[发明专利]一种预应力混凝土结构的张拉施工方法及张拉装置

说明书

技术领域

本发明涉及道路、铁路的桥梁及其他建筑领域，更具体地，涉及一种预应力混凝土结构的张拉施工方法和张拉装置。

背景技术

预应力混凝土是为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在结构使用（或加载）以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人为的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先承受压力。这就储存了预加压力，当结构因承受荷载产生拉力时，首先抵消混凝土受拉区中储存的预加压力，然后随着荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使结构出现裂缝，提高了结构的抗弯能力，这就叫做预应力混凝土。

目前预应力混凝土的预应力施加方式有两种，第一种是先张预应力施加方式（简称先张法），第二种是后张预应力施加方式（简称后张法）。

先张法是先进行高强钢筋（也称钢绞线）的预应力张拉绷紧，并将张拉的预应力筋临时锚固，然后绑扎普通钢筋和浇筑混凝土。待混凝土强度接近或达到设计强度时卸掉临时锚固，借助混凝土与预应力筋的粘结握裹施加预应力。先张预应力工艺是在混凝土浇筑之前进行张拉，需要建造一个结实的张拉台座，以用于抵抗绷紧的钢绞线产生的张拉力。

后张法是先绑扎普通钢筋，在普通钢筋骨架内按照钢绞线的设计位置，用成型材料预留钢绞线孔道，混凝土浇筑完成达到设计强度时，于预留孔道之中穿入钢绞线束，利用混凝土结构本身作为支撑，对钢绞线进行张拉，并用锚具将钢绞线锚固在混凝土结构上。后张预应力主要是靠锚具对钢绞线的锚固产生预应力，而非混凝土与预应力筋的粘结握裹力，其后对张拉孔道灌注灰浆虽然对钢绞线有锚固作用，但主要是为了阻止钢绞线腐蚀，提高结构的耐久性。

先张法与后张法相比，增加了张拉台座的造价，但可以节约锚具、锚垫板以及成孔材料。由于先张法一般采用直线布置钢绞线，在较大跨度结构中不能满足受力要求，因此限制了先张法的应用范围，目前最大跨度局限于20m以下。

后张法完全能够按照结构受力的弯矩包络状态，曲线布置钢绞线。弥补了先张法的不足，但需要在结构中埋置大量价格昂贵的锚具以锚固钢绞线。后张法主要应用在先张法不能满足设计要求，跨度在20米以上的大跨度结构中。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种预应力混凝土结构的张拉施工方法，该施工方法既不用建造张拉台座，又不用埋置锚具，同时又能够按照结构的弯矩包络状态、曲线布置钢绞线进行大跨度预应力混凝土结构的施工。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种预应力混凝土结构的张拉装置，使用该张拉装置既可采用上述施工方法，达到不用建造张拉台座，又不用埋置锚具，同时又能够按照结构的弯矩包络曲线布置钢绞线，进行大跨度预应力混凝土结构的施工。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：一种预应力混凝土结构的张拉施工方法，包括如下步骤：

1）按照混凝土结构的受力状态布置钢绞线位置，把混凝土结构分为位于中部的支撑段和分别位于两端的左、右锚固段，确定锚固段和支撑段的长度；

2）进行支撑段的钢筋绑扎和混凝土浇筑，待其达到设计强度后，在支撑段中预留的孔道中穿入钢绞线束；

3）分别进行左、右锚固段的钢筋绑扎，并分别在支撑段的两端安装张拉支撑框架、锚固部件和放张沙箱；

4）将钢绞线束分散逐根穿过锚固部件的张拉孔和放张沙箱，并以支撑段、张拉支撑框架、锚固部件和放张沙箱作为支撑部件，逐根张拉钢绞线，张拉采用左右两端同时张拉钢绞线的方式进行，或采用先张拉钢绞线的一端再张拉另一端的方式进行；

5）对支撑段的钢绞线孔道进行灌浆；

6）分别浇筑左、右锚固段；

7）待左、右锚固段混凝土达到设计强度后进行放张作业。

优选地，所述张拉支撑框架的一端与支撑段固装在一起，锚固部件固定在张拉支撑框架另一端的外侧端面上，所述放张沙箱设置在锚固部件的外侧面上，所述张拉支撑框架的形状与混凝土结构体的外形匹配对应。

优选地，所述锚固部件包括锚孔板、边板和肋板，所述边板和肋板均固定设置在张拉支撑框架另一端的外侧端面上，所述锚孔板固定设置在边板和肋板上，所述锚孔板上开有张拉孔。

优选地，所述放张沙箱包括外管、内管、端盖、尾部挡板、放张螺丝和活塞，所述外管套装在内管外侧，所述端盖与尾部挡板分别固定设置在外管的两端，所述内管的一端穿过端盖，另一端与所述活塞连接，所述活塞能在外管内滑动；所述外管的管体壁上开设有一通孔，所述放张螺丝匹配地设置在所述通孔内，所述放张沙箱的端盖呈半球状结构。