Предварительно напряженный железобетон

Предварительно напряженными называются такие железобетонные конструкции, в которых бетон в процес­се изготовления подвергается искусственному сжатию, сущность которого заключается в следующем.

До загружения железобетонной конструкции полез­ной нагрузкой ее арматуру растягивают наподобие рези­нового жгута; упором при этом служит бетон. Естествен­но, что чем сильнее растянута арматура, тем больше будет сжат бетон. Когда же к конструкции приложена по­лезная нагрузка, напряжения от нее, возникающие в рас­тянутой зоне бетона, частично компенсируются предва­рительно созданными сжимающими напряжениями. По­этому в растянутой зоне бетона не возникнут трещины, а предварительно напряженная арматура получит от на­грузки дополнительное напряжение и ее высокая проч­ность будет использована в большей степени.

При изготовлении предварительно напряженных же­лезобетонных конструкций используют два основных ме­тода натяжения арматуры: на упоры и на бетон.

Натяжение на упоры (рис. 8.2, а) применяют при из­готовлении сборного железобетона. Напрягаемую арма­туру при этом натягивают и фиксируют на силовом поле форм или специальных упорах, вынесенных за пределы форм.

Натяжение производят механическим (с применением гидравлических домкратов) или электротермическим способом. При электротермическом способе арматурные стержни нагревают путем пропускания тока, в результа­те чего стержни удлиняются. В процессе остывания стер­жни укорачиваются (натягиваются). Закрепляют стер-

-70-.

Рис. 8.2. Схемы предварительного натяжения арматуры железобетонных кон­струкций

а — натяжение на упоры; б — натяжение на бетон; / — упор; 2 — форма; 3 — натяжное устройство; 4 — анкерное устройство; 5 — стенки канала

Рис. 8.3. Анкерные устройства для арматурных канатов

а — гильзовый анкер; б — гильзостержневый анкер; в — полуавтоматический зажим; / — шаблон для образования пучка; 2 — арматурная прядь; 3 — гиль­за; 4 — гайка; 5—анкерный стержень; 6 — зажимные губки; 7 — пружина; 8 — шайба; 9 —хвостовик

—71—

жневую напрягаемую арматуру концевыми анкерамш в виде инвентарных зажимов, опрессованнных в холод-' ном состоянии шайб, приваренных коротышей. В качест­ве анкерных устройств для канатов используют опрессо-ванные стальные гильзы и специальные зажимы (рис. 8.3).

После того, как конструкция забетонирована и бетой достиг проектной прочности, арматуру освобождают от зажимов и сжимающие усилия передаются непосредст­венно на бетон.

Натяжение на бетон (см. рис. 8.2, б) применяют при изготовлении конструкций в построечных условиях. Пер­воначально бетонируют конструкцию, а затем на бетон, набравший проектную прочность, производят натяжение арматуры.

В балочных конструкциях пролетных строений мос­тов, плитах перекрытий, монолитных поясах и стенах для пропуска напрягаемой арматуры устраивают специ­альные каналы. С этой целью перед бетонированием в опалубках устанавливают каналообразователи в виде резиновых или стальных шлангов с проволочным сердеч­ником. Во избежание сцепления с бетоном каналообра­зователи при длине канала до 6 м через каждые 20— 30 мин после бетонирования поворачивают вокруг оси, а через 3—4 ч извлекают. В крупноразмерных конструк­циях каналообразователи выполняют в виде гофрирован­ных металлических трубок, которые оставляют в бетоне.

После достижения бетоном проектной прочности в ка­налы пропускают арматуру в виде пучков высокопроч­ной проволоки, канатов или стержней. Затем один ко­нец арматуры с помощью цангового зажима закрепляют в торце канала, а другой запрессовывают в стаканный анкер и муфтой соединяют с гидравлическим домкратом, при помощи которого осуществляют натяжение армату­ры. При длине более 10 м напрягаемую арматуру натя­гивают одновременно с двух концов двумя домкратами.

Для обеспечения монолитности конструкции и защи­ты напряженной арматуры от коррозии в каналы с по? мощью специальных ииъекторов нагнетают раствор без-;» усадочных или расширяющихся цементов, которые улуч-в шают сцепление арматуры со стенками каналов.

В предварительно напряженных железобетонных кон­струкциях более полно используется прочность стали и бетона, поэтому уменьшается масса изделий. Кроме то-

—72-

го, предварительное обжатие бетона препятствует обра­зованию трещин, повышает его долговечность.