一种预应力混凝土梁及预制方法技术

本发明专利技术涉及预应力结构技术领域，公开一种预应力混凝土梁及预制方法。所述预应力混凝土梁包括预应力筋、防护装置和防腐材料，预应力筋包括预应力失效段和预应力有效段；防护装置包括防护套管和螺旋箍筋，防护套管套设于预应力失效段上，螺旋箍筋套设于防护套管和部分预应力有效段上；防腐材料填充于防护套管内。所述预应力混凝土梁预制方法用于制备上述预应力混凝土梁。本发明专利技术通过防护套管将预应力失效段与混凝土隔离，以实现预应力失效的功能，同时防护套管还能充当普通钢筋，并发挥其抗裂作用，通过螺旋箍筋套设于预应力有效段上，跨越预应力失效段和预应力有效段，增强混凝土应力突变区间的抗裂性能。

【技术实现步骤摘要】
一种预应力混凝土梁及预制方法
本专利技术涉及预应力结构
，尤其涉及一种预应力混凝土梁及预制方法。
技术介绍
长期使用过程中，预应力混凝土空心板梁的端部和梁底下表面逐渐出现横向、斜向裂缝，而这些裂缝刚好处于预应力筋预应力有效区和失效区过渡段。将此开裂区域混凝土保护层剥开后发现，部分预应力筋锈蚀、混凝土胀裂，更为严重的则是预应力筋锈蚀至断裂。究其原因，预应力筋在梁端部预应力失效段采用外套PVC管等方法的预应力失效措施存在以下缺陷：(1)预应力筋张拉完毕，进行放张的时候，底板内预应力筋在端部预应力有效区和失效区过渡段存在应力集中，而预应力失效段预应力筋和混凝土之间采用外套PVC管进行了隔离，导致预应力失效区混凝土配筋率不足，混凝土被拉裂；(2)预应力筋在预应力失效段外套的PVC管防水措施存在缺陷，导致桥面积水进入PVC管内部，PVC管内预应力筋长期遭受积水侵蚀，最终预应力筋锈蚀、断裂，混凝土保护层胀裂破损；(3)预应力混凝土空心板梁的端部预应力失效区有两类预应力筋穿过，一类是人为强制预应力失效的预应力筋，另一类是必须保持预应力有效的预应力筋，而人工强制预应力失效的预应力筋因为PVC管缺陷导致预应力筋锈蚀断裂、混凝土保护层胀裂破损后，该区域的另外一类必须保持有效预应力的预应力筋表面握裹的混凝土被损伤波及而强制胀裂、剥离，其预应力的有效性难以保证，同时该区域混凝土大面积出现裂缝，预应力筋耐久性能下降，最终两类预应力筋都会趋于锈蚀、断裂，梁体承载能力失效，危及结构安全。对于存在此类缺陷的预应力混凝土空心板梁，需要拆除重建。这不仅是一种资源浪费，而且需中断交通，成本高，工期长。特别是该类桥梁如果跨越特殊结构物，如铁路、军用设施等情况下，拆除重建的难度更大，成本更高，工期更长。因此，对于新建预应力混凝土空心板桥梁，必须采取合理、有效措施，提高预应力失效段预应力筋的耐久性能、混凝土的抗裂性能，成为目前亟需解决的迫切问题。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种预应力混凝土梁及预制方法，能够提高预应力失效段预应力筋的耐久性能、混凝土的抗裂性能。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种预应力混凝土梁，包括：预应力筋，包括预应力失效段和预应力有效段；防护装置，包括防护套管和螺旋箍筋，所述防护套管套设于所述预应力失效段上，所述螺旋箍筋套设于所述防护套管和部分所述预应力有效段上；防腐材料，填充于所述防护套管内。作为本专利技术的预应力混凝土梁的优选方案，所述防护套管的两端设置有限位堵头，所述限位堵头与所述防护套管形成封闭腔室，用于将所述预应力失效段与混凝土隔离。作为本专利技术的预应力混凝土梁的优选方案，所述限位堵头与所述防护套管可拆卸连接。作为本专利技术的预应力混凝土梁的优选方案，所述防护套管的截面包括圆环形、椭圆环形或多边形。作为本专利技术的预应力混凝土梁的优选方案，所述防护套管的长度与所述预应力失效段的设计长度相同。作为本专利技术的预应力混凝土梁的优选方案，套设于所述预应力有效段上的所述螺旋箍筋的长度为50cm-100cm。作为本专利技术的预应力混凝土梁的优选方案，所述防腐材料包括水泥基灌浆料、水泥浆或聚氨酯发泡材料。一种预应力混凝土梁预制方法，用于制备如上所述的预应力混凝土梁，包括以下步骤：S1、在需要强制预应力失效的预应力筋上安装防护装置，所述防护装置的防护套管用于将所述预应力筋的预应力失效段与混凝土隔离；S2、释放所述预应力筋的张拉力；S3、填充防腐材料至所述防护套管内，并将所述预应力失效段包裹；S4、将截断后的所述预应力失效段的端部封堵。作为本专利技术的预应力混凝土梁预制方法的优选方案，在步骤S1之前，还包括以下步骤：进行所述预应力筋的放样和下料，并确定所述预应力失效段的长度和位置。作为本专利技术的预应力混凝土梁预制方法的优选方案，在步骤S1之后，步骤S2之前，还包括以下步骤：完成混凝土的浇筑和养护，并使混凝土的强度指标满足设计要求。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的预应力混凝土梁，通过将预应力失效段完全包裹在防护套管内，在后续浇筑混凝土的过程中，防护套管将预应力失效段与混凝土隔离，以实现预应力失效的功能，同时防护套管还能充当普通钢筋，并发挥其抗裂作用；通过螺旋箍筋套设于预应力有效段上，此部分为开放式的，不影响后续浇筑的混凝土对预应力有效段的握裹作用，且与防护套管连接为整体，跨越预应力失效段和预应力有效段，增强混凝土应力突变区间的抗裂性能；将预应力失效段完全包裹在防腐材料内部，以实现预应力筋防腐目的。本专利技术提供的预应力混凝土梁，无需改变现行预应力空心板梁结构尺寸，不改变空心板梁外形，不改变桥下净空，不改变桥梁结构受力体系，不改变、不干扰现行的预应力空心板梁施工工艺及流程，彻底解决空心板梁预应力失效段和有效段交界区混凝土配筋率不足、抗裂失效的问题，彻底解决空心板梁预应力失效段预应力筋锈蚀断裂的耐久性问题，彻底有效地提高了预应力空心板梁耐久性能和使用寿命，具有极大的经济效益。本专利技术提供的预应力混凝土梁预制方法，可以用于预制预应力混凝土空心板梁，首先，在需要强制预应力失效的预应力筋上安装防护装置，该防护装置的防护套管将预应力筋的预应力失效段与混凝土隔离，以实现预应力失效的功能，还能充当普通钢筋，并发挥其抗裂作用；其次，释放预应力筋的张拉力，预应力筋放张完毕后，预应力筋的预应力失效段处于无应力状态，完全不参与结构受力；然后，填充防腐材料至防护套管内，并将预应力失效段包裹，以实现预应力失效段防腐目的；最后，将截断后的预应力失效段的端部封堵，提升预应力筋耐久性能和混凝土的抗裂性能。本专利技术提供的预应力混凝土梁预制方法，无需改变现行预应力空心板梁结构尺寸，不改变空心板梁外形，不改变桥下净空，不改变桥梁结构受力体系，不改变、不干扰现行的预应力空心板梁施工工艺及流程，彻底解决空心板梁预应力失效段和有效段交界区混凝土配筋率不足、抗裂失效的问题，彻底解决空心板梁预应力失效段预应力筋锈蚀断裂的耐久性问题，彻底有效地提高了预应力空心板梁耐久性能和使用寿命，具有极大的经济效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术具体实施方式提供的预应力筋布置在空心板梁上的示意图；图2是本专利技术具体实施方式提供的预应力筋的结构示意图；图3是本专利技术具体实施方式提供的预应力筋和防护装置的结构示意图；图4是本专利技术具体实施方式提供的预应力筋、防护装置和限位堵头的结构示意图；图5是本专利技术具体实施方式提供的预应力混凝土梁的结构示意图；图6是本专利技术具体实施方式提供的预应力混凝土梁预制方法的流程图。图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力混凝土梁，其特征在于，包括：/n预应力筋(1)，包括预应力失效段(11)和预应力有效段(12)；/n防护装置(2)，包括防护套管(21)和螺旋箍筋(22)，所述防护套管(21)套设于所述预应力失效段(11)上，所述螺旋箍筋(22)套设于所述防护套管(21)和部分所述预应力有效段(12)上；/n防腐材料(3)，填充于所述防护套管(21)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种预应力混凝土梁，其特征在于，包括：
预应力筋(1)，包括预应力失效段(11)和预应力有效段(12)；
防护装置(2)，包括防护套管(21)和螺旋箍筋(22)，所述防护套管(21)套设于所述预应力失效段(11)上，所述螺旋箍筋(22)套设于所述防护套管(21)和部分所述预应力有效段(12)上；
防腐材料(3)，填充于所述防护套管(21)内。


2.根据权利要求1所述的预应力混凝土梁，其特征在于，所述防护套管(21)的两端设置有限位堵头(4)，所述限位堵头(4)与所述防护套管(21)形成封闭腔室，用于将所述预应力失效段(11)与混凝土(5)隔离。


3.根据权利要求2所述的预应力混凝土梁，其特征在于，所述限位堵头(4)与所述防护套管(21)可拆卸连接。


4.根据权利要求1所述的预应力混凝土梁，其特征在于，所述防护套管(21)的截面包括圆环形、椭圆环形或多边形。


5.根据权利要求1所述的预应力混凝土梁，其特征在于，所述防护套管(21)的长度与所述预应力失效段(11)的设计长度相同。


6.根据权利要求1所述的预应力混凝土梁，其特征在于，套设于所述预应力有效段(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘其伟，罗文林，王成明，
申请(专利权)人：南京博瑞吉工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32