反拱过大,产生裂缝,影响上部结构的正常使用.docx

1， 预应力混凝土的优缺点 答：优点：1，抗裂性好，刚度大。使用荷载作用下，构件不出现裂缝或推迟出现，刚度提高，耐久性增强。2，节省材料，减少自重。采用高强度钢筋，钢筋用量少，截面尺寸小。3，剪力，主拉应力小。曲线束减小剪力，预压应力减小主拉应力。4，结构安全，质量可靠。施加预应力，钢筋和混凝土都将经历一次强度检验。5，疲劳性能好。混凝土全截面工作，应力幅小。 缺点：1，工艺复杂，质量要求高，需配备专业的队伍。2，需专门的设备。3， 预应力反拱不易控制，随着混凝土徐变增大，影响使用效果。4，开工费用大，跨径小，构件数量少，成本高。但是以上缺点是可以设法克服的，例如，在用于跨径打的结构，或跨径小但构件数量多时，预应力混凝土就比较经济。2， 2，先张法施工工艺？ 答：1，钢筋就位。2，张拉钢筋。在台座上用千斤顶张拉预应力筋至控制应力，并用锚具临时锚固于台座。3，浇注混凝土。一般采用蒸汽养护。放张预压。混凝土强度达到设计强度的 75%以上时，切断预应力筋，钢筋回缩通过粘结应力挤压混凝土，使混凝土获得预压力。3， 3，后张法施工工艺？ 答：1，制作构件，预留孔道。立模，预埋孔道，浇注混凝土及养护。2，穿筋张拉。混凝土强度达到设计强度 75%以上时，穿入预应力筋用千斤顶张拉至控制应力。3，锚固。张拉完毕，在张拉端用锚具锚住钢筋。4，孔道灌浆。用灌浆机从预留注浆孔中高压注浆，以保证预应力筋与混凝土间产生足够粘结力。 施加预应力途径。4， 4，先张法和后张法各有何优缺点和适用？ 答：先张法需要有用来张拉和临时固定钢筋的台座，因此初期投资费用较大。但先张法施工工序简单，钢筋靠粘结力自锚，在构件上不需设永久性锚具，临时固定的锚具都可以重复使用。因此在大批量生产时先张法构件比后张法构件比较经济，质量易保证。为了便于吊装运输，先张法一般宜于生产中小型构件。5， 5，为什么先张法控制应力略高于后张法？ 答：因为先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，预应力钢筋中建立的拉应力就是控制应力。放张预应力钢筋后构件产生回缩而引起预应力损失；而后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，张拉时构件被压缩，张拉设备千斤顶所示的张拉控制应力为已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力，所以先张法的张拉控制应力略高于后张法。6， 6，按预应力体系分？ 答：体内预应力：预应力筋分布在混凝土构件体内。体外预应力：预应力筋分布在混凝土构件体外。有粘结预应力：钢筋与周围混凝土牢牢粘结在一起，截面变形服从平截面假定。先张法和后张灌浆法生产的预应力构件均为有粘结。无粘结预应力：无粘结预应力筋包裹一层防腐材料，使预应力筋不与周围混凝土粘结，截面变形不服从平截面假定。一般采用后张法施工，预应力全靠锚具传递。7， 7，根据预应力对构件裂缝控制程度不同预应力混凝土结构可分为哪几类，各自有何特点？ 答：可分为：全预应力混凝土，有限预应力混凝土和部分预应力混凝土。 全预应力混凝土：在全部荷载即荷载效应的短期组合下，截面不出现拉应力的预应力混凝土称为全预应力混凝土。特点： 1，抗裂性好，由于构件截面不出现拉应力，混凝土不开裂，因而其抗裂性能好，刚度大，常用于对抗裂或抗腐蚀性能要求较高的结构，如核电站安全壳，贮液罐，吊车梁等。 2，抗疲劳性能好，预应力钢筋从张拉到使用阶段的全过程中，其应力值变化幅度小，所以在重复荷载下抗疲劳性能好。 3，反拱值可能过大，当活载较大，在正常使用情况下，由于预应力较高，引起结构的反拱过大，使混凝土在施工阶段产生裂缝，影响上部结构的正常使用。 4，延性较差，由于构件的开裂荷载与极限荷载较为接近，使构件延性较差，对结构的抗震不利。 有限预应力混凝土：在全部荷载即荷载效应的短期组合下，截面拉应力不超过混凝土规定的抗拉强度；在长期荷载即荷载效应长期组合下，截面不出现拉应力的预应力混凝土，称为有限预应力混凝土。 部分预应力混凝土：截面允许出现裂缝，但最大的裂缝宽度不得超过允许的限制，称为部分预应力混凝土。特点： 1，节约钢材，可根据结构的不同使用要求，荷载作用情况及环境条件等，对 裂缝进行了控制，降低了预应力值，从而节约预应力钢筋及锚具的用量，降低造价。 2，反拱值不致过大，由于施加预应力较小，可避免产生过大反拱。 3，延性较好，由于配置了非预应力钢筋，可提高构件的延性，有利于结构抗震，并可改善裂缝分布，减小裂缝宽度。 4，与全预应力相比，可简化张拉，锚固等工艺，并综合经济效果较好。对于抗裂要求不太高的结构构件，部分预应力混凝土已得到广泛应用。 5，计算较为复杂。8， 8，为何采用高强混凝土？ 答：1，可以施加较大预压应力，提高预应力效率；2，有利于减小构件截面尺寸，以适用于大跨度构件要求；3，具有较高弹性模量，有利于提高截面抗弯刚度，减少预压时的弹性回缩；4，徐变较小，有利于减小徐变引起的预应力损失；5，与钢筋有较大的粘结强度，减少先张法预应力筋的应力传递长度；6，有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置和减小锚具垫板的尺寸；7，强度早期发展较快，可较早施加预应力，加快施工速度，提高台座，模具，夹具的周转率，降低间接费用；8，公路铁路规定预应力混凝土构件不应低于C40。 9，为何采用高强钢筋？ 答：张拉控制应力较高，同时考虑到为减小各构件的预应力损失。 10，对钢筋的要求？ 答：1，高强度，低松弛：张拉应力会产生损失；2，具有一定的塑性：避免在超载情况下发生脆性破坏；3，具有足够粘结力：特别是先张法构件，通常采用“刻痕”方法。 预应力筋种类：精轧螺纹钢筋：主要有JL25 和JL32 两种规格，屈服强度785 或 930Mpa。高强钢丝：桥梁常用高强钢丝主要为 5 和 7 两种规格，强度级别1470，1570，1670，1770Mpa；钢绞线：桥梁主要用 5 钢绞线（公称直径15.2mm）抗拉强度1860Mpa。 11，混凝土的要求？ 1，强度高，因为高强度混凝土才能充分发挥高强度钢筋的性能，建立尽可能高的预应力，从而提高结构构件的抗裂度和刚度，有效的减小构件截面尺寸和减轻自重。 2，收缩，徐变小。这样可减少收缩，徐变引起的预应力损失。 3，快硬，早强。以便于尽早施加预应力，加快施工进度，加快设备周转率。预应力构件的混凝土强度等级不应低于C30，当采用钢丝，钢绞线和热处理钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不应低于C40。 12，受力阶段分析？ 答：1，欲施应力阶段（包括预制，运输，安装） 钢筋张拉锚固后，在预应力作用下梁将向上挠曲，脱离底模变为梁端支承，梁的自重随即参加工作。此阶段发生了第一批预应力损失，在欲加力及自重作用下梁处于弹性工作阶段。 2，从承受使用荷载到构件出现裂缝前的工作阶段 此阶段承受预加力，自重及活载共同作用，基本处于弹性工作阶段。此阶段经历时间较长，预应力损失已逐步完成。 3，带裂缝工作阶段 荷载继续增加，梁的受拉区很快进入塑性状态，拉应力达到fct 时下缘就会出现裂缝，随着裂缝宽度加大，预应力梁转变为钢筋混凝土梁。 4，破坏阶段 梁开裂后，继续加大荷载，混凝土的压应力和钢筋的拉应力均增长很快，受压区混凝土进入塑性状态。当钢筋应力达到其抗拉强度限制时，裂缝向上扩展，混凝土受压区迅速减少，最后混凝土应力达到其抗压强度限值，导致梁的破坏。 13，何谓锚具和夹具？简述螺丝端杆锚具，墩头锚具，锥形锚具，夹片式锚具的形成，工作原理，特点及 应用。 答：通常把在构件制作完毕后，能够取下重复使用的称为夹具；锚固在构件端部，与构件联成一体共同受力，不能取下重复使用的称为锚具。 螺丝端杆锚具：主要用于预应力钢丝张拉端，预应力钢筋与螺丝端杆对焊连接，螺丝端杆另一端与张拉千斤顶相连。张拉终止时，通过螺帽和垫板将预应力钢筋锚固在构件上。这种锚具的优点是比较简单，滑移小和便于再次张拉；缺点是对预应力钢筋长度的精度要求高，不能太长或太短，否则螺纹长度不够用，需要特别注意焊接接头的质量，以防止发生脆断。 墩头锚具：这种锚具有用于锚固钢筋束。张拉端采用锚杯，固定端采用锚板。先将钢丝端头墩粗成球形，穿入锚杯孔内，边张拉边拧紧锚杯的螺帽。每个锚具可同时锚固几根到一百多根5mm-7mm的高强钢丝，也可用于单根粗钢筋。这种锚具的锚固性能可靠，锚固力大，张拉操作方便，但要求钢丝（筋）的长度有较高的精确度，否则会造成钢丝受力不均。 锥形锚具：这种锚具是用于锚固多根直径为5，7，8，12mm的平行钢丝束，或者锚固多根直径为13，15 的平行钢绞线束。锚具由锚环和锚塞两部分组成，锚环在构件混凝土浇灌前埋置在构件端部，锚塞中间有小孔作锚固后灌浆用。由双作用千斤顶张拉钢丝后又将锚塞顶压入锚圈内，利用钢丝在锚塞与锚圈之间的摩擦力锚固钢丝。 夹片锚具：这种锚具可以根据需要，每套锚具锚固 1-100 根直径为 15.2 或 12.7mm的钢绞线。每套锚具是由一个锚座，一个锚环和若干个夹片组成，钢绞线在每个孔道内通过有牙齿的钢夹片夹住。国内常见的夹片式锚固具有 HVM,OVM,QM 等型号。 13，为什么抗剪承载力提高？ 答：曲线布置的预应力筋提供与剪力方向相反的竖向力，可有效提高截面抗剪承载力；预压应力抵消部分使用荷载产生的拉应力，降低主拉应力值，亦提高了抗剪承载力。 14，何谓预应力损失？因素有哪些，如何产生的？ 答：由于张拉工艺和材料性能等原因，从张拉钢筋开始到构件使用整个过程中，张拉控制应力将不断降低，这种现象称为预应力损失。 引起预应力损失的因素有： 1，预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失l1；后张法预应力混凝土构件需要预留孔道，由于施工的原因会使孔道轴线出现局部偏差，在张拉预应力筋时，预应力筋与孔道壁接触摩擦将产生摩擦力。如果采用曲线孔道，由于张拉时预应力筋与孔道壁之间存在径向压力，会产生附加摩擦力。摩擦力使得离开张拉端后，预应力筋的张拉应力逐渐减少。 2，张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 l2；预应力在锚固时，由于锚具变形（包括锚具各部件之间和锚具与构件之间缝隙压缩）和钢筋在锚具中内缩滑移等因素的影响，将使预应力钢筋产生预应力损失。 3，混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失 l3；为了缩短先张法构件产生周期，常采用蒸汽养护来加快混凝土的硬化。升温时，新浇的混凝土尚未结硬，钢筋 受热膨胀，但台座是固定不变的，于是钢筋产生相对伸长，预应力钢筋应力降低，造成预应力损失。降温时，因混凝土已结硬，与钢筋粘成整体，而这共同回缩。因此预应力钢筋损失不能恢复。 4，混凝土弹性压缩引起的预应力损失 l4；后张法构件当采用分批张拉时，后批张拉的预应力所产生的预应力弹性压缩将引起先张拉钢筋的预应力损失。 5，预应力筋应力松弛引起的预应力损失 l5；钢筋在高应力作用下，其塑性变形具有随时间而增长的性质。在钢筋长度保持不变，应力将随时间的增长而降低的现象称为应力松弛。钢筋应力松弛使预应力值降低，所造成的预应力损失。 6，混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 l6；混凝土在硬化时产生的收缩和长期预压作用下的徐变，都会使预应力混凝土构件缩短，预应力钢筋随之回缩， 造成预应力损失。 7，螺旋式预应力筋挤压混凝土引起的预应力损失 l7。用螺旋式预应力筋做配筋的环形构件，当环形构件直径小于或等于3m 时，预应力筋对混凝土的挤压会使混凝土产生局部压陷，预应力钢筋环的直径减小，由此引起的预应力损 失。 15，损失减小方法？ 答：1，两端张拉；超张拉：当张拉端由超张拉应力回到控制应力后，由于受到反向摩擦力的影响，这个回缩的应力并没有传到跨中，使之保持较大的应力。 2，选择变形量较小的锚具及尽可能少用锚垫板；超张拉。 3，采用两次升温措施：初次升温在混凝土与预应力筋未粘结时进行，第二次升温在混凝土与预应力筋粘结力足以抵抗温差变形时进行，此时，预应力筋与混凝土共同变形，预应力筋不再引起预应力损失。 4，后张法尽量采用较少的分批张拉次数。 5，采用低松弛预应力筋；超张拉并增加持荷时间 6，采用一般硅酸盐水泥，控制水泥用量及水灰比；延长混凝土加载龄期。 16，对受弯构件的纵向受拉钢筋施加预应力后，是否能提高正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力，为什么？ 答：对正截面受弯承载力影响不明显。因为预应力可以提高抗裂度和刚度。破坏时，预应力已经抵消掉，与非预应力钢筋混凝土受弯构件破坏特性相似。首先达到屈服，然后受压区混凝土受压边缘应变到达极限应变而破坏。提高斜截面受剪承载力，因为预应力钢筋有约束斜裂缝开展的作用，增加了混凝土剪压区高度，从而提高了混凝土剪压区所承担的剪力。 17，预应力混凝土受弯构件正截面的界限相对受压区高度与钢筋混凝土受弯构件正截面的界限相对受压区高度是否相同？ 答：通过比较可知，两者的正截面的界限相对受压区高度是不同的。预应力混凝土受弯构件的界限相对受压区高度与预应力钢筋强度、混凝土压应力为零时的应力有关。 18，预应力混凝土构件为什么要进行施工阶段的验算？预应力轴心受拉构件在施工阶段的正截面承载力验算、抗裂度验算与预应力混凝土受弯构件相比较，有何区别？ 答：预应力混凝土构件在施工阶段，由于施加预应力，构件必须满足其承载和抗裂的要求，所以施工阶段需要验算。 两者的区别为受弯构件受压区混凝土压应力需要满足承载力、抗裂度要求之外，受拉区混凝土拉应力也需要满足相应要求。 19，预应力混凝土受弯构件的变形是如何进行计算的？与钢筋混凝土受弯构件的变形相比有何异同？ 答：预应力混凝土受弯构件的挠度包括两部分：一部分为预加应力产生的反拱；一部分为荷载产生的挠度。荷载作用产生的挠度计算与钢筋混凝土受弯构件相似。 20，预应力混凝土的张拉控制应力为何不能取的太高？预应力损失为什么重要？ 答：如果张拉控制应力取得太高，则可能引起构件的某些部位开裂或端部混凝土局部压坏、构件的延性降低或产生较大塑性变形。张拉控制应力取值过低，影响预应力钢筋充分发挥作用。预应力损失计算值比实际发生的小，则预应力筋中实际有效应力值过低，可能导致结构提前开裂，从而减低结构的耐久性甚至影响正常使用；如果计算值比实际发生的大，则实际有效预应力过大，预应力筋用量过多，在构件自重和预应力作用下混凝土边缘由于拉应力过大极可能开裂，对于简支梁可能产生过大的长期变形，影响结构工作性能，既不经济也不合理。 21，为什么预应力混凝土构件中一般还需放置适量的非预应力筋？ 答：采用预应力钢筋和非预应力钢筋的混合配筋方式，受力性能相对较好。对于施工阶段不允许出现裂缝的构件，或预压时全截面受压的构件，为了防止由于混凝土收缩，温度变形等原因在预拉区产生竖向裂缝，要求预拉区还需配置以一定数量的纵向钢筋。 22 对长线台座张拉好的钢丝怎么检验其预应力?对于先张法预应力混凝土 来说,为什么需要达到一定强度后才能放松钢筋? 答: 一般检测钢丝的预应力值都是在钢丝张拉后当天进行的。由于冷拔丝构件中的数量较多,不可能象粗钢筋那样每根都达到要求,考虑到钢丝应力在构件中重分布,所以检测钢丝的预应力可按一个构件中全部钢丝预应力的平均值计算,这样每一个工作班就至少要抽测一个构件的全部钢丝的预应力值。考虑带检测,总是在全部钢丝张拉完毕后进行的,检测时间离各根钢丝张拉时间的平均间隔一般在1 小时以上,此时钢丝夹具滑移引起的预应力损失约为2%设计规定的张拉控制应力,钢丝松弛引起的损失约为%设计规定的张拉控制应力。因此,对长线台座上张拉好的钢丝进行预应力检测的检测值达到94%设计规定的张拉控制应力就可认为符合设计要求,那么检测时就可能达到99%设计规定的张拉控制应力,故又规定最大不得超过100%设计规定的张拉控制应力,过大的预应力值对构件没有好处。 23，灌筑预应力多孔板时应注意什么事项? 答：1，保证保护层厚度,防止漏筋。在台面不平,可在钢丝下面垫水泥砂浆块; 2，应适当控制混凝土流动度。若混凝土多干硬,板底容易发生露筋和孔洞,若滚动度过大,抽芯后板面混凝土容易坍落; 3，侧模应与台面密合,防止模板上浮而造成板超厚; 4，振捣时振动器不得碰撞钢丝,尤其是灌筑完毕以后更不得碰撞或踩踏外露钢丝,以免影响钢丝,以免影响钢丝与混凝土的黏结; 5，避免板跨过台面伸缩缝,最好采用预应力台面。不能避免时,应在伸缩缝处垫油毡或塑料薄膜。 24，为什么要超拉和重复张拉？ 答：超张拉主要是为了减少钢筋松弛，混泥土弹性压缩，锚具变形和孔道摩擦阻力等所引起的应力损失。持载2 分钟，主要是为了加钢筋松弛的早期发展。重复张拉可减少应力损失，还可使钢筋的应力随着松弛的发展而得到的调整，而使每根刚筋受力均匀。采取超张拉和反复张拉的办法，是减少松弛应力损失的有效措施。 25，为何要进行孔道灌溉？对水泥浆有何要求？应如何进行？ 孔道灌浆是为了预防钢筋锈烛，增加结构的整体性和耐久性。水泥浆应有足够强度度和黏结力，并有较大的流动性和较大的干缩性及泌水性；应采用标号不低于 425 号的普通硅酸盐水泥，水灰比应控制在 0.4-0.45 之间，搅拌后 3H 的泌水率宜控制在2%，最大不超过3%；对成束的预应力筋及空隙较大的孔道。在水泥浆中宜适量地掺入细砂和其他塑化剂；还可掺入水泥重量万分之一的铝粉或0。25%的木质素磺酸钙。 灌浆前，应用压力水将孔道冲刷干净，湿润孔壁；水泥浆要过筛，灌浆时应不断搅拌，以免沉淀析水，应连续灌浆不得中断；灌浆顺序，应先下后上；直线孔道灌浆应从构件的一端到另一端。曲线孔道灌浆，应从孔道最低处开始向两端进行。当灰浆强度达到规定的数值时，方能移动构件或吊装。 26，试述预应力钢筋混凝土电热法的施工特点及其优缺点？ 答：电热法是利用钢筋热胀冷缩的原理，用低电压强电流通过钢筋，使钢筋发热伸长，带伸长达到规定长度后，随即进行锚固，并切断电源，由于钢筋冷却收缩，从而达到建立预压力的方法。电张法适用于冷拉 II 级钢筋，III 级钢筋，IV 级钢筋配筋的构件。 其优点是：操作简便，劳动强度低，设备简单，效率高，施工安全；在电热张拉的同时，起到电热时效作用，并可消除钢筋在热轧制造时所产生的内应力，使钢筋的强度有所提高；电张法可以避免钢筋与构件孔道间摩擦应力损失；最适宜高空作业张拉框架结构和曲线配筋的构件。 其缺点是：预应力值的建立是以钢筋伸长值来控制的，其预应力值的建立不如应力控制精确，必须进行必要的机械矫核，以调整理论电热伸长值；对抗裂度要求较严的结构不宜采用。 27，预应力筋张拉时，主要应注意哪些问题? 答:施工中应注意下列问题： 1，在确定预应力筋的张拉顺序时，应尽可能减少倾覆力矩和偏心力，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。宜分批、对称进行张拉。 2，预应力筋超张拉