Предварительное натяжение арматуры
Способ предварительного натяжения арматуры применяют как в сборных, так и в монолитных конструкциях и сооружениях. В монолитном исполнении с предварительным натяжением арматуры бетонируют пролетные строения мостов, большепролетные балки и плиты перекрытий, контурные элементы оболочек и куполов, резервуары, высотные сооружения и др. Так, железобетонный ствол Останкинской телебашни был выполнен с предварительным натяжением вертикальной пучковой арматуры.
Из двух способов натяжения арматуры — на упоры и на бетон — в монолитном строительстве наиболее широко распространен последний.
Для пропуска арматуры, напрягаемой на бетон, в нем устраивают специальные каналы. С этой целью перед бетонированием в опалубку устанавливают каналообразователи в форме стальных труб или стержней с наружной проволочной обмоткой и специальной смазкой или резиновые шланги с проволочным сердечником.
Во избежание сцепления с бетоном стальные трубы или стержни через каждые 15—20 мин поворачивают вокруг оси, а через 2—4 ч после окончания бетонирования их извлекают. При использовании резиновых каналообразователей через 2—4 ч извлекают проволочный сердечник, а затем резиновый шланг. Извлекаемые каналообразователи (трубы и шланги) применяют при длине канала до 6 м.
В крупноразмерных конструкциях (пролеты мостов, большепролетные балки) каналы устраивают путем закладки гофрированных стальных трубок, которые остаются в бетоне.
По достижении бетоном проектной прочности через каналы протягивают арматуру в виде пучков высокопрочной проволоки или стальных канатов. Натягивают арматуру гидравлическими домкратами одиночного или двойного действия.
Гидродомкраты одиночного действия создают усилия в 60, 80, 150 тс. Один конец арматурного пучка запрессовывают в стаканный анкер, а другой с помощью специального цангового зажима закрепляют в противоположном торце канала. Стаканный анкер посредством муфты соединяют с подвижным штоком поршня домкрата. При создании давления усилие натяжения передается от штака через муфту и стаканный анкер арматурному пучку. В процессе натяжения систематически подтягивают анкерную гайку, а по достижении необходимого натяжения ее завинчивают до отказа. В процессе натяжения арматуры нужно тщательно контролировать величину усилия, передаваемого на нее.
При снятии домкрата усилие натяжения, созданное в арматуре, через анкерные устройства на обоих концах арматурного пучка передается на бетон и обжимает его.
При натяжении арматуры с помощью гидродомкратов двойного действия на арматурный пучок надевают стальную шайбу с коническим отверстием, в которую упирают лопасти домкрата. Концы проволок закрепляют в кольцевом захвате, который посажен на подвижный цилиндр домкрата. При подаче в этот цилиндр масла пучок натягивается, причем степень натяжения арматуры контролируют по манометру.
Натягивают арматуру плавно, ступенями по 3—5 МПа. После того как в пучке создано напряжение на 5% больше проектного, его снижают до требуемого и приступают к закреплению арматурного пучка. Для этого подают масло в неподвижный цилиндр и при помощи штока поршня запрессовывают коническую пробку в отверстие шайбы. В результате проволочный пучок заанкеривается в шайбе, а усилие натяжения, созданное после снятия домкрата через шайбу, передается на бетон. При длине напрягаемой арматуры более 10 м ее натягивают с двух концов одновременно двумя домкратами.
Для обеспечения монолитности конструкции и защиты напряженной арматуры от коррозии в каналы нагнетают цементный раствор марки не ниже 300. Чтобы обеспечить лучшее сцепление бетона со стенками канала и арматурой, раствор готовят на безусадочном или расширяющемся цементе. Качество нагнетания стали контролируют через специальные отверстия.
Для предварительного напряжения арматуры резервуаров, силосов и других цилиндрических сооружений используют специальные навивочные машины. Они обтягивают высокопрочной проволокой стенки резервуаров снаружи, создавая в бетоне предварительное напряжение сжатия.
После набора бетоном резервуара проектной прочности в центре его монтируют опорную стойку, к которой крепят вращающуюся стрелу с двумя тележками. Верхняя тележка опирается на стену резервуара и движется по ней; нижняя может перемещаться вверх и вниз по вертикальной раме. Направляющей для периметрального перемещения нижней тележки служит цепь, закрепленная на стенке резервуара. На нижней тележке установлены электропривод для движения по периметру резервуара, а также натяжное устройство.
Для натяжения бухту проволоки закрепляют в бухтодержателе навивочной машины; при этом один конец проволоки крепят к стенке резервуара, после чего начинают навивку. Через каждые 2—3 витка периодически натягивают проволоку. Правильный шаг витков создается перемещением нижней тележки по вертикальной раме снизу вверх.
Машиной АНМ-5 навивают арматуру на резервуары диаметром от 10 до 42 м и высотой до 8 м. Машина АНМ-7 предназначена для навивки проволоки на резервуары диаметром от 16 до 70 м и высотой до 12 м.
Для защиты арматуры от коррозии после ее навивки торкретируют наружные поверхности резервуаров или штукатурят высокомарочным цементным раствором.
Сварные стыки проверяют наружным осмотром и выборочным испытанием образцов, вырезанных из конструкции в количестве 1 % от числа соединений. Рекомендуются испытания физическими методами без разрушения соединений. При стабильности результатов количество вырезаемых образцов можно сократить до 0,5%.
