建筑施工技术第五部分

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1、1 了解预应力混凝土的基本原理 2 掌握预应力混凝土施工先张法 后张法 无粘 结预应力的施工工艺 3 掌握预应力混凝土的施工质量验收标准及检测 方法 4 掌握预应力混凝土结构施工的安全技术 章预应力混凝土工程 学习要求 预应力混凝 就是在结构受拉区预先施加压力产生预 压应力 从而使结构在使用阶段产生的拉应力首先抵 消预压应力 从而推迟了裂缝的出现和限制裂缝的开 展 提高了结构的抗裂度和刚度 这种施加预应力的 混凝土 叫做预应力混凝土 特点 预应力混凝土可提高构件的抗裂度和刚度 还 可减轻自重 增加构件的耐久性 降低造价等优点 分类 1 按施工方法不同分为 先张法和后张法两大类 2 按钢筋张拉方

2、式不同分 为机械张拉 电热张拉与 自应力张拉法等 先张法 在浇筑混凝土之前 先张拉预应力钢筋 并 将预应力筋临时固定在台座或钢模上 待混凝土达到 一定强度 放松预应力筋 使混凝土在预应力筋的反 弹力作用下 使构件受拉区的混凝土承受预压应力 先张法分类 生产方法可采用台座法和机组流水法 预应力混凝土构件先张法 台座 生产过程见图5 1 适用范围 先张法适用于生产定型的中小型构件 如 空心板 屋面板 吊车梁 檩条等 第一节 先张法 台座是先张法施工张拉和临时固定预应力筋的支 撑结构 它承受预应力筋的全部张拉力 台座分类 台座按构造型式分为墩式台座和槽式台座 墩式台座由承力台墩 台面和横梁组成 图5

3、 2 台座的长度和宽度由场地大小 构件类型和产量而定 一般长度宜为100 150m 宽度为2 4m 槽式台座是由端柱 传力柱和上 下横梁及砖墙组成 的 图5 5 槽式台座适用于张拉吨位较大的构件 如吊 车梁 屋架 薄腹梁等 一 台座 一 墩式台座 二 槽式台座 夹具是预应力筋张拉和临时固定的锚固装置 用 在先张法施工中 分类 按其用途不同 可分为锚固夹具和张拉夹具 夹具的静载锚固性能应满足 s 0 95 夹具除满足上述要求外 尚应具有下列性能 1 当预应力夹具组装件达到实际极限拉力时 全部零 件不应出现肉眼可见的裂缝和破坏 2 有良好的自锚性能 3 有良好的松锚性能 4 能多次重复使用 二 夹

4、具 一 夹具的要求 1 钢质锥形夹具 钢质锥形夹具主要用来锚固直径为3 5 的单根 钢丝夹具 如图5 6 2 墩头夹具 墩头夹具适用于预应力钢丝固定端的锚固 如图 5 7 张拉夹具是将预应力筋与张拉机械连接起来进行 预应力张拉的工具 常用的张拉夹具有月牙形夹具 偏心式夹具和楔形夹具等 如图5 8 二 锚固夹具 三 张拉夹具 常用的张拉设备有油压千斤顶 卷扬机 电动螺 杆张拉机等 1 油压千斤顶 油压千斤顶可用来张拉单根或多根成 组的预应力筋 可直接从油压表的读数求得张拉应力 值 见图5 9 2 卷扬机 卷扬机主要用来在张拉长线台座小直径钢 筋长拉过程见图5 11 3 电动螺杆张拉机 电动螺杆张

5、拉机由螺杆 电动机 变速箱 测力计及顶杆等组成 可单根张拉预应力 钢丝或钢筋 见图5 12 三 张拉设备 先张法施工工艺流程如图5 13 图5 13 先张法施工工艺流程图 台座准备刷隔离剂铺放预应力筋 安侧模 扎横向筋 灌筑混凝土 养 护 放松预应力筋 张 拉 制作试块 试块试压脱模出槽堆放 四 先张法施工工艺 1 预应力筋铺设前先做好台面的隔离层 隔离剂应选 用非油质类模板隔离剂 不得使预应力筋受污 以免 影响预应力筋与混凝土的粘结 2 钢丝接长可借助钢丝拼接器用20 22号铁丝密排绑扎 3 预应力筋张拉应力的确定 预应力筋的张拉控制应 力 应符合设计要求 施工如采用超张拉 可比设计 要求提

6、高5 但其最大张拉控制应力不得超过表5 1的 规定 4 张拉程序 预应力筋的张拉程序可按下列程序之一 进行 一 预应力筋的铺设 张拉 5 预应力筋伸长值与应力的测定 预应力筋的伸长值 L按下式计算 预应力筋的位置不允许有过大偏差 对设计位置 的偏差不得大于5 也不得大于构件截面最短边长 的4 为了减少预应力损失 在设计配合比时应考虑减 少混凝土的收缩和徐变 1 混凝土的浇筑 振捣混凝土时 振动器不得碰撞预应力钢筋 混凝土未达到一定强度前也不允许碰撞和踩动预 应力筋 以保证预应力筋与混凝土有良好的粘结力 2 混凝土的养护 预应力混凝土可采用自然养护和湿热养护 当采用湿热养护时应采取正确的养护制度

7、 以减 少由于温差引起的预应力损失 二 混凝土浇筑与养护 1 放张要求 放张预应力筋时 混凝土应达到设计要求的强度 如设计无要求时 应不得低于设计混凝土强度等级 的75 放张预应力筋前应拆除构件的侧模 2 放张方法 配筋不多的中小型构件 钢丝可用砂轮锯或切断 机等方法放张 配筋多的钢筋混凝土构件 钢丝应同时放张 消除应力钢丝 钢绞线 热处理钢筋不得用电弧 切割 宜用砂轮锯或切断机切断 预应力钢筋数量较多时 可用千斤顶 砂箱 楔 块等装置应同时放张 见图5 15 三 预应力筋的放张 3 放张顺序 预应力筋的放张顺序 应满足设计要求 如设计 无要求时应满足下列规定 1 对轴心受预压构件所有预应力筋

8、应同时放张 2 对偏心受预压构件应先同时放张预压力较小区 域的预应力筋 再同时放张预压力较大区域的 预应力筋 3 如不能按上述规定放张时 应分阶段 对称 相互交错的放张 后张法 先制作构件 并预留孔道 待构件混 凝土强度达到设计规定的数值后 在孔道内穿入预 应力筋进行张拉 并用锚具在构件端部将预应力筋 锚固 最后进行孔道灌浆 靠构件端部的锚具将预应力筋的张拉力传递给 混凝土 使混凝土产生预压应力 预应力混凝土后张法生产示意图见5 16 第二节 后 张 法 图5 16 后张法施工顺序 a 制作构件 预留孔道 b 穿入预应力钢筋进行张拉并锚固 c 孔道灌浆 1 混凝土构件 2 预留孔道 3 预应力

9、筋 4 千斤顶 5 锚具 锚具 是预应力筋张拉和永久固定在预应力混凝 土构件上的传递预应力的工具 分类 按锚固性能不同 可分为 类锚具和 类 锚具 类锚具适用于承受动载 静载的预应力混凝土 结构 类锚具仅适用于有粘结预应力混凝土结构 且锚具只能处于预应力筋应力变化不大的部位 一 锚具及张拉设备 一 锚具的要求 锚具应满足静载锚固性能的要求 锚具还应满足下列规定 1 当预应力筋锚具组装件达到实测极限拉力时 除 锚具设计允许的现象外 全部零件均不得出现肉 眼可见的裂缝或破坏 2 除能满足分级张拉及补张拉工艺外 宜具有能放 松预应力筋的性能 3 锚具或其附件上宜设置灌浆孔道 灌浆孔道应有 使浆液通畅

10、的截面积 1 按锚固原理和构造型式不同分 螺杆锚具 夹片锚具 锥销式锚具和镦头锚具 四种体系 2 按张拉过程中锚具所在位置与作用不同分 张拉端锚具和固定端锚具 3 按锚具锚固预应力筋的类型和数量分 单根粗钢筋锚具 钢丝锚具和钢筋束 钢绞线 束锚具 二 锚具的种类 后张法主要张拉设备有千斤顶和高压油泵 1 拉杆式千斤顶 YL型 拉杆式千斤顶主要用于张拉带有螺丝端杆锚具的 粗钢筋 锥形螺杆锚具钢丝束及镦头锚具钢丝束 2 锥锚式千斤顶 YZ型 锥锚式千斤顶主要用于张拉KT Z型锚具锚固的钢 筋束或钢绞线束和使用锥形锚具的预应力钢丝束 3 穿心式千斤顶 YC型 穿心式千斤顶适用性很强 它适用于张拉采用

11、 JM12型 QM型 XM型的预应力钢丝束 钢筋束和钢绞 线束 三 张拉设备 4 千斤顶的校正 采用千斤顶张拉预应力筋 预应力的大小是通过 油压表的读数表达 油压表读数表示千斤顶活塞单位 面积的油压力 千斤顶校正的方法主要有 标准测力计校正 压 力机校正及用两台千斤顶互相校正等方法 5 高压油泵 高压油泵与液压千斤顶配套使用 它的作用是向 液压千斤顶各个油缸供油 使其活塞按照一定速度 伸出或回缩 1 单根预应力筋制作 单根粗预应力钢筋制作过程有 配料 对焊 冷 拉等工序 为保证质量 宜采用控制应力的方法进行冷拉 钢筋配料时应根据钢筋的品种测定冷拉率 钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行 钢筋的下料长度

12、由 计算确定 图5 29 预应力筋下料长度计算图 二 预应力筋的制作 当构件两端均采用螺丝端杆锚具时预应力筋下 料长度为 一端为螺丝端杆锚具 另一端采用帮条锚具或 镦头锚具时 预应力筋下料长度为 2 钢筋束及钢绞线束制作 预应力筋制作过程包括 开盘冷拉 下料和编束 等工序 下料是在钢筋冷拉后进行 钢绞线下料前应 在切割口两侧各50 处用铁丝绑扎 切割后对切割口 应立即焊牢 以免松散 钢筋束由直径10 的热处理 钢筋编束而成 钢绞线束由直径为12 或15 的钢绞 线编束而成 每束3 6根 编束时一般把预应力筋理 顺后 用18 22号铁丝 每隔1m左右绑扎一道 形成 束状 3 钢丝束制作 钢丝束制

13、作随锚具的不同而异 一般需经调直 下料 编束和安装锚具等工序 后张法施工工艺与 预应力施工有关的主要 是孔道留设 预应力筋 张拉和孔道灌浆三部分 图5 32为后张法工艺 流程图 三 后张法施工工艺 图5 32 后张法施工工艺流程图 孔道留设方法 有钢管抽芯法 胶管抽芯法 预 埋管法 预应力筋的孔道形状有直线 曲线和折线三 种 钢管抽芯法只用于直线孔道 胶管抽芯法和预埋 管法则适用于直线 曲线和折线孔道 1 钢管抽芯法施工要点 1 钢管要平直 表面光滑 安放位置准确 钢管 的位置固定一般用钢筋井字架 井字架间距一般为1 2m左右 2 钢管每根长度最好不超过15m 以便旋转和抽管 3 恰当地掌握抽

14、管时间 4 抽管顺序宜先上后下进行 抽管时速度要均匀 边抽边转 并与孔道保持在一直线上 5 灌浆孔和排气孔的留设 一 孔道留设 2 胶管抽芯法施工要点 留设孔道用的胶管一般有五层或七层夹布管和供 预应力混凝土专用的钢丝网橡皮管两种 胶管的固定用钢筋井字架 间距不宜大于0 5m 并与钢筋骨架绑扎牢 然后充水 或充气 加压到 0 5 0 8N 2 此时胶管直径可增大约3 1 胶管必须有良好的密封装置 勿使漏水 漏气 2 做好胶管接头处理 见图5 34 3 抽管时间比钢管略迟 一般可参照气温和浇筑 后的小时数的乘积达200度小时左右 4 抽管顺序一般为先上后下 先曲后直 3 预埋管法 预埋管法是利用

15、与孔道直径相同的金属波纹管埋 在构件中 无需抽出即可成孔 波纹管的固定 采用钢筋井字架 间距不宜大于 0 8m 曲线孔道时应加密 并用铁丝绑扎牢 波纹管 的连接 可采用大一号同型波纹管 接头管长度应大 于200 用密封胶带或塑料热塑管封口 后张法张拉预应力筋时 混凝土强度应符合设计 要求 设计无规定时 不应低于设计强度等级的75 1 张拉控制应力 张拉控制应力越高 建立的预应力值就越大 构 件抗裂性越好 但是张拉控制应力过高时构件破坏前 没有明显警示 且构件混凝土预压应力过大而导致混 凝土的徐变应力损失增加 二 预应力筋张拉 施工中预应力筋需要超张拉时 可比设计要求 提高5 但其最大张拉控制应

16、力不得超过表5 1的 规定 为了减少预应力筋的松驰损失 预应力筋的张 拉程序为 2 张拉顺序 张拉顺序应使构件不扭转与侧弯 不产生过大偏 心力 预应力筋一般应对称张拉 对配有多根预应力筋构件 不可能同时张拉时 应分批 分阶段对称张拉 张拉顺序应符合设计要求 分批张拉的应力损失可以采取对先批预应力筋逐 根复位补足的办法处理 3 叠层构件的张拉 为了减少和弥补上层构件产生的水平摩阻力会阻 止下层构件预应力筋张拉时产生的预应力损失 可自 上而下逐层加大张拉力 底层张拉力不宜比顶层张拉 力大5 且不得超过表5 1规定 4 张拉端的设置 1 抽芯成形孔道 曲线预应力筋和长度 24m的直线 预应力筋 应在两端张拉 对长度 24m的直线预应力筋 可在一端张拉 2 预埋波纹管孔道 对于曲线预应力筋和长度 30m 的直线预应力筋 宜在两端张拉 对于长度 30m的直 线预应力筋可在一端张拉 3 当同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时 张 拉端宜分别设在构件的两端 以免构件受力不均匀 5 预应力值的校核和伸长值的测定 检验应力损失办法 在预应力筋张拉24小时后 孔道灌浆前重拉一次 测读前后两次应力值之差 即