Systemy sprężania

1. Rodzaje betonu sprężonego

2. Typy zakotwień

3. Systemy do sprężania konstrukcji

4. Iniekcja kanałów kablowych

RODZAJE BETONU SPRĘŻONEGO

Beton sprężony dzielimy na strunobeton i kablobeton. Strunobeton charakteryzuje się tym, że wykonywany jest w wytworni stałej a naciąg cięgien następuje przed betonowaniem metodą torów naciągowych. Siła sprężająca jest przekazywana z cięgna na beton poprzez przyczepność. Stosuje się go dla rozpiętości do 24m, w szczególnych przypadkach do 40 m. W przypadku kablobetonu, który może być realizowany na budowie, naciąg cięgien następuje po zabetonowaniu. Siły naciągowe przekazywane są na element poprzez docisk w strefie zakotwień. Kablobeton stosuje się dla dużych rozpiętości, powyżej 12 m.

a) technologia wykonywania strunobetonu

Etapy:

I. naciąg i kotwienie strun na torze naciągowym

II. betonowanie elementów w formach lub szalunkiem ślizgowym

III. dojrzewanie betonuna podgrzewanym stendzie i pod przykryciem

IV. odcięcie strun lub cięcie ciągłego elementu na kawałki

V. sprężenie betonu w momencie odcięcia strun

Rys...

b) technologia wykonywania kablobetonu

Etapy:

I. umieszczenie zbrojenia (pręty, liny, kable) w kanałach biegnących w elemencie konstrukcyjnym i zamocowanie na końcach elementu

II. naciąg zbrojenia po stwardnieniu betonu

III. wypełnienie kanału cementem

Rys….

3. SYSTEMY DO SPRĘŻANIA KONSTRUKCJI

Systemy do sprężania konstrukcji mogą być stosowane w każdym rozwiązaniu konstrukcyjnym. Stanowią atrakcyjne rozwiązanie na etapie wykonawstwa, przyspieszając przebieg prac, minimalizują ryzyko błędów montażowych i zaangażowanie personelu na budowie oraz generują oszczędności dla firm wykonawczych.

Systemy do sprężania konstrukcji można podzielić na następujące kategorie:

I. Ze względu na charakter pracy cięgna:

a. Systemy sprężania bez przyczepności

b. Systemy sprężania z przyczepnością

II. Ze względu na sposób wykonania:

a. Systemu montowane na budowie (metoda konwencjonalna)

b. Systemy prefabrykowane

Z systemem sprężania bez przyczepności mamy do czynienia gdy elementy sprężone wykazują tendencje do powstawania maksymalnych momentów jednej rysy, która wraz ze wzrostem obciążenia szybko zwiększa swoją szerokość i zasięg. Z tego względu stosuje się niewielką powierzchnię przekroju zbrojenia pasywnego, którego obecność ma korzystny wpływ na zachowanie się belki po zarysowaniu.

W przypadku stosowania systemu sprężania z przyczepnością powstają rysy o stosunkowo niewielkiej szerokości i małym rozstawie. Systemy te różnią się od systemów bez przyczepności tym, że w procesie iniekcji kanał kablowy zostaje wypełniony cementem (w przypadku systemów bez przyczepności –olejem lub smarem).

Wiodącymi systemami na rynku są systemy Freyssinet, BBR, DSI i VSL.

1. System Freyssinet

W systemach sprężania Freyssinet kabel sprężający składa się z wiązki 7-drutowych splotów. Zestaw dostępnych zakotwień pozwala na stosowanie kabli sprężających zawierających do 55 splotów.

Mogą być stosowane następujące rodzaje splotów sprężających:

• sploty o średnicy nominalnej12,5 mm lub 12,9 mm i nominalnej wytrzymałości na rozciąganie 1770 MPa lub 1860 Mpa, oznaczone jako T13

• sploty o średnicy nominalnej 15,3 mm lub 15,7 mm i nominalnej wytrzymałości na rozciąganie 1770 MPa lub 1860 MPa, oznaczone jako T15

Zakotwienia Systemu Freyssinet umożliwiają indywidualne zakotwienie każdego splotu za pomocą szczęki (C13 lub C15) wprowadzanej do stożkowego otworu w bloku kotwiącym. Średnica otworu wewnętrznego szczęki zależy od średnicy nominalnej splotu T13 lub T15.

Kable sprężające systemu Freyssinet wymagają również stosowania rożnych komponentów takich jak:

- Kanały służące do izolowania, kierunkowania i zabezpieczenia cięgien (patrz p. G.2).

- Elementy łączące odcinki kanałów kablowych oraz poprawiające szczelność połączeń taśmy klejące,

tuleje termokurczliwe lub mastyks.

- Materiały iniekcyjne do wypełniania zakotwień i kanałów, takie jak zaczyn cementowy, smar i wosk.

- Rury lub elementy specjalne do odchylania przebiegu kabli zewnętrznych w określonym miejscu konstrukcji. Takie dewiatory są wykonywane zasadniczo z gładkich rur stalowych. Specjalne rozwiązania mogą obejmować elementy prefabrykowane wewnątrz betonu lub siodła ze stali konstrukcyjnej tworzące dewiator.

- Zbrojenie zabezpieczające przed rozerwaniem elementów betonowych przy zakotwieniach i miejscach

odchylenia kabli (na dewiatorach) w celu ogólnego wzmocnienia konstrukcji i zapewnienia przeniesienia

siły sprężającej.

- Specjalne wyposażenie ułatwiające montaż i sprężanie kabli, iniektowanie cięgien, odprężanie i wymianę cięgna – takie jak odpowietrzniki, dreny (odwodnienia), podpory cięgien, tymczasowe i stałe osłony zakotwień i łączników, elementy połączeniowe odcinków osłony kanałów pomiędzy sobą na długości lub na styku z zakotwieniem.

System sprężania opisany Freyssinet może być używany do budowy nowych

konstrukcji oraz napraw i wzmacniania konstrukcji istniejących w następujących podstawowych kategoriach

zastosowań:

• cięgna wewnętrzne z przyczepnością do konstrukcji betonowych i zespolonych,

• cięgna wewnętrzne bez przyczepności do konstrukcji betonowych i zespolonych,

• cięgna zewnętrzne do konstrukcji betonowych z trasą cięgna usytuowaną poza przekrojem

konstrukcji, ale wewnątrz obrysu zewnętrznego przekroju.

System sprężania Freyssinet może być stosowany w każdym

rodzaju konstrukcji. Najczęściej stosowany jest do budowy takich obiektow jak:

• mosty (ustroj nośny, filary, przyczołki, fundamenty),

• budynki (stropy, fundamenty, ściany trzonow, ściany, słupy, ramy przenoszące obciążenia po

ziome, fundamenty),

• zbiorniki (ściany, dna, przekrycia),

• silosy (ściany),

• konstrukcje obudowy reaktorow jądrowych,

• konstrukcje morskie (wszystkie części),

• ściany oporowe,

• zapory,

• tunele (cięgna podłużne i poprzeczne/ściągi),

• rury o dużych średnicach,

• drogi i lotniska.

1. System BBR

Systemy sprężania BBR można podzielić na system kabli sprężających z przyczepnością i bez przyczepności.

System z przyczepnością składa się z następujących elementów:

− Cięgno

Cięgna z przyczepnością składające się z do 4 do 31 elementów rozciąganych (pojedynczych

cięgien).

− Element rozciągany (pojedyncze cięgno) -sploty (liny) siedmiodrutowe stalowe, sprężające

− Zakotwienie i łącznik

Zakotwienie splotów ze szczękami (klinami) kotwiącymi;

Zakotwienie końcowe

Zakotwienie bierne (stałe) lub zakotwienie czynne (naciągowe) jako zakotwienie końcowe dla

04, 07, 09, 12, 15, 19, 22, 24, 27 i 31 splotów;

Łącznik nieruchomy

Łącznik jednopłaszczyznowy (FK) dla 04, 07, 09, 12, 15, 19, 22, 24, 27 i 31 splotów

Łącznik tulejowy (FH) dla 04, 07, 09, 12, 15, 19, 22, 24, 27 i 31 splotów;

Łącznik ruchomy

Łącznik jednopłaszczyznowy (BK) dla 04, 07, 09, 12, 15, 19, 22, 24, 27 i 31 splotów

Łącznik tulejowy (BH) dla 04, 07, 09, 12, 15, 19, 22, 24, 27 i 31 splotów;

− Płyta oporowa dla 04, 07, 09, 12, 15, 19, 22, 24, 27 i 31 splotów;

− Spirala i dodatkowe zbrojenie miękkie w rejonie zakotwienia;

− Ochrona antykorozyjna elementów rozciąganych, łączników i zakotwień.

Zakotwienia końcowe mogą być stosowane jako zakotwienia bierne lub czynne, natomiast łączniki

mogą być nieruchome lub ruchome.

Rodzaje zakotwień stosowane w systemach BBR z przyczepnością

System bez przyczepności składa się z:

− Ciegno

Ciegna bez przyczepności składające sie z 01, 02 lub 04 elementów rozciąganych (pojedynczych

ciegien).

− Element rozciągany (pojedyncze ciegno)

Sploty (liny) siedmiodrutowe stalowe, sprężające, fabrycznie zabezpieczone systemem ochrony

antykorozyjnej, składającym sie z ochronnej substancji wypełniającej oraz osłonki wykonanej

z HDPE.

− Zakotwienie i łącznik

Zakotwienie splotów ze szczekami (klinami) kotwiącymi;

Zakotwienie końcowe

Zakotwienie bierne (stałe) lub zakotwienie czynne (naciągowe) jako zakotwienie końcowe dla

01, 02 lub 04 splotów;

Łącznik nieruchomy

Łącznik tulejowy dla 01, 02 lub 04 splotów;

− Spirala i dodatkowe zbrojenie miękkie w rejonie zakotwienia;

− System ochrony antykorozyjnej elementów rozciąganych, zakotwień i łączników.

Zarówno dla systemów kabli sprężających bez przyczepności jak i z przyczepnością kategorie użytkowe uwzględniające typ cięgna i materiał konstrukcji:

− Wewnętrzne cięgna z przyczepnością do betonu zwykłego w konstrukcjach betonowych i

zespolonych;

− Do konstrukcji specjalnych zgodnych z Eurokodem 2, Eurokodem 4 oraz Eurokodem 6.

1. System DSI

Wśród systemów DSI można wyróżnić:

Poszczególne systemy różnią się między sobą przyczepnością, materiałem do iniekcji i zastosowaniem np:

DYWIDAG-Splot

Sploty składają się z siedmiu pojedynczych drutów ciągnionych na zimno, sześciu drutów zewnętrznych owiniętych spiralnie dookoła oraz jednego drutu środkowego (tzw. king wire). Rzeczą najwyższej wagi dla DSI są właściwości mechaniczne splotów i ich zabezpieczenie przed korozją.

Dostarczane sploty mogą być gołe, ocynkowane lub powleczone żywicą epoksydową, bez zmiany ich wytrzymałości, włącznie z zakotwieniem szczękowym. Dla maksymalnej ochrony przed korozją oferujemy systemy izolowane elektrycznie przy wykorzystaniu kanałów z polietylenu (PE) lub polipropylenu (PP).

SUSPA –Splot

Cięgno może być wykorzystywane do sprężania konstrukcji z przyczepnością. Cięgno składa się z wiązki splotów wykonanej z 7 drutów ciągnionych na zimno klasy St 1570/ 1770 lub wg EN10138-3-Y1860-S7-16-A.
Pojedyncze sploty cięgna są kotwione w jednej głowicy kotwiącej ze stożkowymi otworami za pomocą wciąganych zacisków. Przeniesienie siły sprężania następuje w cięgnie poprzez korpus zakotwienia na płytę kotwiącą zabetonowaną w elemencie budowlanym. Zakotwienie umożliwia również wykonanie sprężania częściowego. System sprężania SUSPA-Splot daje szczególne korzyści przy wciąganiu splotów w już zabetonowane odcinki budowlane np. w metodzie wspornikowej, przy sprężaniu mimośrodowym obiektów nasuwanych podłużnie lub też przy sprężaniu prefabrykatów.

DYWIDAG-Pręty

Wewnętrzne cięgna z prętami przeznaczone są do zastosowania w konstrukcjach betonowych, kompozytowych i murowanych. Cięgna wewnętrzne z prętami bez przyczepności oraz cięgna zewnętrzne z prętami nadają się do zastosowania w konstrukcjach betonowych, kompozytowych, stalowych, drewnianych i murowanych. Systemy znajdują najczęściej zastosowanie w sprężaniu poprzecznym, wzmacnianiu konstrukcji mostów, renowacji budynków. Służą one także jako elementy łączące w konstrukcjach stalowych i maszynach, są również używane w konstrukcjach tymczasowych.

Wyżej wymienione systemy sprężania dostarczane są na budowę na bębnach lub w

zwojach, wraz z zamontowanym zakotwieniem biernym (np.SUSPA-Splot) lub jest ono

montowane na placu budowy (np.SUSPA Drut Ex).

1. System VSL

W systemie sprężania VSL można wyróżnić następujące rozwiązania:

- klinowanie prostych drutów lub splotów sprężających przy użyciu zróżnicowanych stożków i klinów

- wykonanie na jednym końcu kabla formy pętli lub rozplecenia – dotyczy zakotwień biernych

- wykonanie na jednym końcu kabla zakotwienia wachlarzowego przy użyciu zacisków plastycznych – dotyczy zakotwień biernych