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加固时体外索一端张拉还是两端张拉?
体外索加固定端数,先把摩擦损失和锚具回缩损失各算一遍,再看两端能不能站人、放不放得下千斤顶。束短、转折少,回缩损失在总损失里占比大,一端张拉更合适;折线多、跨数多、两端都有柱端或梁端可以设锚固块的,做两端张拉。BICP银泰建构在加固项目里定端数之前,走的就是这两步。
适用场景
导语
把体内束“长束两端拉”的习惯直接套到体外索上,是最容易出错的一步。体外索只在锚固点和转向块处与结构接触,直段基本没有孔道摩擦,损失构成和体内束不一样。
适合哪些项目
- 一端张拉:束短、直线或转折少,只有一端能设锚固块和操作面,另一端是墙、柱背或既有结构。
- 两端张拉:折线束、转向块多、跨度大或多跨连续,两端都有柱端、梁端或墙外可以设锚固块。
- 动手前要确认:原结构竣工图和现状检测、束形与转向点位置、锚固块能不能植筋、原混凝土局部承压、两端操作空间、张拉端在浇筑期间怎么保护。
- 两端都没有锚固条件、原混凝土局部承压不够、转向块落不下去的,先回头比选加固方案。
先算损失,再核端部空间
要算的损失里,摩擦和锚具回缩排在最前,温差和振动引起的部分另算,等束形和锚固构造定了再叠加。
直段摩擦很小,损失集中在转向块和锚固口。回缩量本身和束长关系不大,折成应力损失以后,束越短占比越高。短束两头都做张拉端,回缩要计两次,有效预应力反而被拉低;长折线束只在一端拉,转向块处的损失沿程累加,到远端索力就不够。
体内束有个可对照的例子:5–13 米的箱梁负弯矩束按两端张拉做,回缩损失翻倍,张拉力损失约 30% 以上,15 米以下的短束后来多改成一端张拉。体外索的束长、转向块数量和回缩量都不同,这个比例搬不过来。
| 比较项 | 一端张拉 | 两端张拉 |
|---|---|---|
| 适用束形 | 短束、直线或转折少 | 折线、多转向块、多跨连续 |
| 摩擦损失 | 沿程累加,远端最大 | 两端分担,沿程较均匀 |
| 锚具回缩 | 计一次 | 两端各一次,短束占比大 |
| 端部条件 | 一端有操作空间,另一端做固定端 | 两端都要能设锚固块、放千斤顶 |
| 设备与工序 | 一套设备,一次张拉 | 两端同步或分次,需协调 |
| 后期维护 | 固定端要预留检查条件 | 两端都可操作 |
端数按束定,固定端和张拉端怎么布
昆山通城河桥的加固能看出端数是怎么定的。艾军和史丽远在《东南大学学报(自然科学版)》发表的体外索加固研究里记录:每片梁配 3 根无粘结钢绞线,两端分次张拉,固定端与张拉端交叉布置,让每片梁受力均匀;同一座桥上,梁两侧各一根索又改用单端对称张拉。同一批索出现两种端数,是因为束的位置和长度不同。他们的张拉用张力和伸长量双控,过程中跟踪跨中挠度和裂缝闭合,锚具加了防松套和弹簧垫圈。
中关村西区家乐福商场的框架梁加固属于另一种情形。8.4 米柱网、双向多跨连续,梁内分别配 6 束和 8 束 Φs15.2 钢绞线,折线布置,两端柱端都能设张拉节点,就做双端张拉,锚具带防松盖。这种束形只拉一头,转向块处的损失全压在一侧,远端和近端的有效预应力对不上。
单端张拉时固定端不设千斤顶,用挤压锚或压花锚,省掉一个张拉端的位置;固定端的锚固块和局部承压照做,不因为不张拉就减。张拉端留穴模和操作空间,夹片式锚具配防松装置。两端张拉时两端构造相同,像昆山桥那样交叉布置。
锚固块和转向块是体外索仅有的传力点,要跟原结构可靠连接。张拉力大的锚固块用钢筋混凝土,钢锚固块用于空间开阔、应力较小的小型锚固块。操作面窄或要单根分丝张拉,用单孔千斤顶;整束张拉用整体千斤顶。
张拉前按束号核对
图纸上画了张拉端,浇完混凝土不一定还在,也不一定站得下人。张拉前按部位和束号逐项核:
- 找到两端锚头,看有没有被埋、有没有偏移。
- 量操作空间,千斤顶、油管和反力架放得下。
- 查锚固块、转向块的植筋、锚栓、结构胶施工记录。
- 核对混凝土强度报告和千斤顶、压力表标定,锚具、转向块和机具对得上同一版图纸。
参考依据
- 《混凝土结构加固设计规范》GB 50367
- 艾军、史丽远《公路梁桥体外预应力加固设计与施工方法研究》(《东南大学学报(自然科学版)》)
- 中关村西区家乐福商场结构加固改造工程的框架梁体外预应力加固,由银泰建构承担
相关产品和资料
- 申特新材料产品体系:泰锚预应力锚具,含单孔夹片锚、3~19 孔群锚和扁形锚固。
- 泰固 · 既有工业建筑改造:体外预应力加固先诊断原结构,再定加固路线。
- 张拉机具配套:穿心式千斤顶和高压油泵成套供货,按端部空间选单孔或整体张拉。
常见问题
Q1 加固期间要不要卸载、停业?
体外预应力是带载加固,分级对称张拉对原结构扰动相对可控,多数情况下不专门卸载。真要停产的,多半是张拉端开凿和锚固块施工占了作业面。
Q2 固定端用挤压锚还是压花锚?
按设计定,两者的共同点是不占张拉空间。挤压锚在端头用专用挤压机成型,压花锚靠端部混凝土握裹,选哪种都要先看锚固区局部承压和混凝土强度。
端数最终落在两项损失和两端空间上。下次方案会前,把原结构竣工图、束形与转向点位置、两端锚固区现状摊到一张桌上,损失算过,答案基本就清楚了。
