|
Способы изготовления
предварительно-напряженных Железобетонных конструкций по своей принципиальной
схеме делят на две группы: натяжение арматуры на упоры, натяжение арматуры на
бетон^)
Изготовление элементов снатяжением на упо- р ы. ( Арматуру
укладывают в форму до бетонирования элемента. Один ее конец закрепляют в
упоре, другой — в натяжном приспособлении. После натяжения арматуры до
заданных напряжений (в пределах упругих деформаций) закрепляют и второй конец
в другом упоре. Затем элемент бетонируют. Когда бетон наберет необходимую
прочность, арматуру освобождают от упоров (отпускают). Стремясь восстановить
свою первоначальную длину, арматура обжимает окружающий ее бетон благодаря
сцеплению с ним. Напряжения в арматуре контролируют до обжатия бетона.
Натягивают арматуру с помощью домкратов различных типов,
тарированных гаечных ключей, специальных рычажных устройств и т. д. —
механические способы натяжения.
Укладка арматуры в форму и ее натяжение могут быть
совмещены в одной операции при так называемом непрерывном армировании. Пустую
форму Ставят на поддон со штырями, расположенными в, соответствии с проектным
положением арматуры. На штыри надевают стальные трубки. На них навивочной
машиной навивают проволочную арматуру до заданных напряжений, и конец
проволоки закрепляют плашечным зажимом. Штыри на поддоне удерживают проволоку
в натянутом состоянии. Затем элемент бетонируют.
Натяжение арматуры может быть создано также
электротермическим способом: определенной длины стержни разогревают
электрическим током до 300—400° С, в результате чего они удлиняются.
.Нагретые стержни укладывают в форму и концы их закрепляют в упорах,
расположенных на форме или вне ее. Элемент бетонируют. Остывая, арматура
стремится восстановить свою первоначальную длину, но поскольку ее удерживают
упоры, в ней возникают растягивающие напряжения. После того, как бетон
затвердеет, арматуру отпускают с упора —- происходит обжатие бетона.
При натяжении арматуры на бетон сначала изготовляют
бетонный элемент . Когда бетон наберет достаточную прочность, создают
предварительное напряжение элемента. Напрягаемую арматуру располагают в
специально устраиваемых' каналах, пазах или на поверхности элемента
(спиральная арматура труб, резервуаров).
Каналы имеют диаметр на 5—15 мм больше диаметра арматуры.
Выполняют их при бетонировании элемента путем укладки гофрированных стальных
трубок (оболочек) или с помощью пустотообразователей (стальных спиралей,
трубок из кровельной стали, резиновых шлангов и т. д.), извлекаемых из
свежеуложенного бетона. При натяжении арматура не имеет сцепления с бетоном.
Обжатие бетона происходит в процессе натяжения арматуры. Напряжения в
арматуре контролируют после окончания обжатия бетона. Один конец арматурного
стержня, пучка или каната, снабженный анкером, закрепляют на противоположном
торце и натягивают. При этом происходит обжатие бетона. После натяжения
арматуры до' заданного напряжения ее анкеруют и со стороны расположения
домкрата. Арматуру можно натягивать и с двух концов.
При натяжении арматуры на бетон можно также использовать электротермический
способ: удлиненные благодаря нагреву стержни закрепляются по торцам в анкерных
устройствах; при остывании стержни стремятся укоротиться и через анкеры
обжимают бетон.
Для повышения прочности бетона на местное сжатие у торцов
элемента устанавливают поперечные сетки. Сцепление арматуры с бетоном
создаётся в результате последующего заполнения- канала цементным раствором
или мелкозернистым бетоном проектной марки не менее М 300, нагнетаемым под
давлением через отверстия в концевых анкерах или через специальные отводы,
расположенные по длине канала через 10—12 м. Такое заполнение каналов
раствором или бетоном называется инъецированием.
Если напрягаемая арматура-располагается с внешней стороны
элемента, то ее натяжение с одновременным обжатием бетона выполняют
навивочными машинами (непрерывное армирование), механическим или
электротермическим способами. Чтобы обеспечить сцепление арматуры с бетоном и
предохранить её от коррозии, на поверхность элемента после натяжения арматуры
под давлением наносят защитный слой (торкретный слой) цементного раствора или
мелкозернистого бетона проектной марки не менее М 150. Эта операция
называется торкретированием.
Натяжение арматуры на упоры в заводских условиях, является
более индустриальным, чем натяжение на бетон, поэтому первый способ
изготовления предварительно-напряженных элементов применяется более широко.
Натяжение арматуры на бетон позволяет создавать крупногабаритные
предварительно-напряженные конструкции, из отдельных сборных элементов: балку
длиной 24 м можно изготовить из отдельных 6-метровых блоков. В конструкциях,
изготавливаемых с натяжением на упоры, должно быть обеспечено надежное
сцепление арматуры с бетоном, поэтому в таких конструкциях обычно применяют
стержни периодического профиля или вы-, сокопрочную проволоку тоже
периодического профиля.
Последняя может представлять собой группы отдельны^
проволок, группу проволок по две в каждой или-канаты, Такая арматура
благодаря высокому сцеплению с бетоном не требует устройства анкеров. Гладкие
стержни должны быть снабжены анкерами в виде приваренных коротышей или шайб.
Гладкая высокопрочная проволока имеет анкеры в виде колец. При непрерывном
армировании анкерами служат трубки, зажимные плашки и т. д. Для захвата,
натяжения и закрепления на упорах стержневой арматуры и канатов используют
цанговые зажимы а для стержневой арматуры— еще и высаженные головки
правильной формы или неправильной формы со втулко.й, приваренные коротыши или
шайбы.
В конструкциях, изготовляемых с натяжением на бетон;
используют как стержневую, так и проволочную арматуру в виде ручков и канатов
с анкерами по концам. Конструкция анкеров зависит от вида арматуры и типа
натяжных устройств. При натяжении пучков гидравлическими домкратами могут
быть применены анкеры стаканного типа ( XXII. 2, /с) или гильзостержневые. В
гильзостержневом анкере проволоки пучка располагают вокруг концевого стержня,
имеющего на одной своей части кольцевые канавки. Гильзу протягивают через
кольцо меньшего диаметра, при этом гильза деформируется и зажимает проволоки
пучка, вдавливая их в канавки стержня. Другой конец стержня имеет нарезку, на
которую навинчивается гайка. Натянутые пучки с анкерами стаканного типа
закрепляют шайбами, которые ставят между торцами элемента и стаканом, а пучки
с гильзостержневыми анкерами — гайкой, затягиваемой до упора в торец
элемента. При натяжении пучков домкратами двойного действия анкеры выполняют
из стального листа с коническим отверстием, заделанного в торец элемента, и
конической стальной пробки с отверстием для последующего инъецирования
канала. Пучок натягивают домкратом, который упирается в стальной лист на
торце элемента. По окончании, натяжения из домкрата выдвигается
поршень-заклиниватель, который вдавливает коническую пробку внутрь пучка,
благодаря чему проволоки пучка закрепляются в натянутом состоянии
Для стержневой арматуры и канатов при натяжений на бетон
анкерами могут служить цанговые зажимы, а для стержней — также высаженные
головки. Если на конце напрягаемого стержня выполняют нарезку способом наката
(без ослабления сечения) или приваривают контактной сваркой коротыш большого
диаметра, снабженный нарезкой то стержень анкеру- ют завинчиванием гайки.
Имеются и другие типы анкер- пых устройств.
В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных
элементов длиной до 12 м рационально использовать стержневую арматуру классов
Ат-VI И AT-V. Возможно также применение проволочной армату* ры классов B-II,
Вр-И, К-7 и стержневой — классов A-V, Ат-IV, A-IV. При длине элементов более 12 м стержневую арматуру приходится при заготовке сваривать, поэтому предпочтение следует отдавать
проволочной арматуре классов B-II, BP-II, К-7, которая поставляется в бухтах
и, следовательно, может иметь любую нужную длину. Можно также использовать
стержневую арматуру классов A-V и A-IV. Она может быть сварена в стержни
необходимой длины. Ниже в табл. XXI 1.1 приведена минимальная проектная марка
бетона, которую следует назначать при применении арматуры различных классов.
Предварительное напряжение в железобетонных конструкциях
может быть создано в результате применения при изготовлении бетонов
напрягающего цемента. Бетон на напрягающем цементе при твердении
увеличивается в,объеме и вследствие сцепления с арматурой растягивает ее. Так
как арматура препятствует свободному расширению бетона, в нем возникают
сжимающие напряжения, поэтому конструкции, изготовленные на напрягающем
цементе, называют самоиапряженными.
Применение напрягающего цемента позволяет отказаться от
натяжных приспособлений для натягивания арматуры и создавать предварительное
напряжение в конструкциях сложной формы.
При расположении арматуры в элементе в двух направлениях в
нем создается двухосное предварительное напряжение, а в конструкциях, имеющих
большую протяженность и высоту, — трехосное.
Самонапряженный железобетон сейчас применяют для
устройства дорог и аэродромных покрытий. По мере увеличения выпуска
напрягающего цемента и улучшения его напрягающих свойств он все шире будет
применяться в железобетонных конструкциях различных типов.
|