎點、杯口中心兩點共弧,且在以起重半徑R為半徑的圓弧上,綁扎點靠近杯口中心。這樣在柱起吊時,起重臂不動,起重鉤上升,柱頂上升,柱腳沿地面向杯口中心滑行,直至柱豎直。然后,起重臂稍作旋轉,將柱吊至柱杯口上方,插入杯口(圖6-27(a))?；蟹ǖ跹b柱特點:在滑行過程中,柱子受阻振動,但對起重機的機動性要求較低(起重機只升鉤,起重臂不旋轉)。為了減少滑行阻力,可在柱腳下面設置托木、滾筒,如圖6-27(b)所示。這種方法宜在不能采用旋轉法時采用。3.柱的對位與臨時固定

使柱的吊裝準線對準杯口頂面的吊裝準線,將柱子插入杯口,柱子插入杯口后,應使柱身大體垂直。在柱腳離杯30~50mm時開始對位。對位時,先在柱基礎四邊各放兩塊楔塊(共8塊),如圖6-28所示。對位后,將8塊楔塊略加打緊,放松吊鉤,讓柱靠自重沉至杯底。再檢查吊裝中心線對準的情況,若已符合要求,立即將楔塊打緊,將柱臨時固定。注意:打緊楔塊時,應兩人同時在柱子的兩側對稱打,以防柱腳移動。吊裝重型、細長柱時,即當柱基礎的杯口深度與柱長之比小于1/20,或柱具有較大牛腿時,僅靠柱腳處的楔塊將不能保證臨時固定的穩(wěn)定,這時則應采取增設臨時纜風繩或加斜撐等措施來加強柱臨時固定的穩(wěn)定性。4.柱的校正

柱吊裝以后要做平面位置、標高及垂直度的校正。柱的平面位置在柱的對位時已校正好,柱的標高在柱基礎杯底找平時已控制在允許范圍內,故柱吊裝后主要是垂直度的校正。(1)柱垂直度的檢查方法

當有經緯儀時,可用兩臺經緯儀從柱相鄰的兩邊去檢查柱吊裝中心線的垂直度,一臺設置在橫軸線上,另一臺設置在與縱軸線成不大于15°角的位置上。如果經緯儀位置合適,一次最多可以檢查三根柱子,如圖6-29所示。當沒有經緯儀時,也可用線錘檢查。(2)柱垂直度的校正方法當偏差值較小時,可用打緊或稍放松楔塊的方法來糾正(適用于校正10t以下的柱子);當偏差值較大時,則可用螺旋千斤頂平頂法、螺旋千斤頂斜頂法、撐桿校正法、千斤頂立頂法及纜風繩校正法等方法進行校正。①螺旋千斤頂平頂法螺旋千斤頂又叫絲杠千斤頂,是在杯口水平放置螺旋千斤頂,操縱千斤頂,給柱身施加一水平力,使柱子繞柱腳轉動而垂直,如圖6-30所示。②螺旋千斤頂斜頂法在杯口放一千斤頂,千斤頂下部坐在用鋼板焊成的斜向支座上,頭部頂在混凝土柱身的一個預留的或后鑿的凹槽上,操作千斤頂,給柱身施加一斜向力,使柱身繞柱腳轉動而垂直,如圖6-31所示。③撐桿校正法撐桿校正法又叫鋼管支撐斜頂法,是采用撐桿校正器對柱進行校正。撐桿校正器(圖6-32)的撐桿是外徑為75mm、長約6m的鋼管,兩端裝有螺桿,兩端螺桿上的螺紋方向相反,因此,轉動鋼管時,撐桿可以伸長或縮短。撐桿的上端鉸接一塊頭部摩擦板,頭部摩擦板與柱身接觸的一面有齒槽,以增大與柱身的摩擦力,下部吊有一個套在柱身上的鐵環(huán),即用一根短鋼絲繩和一個卡環(huán),將頭部摩擦板固定在柱身的一定位置上。④千斤頂立頂法通過千斤頂給柱身施加一個豎向力,使柱身繞柱腳轉動而垂直,圖6-33所示為用此法校正雙肢柱的情況,在校正前需要對千斤頂頂著的雙肢柱橫梁進行強度驗算。此法可用于校正300kN(30t)以上的重型柱子。⑤纜風繩校正法如果柱子用纜風繩做臨時固定,可用纜風繩來糾正柱的垂直偏差,方法是拉緊柱一邊的纜風繩,同時放松另一邊的纜風繩。由于柱的回彈影響,用纜風繩來校正柱的偏差時,往往要考慮多拉偏一點。(3)校正要點及注意事項①應先校正偏差大的,后校正偏差小的,如果兩個方向偏差數(shù)字相近,則先校正小面,后校正大面。②校正時,不要一次將一個方向的偏差完全校好,因為在校正另一方向時會影響已校正過的那個方向,校正是需要來回多次進行的,校正好一個方向后,稍打緊兩面相對的四個楔塊,再校正另一個方向。③柱子在兩個方向的垂直度都校正好后,應再復查平面位置,如偏差在5mm以內,則打緊八個楔塊,同時還可在杯口和柱空隙的底部填入部分石塊將柱腳卡死,保證柱的平面位置與垂直度不再變動。④由于陽光照射,使柱子陽面溫度較陰面高,柱子向陰面彎曲,使柱頂有一個水平位移,該水平位移值與溫差數(shù)值、柱子長度及厚度尺寸等因素有關,一般為3~10mm,有些特別細長的柱子可達30mm及以上。因此對特別細長柱的校正要考慮溫差的影響,小于10m的柱可不考慮。為了降低這種影響,可以利用陰天、早晚等受陽光影響較小的時候進行柱子的校正工作,也可根據經驗,采取預留偏差的辦法解決。5.柱的最后固定柱子采用澆灌細石混凝土的方法最后固定,為防止柱在校正后受大風影響或楔塊變形使柱子產生新偏差,灌縫工作應在校正后立即進行,灌縫時應將柱底雜物清理干凈,并要灑水濕潤。

灌細石混凝土(強度等級比柱強度等級高一級)要分兩次進行:第一次灌至楔塊底,第二次待細石混凝土強度達到25%后,拔去楔塊,再灌滿混凝土(圖6-34)。

6.3.2.2吊車梁的吊裝由于吊車梁的高度小、長度小,且結構對稱,一般采用平吊法。吊車梁的吊裝必須在柱子杯口二次灌注混凝土的強度達75%設計強度后進行。1.綁扎、起吊、就位與臨時固定

吊車梁吊起后應基本保持水平,因此其綁扎點應對稱地設在梁的兩側,吊鉤應對準梁的重心,如圖6-35所示。在梁的兩端應綁扎溜繩以控制梁的轉動,避免懸空時碰撞柱子。

吊車梁對位時應緩慢降鉤,使吊車梁端部與柱牛腿面的橫軸線對準。在對位過程中不宜用撬棍順縱軸方向撬動吊車梁。因為柱子順縱軸方向的剛度較差,撬動后會使柱頂產生偏移。

在吊車梁安裝過程中應用經緯儀或線錘校正柱子的垂直度,若產生了豎向偏移,應將吊車梁吊起重新進行對位,以消除柱的豎向偏移。吊車梁本身的穩(wěn)定性較好,一般對位后無須采取臨時固定措施,起重機即可松鉤移走。當梁高與底寬之比大于4時,可用8號鐵絲將梁捆在柱上,以防傾倒。

2.校正、最后固定吊車梁吊裝后,需要校正標高、平面位置和垂直度。在進行杯形基礎杯底抄平時,已對牛腿面至柱腳的高度做過測量和調整,如吊車梁的標高存在少許誤差,可待安裝吊車軌道時,在吊車梁面上抹一層砂漿找平層即可。吊車梁的平面位置和垂直度的校正,一般不是吊裝一根吊車梁后立即加以校正,而是在整個車間的結構構件,即屋蓋系統(tǒng)吊裝后校正。但較重的吊車梁,由于摘鉤后校正困難,則可邊吊邊校。

檢查吊車梁吊裝中心線偏差的方法常用的有以下幾種。(1)通線法根據柱的定位軸線,在車間兩端地面定出吊車梁定位軸線的位置,打下木樁,并設置經緯儀。用經緯儀先將車間兩端的四根吊車梁位置校正準確,并用鋼尺檢查兩列吊車梁之間的跨距是否符合要求。然后在四根已校正的吊車梁端部設置支架(或墊塊),約高200mm,根據吊車梁的定位軸線拉鋼絲通線,并懸重物拉緊,然后逐根檢查并撥正(用撬棍)吊車梁(圖6-36),使其中心線與鋼絲重合。這種方法適用于吊車梁數(shù)量不多的情況。(2)平移軸線法在柱列邊設置經緯儀,逐根將杯口上柱的吊裝中心線投影到吊車梁頂面處的柱身上,并做出標記。若柱吊裝中心線到定位軸線的距離為a,則標記距吊車梁定位軸線應為λ-a(λ為柱定位軸線到吊車梁定位軸線之間的距離,一般λ=750mm)?？筛鶕藖碇鸶鶕苷踯嚵旱牡跹b中心線,并檢查兩列吊車梁之間的跨距是否符合要求(圖6-37)。這種方法適用于吊車梁數(shù)量多、縱軸線長,使用通線法鋼絲不易拉緊的情況。(3)邊吊邊校法重型吊車梁,由于脫鉤后校正比較困難,一般采取邊吊邊校法。先在廠房跨度一端距吊車梁縱軸線約40~60cm的地面上架設經緯儀,使經緯儀的視線與吊車梁的縱軸中線平行,在一根木尺上彈兩條短線A、B,兩線的間距等于經緯儀視線與吊車梁縱軸中線的距離。吊裝時,將木尺上的A線與吊車梁中線重合,用經緯儀觀測木尺上的另一條B線,用撬杠撥動吊車梁,使短線B與經緯儀上的十字線重合,如圖6-38所示。

6.3.2.3屋架的吊裝

中小型單層工業(yè)廠房屋架的跨度為12~24m,重力為30~100kN。鋼筋混凝土屋架如果現(xiàn)場預制,它的特殊性一是平臥疊澆預制,二是平面外剛度很低,因此在屋架吊裝前要將屋架扶直,然后將屋架吊運到指定地點就位。1.綁扎

屋架的綁扎點應選在上弦節(jié)點處或附近,左右對稱,并高于屋架重心,使屋架起吊后基本保持水平,不晃動、不傾翻。在屋架兩端下弦應加溜繩以控制屋架在空中旋轉。綁扎時吊索與水平線的夾角不宜小于45°,以免屋架承受過大的橫向壓力導致構件開裂(當?shù)跛髋c水平線的夾角為30°時,屋架所受到自身的壓力為其重力的87%,這個力相當大了)。當夾角小于45°時,為了減小屋架的起吊高度及所受的橫向力,可采用橫吊梁。

一般來說,屋架跨度小于或等于18m時綁扎兩點;當跨度大于18m時需要綁扎四點;當跨度大于30m時,應考慮采用橫吊梁,以減小綁扎