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金沙GA电子-材料与预应力工艺之钢材
2011-10-20 00:00

  预应力混凝土桥粱用的钢材就其使用状况可分为非预应力钢材和预应力铜材两大类。前者与钢筋混凝土桥梁用的钢材完全一样,不再赘述。目前使用的预应力钢材主要有高强钢丝、钢纹线和高强度粗钢筋三大类。

  一、高强度钢丝

  高强度钢丝是由碳秦钢经多次冷拔加工机成,由于含有较多的曦元素,属于硬钢型,强度较高,但脆性较大,极限变形且较小,无屈服平台。在我国桥梁上使用的是极限强度在1500--1600MPa左右的φ4-φ5高强钢丝,它的化学成分和机械性能见表2-1,在国外使用的高强钥丝的极限强度要比我国同直径的高强钢丝的极限强度高约100-300m pa,且已应用宜径较大的φ7mm高强的丝。

  二、钢绞线

  钢绞线适由多根高强钢趁顺一个方向均匀绞制而成。目前应用最多的是用7根φ4或φ5钢丝纹制的。由于经绞制的钥丝呈螺旋形,故它的弹性模量(实为形变模量)较单很钢丝为低。整根绞线的平均强度也比单根钢丝为低。国产栩绞线的标准尺寸取机械性能见表,国外由于钢丝强度较高,故生产的俐绞线的强度亦较高,7φ4为164-209kN、7φ5为245~300kN。近年又生产一种经过“模拨成型”的铆绞线,称模拔钢纹线(Dy-Form Strand)。由于在模拔过程中钢绞线的每根钢丝的相互接触处披拚启而使钢丝截面近乎多角形,从而减少了钢丝之间的空除和绞线的外径,在同样直径的臂孔中,可多增大约20%的吨位。达种钢经线与锚具的检触周边面积也较大,易于锚固。

  三、高强度粗钢筋

  我国目前供预应力使用的粗钢筋是符合Ⅳ级标准的普通低合金洲。它是在普通中碳钢的基础上加入少量(一般总从不超过3%)合金元者,以改善钢的机械性能。它因加入合金元素的不同,而形成多种系例。它们都是钢材在高于再结晶状态下,用机械方法轧制成材的热轧钢筋。目前正在试制利用轧钢余热进行表面强化热处理的控轧钢筋。控轧钢筋的帆械强度大约可以升一个等级,即控轧Ⅲ级钢筋的机械强度可达Ⅳ级钢标堆。这对扩大顶应力钢筋的货源和充分利用钢材强度都有很大的经济意义。

  鉴于目前生产的低合金钢的屈服强度都较低而屈服强度与抗拉强度的比值(即“屈强比”)却较火,为了充分枪彻钢材强度的渐力,钢筋在使用前,在低于再结晶滋度状态下(通常就在室温下),用卷扬机或千斤顶等设备张拉钢筋,使钢筋的应力超过屈服强度达到一定值,然后坡松钢肪,这样的钢筋你为冷拉钢筋。

  钢筋经过冷拉不仅提高了使用强度,可以节约大最钢材,而且是一种非常有效的质量检验手段,它逐根检验了钢材的使用强度和延伸性能,使有庇病的钢材得以期除。钢筋冷拉时,分双控制和单控制两种情况。的者同时控制冷拉时的应力和伸长率,要求两者同时满足一定的要求,因之冷拉质量较好。后者仅控阴冷拉时的伸长率,因之质量较差。

  四、钢材的徐变和松抢

  钢材的徐变和松弛那是指翻材的变形或应力是时间的函业。徐变和松弛虽然是两个概念:前者是钢筋应力不变的情况下,钢筋的变形随着时间面增加。后者是钢筋长度不变的悄况下,钢筋的应力随着时间而降低。但都是钢材塑性性能的表现,在本质上是相仿的,只是在条件不同情况下的两种不同的物理现象。徐变或松弛的共同特性是徐变(或松弛)觉与栩筋的张拉应力有关,张拉应力大、徐变(或松弛)量大,反之则小。预应力锚具的徐变(成松弛)量与时间有关,开始几个小时内,变形增形量(或应力松弛量)增加很快,以后就逐渐级住,趋近于一个定值。

  在生产实践中,徐变仅发生在张拉到锚固这一短价间,故美系不甚大。松弛却是发生在钢材张拉锚固以后,会产生应力损失,影响比较大。松弛应力拐失值视俐材品种的不同和张拉控制应力的大小而不同,一般约为(0.07.0.03ak)。由于松弛值与钢筋的应力有关,故采用超张拉的摄作工艺,除去可以克服部分管道旅攘力外,它对减小松弛应力损失亦甚有效,这个效果实质上是张拉时短时期增大的超应力促进了匆材徐变t的迅速发生,从而减小了以后松弛最的发生。

  目前在国际上,桥粱用的预应力钢材一直在朝高强度、大直径、低松弛的方向没展。高强度钢丝的在径已件谊发展到宜径在7mm以上,强度达1900M Pa。井正在研栩直径大干10mm,强度在1700MPa以上的高强钢“丝”。由于俐趁强度的提高,用它生产的高强钢绞线的强度亦相应提高了。高强度粗钢筋的商品直径已达40-45mm,最高强度为110/135(即流限1078M Pa,极限强度为1323MPa)。我国已试生产b 90/110级的粗钢筋(流限为882MPa,极限强度为1078M Pa),但塑性指标及耐劳性能还不理想。润质钢筋的极限强度已可达1500MPa左右,但直径只达12mm。均需继续改进。

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