專利名稱：內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑物的后張預應力混凝土單層變截面板箱形結構，尤其是當在板端部不具備預應力筋張拉、錨固條件時，在結構內部的混凝土板側面連接并張拉預應力筋的后張預應力混凝土單層變截面板箱形結構。
背景技術：
目前，公知后張預應力混凝土單層變截面板箱形結構是先安置后張預應力筋成孔的套管、構造鋼筋和零件，然后安裝模板和灌筑混凝土。預應力筋可先穿入套管也可以后穿。等混凝土達到強度后，用千斤頂將預應力筋張拉到要求的應力并錨于板的兩端，預壓應力通過兩端錨具傳給構件混凝土。為了保護預應力筋不受腐蝕和恢復預應力筋與混凝土之間的粘結力，預應力筋與套管之間的空隙必須用水泥漿灌實。水泥漿除起防腐作用外，也有利于恢復預應力筋與混凝土之間的粘結力。為了方便施工，有時也可采用在預應力筋表面涂刷防銹蝕材料并用塑料套管或油紙包裹的無粘結后張預應力。但是，在地下結構構件的兩端，通常因張拉預應力需要預留張拉槽，導致增加工程造價、延長施工工期，對一些工程來說，延長施工工期是不能接受的。在2002年11月出版的《廣東土木與建筑》第11期第11頁上批露了一個地下大跨、重載結構，該文章對預應力與普通混凝土結構兩種方案進行了比較，并指出預應力結構可進一步減少地鐵車站的鋼筋混凝土用量，減小梁/板高度，以使車站埋深較小；車站頂板跨中最大變形較小，抗裂性也較好；但考慮到采用預應力施工技術，施工工藝較為復雜，施工難度較大，因此目前在地下車站施工中應慎用。該設計最終選用了普通混凝土結構方案。與預應力結構相比，這種普通混凝土結構變形較大、抗裂性能較差、耐久性能不好，經濟性一般，限制了的大跨、重載結構的進一步應用。

發明內容
為了克服現有后張預應力混凝土單層變截面板箱形結構在其端部要求預留張拉錨固條件的不足，本發明提供一種內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，該單層變截面板箱形結構不再要求在其端部必須預留張拉錨固條件，而是可在結構內部的板側面預留張拉槽，在張拉槽中通過中間錨具完成預應力筋的連接、張拉，該單層變截面板箱形結構預應力張拉工藝較為簡單、工期相對較短，造價基本不變。本發明的技術方案是一種建筑物的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，在平行其斷面方向設 置變截面板，形成箱形斷面，變截面板跨高比范圍在7 36米，在變截面板中設置預應力筋，將張拉槽預留在結構內部受力較小、施工方便的板側面，當澆灌混凝土并達到規定強度后，在張拉槽處通過中間錨具將同一預應力筋束的各段首尾順序連接，然后在中間錨具靠近結構內部的任一張拉端進行張拉，張拉完畢后按設計要求封堵張拉槽即可，其特征是張拉槽預留在結構內部板的側面、受力較小且施工方便的位置處，通過中間錨具連接并張拉預應力筋。
本發明的特征還在于結構橫斷面為單層箱形形狀，變截面板跨度L不小于7米，暗梁、暗柱形成環形暗框架，暗框架間距不大于L/3。本發明的特征還在于變截面板內預應力筋與傳統的變截面板配筋相似，呈正反拋物線分布，反彎點位置為0. 08L 0. 12L，設置在側墻和變截面板中的預應力筋形成一條環形曲線，預應力束外形盡量與彎矩圖一致，盡量靠近受拉邊緣布置。本發明的特征還在于預應力筋的束形可以是閉合曲線，也可以是非閉合曲線；如果是閉合曲線，無錨固端；如果是非閉合曲線，其端部為錨固端。本發明的特征還在于每束預應力筋由2 8根預應力鋼絞線組成，預應力束的間距根據計算確定。 本發明的特征還在于張拉槽預留在受力較小、施工方便的位置，采用加強措施設置在變截面板跨中的表面；同一預應力束預留槽和中間錨具的間距，根據設計需要設置，其范圍為15 50米。本發明的特征還在于如果具備張拉錨固條件，張拉槽預留在結構內部或外部的構件端部及側面。本發明的有益效果是，當單層變截面板箱形結構端部不具備張拉錨固條件時，能夠實現預應力張拉、錨固，特別適用于地下重載、大跨混凝土單層變截面板箱形結構，可提供較好的舒適度和使用性能，可減少占地面積，縮短施工工期，結構簡單，工程造價基本不變。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖I是本發明的結構平面布置圖。圖2是圖2的1-1剖面圖。圖3是圖3的2-2剖面圖。圖中I.環形曲線預應力束，2.側墻，3.中間錨具(又稱環錨、游動錨)，4.中間錨具的一個張拉端，5.預應力束的預留張拉槽，6.中間錨具的另一個張拉端，7.結構內部空間，8.結構外部，9.變截面頂板/底板，10.暗梁，11.暗柱。
具體實施例方式在圖1、2、3中，環形曲線預應力束(I)為一條平面閉合曲線，由6根預應力鋼絞線組成，鋪放環形曲線預應力束(1)，將預應力束的張拉槽(5)預留在變截面頂板/底板(9)跨中內側，當澆灌混凝土并達到規定強度后，在張拉槽處(5)通過中間錨具(3)將環形曲線預應力束(I)的各段首尾順序連接，然后在中間錨具的任一張拉端(4或6)進行張拉，張拉完畢后按設計要求加強鋼筋配置，封堵張拉槽(5)即可。
權利要求
1.一種建筑物的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，在平行其斷面方向設置變截面板，形成箱形斷面，變截面板跨高比范圍在7 36米，在變截面板中設置預應力筋，將張拉槽預留在結構內部受力較小、施工方便的板側面，當澆灌混凝土并達到規定強度后，在張拉槽處通過中間錨具將同一預應力筋束的各段首尾順序連接，然后在中間錨具靠近結構內部的任一張拉端進行張拉，張拉完畢后按設計要求封堵張拉槽即可，其特征是張拉槽預留在結構內部板的側面、受力較小且施工方便的位置處，通過中間錨具連接并張拉預應力筋。
2.根據權利要求I所述的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，其特征是結構橫斷面為單層箱形形狀，變截面板跨度L不小于7米，暗梁、暗柱形成環形暗框架，暗框架間距不大于L/3。
3.根據權利要求I所述的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，其特征是變截面板內預應力筋與傳統的變截面板配筋相似，呈正反拋物線分布，反彎點位置為0.08L 0. 12L，設置在側墻和變截面板中的預應力筋形成一條環形曲線，預應力束外形盡量與彎矩圖一致，盡量靠近受拉邊緣布置。
4.根據權利要求I所述的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，其特征是預應力筋的束形可以是閉合曲線，也可以是非閉合曲線；如果是閉合曲線，無錨固端；如果是非閉合曲線，其端部為錨固端。
5.根據權利要求I所述的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，其特征是每束預應力筋由2 8根預應力鋼絞線組成，預應力束的間距根據計算確定。
6.根據權利要求I所述的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，其特征是張拉槽預留在受力較小、施工方便的位置，采用加強措施設置在變截面板跨中的表面；同一預應力束預留槽和中間錨具的間距，根據設計需要設置，其范圍為15 50米。
7.根據權利要求I所述的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，其特征是如果具備張拉錨固條件，張拉槽預留在結構內部或外部的構件端部及側面。
8.根據權利要求I所述的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構的施工方法，其步驟在于 a)鋪放預應力束⑴； b)將預應力束的張拉槽(5)預留在結構內部受力較小、施工方便的頂板/底板(9)側面，如采用加強措施可設置在變截面板跨中的側面； c)當澆灌混凝土并達到規定強度后，在張拉槽(5)處通過中間錨具(3)將同一預應力筋束的各段首尾順序連接； d)在中間錨具的任一張拉端(4或6)進行張拉，張拉完畢后按設計要求加強鋼筋配置，封堵張拉槽(5)即可。
全文摘要
本發明涉及一種建筑物的內張拉預應力混凝土單層變截面板箱形結構，在平行其斷面方向設置變截面板，形成箱形斷面，變截面板跨度范圍在7～36米，在變截面板中設置預應力筋，將張拉槽預留在結構內部受力較小、施工方便的板側面，當混凝土達到規定強度后，在張拉槽處通過中間錨具將同一預應力筋束的各段首尾順序連接并張拉，然后封堵張拉槽。其特征是張拉槽預留在結構內部受力較小且施工方便的板側面，通過中間錨具連接并張拉預應力筋。本發明的有益效果是，當結構構件端部不具備張拉錨固條件時，能夠實現預應力張拉錨固，可提供較好的舒適度、使用性能和結構性能，特別適用于地下重載、大跨單層框架箱形結構。
文檔編號E04G21/12GK102653953SQ20121006803
公開日2012年9月5日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者樂貴平, 于濱, 任正錄, 馮大斌, 劉明保, 吳林林, 宮劍飛, 徐凌, 朱勝利, 李志文, 聶永明 申請人:中國建筑科學研究院, 北京市軌道交通建設管理有限公司