建筑施工技术ppt课件模块4

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1、 建筑施工技术CONTENTS目 录预应力混凝土工程施工先张法施工后张法施工 无黏结预应力混凝土施工4.14.24.34.4预应力混凝土施工安全技术4.5模块4 预应力混凝土工程学习目标模块4 预应力混凝土工程1.了解预应力混凝土及其分类、特点。2.熟悉预应力台座、夹具、锚具的性能与选用方法。3.熟悉张拉场地的布置、张拉机械的性能与选用方法。4.掌握先张法的施工工艺。5.掌握后张法的施工工艺、预应力筋的制作。6.了解无黏结预应力技术。PART4.1预应力混凝土工程施工4.1 预应力混凝土工程施工v 预应力混凝土是在外荷载作用前预先建立有内应力的混凝土,一般是在混凝土结构或构件受拉区域,通过对预

2、应力筋进行张拉、锚固和放松,借助钢筋的弹性回缩,使受拉区混凝土事先获得预压应力。预压应力的大小和分布应能减小或抵消外荷载所产生的拉应力。普通钢筋混凝土构件的极限抗拉应变只有0.110-30.1510-3。构件混凝土受拉开裂时,受拉钢筋的应力仅为1/41/3,钢筋的抗拉强度未能得到充分的利用。4.1 预应力混凝土工程施工 1. 预应力混凝土的分类 预应力混凝土按预应力的大小可分为全预应力混凝土和部分预应力混凝土,按施加应力的方式可分为先张法预应力混凝土、后张法预应力混凝土和自应力混凝土,按预应力筋的黏结状态可分为有黏结预应力混凝土和无黏结预应力混凝土,按施工方法可分为预制预应力混凝土、现浇预应力

3、混凝土和叠合预应力混凝土,等等。4.1 预应力混凝土工程施工 2. 预应力混凝土的特点 与普通钢筋混凝土相比较,预应力混凝土可以更有效地利用高强钢材,提高使用荷载下结构的抗裂度和刚度,减小结构构件的截面尺寸,自重轻、质量好、材料省、耐久性好。虽然预应力混凝土施工要增添专用设备,技术含量高,操作要求严,相应的工程成本高,但是在跨度较大的结构中或在一定范围内代替钢结构使用时,其综合经济效益较好。4.1 预应力混凝土工程施工 3. 预应力混凝土的应用 预应力混凝土除广泛用于生产屋架、吊车梁、空心板、多孔板、槽形板、双T板、V形折板、托梁、檩条、槽瓦、屋面梁等大、中、小型预应力混凝土构件外,还被成功地

4、用于多高层建筑、大型桥梁、电视塔、筒仓、水池、大跨度薄壳、水工结构、海洋工程、核电站等工程结构中,如道路桥梁工程中的轨枕、桥面空心板、简支梁等,基础工程中的预应力方桩及管桩,等等。另外,预应力技术还可用于结构加固、旧房改造、土坡支护等。预应力混凝土在现代结构中具有广阔的应用和发展前景。 本模块主要以目前常用的预应力施工工艺为主线,分别介绍先张法施工、后张法施工和无黏结预应力混凝土施工的基础知识。PART4.2先张法施工4.2 先张法施工v 先张法是在浇筑混凝土之前,先张拉预应力筋,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(一般不低于混凝土设计强度标准值的75%),混凝土与预应力

5、筋具有一定的黏结力时,放松预应力筋,在预应力筋的反弹力作用下,构件受拉区的混凝土承受顶压应力。预应力筋的张拉力主要是由预应力筋与混凝土之间的黏结力传递给混凝土。图4-1所示为预应力混凝土构件先张法(台座)生产示意图。 图4 4- -1 1 预应力混凝土构件先张法预应力混凝土构件先张法( (台座台座) )生产示意图生产示意图1 1锚固夹具；锚固夹具； 2 2横梁；横梁； 3 3台座承力结构；台座承力结构； 4 4预应力筋；预应力筋； 5 5台面；台面； 6 6混凝土构件混凝土构件4.2 先张法施工v 先张法生产可采用台座法和机组流水法。台座法是在台座上生产构件,即预应力筋的张拉、混凝土的浇筑、养

6、护和预应力筋的放松等工序均在台座上进行。机组流水法是利用钢模板作为固定预应力筋的承力架,构件连同模板通过固定的机组按流水方式完成其生产过程。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。4.2.1 先张法施工设备 1. 台座4.2.1 先张法施工设备1 1）墩式台座）墩式台座 墩式台座(见图4-2)由承力台墩、台面和横梁三部分组成,其长度宜为50150 m。目前常用的是台墩与台面共同受力的墩式台座。台座的宽度主要取决于构件的布筋宽度和张拉与浇筑混凝土是否方便,一般不得大于2 m。台座的端部应留出张拉操作用地和通道,两侧要有运输和堆放构件的场地。台座的强度应根据构件张拉力的

7、大小来确定,可按台座每米宽的承载力为200500 kN设计台座。 图图4 4- -2 2 墩式台座墩式台座1 1横梁；横梁； 2 2牛腿；牛腿； 3 3预应力筋；预应力筋； 4 4台面；台面； 5 5承力台墩承力台墩4.2.1 先张法施工设备2 2）槽式台座）槽式台座 槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下横梁及台面组成,如图4-3所示。槽式台座的长度一般不大于76 m；宽度随构件外形及制作方式而定,一般不小于1 m；承载力可达1 000 kN以上。为便于混凝土浇筑和蒸汽养护,槽式台座多低于地面。在施工现场还可利用已预制好的柱、桩等构件装配成简易槽式台座。 图图4 4- -3 3 槽式台座槽式台座1

8、1下横梁；下横梁； 2 2上横梁；上横梁； 3 3砖墙；砖墙； 4 4钢筋混凝土压杆；钢筋混凝土压杆； 5 5台面台面4.2.1 先张法施工设备 2. 夹具4.2.1 先张法施工设备1 1）夹具的要求）夹具的要求 预应力夹具应当具有良好的自锚性能和松锚性能,应能多次重复使用。对需敲击才能松开的夹具,必须保证其对预应力筋的锚固没有影响,且对操作人员的安全不造成危险。当夹具达到实际的极限拉力时,全部零件不应出现肉眼可见的裂缝和破坏。 夹具(包括锚具和连接器)进场时,除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外,还应按规定进行外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验验收。4.2.1

9、 先张法施工设备2 2）锚固夹具）锚固夹具 锚固夹具是将预应力筋临时固定在台座横梁上的工具,常用的锚固夹具有以下几类： (1)钢质锥形锚具。GE钢质锥形锚具(又称弗氏锚)由锚塞和锚圈组成,可锚固标准强度为1 570 MPa的5高强度钢丝束,配用YDC1000型穿心式千斤顶张拉、顶压锚固。 (2)钢质锥形夹具。钢质锥形夹具主要用来锚固直径为35 mm的单根钢丝夹具,如图4-4所示。图图4 4- -4 4 钢质锥形夹具钢质锥形夹具1 1齿板；齿板； 2 2套筒；套筒； 3 3钢丝；钢丝； 4 4锥塞锥塞4.2.1 先张法施工设备 (3)镦头夹具。镦头夹具适用于预应力钢丝固定端的锚固,是将钢丝端部冷

10、镦或热镦形成镦粗头,通过承力板锚固,如图4-5所示。 图图4 4- -5 5 固定端镦头夹具固定端镦头夹具1 1镦头钢丝；镦头钢丝； 2 2承力板；承力板； 3 3垫片垫片4.2.1 先张法施工设备3 3）张拉夹具）张拉夹具 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4-6所示。图图4 4- -6 6 张拉夹具（单位：张拉夹具（单位：mmmm）4.2.1 先张法施工设备 3. 张拉设备4.2.1 先张法施工设备1 1）油压千斤顶）油压千斤顶4.2.1 先张法施工设备2 2）卷扬机）卷扬机 在长线台座上张拉钢筋时,由于一般

11、千斤顶的行程不能满足长台座要求,因此可采用卷扬机张拉小直径预应力筋,用杠杆或弹簧测力。弹簧测力时,宜设行程开关,使在张拉到规定的应力时能自行停机。4.2.1 先张法施工设备3 3）电动螺杆张拉机）电动螺杆张拉机 电动螺杆张拉机由螺杆、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。张拉时,顶杆支于台座横梁上,用张拉夹具夹紧钢筋后,开动电动机,由皮带、齿轮传动系统使螺杆做直线运动,从而张拉钢筋。这种张拉方式的特点是运行稳定,螺杆有自锁性能,故电动螺杆张拉机恒载性能好,速度快,张拉行程大。4.2.2 先张法施工工艺图图4 4- -7 7 先张法施工工艺流程先张法施工工艺流程4.2.

12、2 先张法施工工艺 1. 预应力筋的铺设、张拉v 预应力筋应采用砂轮锯或切断机切断,不得采用电弧切割。为便于脱模,对长线台座(或胎模)在铺设预应力筋前应先刷隔离剂,但应采取措施防止隔离剂污损预应力筋,影响其与混凝土的黏结。如果预应力筋遭受污染,应使用适宜的溶剂将其清洗干净。预应力钢丝宜用牵引车铺设。如遇钢丝需要接长的情况,可借助钢丝连接器用2022号铁丝密排绑扎。v 预应力筋的张拉应根据设计要求,采用合适的张拉方法、张拉顺序和张拉程序进行,并应有可靠的质量和安全保证措施。4.2.2 先张法施工工艺1 1）预应力筋的张拉方法）预应力筋的张拉方法 预应力筋的张拉可采用单根张拉或多根同时张拉的方法。

13、当预应力筋的数量不多、张拉设备的拉力有限时,常采用单根张拉的方法。当预应力筋的数量较多且密集布筋、张拉设备的拉力较大时,可采用多根同时张拉的方法。 在预制厂生产预应力多孔板时,可在钢模上用镦头梳筋板夹具进行整体张拉。其方法是：将钢丝两端镦粗,一端卡在固定梳筋板上,另一端卡在张拉端的活动梳筋板上,用张拉钩钩住活动梳筋板,再通过连接套筒将张拉钩和拉杆式千斤顶连接起来进行张拉。4.2.2 先张法施工工艺2 2）预应力筋的张拉顺序）预应力筋的张拉顺序4.2.2 先张法施工工艺3 3）预应力筋的张拉程序）预应力筋的张拉程序 预应力钢丝由于张拉工作量大,因而宜采用一次张拉程序,即0(1.031.05)co

14、n锚固,其中1.031.05是超张拉系数,它主要取决于弹簧测力计的误差、温度影响、台座横梁或定位板刚度不足、台座长度不符合设计取值、工人操作影响等因素。 采用低松弛钢绞线时,也可采用一次张拉程序：对单根张拉为0con锚固,对整体张拉为0初应力调整值con锚固。4.2.2 先张法施工工艺4 4）预应力值的校核）预应力值的校核 预应力筋的张拉控制应力con应符合设计要求,但不宜超过表4-1中的控制应力限值。对于要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区设置的预应力筋,或当要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉及预应力筋与张拉台座之间的温差等引起的应力损失时,可提高0.05fptk或0

15、.05fpyk。当施工中的预应力筋需要超张拉时,其最大张拉控制应力也应符合表4-1的规定。4.2.2 先张法施工工艺v 预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与工程设计规定检验值的允许偏差为5。v 预应力钢丝张拉时,对其伸长值不做校核,俗称“单控”。张拉锚固后,用钢丝内力测定仪检查钢丝的预应力值,反复测定四次,取后三次的平均值为钢丝内力,其偏差应符合上述要求。预应力钢丝内力的检测一般在张拉锚固1 h后进行,此时锚固损失已经完成。每工作班检查预应力筋总数的1%且不少于3根。v 钢绞线预应力筋的张拉力一般采用伸长值校核,俗称“双控”。张拉时预应力的实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许偏差为6。张

16、拉过程中随时测量伸长值(通过量测千斤顶活塞行程反算预应力筋伸长值),张拉力控制的校核方法与钢丝相同。4.2.2 先张法施工工艺 2. 混凝土浇筑与养护v 预应力筋张拉完毕后即应浇筑混凝土。混凝土的浇筑应一次完成,不允许留设施工缝。预应力混凝土构件的混凝土强度等级一般不低于C30,当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋做预应力筋时,混凝土的强度等级不宜低于C40。v 构件应避开台面的温度缝,当不可能避开时,可先在温度缝上铺薄钢板或垫油毡,然后再灌混凝土。浇筑时,振捣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或踩动预应力筋,以保证预应力筋与混凝土有良好的黏结力。v 采用平卧叠浇法制作预应

17、力混凝土构件时,其下层构件混凝土的强度需达到810 MPa方可浇筑上层构件混凝土并应有隔离措施。4.2.2 先张法施工工艺 预应力混凝土可采用自然养护和蒸汽湿热养护。但应注意采取正确的养护制度,在台座上用蒸汽养护时,温度升高后预应力筋膨胀而台座的长度并无变化,因而引起预应力筋应力减小,在这种情况下混凝土如果逐渐硬结,则在混凝土硬化前预应力筋由于温度升高而引起的应力降低将无法恢复,这就是温差引起的预应力损失。因此,为了减少这种温差应力损失,应保证混凝土在达到一定强度(100 N/mm2)之前,将温度升高限制在一定范围内(一般不超过20 ),在台座上采用蒸汽养护时,其最高允许温度应根据设计要求的允

18、许温差(张拉钢筋时的温度与台座温度的差)经计算确定。4.2.2 先张法施工工艺 当混凝土强度养护达到7.5 MPa(配粗钢筋)或10 MPa(钢丝、钢绞线配筋)以上时,则可不受设计要求的温差限制,按一般构件的蒸汽养护规定进行。这种养护方法又称为二次升温养护法。在采用机组流水法用钢模制作顶应力构件、蒸汽养护时,由于钢模和预应力筋同样伸缩所以不存在因温差而引起的预应力损失,因此可以采用一般加热养护制度。4.2.2 先张法施工工艺 3. 预应力筋的放张4.2.2 先张法施工工艺1 1）放张要求）放张要求 预应力筋放张时,混凝土强度应符合设计要求,如设计无具体要求,则不应低于设计强度等级的75。放张过

19、早会因混凝土强度不足而产生较大的混凝土弹性回缩或滑丝,引起较大的预应力损失。4.2.2 先张法施工工艺2 2）放张顺序）放张顺序 预应力筋的放张顺序应符合设计要求；当设计无特殊要求时,应遵循下列规定： (1)对承受轴心预压力的构件(如压杆、桩等),所有预应力筋应同时放张。 (2)对承受偏心预压力的构件,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)当不能按上述规定放张时,应分阶段、对称、交错地放张,防止构件在放张过程中发生弯曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。4.2.2 先张法施工工艺3 3）放张方法）放张方法 在放张过程中应使预应力构件自由压缩。放张工作应缓慢进

20、行,避免过大的冲击与偏心。 当预应力筋为钢丝时,若钢丝的数量不多,则可采用剪切、锯割或氧-乙炔焰预热熔断的方法进行放张。放张时,应从靠近生产线的中间处剪(熔)断钢丝,这样比靠近台座一端剪(熔)断时的回弹要小,且有利于脱模。当钢丝数量较多时,所有钢丝应同时放张,不允许采用逐根放张的方法；否则,最后的几根钢丝可能由于承受过大的应力而突然断裂,导致构件应力传递长度骤增,或使构件端部开裂。放张可采用放张横梁来实现,横梁可用千斤顶或预先设置在横梁支点处的放张装置(砂箱或楔块等)来放张。采用湿热养护的预应力混凝土构件宜热态放张,不宜降温后放张。4.2.2 先张法施工工艺 图4-8所示为楔块放张,在台座与横

21、梁间设置楔块,放张时旋转螺母,螺杆向上移动,楔块退出,达到同时放张预应力筋的目的。楔块放张宜用于张拉力不大的情况,一般以不大于300 kN为宜。 图图4 4- -8 8 楔块放张楔块放张1 1横梁；横梁； 2 2螺杆；螺杆； 3 3螺母；螺母； 4 4承力板；承力板； 5 5台座；台座； 6,8 6,8钢块；钢块； 7 7楔块楔块4.2.2 先张法施工工艺 当张拉力较大时,可采用砂箱放张(见图4-9)。砂箱由钢制套箱和活塞(钢制套箱内径比活塞外径大2 mm)等组成,内装石英砂或铁砂。张拉钢筋时,箱内的砂被压实,承担着横梁的反力；放松钢筋时,将出砂口打开,使砂缓慢流出,以达到缓慢放张的目的。采用

22、砂箱放张,能够控制放张速度,工作可靠,施工方便。 图图4 4- -9 9 砂箱放张砂箱放张1 1活塞；活塞； 2 2钢制套箱；钢制套箱； 3 3进砂口；进砂口； 4 4套箱底板；套箱底板； 5 5出砂口；出砂口； 6 6砂砂4.2.3 先张法施工的注意事项v (1)采用台座法张拉预应力筋时,应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋,避免台座承受过大的偏心压力；张拉宜分批、对称进行。v (2)采用应力控制法张拉预应力筋时,应校核预应力筋的伸长值。当实际伸长值与计算伸长值的偏差大于6%时,应暂停张拉,查明原因并采取措施调整后方可继续张拉。v (3)多根预应力筋同时张拉时,须事先调整初应力,使其相互间的

23、应力一致。预应力筋张拉锚固后的实际预应力值与设计规定检验值的相对允许偏差为5%。4.2.3 先张法施工的注意事项 (4)先张法中的预应力筋不允许出现断裂或滑脱。在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。 (5)锚固时,张拉端预应力筋的回缩量应符合设计要求,设计无要求时不得大于施工规范的规定。 (6)施工中应注意安全。台座两端应有防护措施。张拉时,正对钢筋张拉的两端禁止站人,也不准进入台座。敲击锚具的锥塞或楔块时,不应用力过猛,以免损伤预应力筋而断裂伤人,但又要锚固可靠。冬期张拉预应力筋时的温度不宜低于-15 ,且应考虑预应力筋容易脆断的危险。PART4.3后张法施工4.3 后张法施工

24、 后张法是先制作构件,在应放置预应力钢筋的部位预先留有孔道,待构件混凝土强度达到设计规定的数值后,用张拉机具夹持预应力筋将其张拉至设计规定的控制预应力,并借助锚具在构件端部将预应力筋锚固,最后进行孔道灌浆(或不灌浆)。4.3 后张法施工v 预应力筋的张拉力主要是靠构件端部的锚具传递给混凝土,使混凝土产生预压应力。v 在后张法施工中,锚具永久性地留在构件上,成为预应力构件的一个组成部分,不能重复使用。因此,在后张法施工中,必须有与不同预应力筋配套的锚具和张拉机具。 图图4 4- -10 10 预应力混凝土后张法施工示意图预应力混凝土后张法施工示意图1 1钢筋混凝土构件；钢筋混凝土构件； 2 2预

25、留孔道；预留孔道； 3 3预预应力筋；应力筋； 4 4千斤顶；千斤顶； 5 5锚具锚具4.3.1 后张法施工设备 1. 锚具 后张法所用锚具根据锚固原理和构造形式分为螺杆锚具、夹片锚具、锥销式锚具和镦头锚具四种体系；在预应力筋张拉过程中,锚具按所在位置与作用又可分为张拉端锚具和固定端锚具；预应力筋的种类有热处理钢筋束、消除应力钢丝束或钢绞线束,因此按锚具锚固钢筋或钢丝的数量可分为钢绞线束锚具、钢筋束锚具、钢丝束锚具及单根粗钢筋锚具。4.3.1 后张法施工设备1 1）钢绞线束、钢筋束锚具）钢绞线束、钢筋束锚具 (1)JM型锚具。JM型锚具由锚环与夹片组成,用于锚固36根 12的光圆或变形钢筋束和

26、56根 12钢绞线束。它可以作为张拉端或固定端锚具,也可作为重复使用的工具锚。如图4-11所示,夹片呈扇形,靠两侧的半圆槽锚固预应力钢筋,为增加夹片与预应力筋之间的摩擦力,在半圆槽内刻有截面为梯形的齿痕,夹片背面的坡度与锚环一致。锚环分甲型和乙型两种,甲型锚环为一个具有锥形内孔的圆柱体,外形比较简单,使用时直接放置在构件端部的垫板上；乙型锚环在圆柱体外部增添正方形肋板,使用时将锚环预埋在构件端部，不另设垫板。锚环和夹片均用45号钢制造,甲型锚环和夹片必须经过热处理,乙型锚环可不必进行热处理。4.3.1 后张法施工设备 图图4 4- -11 JM1211 JM12型锚具型锚具( (单位：单位：m

27、m)mm)1 1锚环；锚环； 2 2夹片；夹片； 3 3预应力钢丝束预应力钢丝束4.3.1 后张法施工设备 (2)XM型锚具。XM型锚具属新型大吨位群锚体系锚具,由锚环和夹片组成,对钢绞线束和钢丝束能形成可靠的锚固。三个夹片一组夹持一根预应力筋形成一个锚固单元,由一个锚固单元组成的锚具称为单孔锚具,由两个或两个以上的锚固单元组成的锚具称为多孔锚具,如图4-12所示。 图图4 4- -12 XM12 XM型锚具型锚具1 1圆锥孔；圆锥孔； 2 2灌浆孔；灌浆孔； 3 3锚环；锚环； 4 4喇喇叭管；叭管； 5 5钢绞线；钢绞线； 6 6夹片；夹片； 7 7波纹管波纹管4.3.1 后张法施工设备

28、(3)QM型锚具。QM型锚具与XM型锚具相似,也是由锚板和夹片组成,但锚孔是直的,锚板顶面是平的,夹片垂直开缝,此外,备有配套喇叭形铸铁垫板与弹簧圈等。这种锚具适用于锚固431根 j12和39根 j15钢绞线束,如图4-13所示。 图图4 4- -13 QM13 QM型锚具及配件型锚具及配件1 1锚板；锚板； 2 2夹片；夹片； 3 3钢绞线；钢绞线； 4 4喇叭形铸铁垫板；喇叭形铸铁垫板； 5 5弹簧圈；弹簧圈；6 6预留孔道用的波纹管；预留孔道用的波纹管； 7 7灌浆孔灌浆孔4.3.1 后张法施工设备 (4)KT-Z型锚具。KT-Z型锚具由锚环和锚塞组成,如图4-14所示,分为A型和B型两

29、种,当预应力筋的最大张拉力超过450 kN时采用A型,不超过450 kN时采用B型。KT-Z 型锚具适用于锚固36根直径为12 mm的钢筋束或钢绞线束。该锚具为半埋式,使用时先将锚环小头嵌入承压钢板中,并用断续焊缝焊牢,然后共同预埋在构件端部。 图图4 4- -15 15 固定端用镦头锚具固定端用镦头锚具1 1镦头；镦头； 2 2锚固板；锚固板； 3 3预应力筋预应力筋4.3.1 后张法施工设备 (5)镦头锚具。如图4-15所示,镦头锚具用于固定端,它由锚固板和带镦头的预应力筋组成。 图图4 4- -15 15 固定端用镦头锚具固定端用镦头锚具1 1镦头；镦头； 2 2锚固板；锚固板； 3 3

30、预应力筋预应力筋4.3.1 后张法施工设备2 2）钢丝束锚具）钢丝束锚具 钢丝束所用锚具目前国内常用的有钢丝束镦头锚具、钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、XM型锚具和QM型锚具。 (1)钢丝束镦头锚具。钢丝束镦头锚具用于锚固1254根 s5碳素钢丝束,分DM5A型和DM5B型两种。A型用于张拉端,由锚环和螺母组成；B型用于固定端,仅有一块锚板,如图4-16所示。图图4 4- -16 16 钢丝束镦头锚具钢丝束镦头锚具1 1A A型锚环；型锚环； 2 2螺母；螺母； 3 3钢丝束；钢丝束； 4 4锚板锚板4.3.1 后张法施工设备 (2)钢质锥形锚具。钢质锥形锚具由锚环和锚塞组成,如图4-17 所示,

31、用于锚固以锥锚式双作用千斤顶张拉的钢丝束。钢丝分布在锚环锥孔内侧,由锚塞塞紧锚固。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致,锚塞上刻有细齿槽以夹紧钢丝防止滑移。图图4 4- -17 17 钢质锥形锚具钢质锥形锚具1 1锚环；锚环； 2 2锚塞锚塞4.3.1 后张法施工设备 锥形锚具的缺点是当钢丝直径误差较大时,易产生单根滑丝现象,且很难补救,如用加大顶锚力的办法来防止滑丝,又易使钢丝被咬伤。此外,钢丝锚固时呈辐射状态,弯折处受力较大,在国外已很少采用。4.3.1 后张法施工设备 (3)锥形螺杆锚具。锥形螺杆锚具适用于锚固1428根5组成的钢丝束,由锥形螺杆、套筒、螺母、垫板组成,如图4-18所示。 图

32、图4 4- -18 18 锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具1 1垫板；垫板； 2 2套筒；套筒； 3 3锥形螺杆；锥形螺杆； 4 4钢丝钢丝4.3.1 后张法施工设备3 3）单根粗钢筋锚具）单根粗钢筋锚具 (1)螺丝端杆锚具。螺丝端杆锚具由螺丝端杆、垫板和螺母组成,适用于锚固直径不大于36 mm的热处理钢筋,如图4-19(a)所示。 图图4 4- -19 19 单根粗钢筋锚具单根粗钢筋锚具1 1钢筋；钢筋； 2 2螺丝端杆；螺丝端杆； 3 3螺母；螺母； 4 4焊接接头；焊接接头； 5 5衬板；衬板； 6 6帮条帮条4.3.1 后张法施工设备 螺丝端杆可用同类的热处理钢筋或热处理45号钢制作,制作时,

33、先粗加工至接近设计尺寸,再进行热处理,然后精加工至设计尺寸。热处理后不能有裂纹和伤痕。螺丝端杆锚具与预应力筋对焊,用张拉设备张拉螺丝端杆,然后用螺母锚固。 (2)帮条锚具。它由一块方形衬板与三根帮条组成,如图4-19(b)所示。衬板采用普通低碳钢板,帮条采用与预应力筋同类型的钢筋。帮条锚具一般用在单根粗钢筋做预应力筋的固定端。4.3.1 后张法施工设备 2. 张拉机具4.3.1 后张法施工设备1 1）千斤顶）千斤顶 (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。 拉杆式千斤顶构造如图4-20所示,由主缸、主缸活塞、副缸、副缸

34、活塞、连接器、顶杆和拉杆等组成。 图图4 4- -20 20 拉杆式千斤顶构造（单位：拉杆式千斤顶构造（单位：mmmm）1 1副缸油嘴；副缸油嘴； 2 2主缸；主缸； 3 3主缸油嘴；主缸油嘴； 4 4副缸；副缸； 5 5拉杆；拉杆； 6 6顶杆；顶杆； 7 7连接器；连接器； 8 8预埋钢板；预埋钢板；9 9混凝土构件；混凝土构件； 10 10预应力筋；预应力筋； 1111螺帽；螺帽； 12 12螺丝端杆；螺丝端杆； 13 13副缸活塞；副缸活塞； 14 14主缸活塞主缸活塞4.3.1 后张法施工设备 (2)锥锚式千斤顶(YZ型)。锥锚式千斤顶主要适用于张拉KT-Z型锚具锚固的钢筋束或钢绞线

35、束和使用锥形锚具的预应力钢丝束。其张拉油缸用于张拉预应力筋,顶压油缸用于顶压锥塞,因此又称为双作用千斤顶,如图4-21所示。 图图4 4- -21 YZ8521 YZ85锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶1 1主缸；主缸； 2 2退楔缸；退楔缸； 3 3楔块楔块( (退出时位置退出时位置) )； 4 4楔块楔块( (张拉时位置张拉时位置) )；5 5锥形卡环；锥形卡环； 6 6退楔翼片；退楔翼片； 7 7副缸副缸4.3.1 后张法施工设备 (3)YC-60型穿心式千斤顶。穿心式千斤顶(YC型)适用性很强,适用于张拉各种型式的预应力筋,它适用于张拉采用JM12型、QM型、XM型的预应力钢丝束、钢筋束和钢绞

36、线束。配置撑脚和拉杆等附件后,它又可作为拉杆式千斤顶使用。根据张拉力和构造不同,穿心式千斤顶有YC-60、YCD20、YCD120、YCD200和无顶压机构的YCQ型千斤顶。YC-60型是目前我国预应力混凝土构件施工中应用最为广泛的张拉机械。YC-60型穿心式千斤顶加装撑脚,张拉杆和连接器后,就可以张拉以螺丝端杆锚具为张拉锚具的单根粗钢筋,张拉以锥形螺杆锚具和DM5A型镦头锚具为张拉锚具的钢丝束。现以YC-60型千斤顶为例,说明其构造及工作原理,如图4-22所示。4.3.1 后张法施工设备 图图4 4- -22 YC22 YC- -6060型穿心式千斤顶的构造及工作示意图（单位：型穿心式千斤顶

37、的构造及工作示意图（单位：mmmm）1 1张拉油缸；张拉油缸； 2 2张拉缸油嘴；张拉缸油嘴； 3 3顶压油缸顶压油缸( (张拉活塞张拉活塞) )； 4 4油孔；油孔； 5 5张拉回程油室；张拉回程油室； 6 6顶压活塞；顶压活塞；7 7顶压缸油嘴；顶压缸油嘴； 8 8弹簧；弹簧； 9 9混凝土构件；混凝土构件； 1010锚环；锚环； 11 11顶压工作油室；顶压工作油室； 12 12预应力筋；预应力筋；1313工具式锚具；工具式锚具； 14 14张张拉工作油室；拉工作油室； 15 15螺帽；螺帽； 16 16撑脚；撑脚； 17 17张拉杆；张拉杆； 18 18连接器连接器4.3.1 后张法施

38、工设备2 2）高压油泵）高压油泵 高压油泵主要与各类千斤顶配套使用,提供高压的油液。高压油泵的类型比较多,性能不一。高压油泵向液压千斤顶的油缸高压供油。高压油泵的额定压力应等于或大于千斤顶的额定压力。高压油泵的额定压力为4080 MPa。图4-23所示为ZB4-500型高压油泵,它由泵体、控制阀、压力表、车体和管路等部件组成。图图4 4- -23 ZB423 ZB4- -500500型高压油泵（单位：型高压油泵（单位：mmmm）1 1油箱小车；油箱小车； 2 2拉手；拉手； 3 3电气开关；电气开关； 4 4控制阀；控制阀；5 5压力表；压力表； 6 6电动机及泵电动机及泵体；体； 7 7加油

39、口加油口4.3.2 预应力筋的制作 1. 钢筋束及钢绞线束制作 为了保证构件孔道穿入筋和张拉时不发生扭结,应对预应力筋进行编束。编束时把预应力筋理顺后,用1822号铁丝每隔1 m左右绑扎一道,形成束状。 钢绞线下料宜用砂轮切割机切割,不得采用电弧切割。 钢绞线编束宜用20号铁丝绑扎,间距为23 m。编束时应先将钢绞线理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。如将钢绞线单根穿入孔道,则不编束。4.3.2 预应力筋的制作 采用夹片锚具,用穿心式千斤顶在构件上张拉时,钢绞线的下料长度L按图4-24所示计算。图图4 4- -24 24 钢筋束、钢绞线束下料长度计算简图（单位：钢筋束、钢绞线束下料长度计算简图（

40、单位：mmmm）1 1混凝土构件；混凝土构件； 2 2孔道；孔道； 3 3钢绞线；钢绞线； 4 4夹片式工作夹片式工作锚；锚； 5 5穿心式千斤顶；穿心式千斤顶； 6 6夹片式工具锚夹片式工具锚4.3.2 预应力筋的制作 (1)两端张拉: L=l+2(l1+l2+l3+100) (4-1)式中,l为构件的孔道长度；l1为夹片式工作锚厚度；l2为穿心式千斤顶长度；l3为夹片式工具锚厚度。 (2)一端张拉: L=l+2(l1+100)+l2+l3 (4-2)式中，各符号意义同上。4.3.2 预应力筋的制作 2. 钢丝束制作 钢丝束制作随锚具的不同而不同,一般需经过调直、下料、编束和安装锚具等工序。

41、 当采用镦头锚具时,一端张拉,应考虑钢丝束张拉锚固后螺母位于锚环中部,钢丝下料长度L可按图4-25所示用式(4-3)计算: L=L0+2a+2b0.5(HH1)-L-C(4-3)式中,L0为孔道长度；a为锚板厚度；b为钢丝镦头厚度,取钢丝直径2倍；H为锚环高度；H1为螺母高度；L为张拉时钢丝伸长值；C为混凝土弹性压缩(很小时可忽略不计)。4.3.2 预应力筋的制作图图4 4- -25 25 用镦头锚具时钢丝下料长度计算简图用镦头锚具时钢丝下料长度计算简图4.3.2 预应力筋的制作 为了保证钢丝不发生扭结,必须进行编束。编束前应对钢丝直径进行测量,直径相对误差不得超过0.1 mm,以保证成束钢丝

42、与锚具可靠连接。采用锥形螺杆锚具时,编束工作是在平整的场地上把钢丝理顺放平,用22号铁丝将钢丝每隔1 m编成帘子状,然后每隔1 m放置1个螺旋衬圈,再将编好的钢丝帘绕衬圈围成圆束,用铁丝绑扎牢固,如图4-26所示。图图4 4- -26 26 钢丝束的编束钢丝束的编束4.3.2 预应力筋的制作 当采用镦头锚具时,根据钢丝分圈布置的特点,编束时首先将内圈和外圈钢丝分别用铁丝顺序编扎,然后将内圈钢丝放在外圈钢丝内扎牢。编束完成后,先在一端安装锚环并完成镦头工作,对另一端钢丝的镦头,待钢丝束穿过孔道并被安装上锚板后再进行操作。4.3.2 预应力筋的制作 3. 单根预应力筋制作 单根粗预应力钢筋一般采用

43、热处理钢筋,其制作包括配料、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,如果在一批钢筋中冷拉率变化较大,应尽可能把冷拉率相近的钢筋对焊在一起进行冷拉,以保证钢筋冷拉力的均匀性。 钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行,钢筋的下料长度由计算确定。 当构件两端均采用螺丝端杆锚具时(见图4-27),预应力筋下料长度为 (4-4)4.3.2 预应力筋的制作图图4 4- -27 27 单根预应力筋下料长度计算简图单根预应力筋下料长度计算简图4.3.2 预应力筋的制作 当一端采用螺丝端杆锚具,另一端采用帮条锚具或镦头锚具时,预应力筋下料长度为 (4-5)式中,

44、l为构件的孔道长度；l1为螺丝端杆长度,一般为320 mm；l2为螺丝端杆伸出构件外的长度,一般为120150 mm或按下式计算：张拉端为l2=2H+h+5 mm,锚固端为l2=H+h+10 mm；l3为帮条或镦头锚具所需钢筋长度；为预应力筋的冷拉率(由试验定)；为预应力筋的冷拉回弹率,一般为0.4%0.6%；n为对焊接头数量；为每个对焊接头的压缩量,取一个钢筋直径；H为螺母高度；h为垫板厚度。4.3.3 后张法施工工艺 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4-28所示为后张法施工工艺流程图。图图4 4- -28 28 后张法施工工艺流程图后张法施工

45、工艺流程图4.3.3 后张法施工工艺 1. 孔道留设 孔道留设是后张法有黏结预应力施工中的关键工作之一。预留孔道的规格、数量、位置和形状应符合设计要求；预留孔道的定位应牢固，浇筑混凝土时不应出现位移和变形；孔道应平顺，端部的预埋锚垫板应垂直于孔道中心线。4.3.3 后张法施工工艺1 1）预埋波纹管留孔）预埋波纹管留孔 预埋波纹管成孔时，波纹管直接埋在构件或结构中不再取出，这种方法特别适用于留设曲线孔道。按材料的不同，波纹管可分为金属波纹管和塑料波纹管。 （1）金属波纹管。金属波纹管又称为螺旋管，是用冷轧钢带或镀锌钢带在卷管机上压波后螺旋咬合而成的。按照截面形状的不同，金属波纹管可分为圆形金属波

46、纹管和扁形金属波纹管两种；按照钢带表面状况的不同，金属波纹管可分为镀锌金属波纹管和不镀锌金属波纹管两种。预应力混凝土用金属波纹管应满足径向刚度、抗渗漏、外观等要求。4.3.3 后张法施工工艺 金属波纹管的连接（见图4-29）宜采用大一号的同型波纹管。接头管的长度可取其直径的3倍，且不宜小于200 mm；两端的旋入长度宜相等，应用密封胶带或塑料热缩管封裹。图图4 4- -29 29 金属波纹管的连接金属波纹管的连接1 1密封胶带；密封胶带； 2 2接头管；接头管； 3 3波纹管波纹管4.3.3 后张法施工工艺 安装金属波纹管时，应事先按设计图中预应力筋的曲线坐标在箍筋上定出曲线位置。固定金属波纹

47、管时，应采用钢筋支托(见图4-30)，钢筋支托的间距应为0.81.2 m。钢筋支托应焊在箍筋上，箍筋底部应垫实。金属波纹管固定后，必须用铁丝扎牢，以防止浇筑混凝土时金属波纹管上浮而引发严重的质量事故。图图4 4- -30 30 金属波纹管的固定金属波纹管的固定1 1梁侧模；梁侧模； 2 2箍筋；箍筋； 3 3钢筋钢筋支托；支托； 4 4波纹管；波纹管； 5 5垫块垫块4.3.3 后张法施工工艺1提高预应力筋的防腐保护，可防止氯离子侵入而产生的电腐蚀。（2）塑料波纹管。当塑料波纹管应用于预应力筋孔道时，具有以下优点：2不导电，可防止杂散电流腐蚀。3密封性好，保护预应力筋不生锈。4强度高，刚度大，

48、不怕踩压，不易被振动棒凿破。5减小张拉过程中孔道的摩擦损失。6提高了预应力筋的耐疲劳能力。4.3.3 后张法施工工艺 安装塑料波纹管时，其钢筋支托的间距应不大于0.81.0 m。塑料波纹管接长采用塑料焊接机热熔焊接或高密度聚乙烯塑料套管。塑料波纹管与锚垫板连接时宜采用高密度聚乙烯塑料套管。4.3.3 后张法施工工艺2 2）钢管抽芯法）钢管抽芯法 制作后张法预应力混凝土构件时，在预应力筋的位置处预先埋设钢管，待混凝土初凝后将钢管旋转抽出的留孔方法称为钢管抽芯法。为防止浇筑混凝土时钢管产生位移，应每隔1.0 m用钢筋“井”字架将其固定牢靠。钢管接头处可用长度为300400 mm的铁皮套管连接。在混

49、凝土浇筑后，每隔一定时间慢慢同向转动钢管，使之不与混凝土黏结；混凝土初凝后、终凝前抽出钢管，即形成孔道。钢管抽芯法仅适用于留设直线孔道。4.3.3 后张法施工工艺3 3）胶管抽芯法）胶管抽芯法 制作后张法预应力混凝土构件时，在预应力筋的位置处预先埋设胶管（采用57层帆布胶管），待混凝土结硬后将胶管抽出的留孔方法称为胶管抽芯法。为防止浇筑混凝土时胶管产生位移，应在直线段每隔600 mm用钢筋“井”字架将其固定牢靠，在曲线段应适当加密。胶管的两端应有密封装置。在浇筑混凝土前，胶管内应充入压力为0.60.8 MPa的压缩空气或压力水，管径增大约3 mm，待浇筑的混凝土初凝后，放出胶管内的压缩空气或压

50、力水，管径缩小，混凝土脱开，随即拔出胶管。胶管抽芯法适用于留设直线孔道和曲线孔道。4.3.3 后张法施工工艺 在预应力筋的孔道两端应设置灌浆孔和排气孔。灌浆孔可设置在锚垫板上或利用灌浆管引至构件外，其间距对抽芯成型孔道不宜大于12 m，孔径应能保证浆液畅通，一般不宜小于20 mm；曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，必要时可在最低点处设置排水孔，泌水管伸出构件顶面的高度不宜小于0.5 m。4.3.3 后张法施工工艺 对一般预制构件，灌浆孔可采用木塞留孔。木塞应顶紧钢管、胶管或螺旋管，并应固定，严防混凝土振捣时脱开。现浇预应力结构金属螺旋管的留孔做法（见图4-31）是在金属螺旋管上开口，用

51、带嘴的塑料弧形压板与海绵垫片覆盖并用铁丝扎牢，再接增强塑料管(外径为20 mm，内径为16 mm)。为保证留孔质量，金属螺旋管上可先不开孔，在外接塑料管上内插一根钢筋，待孔道灌浆前，再用钢筋打穿金属螺旋管。4.3.3 后张法施工工艺图图4 4- -31 31 现浇预应力结构金属螺旋管的留孔做法现浇预应力结构金属螺旋管的留孔做法1 1增强塑料管；增强塑料管； 2 2铁丝；铁丝； 3 3塑料弧形压板；塑料弧形压板； 4 4海绵垫片；海绵垫片； 5 5金属螺旋管金属螺旋管4.3.3 后张法施工工艺 2. 穿筋 穿筋是指将预应力筋穿入孔道。根据穿筋与浇筑混凝土之间的先后关系,穿筋可分为先穿筋和后穿筋两

52、种。 先穿筋即在浇筑混凝土之前穿筋。此法穿筋省力,但穿筋占用工期,预应力筋的自重引起的波纹管摆动会增大摩擦损失,预应力筋的端部保护不当易生锈。 后穿筋即在浇筑混凝土之后穿筋。此法可在混凝土养护期内进行,不影响工期,便于用通孔器或高压水通孔,穿筋后即行张拉,易于防锈,但穿筋较为费力。目前仍提倡后穿筋工艺。4.3.3 后张法施工工艺 根据一次穿入数量的不同,穿筋可分为整束穿和单根穿。钢丝束应采用整束穿；钢绞线宜采用整束穿,也可采用单根穿。穿筋工作可由人工、卷扬机和穿筋机进行。 人工穿筋可利用人工或起重设备将预应力筋吊起,工人站在脚手架上逐步将预应力筋穿入孔内。预应力筋的前端应扎紧并裹胶布,以便顺利

53、通过孔道。对多波曲线预应力筋,宜采用特制的牵引头,工人在前头牵引,后头推送,用对讲机保持前、后两端同时出现。对长度不大于60 m的曲线预应力筋,采用人工穿筋较方便。4.3.3 后张法施工工艺 当预应力筋的长度为6080 m时,可采用人工穿筋,但应在梁的中部留设约3 m长的穿筋助力段。助力段的波纹管应加大一号,应在穿筋前套接在原波纹管上并留出穿筋空间,待钢绞线穿入后再将助力段波纹管旋出接通,该范围内的箍筋暂缓绑扎。 对长度大于80 m的预应力筋,宜采用卷扬机穿筋。钢绞线与钢丝绳间用特制的牵引头连接,每次可牵引23根钢绞线,穿筋速度较快。4.3.3 后张法施工工艺 用穿筋机穿筋适用于大型桥梁与构筑

54、物单根穿钢绞线的情况。穿筋机有两种类型：一是由油泵驱动链板夹持钢绞线传送,速度可任意调节,穿筋可进可退,使用方便；二是电动机经减速箱减速后由两对滚轮夹持钢绞线传送,进退由电动机正反转控制。穿筋时,钢绞线的前头应套上一个子弹头形壳帽。4.3.3 后张法施工工艺 3. 预应力筋张拉1 1）准备工作）准备工作 (1)计算张拉力和张拉伸长值。根据张拉设备的标定结果确定油泵压力表的读数。 (2)混凝土强度检验。预应力筋张拉时,混凝土强度应符合设计要求；当设计无具体要求时,不应低于设计混凝土强度等级的75。 (3)构件端头清理。构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。4.3.3

55、后张法施工工艺 (4)张拉操作台的搭设。高空张拉预应力筋时,应搭设可靠的操作平台。操作平台应能承受操作人员和张拉设备的重量,并装有防护栏杆。为了减轻操作平台的负荷,应将张拉设备尽量移至靠近的楼板上,无关人员不得停留在操作平台上。4.3.3 后张法施工工艺 (5)锚具和张拉设备的安装。锚具进场后应经过检验合格方可使用；对张拉设备应事先配套校验。对钢绞线束夹片锚固体系,安装锚具时应注意工作锚板或锚环对中,夹片均匀打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚孔与构件端部工作锚的孔位排列要一致,以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。对钢丝束锥形锚固体系,安装钢质锥形锚具时必须严格对中,钢丝在锚环周边应分布均匀。对钢丝束

56、镦头锚固体系,由于穿筋关系,其一端锚具要后装并进行镦头。安装张拉设备时,对直线预应力筋,应使张拉力作用线与孔道中心线重合；对曲线预应力筋,应使张拉力作用线与孔道中心线末端的切线重合。4.3.3 后张法施工工艺2 2）预应力筋的张拉方式）预应力筋的张拉方式 根据预应力混凝土结构的特点、预应力筋的形状和长度及施工方法的不同,预应力筋的张拉方式有以下几种： (1)一端张拉方式。是将张拉设备放置在预应力筋的一端进行张拉的方式。对有黏结预应力筋且长度不大于20 m的,可一端张拉；当预应力筋为直线时,一端张拉的长度可延长至35 m。如设计人员认可,同意放宽上述限制条件,也可采用一端张拉,但张拉端宜分别设置

57、在构件的两端。4.3.3 后张法施工工艺 (2)两端张拉方式。是将张拉设备放置在预应力筋的两端进行张拉的方式。对有黏结预应力筋且长度大于20 m的宜两端张拉。 (3)分批张拉方式。对配有多束预应力筋的构件或结构宜分批进行张拉。后批预应力筋张拉所产生的混凝土弹性压缩会对先批张拉的预应力筋造成预应力损失,所以先批张拉的预应力筋的张拉力应加上该弹性压缩损失值,使分批张拉后每根预应力筋的张拉力基本相等。若采用两批张拉,则第一批张拉的预应力筋的张拉控制应力con应为 con=con+Epc(4-6)4.3.3 后张法施工工艺式中,con为第一批张拉的预应力筋的张拉控制应力；con为设计控制应力,即第二批

58、张拉的预应力筋的张拉控制应力；E为钢筋与混凝土的弹性模量比；pc为第二批预应力筋张拉时在已张拉预应力筋重心处产生的混凝土法向应力。 另外,对较长的多跨连续梁可采用分段张拉方式；在后张传力梁等结构中,为了平衡各阶段的荷载,可采用分阶段张拉方式；为达到较好的预应力效果,也可采用在早期预应力损失基本完成后再进行张拉的补偿张拉方式；等等。4.3.3 后张法施工工艺3 3）预应力筋的张拉顺序）预应力筋的张拉顺序 预应力筋的张拉顺序应使混凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变位等,因此,张拉宜对称进行。同时还应考虑尽量减少张拉设备的移动次数。4.3.3 后张法施工工艺 预应力混凝土屋架下弦杆钢丝束的

59、张拉顺序如图4-32所示。图4-32(a)所示的预应力筋为两束,用两台千斤顶分别设置在构件的两端,对称张拉,一次完成。图4-32(b)所示的预应力筋为四束,需要分两批张拉,用两台千斤顶分别张拉对角线上的两束,然后张拉另两束。图图4 4- -32 32 预应力混凝土屋架下弦杆钢丝束的张拉顺序预应力混凝土屋架下弦杆钢丝束的张拉顺序 1,2 1,2预应力筋分批张拉顺序预应力筋分批张拉顺序4.3.3 后张法施工工艺 图4-33所示为双跨预应力混凝土框架钢绞线束的张拉顺序。钢绞线束为双跨曲线筋,长度达40 m,采用两端张拉方式。四束钢绞线分为两批张拉,两台千斤顶分别设置在梁的两端,按左右对称各张拉一束,

60、待两批四束均进行一端张拉后,再分批在另一端补张拉。采用这种张拉顺序还可以减少第一批被张拉的预应力筋的弹性压缩损失。图图4 4- -33 33 双跨预应力混凝土双跨预应力混凝土框架钢绞线束的张拉顺序框架钢绞线束的张拉顺序1,21,2钢绞线束分批张拉顺序钢绞线束分批张拉顺序4.3.3 后张法施工工艺 后张法预应力混凝土屋架等构件一般在施工现场平卧重叠制作,重叠层数为34层,其张拉顺序宜按先上后下逐层进行。为了减少上、下层之间因摩擦引起的预应力损失,应视预应力筋和隔离剂的类别逐层加大张拉力。根据试验研究和大量工程实践得到的不同隔离层的平卧重叠构件逐层增加的张拉力值见表4-2。4.3.3 后张法施工工

61、艺4 4）预应力筋的张拉程序）预应力筋的张拉程序 预应力筋的张拉程序主要根据构件类型、张拉锚固体系和松弛损失等因素确定。预应力筋张拉时,应从零拉力加载至初拉力后量测伸长值的初读数,再以均匀速率加载至张拉控制力。初张力宜为张拉控制力的1020。 (1)采用低松弛钢丝和钢绞线时的张拉程序为0Pj 锚固,其中,Pj为预应力筋的张拉力： Pj=conAp (4-7)式中,Ap为预应力筋的截面面积。4.3.3 后张法施工工艺 (2)采用普通松弛预应力筋时,按超张拉程序进行。对镦头锚具等可卸载锚具,超张拉程序为01.05Pj(持荷2 min)Pj锚固；对夹片式锚具等不可卸载锚具,超张拉程序为01.03Pj

62、锚固。超张拉并持荷2 min的目的是加快预应力筋松弛损失的早期发展。 以上各种张拉操作程序均可分级加载。对曲线预应力束,一般以(0.200.25)Pj为测量伸长值的起点,分三级加载(0.2Pj，0.6Pj及1.0Pj)或四级加载(0.25Pj，0.50Pj，0.75Pj及 1.0Pj)。 当预应力筋的长度较大、千斤顶张拉行程不够时,应采用分级张拉、分级锚固的方式：第二级的初始油压为第一级的最终油压,在预应力筋张拉到规定油压后,持荷校核伸长值,合格后进行锚固。4.3.3 后张法施工工艺5 5）张拉伸长值的校核）张拉伸长值的校核 预应力筋张拉时,通过伸长值的校核可以综合反映张拉力是否足够,孔道摩阻

63、损失是否偏大,以及预应力筋是否有异常现象,等等。因此,对张拉伸长值的校核要引起重视。当采用应力控制方法进行张拉时,应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许偏差为6。 (1)伸长值L的计算。 当为直线预应力筋,不考虑孔道摩擦影响时。 (4-8)式中,con为施工中实际张拉控制应力；Es为预应力筋的弹性模量；L为预应力筋的长度。4.3.3 后张法施工工艺 当为直线预应力筋,考虑孔道摩擦影响,一端张拉时。 (4-9)式中,con1为预应力筋的平均张拉力,取张拉端和固定端应力的平均值,即跨中应力值；Es为预应力筋的弹性模量；L为预应力筋的长度。 式(4-8)和式(4-9)的差别

64、在于是否考虑孔道摩擦对预应力筋伸长值的影响。对于直线预应力筋,当长度在24 m以内、一端张拉时,两式的计算结果相差不大,可采用式(4-8)计算。4.3.3 后张法施工工艺 曲线预应力筋可按以下简化方法计算： (4-10) (4-11) 式中,P为预应力筋平均张拉力,取张拉端与计算截面处扣除孔道摩擦损失后的拉力平均值；Lt为预应力筋的实际长度；Ap为预应力筋的截面面积；Es为预应力筋的弹性模量；K为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；为预应力筋与孔道壁的摩擦系数；为从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(以弧度计)。 4.3.3 后张法施工工艺 对多曲线段或直线段与曲线段组成的预应力筋的张拉

65、伸长值应分段计算,然后分段叠加。预应力筋弹性模量取值对伸长值的影响较大,对于重要的预应力混凝土结构,预应力筋的弹性模量应事先测定。K，取值应套用设计计算资料。 (2)伸长值的测定。预应力筋张拉伸长值的量测应在建立初应力之后进行。其实际伸长值应为 L=L1+L2ABC (4-12)4.3.3 后张法施工工艺式中,L1为从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值；L2为初应力以下的推算伸长值；A为张拉过程中锚具楔紧引起的预应力筋内缩值,包括工具锚、远端工作锚、远端补张拉工具锚等回缩值；B为千斤顶体内预应力筋的张拉伸长值；C为施加预应力时后张法混凝土构件的弹性压缩值(其值微小时可略去不计)。 L2可根据弹

66、性范围内张拉力与伸长值成正比的关系用计算法或图解法确定。4.3.3 后张法施工工艺6 6）张拉注意事项）张拉注意事项 在预应力作业中,当工程所处的环境温度低于15 时,不宜进行预应力筋张拉作业。这是因为预应力筋持有很大的能量,万一预应力筋被拉断或锚具与张拉千斤顶失效,巨大能量会被急剧释放,有可能造成很大危害。因此,在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端,同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。4.3.3 后张法施工工艺 (1)当两端同时张拉一根预应力筋时,宜先在一端张拉、一端锚固,再在另一端张拉,补足张拉力后锚固。 (2)为解决混凝土弹性压缩损失问题,可采用同一张拉值,逐根复拉补足张拉力。

67、(3)对重要预应力混凝土构件可分阶段建立预应力,即先张拉全部预应力的50%,第二次再拉至100%。4.3.3 后张法施工工艺 4. 孔道灌浆 孔道灌浆是后张法预应力工艺的重要环节,预应力筋张拉完毕后,应立即进行孔道灌浆。灌浆的目的是防止钢筋锈蚀,增加结构的整体性和耐久性,提高结构抗裂性和承载能力。 灌浆用的水泥浆应有足够的强度和黏结力,且应有较好的流动性、较小的干缩性和泌水性。水泥强度等级一般应不低于42.5,水灰比控制在0.40.45,搅拌后3 h泌水率宜控制在2%,最大不得超过3%,水泥浆的稠度控制在1418 s。对孔隙较大的孔道,可采用砂浆灌浆。4.3.3 后张法施工工艺 为了增加孔道灌

68、浆的密实性,减少水泥浆收缩,可掺入0.05%0.1%的脱脂铝粉或其他类型的膨胀剂。在水泥浆或砂浆内可以掺入对预应力筋无腐蚀作用的外加剂,如占水泥重量0.25%的木质素磺酸钙,或占水泥重量0.05%的铝粉。不掺外加剂时,可用二次灌浆法。 灌浆前,用压力水冲洗并湿润孔道。用电动或手动灰浆泵进行灌浆。灌浆工作应连续进行,不得中断,并应防止空气压入孔道而影响灌浆质量。灌浆压力宜控制在0.30.5 MPa 为宜。灌浆顺序应先下后上,以避免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞。孔道末端应设置排气孔,灌浆时待排气孔溢出浓浆后,才能将排气孔堵住，继续加压到0.50.6 MPa,并稳定两分钟,关闭控制闸,保持孔道内压力。

69、每条孔道应一次灌成,中途不应停顿,否则将已压的水泥浆冲洗干净,从头开始灌浆。4.3.3 后张法施工工艺 灌浆后,切割外露部分预应力钢绞线(留3050 mm左右)并将其分散,锚具应采用混凝土封头保护。封头混凝土尺寸应大于预埋钢板,厚度大于或等于100 mm,封头内应配钢筋网片,细石混凝土强度等级为C30C40。 孔道灌浆后,当灰浆强度达到15 N/mm2时，方能移动构件；灰浆强度达到100%设计强度时,才允许吊装。4.3.3 后张法施工工艺 为了增加孔道灌浆的密实性,减少水泥浆收缩,可掺入0.05%0.1%的脱脂铝粉或其他类型的膨胀剂。在水泥浆或砂浆内可以掺入对预应力筋无腐蚀作用的外加剂,如占水

70、泥重量0.25%的木质素磺酸钙,或占水泥重量0.05%的铝粉。不掺外加剂时,可用二次灌浆法。 灌浆前,用压力水冲洗并湿润孔道。用电动或手动灰浆泵进行灌浆。灌浆工作应连续进行,不得中断,并应防止空气压入孔道而影响灌浆质量。灌浆压力宜控制在0.30.5 MPa 为宜。灌浆顺序应先下后上,以避免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞。孔道末端应设置排气孔,灌浆时待排气孔溢出浓浆后,才能将排气孔堵住，继续加压到0.50.6 MPa,并稳定两分钟,关闭控制闸,保持孔道内压力。每条孔道应一次灌成,中途不应停顿,否则将已压的水泥浆冲洗干净,从头开始灌浆。4.3.4 后张法施工工艺 (1)后张法预应力构件断裂或滑脱的应力

71、筋数量严禁超过同一截面预应力筋总根数的3%,且每束钢丝不得超过一根(对于多跨双向连续板,其同一截面应按每跨计算)。 (2)预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定检验值的相对允许误差为5%。同一检验批内抽查预应力筋总数的3%,且不少于5束。 (3)后张法预应力筋锚固后的外露部分宜用机械方法切割,其外露长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍,且不小于30 mm。对长期的锚具可涂刷防锈油漆或用封端混凝土封裹。PART4.4无黏结预应力混凝土施工4.4.1 无黏结预应力筋的制作 图图4 4- -34 34 无黏结预应力筋无黏结预应力筋1 1钢绞线或钢丝；钢绞线或钢丝； 2 2油脂；油脂； 3 3塑

72、料护套塑料护套 无黏结预应力筋是将防腐润滑油脂涂敷在预应力钢材(高强钢丝或钢绞线)的表面,并外包塑料护套制成的,如图4-34所示。4.4.1 无黏结预应力筋的制作 涂料层的作用是使预应力筋与混凝土隔离,减少张拉时的摩擦损失,防止预应力筋被腐蚀等。防腐润滑油脂具有良好的化学稳定性,对周围材料无侵蚀作用；不透水,不吸湿；抗腐蚀性能强；润滑性能好；在规定温度范围内高温不流淌、低温不变脆,并有一定的韧性。成型后的整盘无黏结预应力筋可按工程所需的长度和锚固形式下料,进行组装。4.4.1 无黏结预应力筋的制作 无黏结预应力筋的包装、运输和保管应符合下列要求： (1)对不同规格的无黏结预应力筋应有明确标记。

73、 (2)当无黏结预应力筋带有镦头锚具时,应用塑料袋包裹。 (3)无黏结预应力筋应堆放在通风干燥处,露天堆放时应搁置在板架上,并加以覆盖,以免烈日暴晒造成涂料流淌。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 无黏结预应力在施工中,主要问题是无黏结预应力筋的铺设、张拉和端部锚头处理。无黏结预应力筋在使用前应逐根检查外包层的完好程度,对有轻微破损者可包塑料带补好,对破损严重者应予以报废。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 1. 无黏结预应力筋的铺设 无黏结预应力筋一般用7根5高强度钢丝组成,或钢丝束,或拧成钢绞线,通过专用设备涂包防锈油脂,再套上塑料套管。 无黏结预应力筋的制作工艺：编束放盘涂上涂料

74、层覆裹塑料套冷却调直成型。 无黏结预应力筋应严格按设计要求的曲线形状就位并固定牢靠。无黏结预应力筋控制点的安装偏差：矢高方向5 mm,水平方向30 mm。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 无黏结预应力筋的铺设 无黏结预应力筋的垂直位置宜用支撑钢筋或钢筋马凳控制,其间距为12 m。无黏结预应力筋的水平位置应保持顺直。 在双向连续平板中,无黏结预应力筋曲线高度的控制点用铁马凳垫好并扎牢。在支座部位,无黏结预应力筋可直接绑扎在梁或墙的顶部钢筋上；在跨中部位,无黏结预应力筋可直接绑扎在板的底部钢筋上。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 2. 无黏结预应力筋的张拉 由于无黏结预应力筋一般为曲线

75、配筋,当预应力筋的长度小于25 m时,宜采用一端张拉；长度大于25 m时,宜两端张拉；长度超过50 m,宜采取分段张拉。 预应力筋的张拉程序宜采用0103%con,以减少无黏结预应力筋的松弛应力损失。 无黏结预应力筋的张拉顺序应与预应力筋的铺设顺序一致,先铺设的先张拉,后铺设的后张拉。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 无黏结预应力筋的铺设 预应力平板结构中,预应力筋往往很长,如何减少其摩阻损失值是一个重要的问题。影响摩阻损失值的主要因素是润滑介质、外包层和预应力筋截面形式。其中润滑介质和外包层的摩阻损失值对一定的预应力束来说是个定值,相对稳定。而预应力筋截面形式则影响较大,不同截面形式时

76、其离散性不同,但如能保证截面形状在全长内一致,则其摩阻损失值就能在很小范围内波动,否则,因局部阻塞就可能导致其摩阻损失值无法测定。摩阻损失值可用标准测力计或传感器等测力装置进行测定。施工时,为降低摩阻损失值,可用标准测力计或传感器等测力装置进行测定。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 无黏结预应力筋的铺设 为降低摩阻损失值,宜采用多次重复张拉工艺。成束无黏结预应力筋正式张拉前,一般宜先用千斤顶往复抽动12次，以降低张拉摩擦损失。无黏结预应力筋的张拉过程中,当有个别钢丝发生滑脱或断裂时,可相应降低张拉力,但滑脱或断裂的数量不应超过结构同一截面无黏结预应力筋总量的2%。 预应力筋张拉值应按设计

77、要求进行控制。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 3. 无黏结预应力筋的端部锚头处理1 1）张拉端部处理）张拉端部处理 预应力筋端部处理取决于无黏结预应力筋和锚具的种类。 锚具通常从混凝土的端面缩进一定的距离,前面做成一个凹槽,待预应力筋张拉锚固后,将外伸在锚具外的钢绞线切割到规定的长度,要求露出夹片锚具外长度不小于30 mm,然后在槽内壁涂以环氧树脂类黏结剂,以加强新老材料间的黏结,再用后浇膨胀混凝土、低收缩防水砂浆或环氧砂浆密封。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 无黏结预应力筋的铺设 在对凹槽填砂浆或混凝土前,应预先对无黏结预应力筋端部和锚具夹持部分进行防潮、防腐封闭处理。 无黏

78、结预应力筋采用钢丝束镦头锚具时,其张拉端头处理如图4-35所示,其中塑料套筒供钢丝束张拉时将锚环从混凝土中拉出来用,软塑料管用来保护无黏结钢丝末端。因穿锚筒内产生空隙,必须用油枪通过锚环的注油孔向套筒内注满防腐油脂,灌油后将外露锚具封闭好,避免长期与大气接触而造成锈蚀。 图图4 4- -35 35 镦头锚固系统张拉端头处理镦头锚固系统张拉端头处理1 1承压板；承压板； 2 2螺母；螺母； 3 3锚环；锚环； 4 4塑料套筒；塑料套筒； 5 5软塑料管；软塑料管； 6 6螺旋筋；螺旋筋； 7 7无黏结预应力筋无黏结预应力筋 4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 无黏结预应力筋的铺设 采用无黏结

79、钢绞线夹片锚具时,张拉端头构造简单,无须另加设施。张拉端头钢绞线预留长度不小于150 mm,多余的割掉,然后在锚具及承压板表面涂以防水涂料,再进行封闭。无黏结预应力筋端部锚头的防腐处理应特别重视。采用XM型夹片式锚具的钢绞线的张拉端头构造简单,无须另加设施,锚固区可以用后浇的钢筋混凝土圈梁封闭,端头钢绞线预留长度不小于150 mm,多余部分切断并将锚具外伸的钢绞线散开打弯,埋在圈梁混凝土内加强锚固,如图4-36所示。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 无黏结预应力筋的铺设 图图4 4- -36 36 夹片式锚具张拉端头处理夹片式锚具张拉端头处理1 1后浇混凝土；后浇混凝土； 2 2锚环；锚

80、环； 3 3夹片；夹片； 4 4散开打弯的钢绞线；散开打弯的钢绞线；5 5埋件埋件( (承压板承压板) )； 6 6螺旋筋；螺旋筋； 7 7无黏结预应力筋无黏结预应力筋4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工2 2）固定端处理）固定端处理 无黏结预应力筋的固定端可设置在构件内。当采用无黏结钢丝束时,固定端可采用扩大的镦头锚板,并用螺旋筋加强,如图4-37(a)所示。施工中如端头无结构配筋,需要配置构造钢筋,使固定端板与混凝土之间有可靠锚固性能。当采用无黏结钢绞线时,锚固端可采用压花成型,如图4-37(b)所示,埋置在设计部位,使固定端板与混凝土之间有可靠锚固性能。这种做法的关键是张拉前锚固端的混

81、凝土强度等级必须达到设计强度(C30),这样才能形成可靠的锚头。4.4.2 无黏结预应力混凝土结构施工 无黏结预应力筋的铺设图图4 4- -37 37 无黏结预应力筋固定端处理无黏结预应力筋固定端处理1 1无黏结钢丝束；无黏结钢丝束； 2 2软塑料管；软塑料管； 3 3螺旋筋；螺旋筋； 4 4钢丝；钢丝； 5 5锚板锚板PART4.5预应力混凝土施工安全技术4.5 预应力混凝土施工安全技术 (1)预应力混凝土施工所用张拉设备和仪表应由专人负责使用与管理,并定期进行维护和检验。设备的测定期不应超过半年,否则必须重新测定。施工时,根据预应力筋的种类等合理选择张拉设备,预应力筋的张拉力不应大于设备额

82、定张拉力。严禁在负荷时拆换油管或压力表。接电源时,机壳必须接地,经检查绝缘可靠后才可试运转。 (2)先张法施工中,张拉机具与预应力筋应在一条直线上；顶紧锚塞时,用力不能过猛,以防钢丝折断。采用台座法生产时,其两端应设有防护设施,并在张拉预应力筋时,沿台座长度方向每隔45 m设置一个防护架,两端严禁站人,更不准人员进入台座。4.5 预应力混凝土施工安全技术 (3)后张法施工中,张拉预应力筋时,任何人不得站在预应力筋的两端,同时应在千斤顶的后面设立防护装置。操作千斤顶的人员应严格遵守操作规程,站在千斤顶的侧面工作。在油泵开动的过程中,操作人员不得擅自离开工作岗位,如需离开,应将油阀全部松开或切断电路。THANKS