学习单元2 后张法预应力施工

《建筑施工技术》学习单元11后张法预应力施工11.1后张法预应力施工11.2无粘结预应力施工学习情境三钢筋砼主体结构工程施工《建筑施工技术》【教学目标】1.了解后张法的施工工艺、锚夹具类型及张拉设备；2.了解无粘结预应力筋的施工工艺；3.熟悉预应力工程质量检验和质量控制的主要方法。学习单元11后张法预应力施工【教学重点】后张法的施工工艺过程、质量控制与技术措施。【教学难点】锚具、张拉机具的构造及使用方法；施工过程中可能产生的应力损失及弥补的方法。《建筑施工技术》11.1后张法施工后张法是先制作构件并预留孔道，待构件砼达到规定强度后，在孔道内穿入预应力筋，张拉并锚固，然后孔道灌浆。点击后张法施工动画后张法不需台座，构件在张拉过程中完成砼的弹性压缩。广泛应用于现场生产的大型预应力构件和现浇砼结构中。T梁预应力张拉学习单元11后张法预应力施工《建筑施工技术》11.1.1工艺流程浇筑砼抽管，养护拆模预应力筋制作埋管制孔压试块制作砼试块穿筋张拉预应力筋孔道灌浆构件起吊、运输张拉机具准备调整初应力制作砂浆试块压砂浆试块铺底模，钢筋及侧模锚具制作灌浆机具准备11.1后张法施工《建筑施工技术》11.1.2预应力筋制作钢绞线是成盘状供应，不需要对焊接长。制作工序是：开盘→下料→编束。⑴钢绞线11.1后张法施工①下料：钢绞线下料宜用砂轮切割机切割，不得采用电弧切割。②编束：钢绞线编束宜用20号铁丝绑扎，间距2～3m，编束前先将钢绞线理顺，使各根钢绞线松紧一致。钢绞线加工《建筑施工技术》③钢绞线下料长度：采用夹片锚具、穿心式千斤顶张拉时，按下式计算：两端张拉：L＝l+2（l1+l2+l3+100）一端张拉：L＝l+2（l1+100）+l2+l3式中：l——构件的孔道长度；l1——夹片式工作锚厚度；l2——穿心式千斤顶长度；l3——夹片式工具锚厚度。钢绞线下料长度计算简图11.1.2预应力筋制作《建筑施工技术》⑵钢丝①下料：消除应力钢丝放开后是直的,可直接下料。钢丝在应力状态下切断下料，控制应力为300N/mm2。下料长度的误差要控制在L／5000以内，且不大于5mm。较常采用的是“钢管限位法下料”。11.1.2预应力筋制作②编束：为保证钢丝束两端钢丝排列顺序一致，穿束与张拉不致紊乱，钢丝必须编束。钢丝编束可分为空心束和实心束，都需用梳丝板理顺钢丝，在距钢丝端部5～10cm处编扎一道。实心束工艺简单，空心束孔道灌浆效果优于实心束。《建筑施工技术》③下料长度：采用钢质锥形锚具、锥锚式千斤顶张拉时，按下式计算：两端张拉：L＝l+2（l1+l2+80）一端张拉：L＝l+2（l1+80）+l2式中：l——构件的孔道长度；l1——锚环厚度；l2——千斤顶分丝头至卡盘外端距离。采用钢质锥形锚具时钢丝下料长度计算简图11.1.2预应力筋制作《建筑施工技术》⑶粗钢筋单根预应力钢筋一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除采用螺丝端杆锚具外，还可采用帮条锚具或镦头锚具。其制作工序是：配料→对焊→冷拉。下料长度应计算确定，计算时要考虑锚具种类、对焊接头或镦粗头的压缩量、张拉伸长值、冷拉率和弹性回缩率、构件长度等因素。11.1.2预应力筋制作粗钢筋下料长度计算简图《建筑施工技术》11.1.3孔道留设预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种，其直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系特点及尺寸确定。预制构件的孔道留设现浇构件的孔道留设11.1后张法施工《建筑施工技术》⑵孔道布置孔道至构件边缘的净距不小于40mm，孔道之间的净距不小于50mm；端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线；凡需起拱的构件，预留孔道应随构件同时起拱。⑴孔道直径粗钢筋的孔道直径应比对焊接头外径或需穿过孔道的锚具、连接器外径大10～15mm；钢丝、钢铰线的孔道直径应比预应力束外径或锚具外径大5～10mm，且孔道面积宜为预应力筋净面积的3～4倍。11.1.3孔道留设《建筑施工技术》⑶孔道成型方法孔道成型有钢管抽芯法、胶管抽芯法和埋管法。孔道成型的要求是：孔道的尺寸与位置正确，孔道平顺，接头不漏浆。①钢管抽芯法—用于直线孔道。钢管要求：平直、表面光滑，每根不超过15m，超过15m用两根钢管，中间套管连接；构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于1m；两根钢管的套管连接钢管固定井字架11.1.3孔道留设《建筑施工技术》防止粘结措施：浇筑后，每隔10～15min时间转动钢管（两根钢管时，旋转方向要相反）；抽管时机：初凝后、终凝前，以手指按压砼，无明显压痕又不沾浆即可抽管；常温下一般在砼浇筑后3～5h；抽管顺序：先上后下；先中间，后周边；当部分孔道有扩孔时，先抽无扩孔管道，后抽扩孔管道；抽管时边抽边转、速度均匀、与孔道成一直线。质量控制：抽管后，及时检查孔道并做好孔道清理工作，以防止穿筋困难。11.1.3孔道留设《建筑施工技术》②胶管抽芯法——可用于直线或曲线孔道。胶管要求：胶管有夹布胶管或钢丝网胶管两种。使用前，一端封堵，另一端与阀门连接，充水(气)加压至0.5～0.8MPa，使胶皮管直径增大约3mm。构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于0.6m；防止粘结措施：浇筑后不需转动胶管，只需在抽管前放水(气)降压，待管径缩小与砼脱离即可抽管；抽管时机：抽管时间比钢管略迟；抽管顺序：先上后下；先曲后直。11.1.3孔道留设《建筑施工技术》③预埋管法——预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和金属螺旋管、塑料波纹管，埋入后不再抽出，可用于各类形状的孔道，是目前大力推广的孔道留设方法。波纹管要求：在1KN径向力作用下不变形，使用前进行灌水试验，检查有无渗漏，防止水泥浆流入管内堵塞孔道；安装就位过程中避免反复弯曲，以防管壁开裂。塑料波纹管金属螺旋管11.1.3孔道留设《建筑施工技术》构件中固定：用钢筋井字架,间距不大于0.8～1.0m;螺旋管固定后，必须用铅丝与钢筋扎牢，防止浇筑砼时螺旋管上浮而造成严重事故。曲线孔道的固定11.1.3孔道留设《建筑施工技术》在孔道留设的同时应留设灌浆孔和排气孔。①灌浆孔：一般在构件两端和中间每隔12m设置一个灌浆孔，孔径20～25mm（与灌浆机输浆管嘴外径相适应），用木塞留设。⑷灌浆孔、排气孔与泌水孔曲线孔道应在最低点设置灌浆孔，以利于排出空气,保证灌浆密实；一个构件有多根孔道时，其灌浆孔不应集中留在构件的同一截面上，以免构件截面削弱过大。11.1.3孔道留设《建筑施工技术》②排气孔与泌水孔：构件的两端留设排气孔，曲线孔道的峰顶处应留设排气兼泌水孔，必要时可在最低点设置排水孔。灌浆孔的方向应使灌浆时水泥浆至上而下垂直或倾斜注入孔道；用木塞留设灌浆孔波纹管上留设灌浆孔11.1.3孔道留设灌浆孔的最大间距，抽芯成孔的不宜大于12m，预埋波纹管不大于30m。《建筑施工技术》11.1.4预应力筋穿入孔道预应力筋穿入孔道按穿筋时机分有先穿束和后穿束,按穿入数量分有整束穿和单根穿；按穿束方法分有人工穿束和机械穿束。箱梁的人工后穿束预应力筋穿插入孔道的箱梁11.1后张法施工《建筑施工技术》长度在50m以内的二跨曲线束，多采用人工穿束；对超长束、特重束、多波曲线束应采用卷扬机穿束；目前穿束机穿束在越来越多的工程中得到使用。先穿束在砼浇筑前穿束，省力，但穿束占用工期，预应力筋保护不当易生锈；后穿束在砼浇筑后进行，不占用工期，穿筋后即进行张拉，但较费力。11.1.4预应力筋穿入孔道《建筑施工技术》2千斤顶定位安装3张拉1准备工作5封端4锚固11.1.5预应力筋张拉11.1后张法施工《建筑施工技术》⑴准备工作⑴块体拼装：分段制作的构件在张拉前完成拼装;⑵砼强度检验：砼强度应满足设计要求，设计无要求时应不低于设计强度的75%，块体拼装立缝处的砼或砂浆强度不低于砼强度的40%，且不得低于15N/mm2;⑶构件端头清理；⑷搭设张拉台，安装锚具与张拉设备。11.1.5预应力筋张拉张拉台搭设返回《建筑施工技术》⑵张拉方式根据构件的特点、预应力筋的形状和长度及施工方法，预应力筋张拉有如下几种张拉方法：①一端张拉方式：张拉设备放在构件的一端进行张拉，适用于长度≤30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度Lf≥0.5L(L为预应力筋长度)的曲线预应力筋；②两端张拉方式：张拉设备放在构件的两端进行张拉，适用于长度＞30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度Lf＜0.5L的曲线预应力筋；11.1.5预应力筋张拉《建筑施工技术》③分批张拉方式：对配有多束预应力筋的构件分批进行张拉，由于后批预应力筋张拉所产生的砼弹性压缩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应加上该弹性压缩损失值，使分批张拉的每根预应力筋的张拉力基本相等。11.1.5预应力筋张拉预应力箱梁的分批、对称张拉预应力T梁的分批张拉《建筑施工技术》④分段张拉方式：在多跨连续梁板施工时，通长的预应力筋需要逐段进行张拉，第二段及后段的预应力筋利用锚头连接器与前段预应力筋进行接长。⑤分阶段张拉方式：为平衡各阶段的不同荷载,采取分阶段逐步施加预应力的方式。⑥补偿张拉方式：在早期预应力损失基本完成后，再进行张拉的方式。11.1.5预应力筋张拉梁段的分段张拉施工《建筑施工技术》⑶张拉顺序①张拉顺序的确定原则：①不使砼产生超应力;②构件不扭转与侧弯、结构不变位；③张拉设备的移动次数最少。所以张拉宜对称进行。11.1.5预应力筋张拉预应力箱梁的对称张拉《建筑施工技术》下图所示是预应力砼屋架的下弦，图a为二束不超过30m的钢丝束，可采用一端张拉，用二台千斤顶分别在构件的两端进行对称张拉，一次完成。图b预应力筋为四束，需分两批张拉，用两台千斤顶分别张拉对角线上的二束，然后张拉另二束，先批张拉的预应力损失应予补足。（a）（b）预应力砼屋架下弦的张拉顺序②受拉构件的对称张拉11.1.5预应力筋张拉《建筑施工技术》③受弯构件的分批张拉：下图为双跨预应力框架梁，预应力筋为四束超过40m的双跨曲线钢铰线束，分二批张拉，用二台千斤顶分别设在梁的两端，按左右对称各张拉一束，待二批四束均进行一端张拉后，再分批在另一端进行补张拉。④平卧重叠构件张拉：现场平卧重叠制作的后张法预应力构件，其张拉顺序宜先上后下逐层进行，为减少上下层之间因磨擦力引起的预应力损失，应视预应力筋和隔离剂的类别逐层加大张拉力。框架梁预应力筋的张拉顺序11.1.5预应力筋张拉《建筑施工技术》⑤张拉注意事项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；11.1.5预应力筋张拉3)对于重要预应力砼构件，可分阶段建立预应力，即全部预应力先张拉50%之后，再第二次拉至100%。2)为解决砼弹性压缩损失问题，可采用同一张拉值,逐根复拉补足张拉力；预应力钢绞线的逐根张拉《建筑施工技术》⑷张拉程序预应力筋张拉操作程序，根据构件类型、张拉锚固体系、松驰损失等因素确定：①采用低松驰钢丝和钢铰线时，张拉程序为：0→Pj锚固Pj=σcon×AP（预应力筋截面积）11.1.5预应力筋张拉锚具安装千斤顶安装夹片安装张拉施工《建筑施工技术》②采用普通松驰预应力钢筋时，按超张拉程序，即：对镦头锚具等可卸载锚具：0→1.05Pj持荷2minPj锚固对夹片锚具等不可卸载锚具：0→1.03Pj锚固11.1.5预应力筋张拉压力表读数张拉控制《建筑施工技术》⑸伸长值校核校核伸长值可综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大、预应力筋是否有异常现象等。因此，张拉时应对伸长值进行校核，实际伸长值与计算伸长值的偏差大于±6%时，应暂停张拉，在采取措施调整后，方可继续张拉。11.1.5预应力筋张拉伸长值校核伸长值校核返回《建筑施工技术》11.1.6孔道灌浆预应力筋张拉后，应尽快进行孔道灌浆。一可保护预应力筋以免锈蚀，二使预应力筋与砼有效粘结，控制超载时裂缝的间距与宽度，减轻梁端锚具的负荷情况。灌浆料应采用强度等级不低于32.5级的普通硅酸盐水泥配制，水灰比不大于0.45，搅拌后3h泌水率不宜大于2%，且不应大于3%。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。灌浆用水泥砂浆的抗压强度不应小于30N/mm2。11.1后张法施工灌浆管《建筑施工