Las similitudes y diferencias entre pretensado y postensado
Método de pretensado El método de pretensado se refiere a un método de construcción en el que primero se estira acero pretensado sobre un pedestal y luego se vierte cemento y hormigón para formar un componente de hormigón pretensado.
Construcción con método de pretensado
El método de pretensado consiste en tensar los tendones pretensados antes de verter el hormigón y anclar temporalmente los tendones pretensados tensados en el pedestal o encofrado de acero, y luego Al verter hormigón, cuando el curado del hormigón alcance no menos del 75% del valor de resistencia de diseño del hormigón y asegure una unión suficiente entre los tendones pretensados y el hormigón, relaje los tendones pretensados y utilice la unión entre el hormigón y el hormigón pretensado. tendones para aplicar fuerza al concreto. El proceso de construcción pretensado se muestra en la Figura 5.1. El método de pretensado generalmente sólo es adecuado para la producción de componentes pequeños y medianos que se fabrican en plantas de elementos prefabricados fijos.
Los componentes producidos mediante el método de pretensado se pueden producir mediante el método de pedestal de línea larga. Generalmente, la longitud del pedestal está entre 50 y 150 m, o los componentes se pueden producir mediante el método de flujo unitario. el molde de acero. La producción de componentes mediante el método de pretensado implica pedestales, máquinas tensoras y accesorios, y el proceso de tensado del método de pretensado, que se describirá por separado a continuación.
5.1.1 Pedestal
El pedestal es el principal componente portante en la producción de elementos pretensados. Debe tener la suficiente capacidad portante, rigidez y estabilidad para evitar. falla debido al pedestal La pérdida de pretensado causada por deformación, vuelco y deslizamiento es para garantizar la calidad de los componentes producidos por el método de pretensado.
Los pedestales vienen en muchas formas y se adaptan a las condiciones locales, pero generalmente se pueden dividir en dos tipos: pedestales tipo muelle y pedestales tipo artesa.
5.1.1.1 Pedestal tipo muelle
El pedestal tipo muelle consta de tres partes: muelle de carga, tablero y viga. Su longitud debe ser de 50 ~ 150 m. La capacidad de carga del pedestal debe basarse en la fuerza de tracción de los componentes. El pedestal puede diseñarse con una capacidad de carga de 200 a 500 kN por metro de ancho.
(1) Muelles de carga
Los muelles de almacenamiento generalmente están enterrados bajo tierra y están hechos de hormigón armado colado in situ. El pedestal debe tener suficiente capacidad de carga, rigidez y estabilidad. La comprobación de estabilidad del muelle incluye cálculo antivuelco y cálculo antideslizamiento.
Compruebe el vuelco del foso del muelle de la plataforma. El diagrama de cálculo se muestra en la Figura 5.2 Calcular según la siguiente fórmula:
En la fórmula, K1 - coeficiente completo antivuelco. , no debe ser inferior a 1,50 ;
M - momento de vuelco (N·m), generado por la fuerza de tracción de los tendones pretensados;
Pj - la fuerza de tracción de los tendones pretensados tendones (N);
e1 - el brazo de momento (m) desde el punto de aplicación de la fuerza de tensión de los tendones pretensados hasta el punto de vuelco
M1 - el momento antivuelco (; N·m), que está determinado por el peso propio del muelle y la presión activa del suelo, etc. generada;
G-el peso propio del muelle de estribo (N);
L-el brazo de momento desde el centro de gravedad del estribo hasta el punto de vuelco;
Ep-el estribo La fuerza resultante de la presión activa del suelo en el lado izquierdo (N) puede debe ignorarse cuando la profundidad enterrada del muelle es muy poco profunda;
e2 - el brazo de momento (m) desde el centro de gravedad de la fuerza activa de presión del suelo resultante hasta el punto de vuelco.
La posición del punto de vuelco O del muelle de la plataforma Para una plataforma donde el muelle de la plataforma y el tablero tienen la misma función, según la situación real, el punto de vuelco debe estar en la superficie de. la parte superior de la mesa de concreto, sin embargo, teniendo en cuenta la tendencia de vuelco del pilar de la plataforma, esto puede causar concentración de tensión en la parte superior del extremo de la encimera y afectar la calidad de construcción de la capa superficial de concreto. Por lo tanto, se debe ubicar el punto de vuelco. 40 a 50 mm por debajo de la encimera de hormigón.
Figura 5.2: Diagrama de cálculo simplificado para el cálculo de resistencia al vuelco de pilares portantes; Figura 5.3: Diagrama de cálculo simplificado para el cálculo antideslizante de pilares portantes;
Diagrama simple de antideslizamiento -cálculo de deslizamiento para pilares de carga, el diagrama de cálculo se muestra en la figura. Como se muestra en 5.3, calcule de acuerdo con la siguiente fórmula.
En la fórmula, K2 - factor de seguridad antideslizante, no debe ser inferior a 1,30
N1 - fuerza antideslizante, generalmente debe ser la fuerza antideslizante N′; de la tabla, derecha de la tabla La fuerza resultante Ep′ del empuje pasivo del suelo en el lateral está compuesta por la resistencia de fricción F generada por el peso propio del pilar de la plataforma. Entre ellos, N′ es el principal antideslizante. fuerza Los siguientes datos se proporcionan como referencia:
Cuando la mesa adopta C10 ~ Cuando se utiliza concreto C15, el espesor es de 60 mm y la capacidad de resistencia de cada metro de ancho de la mesa es de 150-250 kN; /p>
Cuando la mesa está hecha de hormigón C10~C15, el espesor es de 80 mm y la capacidad de resistencia de cada metro de ancho de la mesa es de 200-250 kN;
p>
Cuando la encimera está hecha de hormigón C10~C15, el espesor es de 100 mm y la capacidad de baja resistencia por metro de ancho de la encimera es de 250~300 kN;
Cuando se utiliza la encimera de hormigón, funciona junto con los pilares combinados Cuando esto sucede, generalmente no es necesario realizar cálculos de antideslizante, pero sí se debe calcular la capacidad de carga de la mesa.
(2) Encimera
La encimera se elabora generalmente vertiendo una capa de hormigón con un espesor de 60 a 100 mm sobre un cojín de grava compactada. Su capacidad de carga horizontal N′ se puede calcular de acuerdo con la siguiente fórmula:
N′
En la fórmula, φ - el coeficiente de flexión longitudinal del eje bajo compresión, tome φ= 1;
Ac-área de sección transversal de la encimera (m2);
fc-resistencia a la compresión axial del hormigón calculada (MPa);
K1-soporte de la encimera factor de sobrecarga de capacidad, tomado como 1,2;
K1: el coeficiente completo adicional que tiene en cuenta las irregularidades de la superficie de la mesa y otros factores que influyen, toma 1,5.
Las juntas de expansión de la mesa se pueden configurar de acuerdo con la diferencia de temperatura local y la experiencia. Generalmente, una se establece a 10 m. También se pueden utilizar tableros correderos pretensados sin dejar juntas de dilatación. Los tableros de mesa deslizantes pretensados generalmente se fabrican aplicando un agente aislante sobre el tablero de concreto original o la base de concreto recién vertida. Después de tensar los alambres de acero pretensados, se vierte la capa superficial de concreto. Una vez que el concreto alcanza la resistencia a la tracción, los alambres de acero se vierten. corte y la superficie de la mesa se deslizará. Este tipo de encimera funciona bien.
(3) Vigas transversales
Se colocan vigas transversales de acero con alambres de acero pretensados fijos en ambos extremos del pedestal. Generalmente están hechas de sección de acero. además de considerar la acción de la fuerza de tracción, además de tener una determinada resistencia, se debe prestar especial atención a su deformación para reducir las pérdidas de pretensado.
5.1.1.2 Pedestal artesa
El pedestal artesa está compuesto por varillas de presión de hormigón armado, vigas superiores e inferiores y tableros de mesa, como se muestra en la Figura 5.4. La longitud del pedestal generalmente no excede los 50 m y la capacidad de carga puede ser superior a 1000 kN. Para facilitar el vertido de hormigón y el curado con vapor, el pedestal de la artesa suele estar más bajo que el suelo. En el sitio de construcción, también se pueden usar columnas prefabricadas, pilotes y otros componentes para ensamblar un pedestal tipo artesa simple.
Figura 5.4 Pedestal tipo artesa
1-vara de presión; 2-pared de ladrillos; 3-viga inferior; 4-viga superior
5.1.2 Tensión Máquinas herramienta y accesorios
En la producción de componentes pretensados, los tendones pretensados comúnmente utilizados son alambres o barras de acero. Para tensar cables de acero pretensados se suele utilizar directamente un cabrestante o un tensor de tornillo eléctrico. Al tensar barras de acero pretensadas, a menudo se utiliza un dispositivo tensor de grupo de cuatro vigas en un pedestal tipo artesa y se tensa con un gato, como se muestra en las Figuras 5.5 y 5.6.
Figura 5.5 Tensor de tornillo eléctrico Figura 5.6 Dispositivo tensor de grupo de cuatro vigas
1-Motor; 2-Transmisión por correa; 4-Tuerca de engranaje; 1 - pedestal; 2, 3 - viga trasera; 4 - barra de acero; 9 - abrazadera de anclaje; abrazadera de 10 tornillos; varilla de 7 tornillos; dispositivo tensor de 8
dinamómetro de 11 resortes; marco deslizante de 12
tendón pretensado después de tensar, use abrazaderas de anclaje para anclar directamente las barras de elevación a las vigas. Las abrazaderas de anclaje se pueden reutilizar y requieren un trabajo confiable, procesamiento conveniente, bajo costo o rotaciones múltiples. Las abrazaderas de anclaje de alambres de acero pretensados suelen utilizar abrazaderas de anclaje de placa dentada cónica, y las barras de acero pretensadas suelen utilizar varillas de extremo roscado para anclar las barras de acero.
5.1.3 Tecnología de construcción con el método de pretensado
Cuando se producen componentes de hormigón pretensado con el método de pretensado sobre un pedestal, el flujo del proceso se muestra generalmente en la Figura 5.7.
Figura 5.7 Diagrama de flujo del proceso de pretensado
Las características del proceso de pretensado del hormigón pretensado son: los tendones pretensados se estiran antes de verter el hormigón, y la transmisión del pretensado depende de la fuerza de pretensado. La fuerza de unión entre los tendones y el hormigón Para obtener estructuras de buena calidad, durante todo el proceso productivo, además de asegurar la calidad del hormigón, también es necesario asegurar la buena unión entre los pretensados. tendones y el hormigón, de modo que los componentes de hormigón pretensado obtengan el valor de pretensado que cumpla con los requisitos de diseño.
Para el alambre de acero al carbono, debido a su alta resistencia y superficie lisa, su fuerza de unión con el concreto es pobre. Por lo tanto, se pueden tomar medidas de entallado y prensado ondulado cuando sea necesario para mejorar la fuerza de unión entre el alambre de acero y el hormigón. Las ondas de presión generalmente se dividen en dos tipos: ondas de presión parciales y ondas de presión total. La experiencia en construcción sugiere que una longitud de onda de 39 mm y una altura de onda de 1,5 a 2,0 mm son más apropiadas.
Para facilitar el desmolde, antes de colocar los tendones pretensados se debe aplicar un agente aislante a la mesa y al encofrado, sin embargo se deben tomar medidas para evitar que el agente aislante contamine los tendones pretensados y afecte el material. vinculación.
5.1.3.1 Tensado de tendones pretensados
El tensado de tendones pretensados debe realizarse de acuerdo con los requisitos de diseño, utilizando métodos de tensado, secuencias de tensado y procedimientos de tensado adecuados, y debe haber una calidad confiable. medidas de aseguramiento y medidas técnicas de seguridad.
El tensado de tendones pretensados se puede realizar mediante tensado único o tensado múltiple al mismo tiempo. Cuando el número de tendones pretensados no es grande y la fuerza de tracción del equipo tensor es limitada, a menudo se realiza un tensado único. usado. Cuando hay una gran cantidad de tendones pretensados y los tendones están densamente distribuidos y la fuerza de tracción del equipo tensor es grande, se pueden tensar múltiples tendones pretensados al mismo tiempo. Al determinar la secuencia de tensado de los tendones pretensados, se debe considerar reducir el momento de vuelco y la fuerza excéntrica del pedestal tanto como sea posible, y los tendones pretensados cercanos al centro de gravedad de la sección del pedestal deben estirarse primero. . Además, para mejorar la resistencia a las grietas de los componentes durante la construcción o compensar parcialmente la pérdida de pretensado causada por la relajación de la tensión, la fricción, el tensado por lotes de barras de acero y los factores de temperatura entre los tendones pretensados y la base tensora, la tensión de tracción puede se calculará de acuerdo con el valor de Diseño incrementado en un 5%. Sin embargo, el valor máximo de sobretensión de las barras de acero pretensado: para las barras de acero estiradas en frío, no debe ser superior a 0,95 fpyk (fpyk es el valor del límite elástico estándar de las barras de acero al carbono estiradas en frío, alambre de acero ranurado); y los cordones de acero no deberán ser superiores a 0,80 fpyk; las barras de acero tratadas térmicamente, el alambre de acero con bajo contenido de carbono estirado en frío no deberán ser superiores a 0,75 (fpyk es el valor estándar de la resistencia máxima a la tracción de los tendones pretensados).
Existen dos métodos de tesado para tendones pretensados: supertensado y tesado primario.
Método de supertensado: 0-1.05con carga de retención 2 mincon
Método de tensado único: 0-1.03con
donde con es la tensión de control de tensión, Generalmente depende del diseño. El propósito de utilizar el proceso de supertensado es reducir la pérdida de tensión por relajación de los tendones pretensados. La llamada "relajación" significa que el acero tiene la característica de producir continuamente deformación plástica en condiciones normales de temperatura y alta tensión. El valor de la relajación está relacionado con la tensión de control de la tensión y la duración. Cuanto mayor es la tensión de control, mayor es la relajación. Por lo tanto, la pérdida por relajación de los alambres y cordones de acero es mayor que la de las barras de acero laminadas en frío y en caliente. La pérdida por relajación también aumenta con el tiempo, pero el 50% del valor de pérdida total se puede completar en el primer minuto y el 80% en 24 horas. Por lo tanto, utilizando el proceso de supertensión, primero sobretensionar un 5% y luego mantener la carga durante 2 minutos puede reducir la pérdida de estrés por relajación en más de un 50%. Sin embargo, cuando se utiliza el proceso de anclaje de tensión de una sola vez, debido a la gran pérdida por relajación, la tensión debe aumentarse en un 3 % en comparación con la tensión de control del diseño original.
[Ejemplo] Una determinada placa hueca pretensada utiliza alambre de acero con bajo contenido de carbono estirado en frío фb4 como tendón pretensado. El área de la sección transversal de un solo alambre de acero es Ap=12,6 mm2, fptk=. 700MPa, y la tensión de control de tensión бcon=0,7fptk. Si se utiliza un proceso de tensado único; 0-1,03бcon, la fuerza de tracción de un solo alambre de acero es N=700×0,70×1,03×12,6=6,36kN. Su tensión de tracción es del 72,1% fptk, que es menos del 75% fptk.
Para la producción de pedestales de línea larga, cuando los tendones pretensados de los componentes son barras de acero, generalmente se usa un dinamómetro de resorte para medir directamente la tensión del alambre de acero. No es necesario que el valor de alargamiento. Después de tensar y anclar el alambre de acero, se debe verificar. El dinamómetro de alambre verifica el valor de pretensado del alambre.
Cuando se tensan varios tendones pretensados al mismo tiempo, la tensión inicial debe ajustarse de antemano para que las tensiones sean consistentes entre sí. Después de tensar y anclar los tendones pretensados, la desviación relativa permitida entre el valor pretensado real y el valor de inspección especificado en el diseño de ingeniería debe estar dentro del +5%. Se prohíbe estrictamente que el número de tendones pretensados que se rompan o resbalen durante el proceso de tensado supere el 5% del número total de tendones pretensados en la misma sección de la estructura, y se prohíbe estrictamente que dos tendones adyacentes se rompan o resbalen.
Los tendones pretensados que se rompan o se salgan antes de verter el hormigón deben sustituirse. Una vez tensados y anclados los tendones pretensados, la desviación entre la posición de los tendones pretensados y la posición de diseño no será superior a 5 mm, y no será inferior al 4% de la longitud del lado más corto de la sección componente. Durante el proceso de tensado, el formulario de registro de aplicación de pretensado debe completarse de acuerdo con los requisitos de construcción de ingeniería de estructuras de concreto y las especificaciones de aceptación como referencia.
Se debe prestar atención a la seguridad durante la construcción. Al tensar, nadie puede pararse frente a ambos extremos de la barra de acero. Al golpear el tapón cónico o la cuña del anclaje, no se debe utilizar demasiada fuerza para evitar dañar los tendones pretensados y provocar que se rompan y lastimen a las personas, pero el anclaje debe ser confiable. Al tensar tendones pretensados en invierno, la temperatura no debe ser inferior a -15°C y se debe considerar el riesgo de fractura frágil de los tendones pretensados.
5.1.3.2 Tensado de tendones pretensados
El proceso de tensado de tendones pretensados es el proceso de transferencia de fuerza de pretensado y es un vínculo importante para determinar si los componentes del método de pretensado pueden obtener buenos resultados. Calidad, la secuencia de despliegue adecuada, el método de despliegue y las medidas técnicas correspondientes deben determinarse de acuerdo con los requisitos de despliegue.
(1) Requisitos para el tensado
Al tensar tendones pretensados, la resistencia del hormigón debe cumplir con los requisitos de diseño. Cuando no existan requisitos especiales en el diseño, no deberá ser inferior a. El valor estándar de resistencia del hormigón diseñado es del 75%. La expansión prematura causará una mayor contracción elástica del concreto debido a una resistencia insuficiente del concreto, lo que resultará en una mayor pérdida de pretensado o deslizamiento del alambre de acero. Durante el proceso de expansión, se debe permitir que los componentes pretensados se compriman libremente para evitar impactos excesivos y excentricidades.
(2) Método de extensión
Cuando los componentes de hormigón pretensado se refuerzan con alambres de acero, si el número de alambres de acero no es grande, se puede utilizar cizallamiento, aserrado o división con oxígeno para Estire los cables de acero. El segundo método de fusión por llama en bloque debe cortarse cerca del centro de la línea de producción. Esto reducirá el rebote en comparación con el corte cerca de un extremo del pedestal y facilitará el desmolde. Si la cantidad de alambres de acero es grande, todos los alambres de acero deben estirarse al mismo tiempo y no se permite el método de estiramiento uno por uno, de lo contrario, los últimos alambres de acero soportarán una tensión excesiva y se romperán repentinamente, lo que resultará en una. aumento repentino en la longitud de transmisión de tensión del componente, o causar el extremo agrietado de la pieza del gancho. El método de tensado se puede lograr colocando vigas tensoras. La viga se puede estirar utilizando un gato o un dispositivo tensor (caja de arena o cuña, etc.) preestablecido en el punto de apoyo de la viga.
Los tendones pretensados de acero grueso deben relajarse lentamente. Cuando el número de barras de acero es pequeño, se puede usar calentamiento y fusión una por una o se pueden usar barras individuales como cuñas o cajas de arena con núcleo pasante preestablecidas en los extremos de anclaje de las barras de acero. Cuando el número de barras de acero es grande, todas las barras de acero deben estirarse al mismo tiempo.
Los componentes de hormigón pretensado que utilizan curado por calor húmedo deben expandirse en estado caliente y no deben expandirse después de enfriarse.
La figura 5.8 es un ejemplo del uso de cuñas para expandirse. Entre la base y la viga está prevista una cuña 5. Durante el tensado, se gira la tuerca 8 para mover la varilla roscada 6 hacia arriba y se retira la cuña 5, logrando así el propósito de tensar los tendones pretensados al mismo tiempo.
El ángulo de inclinación de la cuña debe seleccionarse adecuadamente. Si el ángulo es demasiado grande, se deslizará fácilmente durante el tensado. Por el contrario, si el ángulo es demasiado pequeño, será difícil sacar la cuña. durante el tensado. La tangente del ángulo debe ser ligeramente menor que el coeficiente de fricción entre la cuña 5 y los bloques de acero 3 y 4, es decir,
tan≤
donde - coeficiente de fricción, generalmente de 0,15 a 0,20.
Si la presión positiva de la viga transversal sobre los bloques de acero 3 y 4 después del tensado es N, la fuerza vertical requerida para sacar la cuña 5 durante el tensado (es decir, la fuerza axial sobre el tornillo 6 ) es Q, entonces:
Q=N(+COS2-sin2)
Según el valor de Q se puede seleccionar el tornillo y la tuerca.
Figura 5.8 Diagrama esquemático del uso de cuñas para tensar tendones pretensados Figura 5.9 Diagrama de estructura de caja de arena
1 - Pedestal 2 - Vigas 3, 4 - Cuñas de acero 5. ; 6 tornillos; 1 pistón; 2 cajas; 3 entradas de arena;
Placa de 7 rodamientos; 8 tuercas, 4 cajas de salida; >
El dispositivo tensor de cuña debe usarse cuando la fuerza de tensión no es grande, generalmente no más de 300 kN. Cuando la fuerza de tracción es grande, se puede utilizar una caja de arena para tensar. La caja de arena de la Figura 5.9 es un ejemplo diseñado según 1600 kN. Está compuesta por una caja de manguito de acero y un pistón (el diámetro interior de la caja de manguito es 2 mm mayor que el diámetro exterior del pistón) y está llena de cuarzo. arena o arena de hierro. Cuando se estiran las barras de acero, la arena de la caja se compacta y soporta la fuerza de reacción de la viga transversal. Al relajar las barras de acero, abra la salida de arena para permitir que la arena fluya lentamente, logrando así el propósito de una expansión lenta. La caja de arena se utiliza para tensar, lo que puede controlar la velocidad de tensado, trabajar de manera confiable y facilitar la construcción.
Se debe usar arena seca en la caja y tener una cierta gradación. Por ejemplo, la arena cuya finura pase los tamices estándar No. 50 y No. 30 se debe usar en una gradación de 6:4. Se tritura fácilmente y no puede fluir, y puede reducir la porosidad de la arena, reduciendo así el valor de compresión de la arena durante el uso. Reducir la pérdida de pretensado.
(3) Secuencia de tesado
La secuencia de tesado de tendones pretensados debe cumplir con los requisitos de diseño; cuando no existan requisitos especiales en el diseño, se deben cumplir las siguientes normas; :
Para componentes que soportan pretensado axial (como barras de presión, pilotes, etc.), todos los tendones pretensados deben relajarse al mismo tiempo;
Para componentes que soportan pretensado excéntrico , el pretensado se debe liberar al mismo tiempo primero. Los tendones pretensados en el área más pequeña deben tensarse al mismo tiempo que los tendones pretensados en el área más grande;
Cuando los tendones pretensados no se pueden tensar de acuerdo con De acuerdo con las normas anteriores, se deberán tensar por etapas, de forma simétrica y al tresbolillo. Esto es para evitar que los componentes se doblen, agrieten y rompan el tendón pretensado durante el proceso de tensado.
La secuencia de corte de los tendones pretensados después del tesado debe comenzar desde el extremo tensado y continuar hasta el otro extremo.