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1、后张法预应力混凝土简支箱梁施工工艺摘要 随着国民经济的发展，国家对交通运输的要求越来越高。当前的交通建筑结构不但要求大跨度，高强度，而且在实用性上也要求美观轻巧，还要求具有良好的经济效益。普通的钢筋混凝土结构已经不能满足要求。预应力混凝土构件在工程中应用非常广泛，它在减轻结构自重，提高抗震、抗裂能力，充分发挥材料之强度，改善构件受力性能和扩大钢筋使用范围等方面都具有良好的效果。后张法是指先浇筑混凝土构件，浇筑时预留孔道，待构件混凝土达到规定强度后，在孔道内穿入预应力筋进行张拉并加以锚固之一种施工方法。后张法预应力混凝土技术是我国近十多年发展起来的一项新技术，它改进了通常的预应力技术。它的主要优
2、点是张拉设备简单，便于现场施工，是生产大型预应力混凝土构件的主要方法。预应力钢筋可按照设计要求，配合荷载的弯矩和剪力变化而布置成合理的曲线形。随着科学技术的发展，土木建筑业技术水平的提高，许多新技术、新工艺已逐步应用到土木建筑施工中来。这些新技术、新工艺的应用，不仅使得施工工艺大为简化，同时也使得许多复杂的结构难题得以解决。 本文首先对国内外预应力结构的发展历史及现状做了综述和总结，对比分析了各种预应力技术的优缺点，阐述了预应力结构的受力机理，并指出了后张法预应力结构的使用范围和特点，详细地阐述了后张预应力混凝土简支箱梁的施工工艺和流程，结合实际工程进行了具体的实施。同时对后张法预应力混凝土关
3、键控制过程和静载试验进行了详细的论述。关键词：模板 钢筋 混凝土 预应力施工 静载试验第1章 绪论 1.1课题背景预应力混凝土是在第二次世界大战后迫切要求恢复战争创伤，从西欧迅速发展起来的。半个多世纪以来,从材料、工艺到土建工程,都取得了巨大的发展。尤其是随着部分预应力概念的逐步成熟,突破了混凝土不能受拉与开裂的约束,大大扩展了它的应用范围。预应力混凝土已成为国内外土建工程最主要的一种结构材料,而且预应力技术已扩大应用到型钢，砖，石，木等各种结构材料,并用以处理结构设计、施工中用常规技术难以解决的各种疑难。我国预应力混凝土的起步比西欧大约晚10年,但发展迅速,应用数量庞大。我国近年来在土木工程
4、投资方面，建设规模方面均居世界前列。在混凝土工程技术，预应力技术应用方面取得了巨大进步。近来二三十年来,我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型，跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。随着我国经济的高速发展和人们生活节奏的加快，城际之间联系频繁，人员流动性加速，市场的需求，客观上促进了我国城际快速铁路建设高峰期的到来。人们对交通的需求也越来越大，对交通速度的要求也越来越高。如何提高列车的运行速度已经刻不容缓，它直接关系着我国交通事业的发展。近几年，为了加快对人员的运输，我国兴建了350km/h的客运专线，它的发展将对我国的客运运输速度是一个
5、很大的提高。客运专线对铁路的质量也有了更高的要求，以往的地基已经不能满足现在的要求，于是出现了预应力混凝土梁体结构，而后张法构件是靠锚具传递和保持预加应力的；先张法则是靠粘结力来传递并保持预加应力的。后张法不需要固定的台座，主要机具为锚具、千斤顶、制孔器、压浆机等，锚具不能重复使用。主要优点是张拉设备简单，便于现场施工，是生产大型预应力混凝土构件的主要方法。预应力钢筋可按照设计要求，配合荷载的弯矩和剪力变化而布置成合理的曲线形。所以后张法预应力混凝土适用范围相对广泛，其施工工艺在国外早已经成熟，但在国内还处于发展状况。第2章 国内外发展状况2.1国外预应力发展状况概述预应力的原理应用与生产已有
6、很悠久的历史。我国早就利用这一原理制造木桶、木盆和车轮，但是预应力技术真正成功地应用在工程上还不到一个世纪。1886年，美国的杰克森（P.H.Jackson）取得了用钢筋对混凝土拱进行张拉以制作楼板的专利。德国的陶林（W.Dohring）于1888年取得了用加有预应力的钢丝浇入混凝土中以制作板和梁的专利。这也是采用预应力筋制作混凝土预制构件的首次创意。 奥地利的孟特尔（J.Mandl）于1896年首次提出用预加应力以抵消荷载引起的应力的概念。1900年德国的柯南（M.Koenen）进行了张拉应力为60Mpa的钢筋浇筑于混泥土中的实验,观察到混泥土的初始预压应力由于混凝土收缩而丧失的现象。190
7、8年美国的斯坦纳（C.R.Steiner）提出两次张拉以减少预应力损失的建议并取得了专利。于混凝土硬化后再二次张拉。奥地利的恩裴格（F.EmPerger）于1923年创造了缠绕预应力钢丝以制作混凝土应力管的方法，钢丝应力为160800Mpa。预应力混凝土进入使用阶段与法国工程师弗累西奈（F.Freyssinet）的贡献是分不开的。他在对混凝土和钢材性能进行了大量研究和总结前人经验的基础上，考虑到混凝土收缩的徐变产生的损失，与1928年指出了预应力混凝土必须采用高强度钢材和高强度混凝土。弗氏这一论断是预应力在理论上的突破。从此，对预应力混凝土的认识开始进入了理性阶段，但对预应力混凝土的生产工艺，
8、当时并没有改进。1938年德国的霍有（E.Hoyer）研究成功靠高强度钢丝（直径0.52MM）和混凝土之间的粘结力而不靠锚头传力的先张法，可以在长达百米的式台座山一次同时生产多跟构件。1939年，弗累西奈研究成功钢丝束的弗氏锥形锚具及其配套的双作用张拉千斤顶。1940年，比利时的麦尼尔（G.Magnel）研究成功依次可以同时张拉两根钢丝的麦氏模块锚。这些成就为推广先张法与后张法预应力混凝土提供了切实可行的生产工艺。德国1934年用后张法建成了较大跨度的桥梁，1938年制造了预应力钢筋混凝土；1938年法国用双作用千斤顶张拉钢丝束；1940年英国采用预应力混凝土芯棒和薄板制作预应力混凝土构件；1
9、941年前苏联采用连续配筋法；1943年美国、比利时提出了电热法；1944年法国设想采用膨胀水泥的化学获得预应力。2.2 国内预应力发展状况概述预应力混凝土技术在我国应用和发展时间较短。1956年以前基本上处于学习试制阶段,先是于1950年在上海等地开始学习和介绍国外预应力混凝土的经验,以后于1954年铁道部试制预应力混凝土轨枕,1955年丰台桥梁厂开始试制12m跨度的桥梁.1956年是准备推广预应力混凝土的重要一年,原建筑工程部北京工业设计院等单位试设计了一些预应力拱形和梯形屋架、屋面板和吊车梁。太原工程局等重点单位试制成功为24m、30m的架，跨度6m、吨位30t的吊车梁，宽1.5m、长6
10、m的大型屋面板和预应力芯棒空心板等预应力混凝土构件。铁道部、冶金部和电力部亦先设计和试制一些预应力混凝土构件，为推广预应力混凝土技术作了技术方面的准备。从1957年到1964年，预应力混凝土处于逐步推广阶段，1957年3月和1958年元月分别在北京和太原召开了两次预应力混凝土技术经验交流会，建筑工程部、铁道部、电力部、交通部和北京建工局等所属单位，交流了预应力混凝土生产经验和科研成果。1958年中国建筑科研院编制了预应力钢筋混凝土施工及验收规范（建规360）。北京工业设计院等单位于1960年左右设计了一批预应力混凝土标准构件和参考图集。在材料方面，根据我国合金资源建立了普通低合金钢体系；在设计
11、方面，制订了我国钢筋混凝土和预应力混凝土设计规范；在构件方面，设计和试制了一批新型的预应力混凝土构件；在施工工艺和机具设备方面，根据我国的生产特点采用土洋结合的办法，试制成功了许多新的机具设备，出现了许多新的生产工艺，使我国预应力技术焕然一新。在我国房屋建筑工程中，开始主要用预应力混凝土以代替单层工业厂房中的一些钢屋架、木架和钢吊车梁，后来逐步扩大到代替多层厂房和民用建筑中的一些中小型钢筋混凝土构件和木结构构件。既采用高强钢材制作跨度大、荷载重和技术要求高的结构；又不为国外经验所束缚，结合我国实际，采用中强、低强钢材制作中、小跨度的预应力构件。常用的预应力预制构件有1218m的屋面大梁，183
12、6的屋架，69m的槽形屋面板，612m的吊车梁，1233m的T形梁和双T形梁，V形折板，马鞍形壳板，预应力圆空空心板和檩条等。 此外，还少量采用一些无粘结预应力升板结构和预应力框架结构。近二三十年，预应力混凝土的应用已逐步扩大到居民建筑、大跨和大空间公共建筑、高层建筑、地下结构、海洋结构、压力容器、大吨位囤船结构等各个领域。第3章 后张法预应力混凝土简支箱梁施工工序3.1、模板工程3.1.1、模板制造箱梁模板采用整体钢模。外模分块制造，在预制场内拼装完后连接成整体。为确保箱梁外观质量，须有一定的刚度、强度和稳定性控制，确保模板在倒用、运输过程中不发生超过容许的变形，模板的整体刚度按最大弹性变形
13、2mm控制。3.1.2、模板安装3.1.2.1、底模安装（1）为了防止张拉以后产生过大拱度，底模安装时根据设计要求及制梁的实际情况设置反拱，反拱值由设在底模与制梁台座预埋件之间的钢垫板进行调节。反拱由跨中向梁端按二次抛物线型过渡，跨中部位最大，两端1.1m范围内部不设置反拱.跨中反拱值为18mm。（2） 底模清理:清除底模面板上杂物,对活动底模的接缝处清除浮渣并使之密贴;（3）检查底模两边的橡胶密封条,对损坏的须更换或修补;（4）检查底模的反拱及平整度等,尤其是四个支座处误差须在允许范围内;（5）脱模剂涂刷均匀;（6） 底模检修技术要求见表序 号项 目允 许 偏 差检查方法1底板顶板与设计标高
14、差3用水平仪测量2两端的活动底板边缘高差1用600mm水平尺测量3底板全长范围内横向偏移2挂中心线,测量节底板两端4底板全长5用钢卷尺测量底板两侧5两端支座螺栓孔中心距4用钢卷尺测量6两节台座钢底板接口处高低差2用钢直尺及塞尺查接口两侧3.1.2.2、侧模安装当侧模纵移精确对位后,再用横移千斤顶将模板推向底模并靠拢。在侧模底部放置千斤顶，调整侧模高度。将侧模外侧支腿底部与台座可调撑杆相联，以调整侧模高度。连接侧模与底模的螺杆，使侧模与底模靠紧，微调侧模支腿的调节支撑，使侧模板固定。侧模立完后，检查侧模的如下尺寸：桥面宽度、箱梁高度、垂直度（跨中、1/4、3/4截面）桥面板下翼的平整度等，其误差
15、应在允许范围内。侧模调整完成后，采用砂轮磨光机清理底、侧模表面，用滚刷涂脱模剂。3.1.2.3、液压内模安装 内模的清渣涂脱模剂在内模整修台座上进行。 液压内模整体拖拉到内模整修台座上，将各接缝处及表面混凝土浆清除干净，各接缝用胶带粘贴密封。检查校正内模的截面尺寸及外型尺寸，如误差超标，则需要调整。梁体钢筋安装完后，在台座上安装预制混凝土支墩，支墩位置与轨道梁支腿位置对应放置。 用50t龙门吊将轨道梁吊入已安好底腹板钢筋和内模支墩的台坐上，再将已涂刷脱模剂的内模用卷扬机通过轨道梁拖入台座上就位。 液压内模，液压油缸仅用于收、支模板，模板具体承载支撑依靠可调丝杠支撑。3.1.2.4 、端模安装 清理端模表面及密封胶条处混凝土浆，更换或维修损坏的密封胶条；均匀涂刷脱模剂；安装锚垫板。安装时，使锚垫板与模板密贴，锚垫板压浆孔必须朝上，不同型号锚垫板在安装时应一一对位，不得安错；吊装端模。吊装时，端模要水平。端模靠拢前，应逐根将波纹管从锚垫板中穿出，并且边穿边进。端模到位后，将端模与侧模、底模、内模进行连接和固定。模板安装尺寸允许误差序 号 项 目 要 求1模板长度10mm2
