群锚体系

群锚体系（共4篇）

群锚体系 篇1

摘要：随着我国建设的快速发展, 预应力群锚体系得到了广泛的应用, 本文针对预应力群锚体系施工中的技术问题与应对措施进行分析。

关键词：预应力,群锚体系,施工,技术,问题,措施

1 预应力群锚体系应用现状

预应力群锚体系应用非常广泛, 比如地下工程岩土加固、边坡治理、各种构筑物基础加固、桥梁、大坝、公路、铁路隧道等都大量地使用这种预应力锚固技术。近20年来, 我国预应力混凝土技术发展迅速, 预应力筋材料从早期的冷拉钢筋, 冷拔钢丝, 发展到目前大量使用的高强度低松弛预应力钢绞线, 预应力群锚体系也相继开发了XM、TM、Q V M、V L M等大吨位群锚体系, 其中OVM锚固体系成为当今最成功的预应力群锚体系之一。由于性能卓越, 已广泛应用于国内外桥梁建设、预应力混凝土、钢结构、高速公路建设、高层建筑、矿山、岩土锚固、边坡治理、水电核电建设等领域。

内蒙古黄河大桥是包头至树林召高速公路项目中的控制性工程, 大桥位于黄河磴口浮桥下游4600m, 起点地处包头市沙尔沁镇官地村, 终点位于鄂尔多斯市达旗的德胜泰乡, 桩号起至于K2+176.5~K7+833.5, 全长5657m。箱梁采用三向全预应力结构, 纵向预应力采用大吨位群锚体系, 横向预应力采用扁锚群锚体系, 竖向预应力采用精轧螺纹初钢筋群锚体系。

2 预应力群锚体系的特点

2.1 预应力群锚体系是不可分割的整体

预应力群锚加固体系由预应力施加体和被加固岩体所组成, 而预应力施加体又由预应力锚索和内、外锚头组成。内锚头有机械式和胶结式两种, 因此, 预应力群锚体系是一个不可分割的、共同工作的整体。目前国内大型预应力群锚加固工程中使用最多的是用水泥砂浆作为胶结材料的胶结式内锚头。

2.2 预应力群锚加固体系破坏形式的多样性

(1) 锚索断裂破坏:通过控制张拉应力 (国内目前常常取为0.625σb~0.65σb) 、保证锚索质量和采取防腐措施来防止锚索断裂破坏。 (2) 锚索与胶结体间的结合面破坏:结合面强度决定是否会发生锚索与胶结体间的结合面破坏。 (3) 胶结体内部破坏:胶结体内部可能发生拉裂及剪切的复杂应力破坏, 可用非线性有限元方法计算其应力场, 并模拟实际破坏过程。 (4) 胶结体与岩体之间的结合面破坏:胶结体的强度以及内锚头是否进行扩孔处理等多种因素决定是否发生胶结体与岩体之间的结合面破坏。 (5) 被加固岩体发生破坏:一般认为只要有足够的锚固力, 就不会发生锚固破坏。但是这种观点不够全面。在分析被加固岩体破坏形式时应考虑以下几点:被加固岩体的整体稳定性和安全度;预锚加固后薄弱面向更深层转移, 产生新的整体失稳的可能性, 以及这种局部破坏是否会进一步发展为整体破坏。

3 施工中易出现的问题及处理

3.1 预应力孔道与构造钢筋打架

遵循整体结构受力的原则, 对构造钢筋进行调整和局部加固, 按图施工并确保孔道顺直, 同时应报监理审批, 来处理预应力孔道与构造钢筋打架此问题。

3.2 预应力孔道不通, 穿束困难

(1) 采用高压气体清孔:预应力孔道在成孔过程中极易进入杂物, 一般情况下可采用高压气体吹出孔道内的杂物, 给穿束带来便利。 (2) 孔道“开刀”:当孔道孔道不顺直时, 通过测量, 对孔道进行“开刀”处理。 (3) 启用备用孔道:由于开刀会损坏结构, 而预应力孔道出现死弯, 这时应考虑启用备用孔道。

3.3 工作长度不够

假如工作长度不够, 报废会给企业单位带来经济损失, 可以进行以下处理: (1) 根据钢束明细表综合考虑, 转用于其他短束。 (2) 两端张拉改为一端张拉。 (3) 用单根张拉千斤顶逐根分端加拉。这种方法只适用于工作长度虽不能满足穿心千斤顶, 但可满足单根千斤顶工作时的情况。

3.4 滑丝

如果造成滑丝处理方法如下: (1) 利用单根千斤顶进行补强, 来处理整束内个别钢绞线出现滑丝, 使每根滑丝的钢绞线都达到张拉控制应力。 (2) 利用千斤顶进行放张, 有时还需更换所有夹片, 来处整束内大部分钢绞线出现滑丝, 再进行整体张拉直至控制应力。

3.5 断丝

如果在施工过程中出现断丝, 可以进行如下处理: (1) 如断丝数量在《公路桥涵施工技术规范》范围之内, 采用补救措施继续张拉, 确保整束控制张拉吨位不变, 但受力钢绞线平均应力不得超过0.9R。 (2) 如断丝数量尽管超出《公路桥涵施工技术规范》允许范围通过计算, 在确保整束控制张拉吨位不变的前提下, 受力钢绞线平均应力不超过0.9R, 也可不做换索处理, 继续张拉进行补救。 (3) 换索。换索之前先用千斤顶放张, 卸下工作锚具, 然后根据需要进行单根换索或整体换索, 最后重新进行张拉, 直至合格。

3.6 工具锚无法退楔

工具锚是专用设备, 经过特殊处理, 能反复使用。使用前应在夹片上涂退楔剂, 没涂退楔剂或退楔剂使用不当都会造成工具锚无法退楔。工具锚使用3次~4次后应涂一次退楔剂, 特别是首次使用时一定需涂退楔剂。工具锚比较昂贵, 为了不使工具夹片和工具锚杯锥孔出现氧化膜而致材质变性, 从而保证工具锚长期正常使用, 建议每次使用前都涂上退楔剂, 退楔剂有石蜡、石墨等。

3.7 理论伸长量与实际伸长量差值超出规范规定

(1) 调整预应力钢筋弹性模量。预应力钢筋实际弹性模量与计算取值不一致, 这样对伸长量的计算影响较大, 所以, 可以通过实验测定预应力钢筋的弹性模量, 对理论伸长量进行调整。 (2) 重新校验标定油泵、千斤顶及压力表。 (3) 测定孔道摩擦损失。预应力孔道实际摩擦损失与理论计算不符是实际伸长量与理论伸长量不符的重要原因之一, 特别是对曲线束及长束更加明显, 因此, 通过测定孔道实际摩擦损失, 调整理论伸长量, 对问题进行处理。 (4) 加强量测工作。伸长量的量测人为因素较大, 若量测人责任心不强, 工作不细致, 则会导致量测结果不实, 造成实际伸长量与理论伸长量偏差较大。因此, 要加强操作人员上岗培训量测监督等。 (5) 调整张拉控制力。一般设计中的张拉控制应力不包括锚头摩擦损失。因此, 如果预应力钢筋实际伸长量比理论伸长量总是偏小, 且超出规范允许不大, 就应考虑是不是因为实际张拉控制应力未计入锚头摩阻损失。锚头摩阻损失可通过试验确定。

3.8 压浆受阻

压浆受阻时可按以下情况进行分析和处理: (1) 压浆机压力不足。孔道过长、水泥浆过稠均应考虑提高压浆机压力。 (2) 孔道中扩空, 消除堵塞。如果加大压浆机压力仍不能顺利压浆, 可考虑在孔道中部或特定位置打孔, 分解阻力。需指出的是, 打孔以后压浆必须在两端反复进行或逐孔推进, 以确保压浆的密实性。

4 结语

预应力锚索有一定的适用条件, 使用时应力损失是锚索自身的特点。只有避免一些注意事项才能使锚索预应力体系达到最优效果, 在施工工程中要采取多种综合控制手段, 降低预应力损失。对于预应力群锚体系施工中的技术问题还需在实践中不断总结经验。

参考文献

[1]刘惠林.预应力群锚体系施工中的技术问题与应对措施[J].山西建筑, 2010 (10) .

[2]喻玥.预应力锚索施工有关问题的分析及处理[J].水利水电施工, 2005 (4) .

群锚体系 篇2

从20世纪30年代开始,预应力技术广泛地应用于桥梁、建筑结构、海洋平台、水工结构等土木工程之中。目前,预应力技术已成为建设大(大跨度,大空间结构)、高(高层,高耸结构)、重(重荷载结构)、特(特种结构以及在钢结构、基础工程、道路、地下建筑、结构加固等工程中的特殊应用)、新(新型结构工程)中不可缺少的一项重要技术,在经济和社会的发展中发挥着越来越重要的作用,成为2020年中国土木工程科学和技术发展桥梁建设目标中的重点推广技术[1]。

特别是大吨位钢绞线群锚体系的大量使用,使得预应力技术应用更加广泛,施工也变得更加简捷,本文以OVM型预应力锚固体系为例着重介绍钢绞线群锚施工中常出现的问题及对策。

2 群锚的工作原理及主要特点

2.1 工作原理

其工作原理是每组两片四开式斜夹片放在锚杯的圆锥孔内,利用楔形效应夹持一根钢绞线形成一个锚固单元,如图1所示。

2.2 主要特点

1)钢绞线每束的锚固根数,可以在2根～27根范围内任意选择,给选用不同的张拉吨位提供了很大方便。2)由于各个锚固单元独立工作,相互影响很小,所以,一根钢绞线发生故障不会导致整束预应力失效。3)施加预应力的千斤顶可以往复操作,束长可以不受限制。4)对钢绞线损伤小,自锚能力强。5)采用限位板代替顶压器,使千斤顶机构简单,操作简捷。6)采用特制自动工具锚,工具锚夹片可以多次重复使用。7)使用整体式锚座,受力合理,便于布置。

3 施工中易出现的问题及处理

3.1 预应力孔道与构造钢筋打架

出现这种情况,应遵循整体结构受力为主的原则,对构造钢筋进行调整和局部加固,按图施工并确保孔道顺直,同时应报监理审批。

3.2 预应力孔道不通,穿束困难

1)采用高压气体清孔。预应力孔道在成孔过程中极易进入杂物,一般情况下可采用高压气体吹出孔道内的杂物,给穿束带来便利。2)孔道“开刀”。孔道内若进入水泥浆、波纹管被压扁或孔道不顺直,这时可通过测量,对孔道进行“开刀”处理。“开刀”必须注意两个问题:a.对梁体“开刀”不能损伤构造钢筋;b.对“刀口”要及时进行“缝合”处理。3)启用备用孔道。预应力孔道布设不顺直,出现死弯,“开刀”会损坏结构时,应考虑启用备用孔道。4)给索头“戴帽”。有时由于钢绞线索头不圆滑,会拉带孔道波纹管,造成孔道不通和穿束困难,所以,最好给索头安装上特制圆帽,即可避免此类问题的发生。

3.3 工作长度不够

预应力钢筋下料时,如不慎造成工作长度不够。如果报废会给施工单位带来经济损失,于是可分以下情况对其进行处理:

1)转用于其他短束。根据钢束明细表综合考虑,以不浪费为原则。2)两端张拉改为一端张拉。《公路桥涵施工技术规范》规定:“曲线预应力钢材或长度不小于25 m的直线预应力钢材宜在两端张拉”。其条文说明为:曲线预应力钢材或长度不小于25 m的直线预应力钢材与孔道壁的摩阻力较大,如采取一端锚固,只在另一端张拉的方法,则摩阻力集中在一端的锚夹具和千斤顶上,实际预应力可能达不到要求,故条文规定在这种情况下应两端同时张拉。但预应力钢筋锚固后,由锚具变形、钢筋回缩和接缝压密引起的预应力损失,由于受管道反摩阻的影响,在张拉端最大,沿构件的长度方向逐渐减少最后至零,所以,只要锚固后预应力的损失影响长度S≥L/2或S与L/2相差不大,就可以采取一端张拉。另外,为了减小孔道的摩阻力,可以采用反复张拉2次～3次后再锚固的方法,这种方法施工中还是很有效的。3)用单根张拉千斤顶逐根分端加拉。这种方法只适用于工作长度虽不能满足穿心千斤顶,但可满足单根千斤顶工作时的情况。采用这种方法张拉,各根预应力钢筋受力更加均匀。

3.4 滑丝

造成滑丝的原因很多,其主要为:1)限位板限位厚度过大。2)锚杯锥孔及夹片上粘有杂物。3)夹片质量不合格或不配套。4)千斤顶回油太快。5)钢绞线质量不合格。6)钢绞线受力不均匀及千斤顶或压力表不准,这两种情况出现滑丝几率较小,极易造成断丝,具体处理见断丝处理。

总之,无论什么原因造成滑丝,除了做以上针对性处理外,还应做如下处理:1)若整束内个别钢绞线出现滑丝,利用单根千斤顶进行补强,使每根滑丝的钢绞线都达到张拉控制应力;2)若整束内大部分钢绞线出现滑丝,首先利用千斤顶进行放张,必要时更换所有夹片,再进行整体张拉直至控制应力。

3.5 断丝

3.5.1 产生断丝的原因

1)千斤顶、压力表不准。2)钢绞线受力不均。3)孔道内钢索缠绕。4)千斤顶内钢索交叉、扭转。5)孔道内不顺直,有尖角。6)电弧打火。7)钢绞线质量不合格。8)反复张拉,钢绞线受损。

3.5.2 断丝处理措施

出现断丝以后,可根据实际情况做如下处理:

1)如断丝数量在《公路桥涵施工技术规范》范围之内,可不做换索处理,采用补救措施继续张拉,确保整束控制张拉吨位不变,但受力钢绞线平均应力不得超过0.9R。

2)如断丝数量尽管超出《公路桥涵施工技术规范》允许范围,通过计算,在确保整束控制张拉吨位不变的前提下,受力钢绞线平均应力不超过0.9R,也可不做换索处理,继续张拉进行补救。

3)换索。换索之前先用千斤顶放张,卸下工作锚具,然后根据需要进行单根换索或整体换索,最后重新进行张拉,直至合格。

3.6 工具锚无法退楔

工具锚是专用设备,经过特殊处理,能反复使用。使用前应在夹片上涂退楔剂,没涂退楔剂或退楔剂使用不当都会造成工具锚无法退楔。工具锚使用3次～4次后应涂一次退楔剂,特别是首次使用时一定需涂退楔剂。工具锚比较昂贵,为了不使工具夹片和工具锚杯锥孔出现氧化膜而致材质变性,从而保证工具锚长期正常使用,建议每次使用前都涂上退楔剂,退楔剂有石蜡、石墨等。

3.7 理论伸长量与实际伸长量差值超出规范规定

1)调整预应力钢筋弹性模量。预应力钢筋实际弹性模量与计算取值不一致,这样对伸长量的计算影响较大,所以,可以通过实验测定预应力钢筋的弹性模量,对理论伸长量进行调整。2)重新校验标定油泵、千斤顶及压力表。油泵、千斤顶或压力表不准确,实际伸长量就不准确,所以,只有重新校验标定才能测出正确的伸长量。3)测定孔道摩擦损失。预应力孔道实际摩擦损失与理论计算不符是实际伸长量与理论伸长量不符的重要原因之一,特别是对曲线束及长束更加明显,因此,通过测定孔道实际摩擦损失,调整理论伸长量,对问题进行处理。4)加强量测工作。伸长量的量测人为因素较大,若量测人责任心不强,工作不细致,则会导致量测结果不实,造成实际伸长量与理论伸长量偏差较大。因此,要加强操作人员上岗培训量测监督等;另外,分级张拉(即0%—20%—40%—60%—80%—100%)对量测工作能起到复核作用。5)调整张拉控制力。一般设计中的张拉控制应力不包括锚头摩擦损失。因此,如果预应力钢筋实际伸长量比理论伸长量总是偏小,且超出规范允许不大,就应考虑是不是因为实际张拉控制应力未计入锚头摩阻损失。锚头摩阻损失可通过试验确定。

3.8 压浆受阻

压浆受阻时可按以下情况进行分析和处理:1)压浆机压力不足。孔道过长、水泥浆过稠均应考虑提高压浆机压力。2)孔道中扩空,消除堵塞。如果加大压浆机压力仍不能顺利压浆,可考虑在孔道中部或特定位置打孔,分解阻力。需指出的是,打孔以后压浆必须在两端反复进行或逐孔推进,以确保压浆的密实性。

4 结论及建议

尤其对于大吨位群锚预应力体系,在预应力体系的建立过程中为了能使预应力施工整个过程处于受控状态,从而及时、有效、安全、简捷的解决突发的技术问题,从施工工艺控制的角度有针对性的给出了应对措施。

文中涉及的部分处理方法与应对措施在多座大型预应力混凝土结构工程中得到了成功应用,但鉴于预应力体系的复杂性与实际工程的多样性,是否文中方法仍具有适应性并且为最优对策,还需要更多的施工实践积累与检验。

参考文献

[1]中国土木工程学会.2020年中国土木工程科学和技术发展研究[R].2004.

群锚体系 篇3

随着建筑科技日新月异的发展, 大型工业厂房也由原来的混凝土结构转变为大跨度的钢结构, 钢结构因其具有跨度大、工厂化作业量大、自重轻、安装施工快的特点逐渐成为大型厂房的首选形式, 而钢结构与混凝土基础的连接方式目前基本采用预埋螺栓连接, 钢结构厂房钢柱的安装精度控制是整个厂房安装质量控制的关键, 为了满足钢结构厂房钢柱预埋螺栓安装精度的要求, 采用矩阵式裙锚地脚螺栓技术安装, 从而保证预埋螺栓的安装精度及准确性, 达到设计及施工规范的要求。

1 工程概况

山西吕梁烟草仓储分拣用房工程位于孝义市崇文大街以北, 规划文昌路东侧, 仓储分拣用房总建筑面积6 211.21 m2, 工程总长100.63 m, 宽58.28 m。仓储分拣用房为仓储分拣用房, 钢结构厂房基础为钢筋混凝土独立基础, 上部钢结构与基础连接采用在混凝土基础中预埋螺栓进行连接, 共设独立基础90个, 预埋螺栓2 152套 (其中规格从M24~M45, 长度从660 mm~1 220 mm) , 全部应用矩阵式裙锚地脚螺栓技术安装。

2 技术特点

矩阵式排列:矩阵是由M×N个数, 排列形成M行N列的数表, 按照矩形方阵原理所形成的平面排列形式;群锚地脚螺栓:为了保证上部钢结构与下部混凝土基础可靠连接, 保证螺栓与基础的摩擦力满足工程结构整体工作要求, 经过理论计算提出螺栓埋设深度、数量、构造等设计要求, 将多个螺栓埋入下部混凝土基础中的一种锚固方式。该工程施工中通过对定位模具进行深化设计, 设置双层定位模具结合螺栓根部与基础钢筋焊接的措施, 对预埋螺栓进行固定, 增加了对预埋地脚螺栓的约束点, 有效地控制了垂直度以及螺栓间的相对位置;设置满堂脚手架体增加独立基础间的相互约束、合理利用测量仪器全程控制标高轴线等措施, 有效控制螺栓间、独立基础间相对位置, 修正了外露螺栓不垂直的问题, 实现基础钢柱安装一次就位。该工程设定了控制目标值:矩阵式群锚地脚螺栓相对位置偏移控制在2 mm之内, 外露丝头垂直度控制在2 mm之内, 避免钢柱安装过程中出现二次扩孔。

3 施工准备

主要材料:脚手架钢管φ48×3.5、定位模具 (竹胶板12 mm) 、金属板、预埋地脚螺栓 (M24~M45) 、电钻。

主要仪器:经纬仪、水准仪、钢卷尺、水平尺、线锤。

4 施工工艺流程

施工工艺流程如下:

绑扎独立基础钢筋→在每个独立基础柱四周搭设脚手架支架→定位模具设计及加工→地脚螺栓就位→安装双层定位模具→独立基础间架体固定及定位复测→混凝土浇筑→拆除定位模具→验收交接。

4.1 钢筋绑扎

独立基础钢筋绑扎时, 在钢筋笼内设置钢筋马凳用于支撑上层钢筋。在独立基础四周, 采用钢架管搭设支撑架, 架体上部水平管底标高为基础混凝土顶标高, 在错开预埋地脚螺栓的位置设置多道水平钢管, 现场对水平钢管的标高采用水准仪进行抄平, 确保钢管支架标高准确。

4.2 定位模具设计及加工要求

用于定位模具的竹胶板, 表面平整, 层间粘结密实, 选用变形小、强度高的竹胶制作时, 厚度宜为12 mm, 具体情况应根据独立基础平面尺寸区别对待。

根据不同独立基础的截面形式、截面尺寸、预埋螺栓数量、规格、预埋位置, 结合设计图纸, 绘制矩阵式群锚地脚螺栓模具加工图, 并委托专业厂家加工制作双层定位模具, 进行地脚螺栓相对位置和垂直度控制。不同规格尺寸的模具进入现场后由操作人员按照基础类型进行编号, 其中模具在加工螺栓孔时比螺栓直径增大3 mm, 并且全部靠右 (模具设计加工图见图1) , 安装地脚螺栓时每个模具上的全部螺栓穿孔全部靠一侧进行加固, 紧靠模具定位孔左侧进行安装控制, 方便工人操作, 可降低安装误差。

4.3 地脚螺栓就位

采用经纬仪、水准仪将每个独立基础的轴线控制线和标高控制线投测于支撑架上, 将螺栓按照设计要求进行就位, 采用铅丝与基础钢筋进行初次固定。

将加工好的第一块定位模具放置在钢管支撑架上, 并将每个螺栓全部穿入第一块定位模具, 螺栓下部尽量做到自由下垂, 遇到钢筋时适当调整钢筋位置, 以保证螺栓的垂直度, 超出模具表面的每个螺栓丝头套上两个六角螺母, 靠下的螺母底面与第一块定位模具顶面齐平, 靠上的螺母用于支持上部第二块定位模具, 其顶面与第二块定位模具底面齐平, 根据控制线调整定位模具的位置, 调整好六角螺母的标高, 将模具进行固定。将第二块定位模具安装就位, 采用经纬仪、水准仪辅助进行位置修正, 并将所有的螺栓靠模具预留孔的左侧进行固定, 适当微调螺栓位置, 待全部调整到位后, 在第二块定位模具的上面采用六角螺母将第二块定位模具拧紧固定, 采用支撑架对定位好的模具进行加固, 并在螺栓根部与独立基础的钢筋 (箍筋或马凳钢筋) 进行焊接固定, 采用塑料胶带对外露螺栓丝头及螺母进行保护, 最后进行模板支撑。

4.4 独立基础间架体固定及定位复测

根据独立基础的截面尺寸, 采用钢管脚手架搭设固定支架, 在各独立支架间搭设满堂架体, 增加斜向支撑, 将基础联系成整体 (见图2) 。提高独立基础间的相互约束力, 避免了在混凝土浇筑过程中造成的偏移。

为保证基础节点处地脚螺栓的轴线定位尺寸准确, 现场每一纵横轴线全部采用细钢丝拉线, 采用水准仪、经纬仪对标高、轴线位置偏移进行校核检查, 并逐一进行偏差调整, 确保基础地脚螺栓轴线、标高符合设计要求及规范规定。

4.5 混凝土浇筑

独立基础混凝土浇筑, 采用插入式振捣器, 振捣时快插慢拔, 振动器距模板不应大于振动器作用半径的0.5倍, 也不能紧靠模板, 且尽量避开预埋地脚螺栓及定位模具, 振捣以混凝土表面不再明显下沉, 出现浮浆, 不再冒气泡为止。

4.6 定位模具拆除

待基础混凝土浇筑完成, 达到强度后, 进行定位模具的拆除, 拆除后的模具要及时清理表面的砂浆, 对于同样规格的基础可重复利用。

5 质量验收标准

1) 主控项目。

建筑物定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓规格符合设计要求。

检查数量:按柱基数抽查10%, 且不少于3个。

检查方法:用经纬仪、水准仪和钢卷尺现场实测。

2) 一般项目。

预埋螺栓埋设允许偏差见表1。

3) 通过现场实测, 矩阵式群锚地脚螺栓相对位置偏移均在3 mm之内, 达到设定目标2 mm的94%;外露螺栓垂直度偏差均未超出3 mm, 合格率达到设定目标2 mm的98%;基础节点钢柱一次安装就位, 未发生二次扩孔现象。

6 质量控制措施

1) 工程施工前, 由项目总工、施工员向操作人员进行矩阵式群锚地脚螺栓施工专项技术交底, 交底内容具体明确, 有针对性, 并由项目工程师进行审核后下发。

2) 组织施工人员召开技术交底会, 对施工的技术难点进行重点说明, 使操作人员熟悉施工工艺。

3) 设置专用脚手架整体支撑体系:施工人员在现场根据独立基础的截面尺寸, 采用钢管脚手架搭设固定支架, 保证每个基础节点锚栓定位模具拼装合理、准确、牢固。同时在各独立支架之间搭设满堂架体, 增加斜向支撑, 连接采用扣件连接, 将基础联系成整体, 有效提高了独立基础间的相互约束, 保证了在混凝土浇筑过程中造成的整体偏移。

4) 设置双层定位模具的定位方法对预埋螺栓进行固定, 加固采用搭设专用脚手支架 (如图3所示) , 外露丝头粘贴保护胶带如图4所示。

5) 为保证基础节点处地脚螺栓与轴线定位尺寸准确, 现场每一纵横轴线全部采用米丝拉线, 采用水准仪、经纬仪对标高、位置偏移进行校核检查, 并逐一进行偏差调整, 确保基础地脚螺栓轴线、标高符合设计规范要求, 有效控制了支撑固定体系的牢固性, 地脚螺栓精度安装质量。

6) 混凝土浇灌前, 应检查钢筋及保护层是否准确。为防止钢筋位移引发的固定支架位移, 严禁振捣棒冲击钢筋和螺栓固定支架。

7 成品保护

1) 地脚螺栓在混凝土浇筑前, 上好黄油并用胶带包裹好, 以免污染丝口。

2) 地脚螺栓上口制作专用保护套管, 防止土方回填时机械碰撞。

3) 地脚螺栓在施工时应特别注意丝口保护, 避免丝口磕碰。

8 结语

通过对矩阵式群锚地脚螺栓预埋安装施工精度进行研究, 对施工过程进行严密的策划和控制, 有效控制螺栓间、独立基础间相对位置偏移, 修正外露螺栓不垂直的问题, 大大提高了预埋安装的精度, 避免基础钢柱安装就位出现二次扩孔的现象。由于对矩阵式群锚地脚螺栓安装工艺进行提炼和过程控制, 节省了操作时间, 缩短了检查验收时间, 确保了钢结构安装的节点工期目标, 该工程仓储分拣用房仓储区、入库区、分拣区、发货暂存区共节约工期10 d, 共取得的经济效益8.31万元。同时钢结构工程具有建造周期短、工业化程度高的特点, 钢材的循环利用率明显高于其他结构, 钢结构工程可杜绝砖的使用、减少土地资源的消耗, 符合“四节一环保”理念, 具有良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]王浩男.大型钢结构厂房柱地脚螺栓预埋安装施工工艺[J].四川建筑, 2014 (3) :254-256.

[2]杨华俊, 夏宏智.大直径预埋螺栓群安装调校控制技术[J].施工技术, 2012 (20) :96-98.

[3]杨荣.钢结构预埋地脚螺栓施工方法[J].山西建筑, 2006, 32 (24) :133-134.

[4]GB#space2;#50205—2001, 钢结构工程施工质量验收规范[S].

群锚体系 篇4

关键词：埋深,边距,间距,群锚效应,承载力

0引言

植筋锚固作为后锚固技术的一种,在加固改造工程中有着重要而广泛的用途。植筋锚固技术在国外起步较早,如美国、日本、德国等,植筋锚固技术的应用较广,研究也较为深入,形成一套较为成熟的规范和理论。相较之下,我国植筋锚固技术的应用时间还不是很长,2006年新出台的《混凝土结构加固规范》仅给出了植筋锚固技术的一些基本要求,适用于单根锚栓或钢筋的计算。对于实际工程中常见的群筋锚固受力,规范并没有给出相应的要求,若按照单根钢筋承载力的简单叠加来计算群筋锚固承载力,不考虑钢筋之间的相互作用,会使得设计值偏大,不安全。为此,通过两组植筋群试件的锚固拉拔试验及有限元分析,研究埋深、间距、边距对植筋群受拉承载力的影响。

1试验介绍

1.1 试验设计

试验设计两种试件,一种植筋深度为10d(约160 mm),另一种为15d(约240 mm)。除植筋深度不同外,两种试件其他条件均相同。每种试件设计3个,每个试件上植筋4根,同种深度的试件锚固在同一块基材上。试件详图见图1。钢筋及混凝土材性测量结果见表1。植筋胶采用Hilti HIT-RE500[1]。

1.2 试验结果

埋深10d的3个试件平均极限抗拉承载力为425 kN,钢筋屈服时的平均荷载为187 kN;埋深15d的试件平均极限抗拉承载力为443 kN,较10d时提高4.3%;钢筋屈服时的平均荷载为220 kN,较10d时提高17.6%,可见随着埋深的增加,钢筋屈服荷载有明显提高,按实测钢筋抗拉强度与扣除开槽后实际钢筋受力面积计算出理想状态下的极限受拉承载力为453 kN,埋深15d时极限荷载为443 kN,10d时为425 kN,可以说埋深15d时基本可以保证达到钢筋极限强度,而埋深10d时承载力则约为钢筋极限承载力的90%。总体看来,增大埋深对提高极限承载力影响不大。

埋深10d的3个试件破坏时钢筋均已屈服,但具体破坏形式尚有不同,两边的试件ST1,ST3表现为基材表面混凝土开裂严重,锚板下大片混凝土被拉起,局部露出基材钢筋。钢筋周围的裂缝约以45°向四周延伸,且裂缝延伸至基材边缘后继续向基材厚度方向发展,钢筋之间有明显的劈裂裂缝。中间试件ST2破坏形式为钢筋颈缩拉断(见图2),混凝土破坏锥体无论是直径还是深度均较小,且钢筋周围只有少量细小裂缝。

需要说明,试件ST2是最先进行试验的,由于处于基材中央基本上没有边距的影响,其极限承载力相对于ST1和ST3要略高。试件ST1和ST3则分别位于基材两侧,而且ST2受拉后可能引起混凝土内部开裂,造成在随后进行的试验中基材承载力已有所降低,说明边距和基材混凝土的内部开裂对群锚的承载力和破坏形式有一定的影响。

埋深15d的试件破坏时均表现为钢筋拉断或发生明显颈缩,混凝土表面开裂情况不如埋深10d显著,说明埋深的增加还可以显著改变基材混凝土表面破坏形态,减少劈裂裂缝的数量和宽度。与埋深10d的情况相似,中间试件ST5与边试件ST6破坏形式也略有不同:ST5钢筋周围是小的混凝土破坏锥体,无明显的斜向裂缝和劈裂裂缝,而ST6除混凝土小锥体外,还有较多的斜向45°裂缝,钢筋之间混凝土还有明显的劈裂裂缝(见表2)。

2结语

1)10d和15d两种埋深下,试件破坏前钢筋均达到屈服强度,均发生钢筋破坏,延性较好。随着埋深的增加,钢筋屈服荷载有明显提高,而极限承载力则提高不大。但埋深的增加,有助于钢筋延性的发展,受力、变形更加均匀,受力性能较好。

2)植筋群的破坏形态与单根植筋相似,针对工程中较常见的植筋埋深10d～15d的情况,15d可基本保证达到极限承载力,10d可达到极限承载力的90%左右,二者之间可按差值计算。对于其他受力情况下的准确计算与分析尚有待今后进一步的研究。

参考文献

[1]GB 50152-92,混凝土结构试验方法标准[S].