Каждый предварительно напряженный бетонный элемент преследует одну и ту же цель: создать сжимающее напряжение в материале, который естественным образом разрушается под действием растяжения. Но то, как возникает это напряжение, полностью зависит от того, где изготовлен член. Разница между заводским производством и строительством на месте определяет, какой метод натяжения и какая машина будет использоваться.
Метод предварительного натяжения принадлежит заводу. Стальные пряди натягиваются между неподвижными опорами перед заливкой бетона. Натяжная машина натягивает сухожилия с необходимой силой — от 70 до 80 процентов от их предельной прочности — и удерживает их под напряжением, пока вокруг них заливают бетон. Как только бетон достигнет достаточной прочности, напряжение снимается. Сухожилия пытаются укоротиться, но затвердевший бетон удерживает их на месте, передавая сжимающее напряжение через связь. Приспособление, используемое для захвата сухожилий во время натяжения, можно повторно использовать для следующей партии.
Предварительное натяжение является эффективным и повторяемым, что делает его идеальным для стандартизированных элементов, производимых в больших объемах — балок, плит, свай, железнодорожных шпал и электрических опор. Но для этого требуется специальный станок предварительного напряжения или система длинной разливки. Капитальные вложения значительны, и метод обычно ограничивается небольшими секциями, которые можно транспортировать с завода на площадку. Для крупных или тяжелых участников логистика становится непомерно высокой.
Именно здесь вступает в силу пост-напряжение. При этом методе сначала заливается бетон, а внутри опалубки помещаются воздуховоды или обшивка. После того как бетон затвердеет и наберет достаточную прочность, через каналы продевают стальные арматуры и натягивают их с помощью гидравлических домкратов. Арматуры крепятся к самому бетону с помощью клиньев и несущих пластин. В отличие от приспособлений для предварительного натяжения, анкеры для последующего натяжения становятся постоянной частью готового элемента и не могут быть сняты для повторного использования. Затем пространство между арматурой и воздуховодом заполняется цементным раствором, чтобы скрепить арматуру с бетоном и защитить ее от коррозии.
Последующее натяжение — это метод выбора для монолитного строительства — мостов, конструкций с большими пролетами и тяжелых элементов, транспортировка которых с завода нецелесообразна. Для этих целей обычно используется натяжная машина 300T — гидравлический домкрат, способный создавать контролируемую силу 300 тонн. Два 300-тонных домкрата, работающие в тандеме, могут одновременно натягивать несколько прядей, при этом линия натяжения домкрата точно совпадает с осью предварительно напряженного троса. Современное интеллектуальное натяжное оборудование контролирует усилие и удлинение в режиме реального времени, сравнивая фактические значения удлинения с теоретическими расчетами и останавливая процесс, если отклонения превышают 6%.
На загруженной строительной площадке поток материала так же важен, как и само натяжение. Транспортное средство для сортировки материалов перемещает заполнители, арматуру и компоненты опалубки между площадками подготовки и местом заливки. В крупных проектах после натяжения — мостовых настилах, крышах стадионов или передаточных балках высотных зданий — эти транспортные средства поддерживают порядок на рабочей площадке, гарантируя, что арматура, анкерное оборудование и материалы для цементного раствора будут доставлены именно тогда и туда, где они нужны бригаде натяжителей.
Выбор между заводом и полем заключается не в том, какой метод лучше, а в том, какой из них подходит для проекта. Предварительное натяжение обеспечивает надежные и экономичные элементы, когда объем производства оправдывает капиталовложения. Пост-напряжение позволяет создавать массивные конструкции, которые никогда не покинут заводской цех. Оба основаны на одном и том же гидравлическом принципе: точное применение контролируемой силы. Но один случается под крышей завода, на литейном стане, построенном для повторения. Другой происходит в поле, на мостике или на стадионе, с 300-тонным домкратом и бригадой, которая знает график и не ждет.
