Заготовка и натяжение арматуры
Предварительно напряженная стержневая арматура при натяжении ее на формы заготовляется отдельными стержнями требуемой длины.
Стержни закладываются в формы с небольшими выпусками концов через отверстия в торцовых стенках для захвата при натяжении и закреплении в натянутом состоянии. Соответственно этому назначается длина стержней.
В случае применения арматуры из стали 25Г2С или Ст. 5 предварительно производится упрочнение ее вытяжкой.
Вытяжка стержней с целью упрочнения может производиться также одновременно с натяжением. При относительно коротких элементах конструкции (6 лі) удлинение не столь велико, и совмещенный процесс натяжения и вытяжки не встречает существенных затруднений.
Для захвата стержней рекомендуется применять специальные клиновые зажимы.
На рис. 87 приведен самозажимный патрон, разработанный ЦНИПС, для натяжения стержней диаметром 10—18 мм. Он состоит из конической обоймы, внутри которой расположены три клинчатые каленые губки с нарезной поверхностью. Эти губки соединены со штырем, проходящим через хвостовую часть обоймы, При помощи рукоятки, ввинченной в штырь, клинчатые губки оттягиваются при насаживании зажима на арматурный стержень. После насадки зажима на стержень губки прижимаются к нему пружиной. При натяжении клинчатые губки зажимают натягиваемый стержень, обеспечивая надежный захват. В хвостой части обоймы имеются выступы для соединения со специальным переходником, подключающим зажим к натяжному устройству — .
Для закрепления натянутой арматуры на форме зажим снабжен гайкой, охватывающей обойму. После натяжения гайка подвертывается до упора в форму, компенсируя удлинение стержня.
На рис. 88 приведен цанговый зажим, разработанный НИИ Стройнефть для натяжения стержней диаметром 10—16 мм. Этот зажим отличается простотой своего устройства. Он состоит из обоймы с конической внутренней плоскостью и двух каленых губок с вогнутой нарезной поверхностью, которые охватывают натягиваемый стержень. После натяжения между торцом формы и обоймой зажима забивается стальной клин в виде вилки, закрепляющей арматуру в натянутом положении.
Соединение зажима с натяжным устройством осуществляется при помощи клещевидного переходника, который захватывает обойму за реборду.
Приведенные клиновые зажимы для захвата стержневой арматуры остаются на формах вплоть до вызревания бетона изделий и распалубки.
Таким образом, требуется большое число таких зажимов для обеспечения непрерывного процесса производства изделий.
Следует отметить также, что клиновые зажимы требуют частой
смены губок и цанг вследствие смятия их нарезки. С целью упрощения захвата стержней и анкеровки ее на форме за последнее время получили распространение различные простые устройства.
В качестве таких устройств применяется сплющивание концов стержней, оплавление на стыкосварных аппаратах с образованием утолщения и проч.
При сплющивании концов зажим их осуществляется при помощи специального захвата с плашками, .входящими в углубления стержня (рис. 89). При оплавлении концов на стержень предварительно надеваются обоймы, в которые упираются образовавшиеся оплавленные оголовники.
Захват обойм для подключения их к натяжному устройству осуществляется аналогично предыдущему, при помощи клещевого переходника. После натяжения закрепление стержней в натянутом положении достигается забивкой между обоймой и торцом формы 146
вилкообразного клина. Такой упрощенный захват стержней (со сплющиванием и оплавлением концов) дешевле клиновых зажи — ‘;мов и имеет большой срок службы. Однако следует иметь ввиду, <что точность натяжения при клиновых зажимах выше. Для относительно коротких элементов, как плиты покрытий и перекрытий. длиной около 6 м, величина упругого удлинения стержневой арматуры при натяжении составляет всего лишь 15—20 мм. Поэтому даже небольшие осадки концов стержней в зажимах при передаче натяжения на формы могут значительно снизить величину предварительного напряжения арматуры. В упрощенных зажимах со сплющиванием и оплавлением концов стержней вследствие неплотности примыкания их к обоймам возможна большая величина осадки, чем в клиновых
зажимах, а следовательно, и большая величина потери предвари* тельного напряжения.
Для захвата стержневой арматуры при натяжении на формы и закрепления ее могут быть рационально использованы опорные закладные детали.
На рис. 90 приведен такой способ захвата арматуры плит ПКЖ с приваркой стержней, подвергаемых предварительному напряже* нию, к опорным закладным уголкам. Уголки снабжаются отвер* стиями с нарезкой, в которые ввертываются болты, соединяющие арматуру с натяжным устройством и закрепляющие ее на форме.
Заготовка стержней арматуры в этом случае производится с приваркой по концам опорных уголков. Длина между наружными гранями опорных уголков, приваренных к стержням, должна быть несколько меньше расстояния между торцами формы с тем, чтобы
їіосле натяжения арматуры и ее удлинения было получено проектное положение закладных частей.
Необходимая длина заготовки может быть получена расчетом удлинения, исходя из напряжения натяжения и длины стержня. Однако, учитывая наличие начальной кривизны стержней и деформацию формы при натяжении, длину заготовки стержней с приваркой уголков по концам следует уточнить опытным путем.
Для получения необходимой точности сварку стержней с опорными уголками рекомендуется. производить в шаблоне.
Аналогичное использование опорных закладных уголков возможно при армировании пучками из высокопрочной проволоки с
Рис. 9L Схема установки для намотки пучков из высокопрочной нроволоки для армирования ребер предварительно напряженных плит / — станина; І — карусель; 3 — вертушка с бухтой проволоки; 4 — направляющая; 5 — двутавр карусели; б — упоры: 7 — опорные закладные уголки; 8 — пучок высокопрочной проволоки |
Непрерывной намоткой ее петлями между штырями, приваренными к уголкам.
На рис. 91 приведен карусельный станок весьма простой конструкции, применяемый строительным трестом № 5 Минстроя БССР, для намотки таких проволочных пучков арматуры плит ПКЖ.
Станок состоит из барабана с электромотором и карусели с при — заренным двутавром. По концам двутавра даны упоры в виде уголков. К этим упорам крепятся опорные закладные уголки плиты
При вращении карусели со скоростью 1 об/мин проволока накатывается на штыри, которыми снабжены опорные уголки, и закрепляется на них, сматываясь в бухты, установленные на вер — •ушке. После намотки производится подтяжка опорного уголка эолтом к упору для выравнивания проволок и переноски готового пучка в форму. Переноска осуществляется жесткой траверсой, ла которой закрепляется пучок вместе с опорными закладными /голками.
При установке опорные закладные уголки крепятся болтами. с торцам формы. Пучок заготовляется длиной (в выправленном і подтянутом состоянии) несколько короче длины плиты.
Таким образом, создается зазор между торцом формы и опор*’ шм уголком со стороны натяжения, который погашается при на* тяжении вследствие упругого удлинения проволоки. Величину за* юра следует установить опытным путем. Ориентировочная величина его 40 мм.
Бригада в 4 человека за 1 смену заготовляет, таким образом, 40 арматурных пучков, устанавливает их в форму и натягивает,
Для натяжения арматуры на формы должен быть оборудован специальный рабочий пост с упорами и натяжными устройствами.
Натяжение рекомендуется выполнять гидравлическими или зинтовыми домкратами. При отсутствии домкратов натяжение ар* натуры на формы может быть осуществлено рычажно-грузовыми устройствами.
На рис. 92 приведен пост натяжения арматуры на форму, разра* зотанный НИИСтройнефть, с применением гидравлического дом* арата мощностью 15 т для натяжения стержневой арматуры, Домкрат выпускается Механическим заводом имени М. И. Калини* ла (Москва).
Форма устанавливается краном на две металлические вертикальные рамы. На передней раме смонтирована специальная те — чежка с закрепленным на ней домкратом. Эта тележка передай* гается вдоль рамы и подает домкрат последовательно ко всем натягиваемым стержням конструкции. По концам стержней, заложенных в форму, устанавливаются клинчатые зажимы. Со стороны натяжения арматуры зажим соединяется с домкратом специальным переходником. Переходник представляет собой стержень, имеющий на одном конце нарезку для соединения с домкратом и на другом конце устройство для захвата зажима за реборду. Это устройство может быть выполнено в виде вилки с заплечиками, подхватывающими зажим под реборду, в виде втулки и г. п
По оси домкрата закладывается шток, имеющий нарезку ю концам. Одним концом шток закрепляется на домкрате навертыванием гайки, а другим соединяется муфтой с переходником. Таким образом осуществляется соединение натягиваемой
Рис 92. Пост натяжения стержневой арматуры многопустотной плиты при помощи гидравлического домкрата
а — общий вид; б — вид сбоку и с торца; І — опорные рамы; 2 — роликовые опоры формы; 3 — форма многопустотной плиты; 4 — обойма клинового захвата стержней арматуры плиты; 5~передвижная тележка для домкрата; б — гидравлический домкрат; 7 — переходник от домкрата к клиновой обойме захвата арматуры; 8 — противовес
Вид по стрелке Д
арматуры с домкратом. При подаче масла насосом домкрат упишется <в раму поста натяжения, оттягивает шток и натягивает арматуру. Форма при этом также упирается в раму. Усилия натя — кения контролируются по тарированному манометру. После наряжения в зависимости от конструкции зажима производится подвертывание гайки или забивка клина, закрепляющие натянутую
арматуру на форме. Затем после сброса давления в домкрате освобождается переходник и осуществляется перестановка для натяжения следующего стержня.
На рис. 93 приведен пост натяжения арматуры на формы с рычажно-грузовым приспособлением.
Рычаг из стального двутавра шарнирно опирается на специальную опору, причем на конце его короткого плеча закреплен трос, а на конце длинного плеча подвешен груз. Трос проходит через блок, закрепленный на раме, к траверсе, соединенной с натягиваемой арматурой через переходники.
Форма устанавливается с упором в раму поста натяжения. Конец рычага с грузом подвешен на тельфере к раме. Натяжение осуществляется опусканием подвешенного конца рычага. После натяжения стержни закрепляются на форме подвертыванием гаек
на зажиме, подбивкой клиньев и проч., а рычаг с грузом поднимается тельфером и переходники от траверсы к арматуре освобождаются.
Усилие натяжения в этом случае, обусловливающееся величиной груза, при данной системе передачи должно быть определено тарировкой рычажно-грузовой станции по динамометру, устанавливаемому между тросом и траверсой.
Приведенная на рис. 79 установка предусматривает натяжение арматуры плит ПКЖ для покрытий. Одновременное напряжение двух стержней плиты сокращает трудоемкость работ. При этом достигается также большая равномерность натяжения стержней, гак как исключаются потери напряжения за счет деформации формы, имеющие место при последовательном натяжении стержневой арматуры (в ранее натянутых стержнях при натяжении следующих напряжения уменьшаются вследствие обжатия формы),
Одновременное натяжение арматуры плиты может быть осуществлено также применением группы домкратов, устанавливаемых на каждый стержень. При групповом натяжении гидравлическими домкратами подача масла в них осуществляется одновременно от одной установки.
Рациональный способ одновременного натяжения нескольких стержней арматуры на форму применен на заводе сборных железобетонных конструкций «Баррикада» (Ленинград). На рис. 94 приведена установка этого завода для натяжения на форму трех стержней двухпустотной плиты перекрытия. Арматура периодического профиля марки 25Г2С или Ст. 5 на этой установке за один прием подвергается упрочнению и предварительному напряжению. Благодаря этому вытяжка арматуры оказывается достаточно большой (при длине стержней б м вытяжка может быть до 20—ЗЗслі). При таком пластическом удлинении можно не опасаться неравномерности напряжения арматуры.
Поэтому возможно оцновременное натяжение нескольких стержней без специальных балансирующих устройств, равномерно распределяющих усилие.
Для установки завода «Баррикада» стержни арматуры заготовляются укороченными с учетом их вытяжки при упрочнении. Закладка арматуры в форму и ее натяжение осуществляются при снятой торцовой стенки формы.
Вследствие большой величины вытяжки захваты стержней, размещающиеся до натяжения внутри формы, выходят за ее пределы при натяжении, после чего устанавливается торцовая стенка. Натяжение осуществляется винтовым домкратом с усилием до 50 т. Контроль вытяжки производится по манометру и по величине удлинения. Конечная величина усилия, обусловливаемая требованием упрочнения стержней вытяжкой, может быть по окончании упрочнения снижена до требуемой величины предварительного напряжения (контролируемой величины предварительного напряжения), после чего стержни арматуры закрепляются на форме в натянутом состоянии.
Рис. 94. Установка для упрочнения и предварительного напряжения стержневой арматуры / — форма; 2— упор; 3 — траверса; 4— захваты арматуры; 5 — винтовой домкрат |
В последнее время в практике производства предварительно напряженных конструкций широко применяется электротермический способ натяжения стержневой арматуры на формы. Натяжение арматуры по этому методу обусловливается удлинением стержней путем электронагрева и закреплением их в горячем состоянии на форме.
При охлаждении закрепленные на форме стержни натягиваются до требуемого напряжения.
Для закрепления стержней по их концам привариваются петли, шайбы или коротыши. Приварка производится в шаблоне для обеспечения точной длины между упорами. Напрев стрежней достигается включением их в электрическую цепь через трансформатор. Для этой цели может быть применен электросварочный трансформатор.
Нагрев стержней производится до температуры 300—400° в те-t чение 8—12 мин. Закрепление нагретого стержня в форме осу’-» ществляется установкой между упорами по торцам формы и упо!-> рами стержня клиновых вилкообразных прокладок или насадкой концевыми петлями на упоры формы. Длина между упорами на стержне до его нагрева и расстояние между упорам» на форме и толщина прокладок находятся в точной зависимости от величины требуемого удлинения, соответствующего величине предварительного напряжения. Так как величина этого удлинения при небольшой длине изделия невелика (при длине 6 м и предварительном напряжении 4 000 кг/см2 величина требуемого удлинения равна всего лишь 12 мм), то необходима большая точность соблюдения требуемых размеров. Ошибка в несколько миллиметров может резко снизить или увеличить предварительное напряжение.
Потери за счет обмятия прокладок и деформации формы должны быть определены опытным путем и учтены при заготовке стержней. Электротермический способ натяжения стержневой арматуры на формы весьма прост в производстве работ и экономичен. Однако он требует большой точности в подготовке арматуры, высокого качества форм и тщательного контроля работ.