CHARAKTERYSTYKA CIĘGIEN SPRĘŻAJĄCYCH

Zależnie od technologii sprężania , rodzaju konstrukcji i możliwości technicznych stosuje się różne cięgna sprężające :

• druty gładkie z wysokowęglowej stali o średnicach 2 - 8 mm ,

• wiązki drutów gładkich ( kable wielodrutowe ),

• druty profilowane , nagniatane lub falowane ,

• sploty np. 7
  2,5 ; 7
  5 ; 7
  15

• wiązki równoległe splotów ( kable wielosplotowe )

• liny z drutów o przekroju kołowym lub innym ( sploty skręcone w różnych kierunkach , posiada rdzeń )

• pręty gładkie ze stali wysokostopowej o średnicach 10 - 40 mm

• pręty ze stali wysokostopowej profilowane , o przekroju zmiennym na długości - użebrowane lub skręcane

W podstawowych technologiach sprężania stosuje się :

• w strunobetonie - sploty i pręty profilowane

• w kablobetonie - kable z drutów lub splotów , liny oraz pręty gładkie lub profilowane

Gładkie pojedyncze druty , które w początkach realizacji konstrukcji sprężonych były podstawowymi cięgnami obecnie nie są już praktycznie stosowane .

FORMOWANIE KANAŁÓW I UKŁADANIE CIĘGIEN

Konstrukcje kablobetonowe sprężane są z reguły przebiegającymi w kanałach wewnątrz korpusu betonowego . Jedynie wyjątkowo stosuje się kable zewnętrzne .

Istnieją trzy podstawowe sposoby wytworzenia kanałów :

• dla cięgien prostoliniowych lub łagodnie krzywoliniowych formuje się różnymi rdzeniami kanał w betonie , w który wprowadzane jest cięgno bezpośrednio przed naciągiem ,

• dla cięgien krzywoliniowych układa się w formie lub w deskowaniu cięgna w osłonie i dopiero wówczas betonuje ,

• dla cięgien o dużej masie w deskowaniu układa się same osłony i dopiero po zabetonowaniu konstrukcji wprowadza się kable .

O wyborze sposobu decydują , poza krzywizną tras , również względy technologiczne .

KANAŁY KABLOBETONOWE MUSZĄ BYĆ TAK UFORMOWANE , ABY ZAPEWNIAŁY :

• swobodny przesuw cięgna w czasie naciągu ,

• ścisłe uzyskanie projektowanej trasy kabla ,

• małe współczynniki oporu i tarcia cięgien ,

• możliwość dokładnego zainiekowania , zapewniającego zespolenie cięgna z betonem .

Kanały w betonie formowane są różnymi metodami , zależnie od ich długości i przekroju ;

najczęściej stosowane sposoby :

• rdzenie stalowe prętowe lub rurowe wyciągane w początkowej fazie twardnienia betonu

• rdzenie z tworzywa sztucznego pozwalające na wykształcenie niewielkiej krzywizny osi kanału ,

Zarówno przy układaniu elementów formujących kanały w betonie , jak i kabli w osłonkach , konieczne jest dokładne i odporne na warunki betonowania i wibrowania ustabilizowanie elementów w deskowaniu . Pomocne jest tu przede wszystkim zbrojenie konstrukcyjne - strzemiona oraz wkładki podłużne oraz specjalne podkładki z klocków betonowych lub kształtek z tworzywa sztucznego . Równe ważne jest ustabilizowanie elementów w pionie , jak i w poziomie ; nie zachowując trasy w pionie , zwiększa się opory przy naciągu lub zmienia założone w obliczeniach mimośrody siły sprężającej , a nie zachowując trasy kabla w poziomie , wprowadza się mimośrody , które zwłaszcza w smukłych elementach już przy niewielkich wartościach powodują niekorzystne boczne wygięcie .

Obecnie w konstrukcjach kablobetonowych najczęściej stosuje się osłonki z tworzywa sztucznego i rurki stalowe (spiralne karbowane) z cienkiej blachy .

Średnica osłonki powinna być około 2 razy większa od średnicy kabla .

RODZAJE ZAKOTWIEŃ

Wybór rodzaju zakotwienia zależy generalnie od rodzaju kabla i sposobu sprężania

Ogólnie zakotwienia możemy podzielić na :

1. Czynne - pracujące po wprowadzeniu siły sprężającej

2. Bierne - pracujące od chwili przyłożenia siły ( np. przy naciągu jednostronnym , blokujące kabel na przeciwnym końcu niż prasa )

ZAKOTWIENIA BIERNE :

1. Zakotwienia główkowe.

Tego typu zakotwienia stosuje się do cięgien z drutu . Charakteryzują się tym , że każdy drut zakończony jest główką , która przy naciągu kabli pracuje na ścinanie. Na kabel składający się z kilku lub kilkunastu kabli nakłada się blok z otworami na każdy drut i dopiero wtedy umieszcza się go w osłonce.

2. Zakotwienia pętlicowe.

W zakotwieniach tych na końcu osłon stosuje się uszczelniające korki gumowe lub bitumiczne , a wystające części rozplata się możliwie szeroko z zastosowaniem pomocniczego zbrojenia miękkiego w betonie wokół pętlic . Promienie zakrzywienia pętlic dobiera się z warunku nie przekroczenia dopuszczalnych docisków przez beton.

3. Bloki oporowe.

Są to duże bloki betonowe , w których są zaczepione kable lub liny sprężające.

Bloki oporowe najczęściej mają zastosowanie w budownictwie mostowym przy sprężaniu siłami rzędu kilkudziesięciu MN. Sploty nawijane są w sposób ciągły wokół bloków wykonanych na przyczółkach.

4. Zaciski plastyczne.

Mają one powszechne zastosowanie w przypadku zakotwienia biernego splotów i lin.

W tym rozwiązaniu stalowa tuleja zostaje zaciśnięta na splocie lub linie powodując plastyczne wciśnięcie stali między druty.

ZAKOTWIENIA CZYNNE :

1. Zakotwienia stożkowe.

Zakotwienie składa się z bloku kotwiącego w postaci elementu stalowego lub betonowego silnie uzwojonego , ze stożkowym otworem w środku , oraz ze stożka kotwiącego z podłużnymi kanałami na obwodzie. Zakotwienie stożkowe działa na zasadzie wtłaczania stożka między naciągnięte druty , a ostateczne zaklinowanie się kabla następuje , kiedy po zwolnieniu naciągu nastąpi wsteczny wślizg stożka.

System ten opracowany został przez Freyssineta i z pewnymi modyfikacjami wprowadzony w Polsce w postaci zakotwień typu ZWS-1.

2. Zakotwienia śrubowe.

Zakotwienie śrubowe , w których siłę sprężającą wprowadzało się przez nakręcanie śruby jest jednym z pierwszych jakie zastosowano do konstrukcji sprężonej . Gwinty nacinano na prętach , a nakrętka opierała się na płytce podkładkowej. Jednak w miarę wprowadzania coraz większych sił do konstrukcji rozwiązanie to stawało się coraz mniej ekonomiczne przez powstawanie efektu karbu oraz osłabianie średnicy przez nagwintowanie. Zaczęto więc modyfikować zakotwienia śrubowe i powstało kilka systemów. Stosowanymi obecnie rozwiązaniami są:

• zakotwienia typu BBR

• zakotwienia systemu Roebling

• zakotwienia systemu Leoba

• zakotwienia typu PZ

3. Zakotwienia szczękowe.

Mają one zastosowanie przy zakotwieniu kabli składających się ze splotów.

Podstawowymi elementami zakotwienia szczękowego są : blok kotwiący oraz trójdzielne stożki z wewnętrzną powierzchnią karbowaną . Sploty mają własne stożki zamocowane w otworze w bloku ,które są symetrycznie rozłożone .

Po sprężeniu stożki wsuwa się w otwory , a wślizg wsteczny stożka po zwolnieniu naciągu powoduje pełne zakotwienie cięgna.

Obecnie stosowane zakotwienia szczękowe:

• typ VSL

• typ IBDM

• typ PAC

• system Freyssi-Monogrup

• typ CCL-Multistrand

• system Dywidag

Istnieją również zakotwienia klinowe , które jednak wyszły z użycia ze względu na pracochłonność przy naciągu , bardzo dużą ilość stali zużywanej na zakotwienie i ruszty pośrednie kabla , oraz utrudnione trasowanie , co stało się powodem zaniechania metody.

KONSTRUKCJE Z KABLAMI ZEWNĘTRZNYMI

Konstruowanie tego typu stosowane są ze względów bezpieczeństwa tylko przy renowacji i wzmacnianiu np. wzmacnianie konstrukcji mostów , zbiorników i silosów .

W takich konstrukcjach wyróżniamy dwa podstawowe typy zakotwień :

• typu X - szczękowe

Stosowane w przypadku renowacji zbiorników , silosów . Kable naciągamy dwustronnie , kotwienie polega na tym , że obydwa końce kabla znajdują się w tym samym zakotwieniu wzajemnie się mijając .

• pilastry

W każdym zakotwieniu kotwiony jest pręt i obetonowany z zewnątrz .

---