第7章 预应力混凝土工程

第7章预应力混凝土工程,第7章预应力混凝土工程,一、预应力混凝土的分类二、先张法三、后张法,7.1预应力混凝土工程,7.1预应力混凝土工程,（1）预应力的原理混凝土是抗压强度高而抗拉强度低的材料。抗拉强度不仅很低（只有抗压强度的1/101/15），而且很不可靠。它的抗拉、抗扭变形能力也很小，破坏前没有明显预兆。为弥补混凝土抗拉强度太低的缺点，工程中采用钢筋来代替混凝土承担拉力。这种用混凝土受压、用钢筋受拉的钢筋混凝土用途很广、优点很多，但也存在着一个难以克服的本质上的缺陷开裂。为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥其作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法预应力混凝土，即在混凝土结构受荷载之前，对受拉区域，通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回弹力施加给混凝土，使混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变形。当该构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先与压缩变形相抵消，然后随着外力的增加，混凝土才逐渐被拉伸，明显推迟了裂缝出现时间，提高了构件的抗裂度和刚度。,7.1预应力混凝土工程,（2）预应力混凝土的材料预应力混凝土抗裂性的高低，取决于钢筋的预拉应力值。钢筋预拉力愈高，混凝土预压力愈大，构件的抗裂性就愈好。为了获得较大的预应力，通常采用高强度的钢筋和高强度混凝土。1）预应力筋对预应力筋的基本要求是高强度、较好的塑性、较好的粘结性能以及良好的加工性能。1.高强度。钢材强度越高，损失率越小，经济效果也越高，因此当具备此条件时，应尽量采用强度高的钢材作预应力筋。2.具有较好的塑性。就是要求钢筋切断时具有一定的延伸率，当构件处于低温荷载下，更应注意塑性要求，否则可能发生脆性破坏。,7.1预应力混凝土工程,3.与混凝土有较好的粘结度。先张法构件的预应力是靠钢筋和混凝土的粘结力来完成的。因此钢筋和混凝土必须足够的粘结度。4.有良好的加工性能，如可焊性。目前国内预应力混凝土结构常用的预应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。钢筋可用冷拉级热轧钢筋、热处理钢筋或精轧螺纹钢筋，钢丝可用高强碳素钢丝或冷拔低碳钢丝。2）混凝土在预应力混凝土结构中所采用的混凝土应具有高强、轻质和高耐久性的性质。一般要求混凝土的强度等级不低于C30。当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力筋时，混凝土的强度的等级不宜低于C40。目前，我国在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50C60的高强混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。,7.1预应力混凝土工程,（3）预应力混凝土的特点预应力混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性，与普通钢筋混凝土相比，具有如下优点：1）提高了混凝土的抗裂度和刚度，增加了构件的耐久性。2）在与普通钢筋混凝土同样条件下具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省等优点。3）扩大了高、大、重型结构的预制装配化程度。4）抗疲劳性能优于钢筋混凝土。尽管预应力混凝土有上述优点，但也带来了另一方面的问题，就是制作构件时，增加了张拉工序、灌浆机具以及锚固装置等专用设备，同时工艺比较复杂，操作要求较高。所以跨度较小的梁和板，不承受拉力的拱与柱子等就不适宜采用预应力结构。,7.1预应力混凝土工程,（4）预应力混凝土的分类预应力混凝土按预应力施加工艺的不同可分为：1.先张法：先张法是先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的预应力混凝土生产方法。2.后张法：后张法是先浇筑混凝土，后张拉预应力筋的预应力混凝土生产方法。预应力混凝土按预应力筋的粘结方式不同可分为：1.有粘结：预应力筋沿全长均与周围混凝土相粘结。2.无粘结：预应力筋沿全长与周围混凝土能发生相对滑动，为防止预应力筋腐蚀和与周围混凝土粘结，在预应力筋表面刷涂料并包塑料布。,7.1预应力混凝土工程,预应力混凝土按使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同可分为：1.全预应力：是指在各种荷载组合下构件截面上均不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。大致相当于裂缝控制等级为一级的构件。2.有限预应力混凝土：是按在短期荷载作用下，容许混凝土承受某一规定拉应力值，但在长期荷载作用下，混凝土不得受拉的要求设计。相当于裂缝控制等级为二级的构件。3.部分预应力混凝土：是按在使用荷载作用下，容许出现裂缝，但最大裂宽不超过允许值的要求设计。相当于裂缝控制等级为三级的构件。先张法和后张法可采用机械张拉(液压或电动螺杆)预应力筋，电热法是利用钢筋热胀冷缩原理来张拉预应力钢筋，主要用于曲线预应力筋的张拉。,7.1预应力混凝土工程,（5）预应力混凝土的应用桥梁、建筑、轨枕、电杆、桩、压力管道、贮罐、水塔等，而且也扩大应用到高层、高耸、大跨、重载与抗震结构、土木工程、能源工程、海洋工程、海洋运输等许多新的领域。,7.2先张法,先张法是在浇筑混凝土之前，在台座或模板上先张拉预应力钢筋，用夹具临时固定，然后浇筑混凝土构件。待混凝土达到规定强度（一般不低于混凝土设计强度标准值的75%），保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放张或切断预应力钢筋，预应力筋弹性回缩，借助于混凝土与预应力筋之间的粘结力，对混凝土产生预压应力。先张法生产可采用台座法或机组流水法。采用台座法时，构件在固定的台座上生产。采用机组流水法时，构建连同钢模通过固定的机组，按流水方式完成其每一生产过程。为便于运输，先张法适用于生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、吊车梁、檩条等。先张法的施工工艺如图所示。工艺过程：张拉固定预应力筋浇筑混凝土养护(至75%强度)放张预应力筋。,7.2先张法,在先张法中常用的预应力筋有钢丝和钢筋两类。由于钢丝和钢筋所采用的夹具和张拉设备不同，生产工艺也各有特点。,7.2.1先张法的施工设备,台座：是预应力筋的支撑结构；要求台座应具有足够的强度、刚度和稳定性。夹具：先张法中用来夹持预应力钢丝或钢筋的工具，统称为夹具。将预应力筋与张拉机械连接起来进行张拉的媒介，起到张拉、临时固定作用。张拉机具：对预应力筋进行机械张拉。要求工作可靠，控制应力准确，速率稳定。,7.2.1先张法的施工设备,先张法的施工设备主要有台座、夹具和张拉设备。（一）台座台座是先张法生产的主要设备之一，它承受预应力筋的全部张拉力。因此，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引起的预应力损失。台座由台面、横梁和承力结构等组成。根据承力结构的不同，台座构造型式有墩式台座、槽式台座、换埋式台座和拼装式钢台座四类。,7.2.1先张法的施工设备,1.墩式台座以混凝土墩作承力结构的台座称墩式台座，墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同承受拉力。一般用于平卧生产的中小型构件，如屋架、空心板和平板等。生产空心板、平板等平面布筋的混凝土构件时，由于张力不大，可利用简易墩式台座。墩式台座分类：重力墩式台座；简易墩式台座；构架式台座；,7.2.1先张法的施工设备,生产中型构件或多层叠浇构件时，多用如图所示的墩式台座，台座局部加厚，以承受部分张拉力。其长度常为100150米，这样既可利用钢丝长的特点，张拉一次可生产多根构件，减少张拉及临时固定工作，又可减少钢丝滑动或台座横梁变形引起的应力损失。,1一传力墩；2横梁；3局部加厚的台面；4一预应力筋墩式台座,7.2.1先张法的施工设备,2.槽式台座槽式台座由端柱、传力柱、柱垫、横梁和台面等组成，既可承受较大的张拉力和张拉力矩，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉力较大的大型构件，如吊车梁、屋架等。如图所示。,7.2.1先张法的施工设备,3.换埋式台座对于流动性预制厂，可采用换埋式台座。其台墩由钢立柱、预制混凝土挡板和砂床组成，搬迁时便于拆除，重复使用。4.拼装式钢台座拼装式钢台座是由压柱与横梁组装而成，适用于施工现场临时生产预制构件用。,7.2.1先张法的施工设备,（二）夹具夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座(或设备)上的临时性锚固装置。夹具按其用途不同可分为：将预应力筋固定在台座上的锚固夹具和张拉时夹持预应力筋用的张拉夹具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。预应力钢丝与钢筋的夹具不同。1.预应力钢丝的夹具先张法中钢丝的夹具分两类：一、锚固夹具是将预应力筋临时固定在台座横梁上的工具；二、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。（1）锚固夹具常用的锚固夹具有钢质锥销式、楔块式和镦头式夹具。,7.2.1先张法的施工设备,锥销式夹具是常用的单根钢丝夹具，适用于锚固直径3mm5mm的冷拔低碳钢丝和碳素（刻痕）钢丝。由套筒和锥销组成，如图a)、b)所示。楔块式夹具的工作原理与锥销式基本相同。如图c)所示。,7.1.1先张法的施工设备,预应力钢丝或钢筋的固定端常采用镦头锚固。冷拔低碳钢丝可采用冷镦或热墩方法制作镦头；碳素钢丝只能采用冷镦方法制作墩头。,7.1.1先张法的施工设备,（2）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。钢丝张拉分单根张拉和多根张拉。常用的钢丝张拉夹具有：钳式夹具、偏心式夹具和楔形夹具等。如图所示,7.2.1先张法的施工设备,2.预应力钢筋的夹具和连接器大多数的钢筋用夹具既可以锚固用，也可以做张拉用。按其工作原理，有螺纹端杆式锚具、墩头式和销片式等几类夹具。（1）螺纹端杆式锚具由螺纹端杆及螺母组成。,7.2.1先张法的施工设备,（2）墩头式夹具夹具中开有带大头的凹槽，将预应力钢筋的镦粗头嵌固在凹槽中，夹具再经张拉套筒与拉杆式千斤顶连接，即可进行张拉。,单根镦头钢筋螺杆夹具,7.2.1先张法的施工设备,（3）销片式夹具是由圆套筒及圆锥形销片组成。,7.2.1先张法的施工设备,销片；套筒；预应力筋两片式销片夹具单根粗钢筋之间的连接或粗钢筋与螺杆的连接可采用钢筋连接器，或用销片式夹具。1半圆套筒；2连接器；3钢筋镦头；4工具式螺丝杆；5钢圈套筒双拼式连接器,7.2.1先张法的施工设备,（三）张拉机具1.预应力钢丝的张拉机具在台座上生产构件一般采用单根钢丝张拉，由于张拉力较小，可采用小型卷扬机张拉，以弹簧、杠杆等简易设备测力。,7.2.1先张法的施工设备,2.预应力钢筋的张拉机具（1）液压千斤顶成组张拉可采用四横梁装置。一般只适用于螺纹端杆锚固或墩头夹具。,7.2.1先张法的施工设备,（2）液压千斤顶单根张拉用于直径1220mm的单根钢筋、钢绞线或钢丝束的张拉。用YC20型穿心式千斤顶。,7.2.1先张法的施工设备,（3）电动螺杆张拉机为了保证设备、人身安全和张拉力的准确性，张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.5倍；张拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的1.11.3倍。,7.2.2先张法施工工艺,7.2.2.1刷隔离剂与铺设预应力筋,1.刷隔离剂长线台座台面或胎膜在铺放预应力筋前应涂刷隔离剂。涂刷的隔离剂不应玷污钢筋，以免影响钢筋与混凝土的粘结。在浇筑混凝土前应防止雨水冲刷，破坏隔离剂。,7.2.2.1刷隔离剂与铺设预应力筋,2.铺设预应力筋隔离剂干后即可铺设预应力筋，预应力筋宜用牵引车铺设。如遇钢筋需接长时，可采用连接器接长，如钢丝需接长时，长借助于钢丝拼接器用20-22号铁丝密排绑扎。,7.2.2.1刷隔离剂与铺设预应力筋,钢丝绑扎的长度：对于冷拔低碳钢丝不得小于40d；对冷拔低合金钢丝不得小于50d；对刻痕钢丝不得小于80d。钢丝搭接长度应比绑扎长度大10d。,7.2.2.2预应力筋的张拉,1.张拉力和张拉控制应力张拉预应力筋时，应按设计要求的张拉力，采用正确的张拉方法和程序。调整初应力，使其长度、松紧一致，保证张拉应力一致。预应力筋的张拉力按下式计算：Pj=conXAp。张拉控制应力符合设计规范。con不宜超过下表限值，也不应小于0.4fptk。实际张拉时的应力尚应考虑各种应力损失，采取超张拉足。,7.2.2.2预应力筋的张拉,2.张拉程序1）用钢丝作为预应力筋时，由于张拉工作量大，宜采用一次张拉程序：01.03con1.05con锚固其中1.03con1.05con是考虑到弹簧测力计的误差、温度影响、台座横梁或定位板刚度不足、台座长度不符合要求、工人操作影响等因素。2）用钢筋作为预应力筋时，减少应力松弛损失，采用下列张拉程序：01.05con(持荷2分钟)con锚固超张拉5%并持荷2min，其目的是加速钢筋松驰早期发展，以减少应力松驰引起的应力损失。所谓“松弛”是指钢材在常温、高应力状态下，具有不断产生塑性变形的特点。,7.2.2.2预应力筋的张拉,3.预应力张拉值的校核1）预应力钢丝预应力钢丝内力的检查，一般在张拉锚固后1h进行，检查数量：每工作班抽查预应力筋总数的1%，且不少于3根。2）预应力钢筋预应力钢筋张拉锚固后，实际建立的预应力值与工程设计规范规定的检查值的相对允许偏差为5%。,7.2.2.2预应力筋的张拉,4.预应力筋张拉,7.2.2.3浇筑及养护混凝土,构件的支模应在预应力筋张拉锚固和非预应力筋绑扎完毕后进行。所支模板应避开台面的伸缩缝及裂缝，在无法避开伸缩缝及裂缝时，应采取其他相关措施。支模完毕后，即应浇筑混凝土。每条生产线应一次浇筑完毕。尽量减少混凝土的收缩和徐变，以减少预应力损失。收缩和徐变都与水泥品种和用量、水灰比、骨料孔隙率、振动成型等有关。混凝土浇筑时，应振捣密实，振动器不得碰撞预应力筋。混凝土未达到强度前，也不允许碰撞或踩动预应力筋。预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护。一般可采用两次升温的措施：初次升温应在混凝土尚未结硬、未与预应力筋粘结时进行，初次升温的温差一般可控制在20以内；第二次升温则在混凝土构件具备一定强度(7.5MPa10MPa)，即混凝土与预应力筋的粘结力足以抵抗温差变形后，再将温度升到养护温度进行养护，此时，预应力筋将和混凝土一起变形，预应力筋不再引起应力损失。,7.2.2.4预应力筋放张,1.放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。如设计无要求时，不得低于设计混凝土强度标准值的75%。放张过早会由于预应力筋回缩而引起较大的预应力损失。预应力筋放松应根据配筋情况和数量，选用正确的方法和顺序，否则会引起构件翘曲、开裂和断筋等现象。放张预应力筋前，应拆除构件模板，使预应力构件自由压缩。2.预应力筋的放张顺序，应符合设计要求，当设计无要求时，应符合下列规定：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（如梁），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如不能满足上述要求时，应分阶段、对称、相互交错的进行放张，以防止在放张过程中，构件产生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。,7.2.2.4预应力筋放张,3.放张方法（1）预应力钢丝1配筋不多的中小型钢筋混凝土构件，钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方法放张。2配筋多的钢筋混凝土构件，钢丝应同时放张，如逐根放张，则最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而突然断裂，易使构件端部开裂。3放张后预应力筋的切断顺序，一般由放张端开始，逐次切向另一端。（2）预应力钢筋1预应力筋为热处理钢筋及冷拉级钢筋，不得用电弧切割，宜用砂轮锯或切断机切断。2数量较多时，应同时放张，可用油压千斤顶、楔块、砂箱等装置。注意：采用湿热养护的预应力混凝土构件，宜热态放松预应力筋，而不宜降温后再放松。,7.3后张法,后张法是先制作构件，并在构件体内按预应力筋的位置预先留出相应的孔道，待构件混凝土强度达到设计规定的数值（一般不低于设计强度的75%）后，在预留孔道内穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部。预应力筋的张拉力，主要靠构件端部的锚具传给混凝土，使其产生压应力。张拉锚固后，立即在预留孔道内灌浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体。,7.3后张法,后张法施工的优点是直接在构件上张拉预应力筋，不需要专门的台座设备，大型构件可分块制作，运送到现场拼接，利用预应力筋连成整体。所以后张法施工灵活性较大，适宜于在现场预制的大型构件，特别是大跨度的构件，如薄腹梁、吊车梁和屋架等，或工厂预制块体，现场平拼装的大中型预应力构件。但后张法施工工序较多，施工操作较复杂，且需要在钢筋两端设置专门的锚具，这些锚具永远留在构件上，不能重复使用，耗用钢材较多，且要求加工精密，费用较高，所以造价一般比先张法高。后张法生产工艺流程如后图所示。后张法施工工艺过程：浇筑混凝土构件（预留孔道）穿预应力筋并张拉锚固孔道灌浆。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,在后张法中，预应力筋、锚具和张拉机具是配套的。目前，后张法中常用的预应力筋有单根粗钢筋、钢筋束(或钢绞线束)和钢丝束三类。（一）用单根粗钢筋作预应力筋1.锚具1）螺丝端杆锚具由螺丝端杆、螺母及垫板组成。是单根预应力粗钢筋张拉端常用的锚具。适于锚固直径18mm-36mm的冷拉HRB335、HRB400级钢筋。,螺丝端杆锚具,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,2）帮条锚具由衬板和三根帮条焊接而成，是单根预应力粗钢筋非张拉端用锚具。帮条采用与预应力钢筋同级别的钢筋，三根帮条应互成120，衬板采用3号钢。帮条与衬板相接触的截面应在一个垂直平面上，以免受力时产生扭曲。帮条的焊接宜在预应力钢筋冷拉前进行。可作为直径12mm-40mm的冷拉HRB335、HRB400级钢筋的固定端锚具用。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,2.预应力筋的制作单根粗钢筋的预应力筋的制作，一般包括配料、对焊、冷拉等工序。配料时应把冷拉率相近的钢筋对焊在一起，以保证钢筋的拉应力均匀。钢筋的下料长度应由计算确定。3.张拉设备YL60型拉杆式千斤顶，适于张拉配有螺丝端杆锚具的预应力钢筋。YC60型及YC18型穿心式千斤顶，经改装后也可以张拉配有螺丝端杆锚具的预应力钢筋。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,（二）预应力钢筋束和钢绞线束1.锚具1）JM型锚具：由锚环和夹片组成，广泛应用于现代预应力混凝土工程。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,2）多孔夹片锚具体系多孔夹片锚具是在一块多孔的锚板上，利用每个锥形孔装一副夹片夹持一根钢绞线的一种楔紧式锚具。主要型号有XM型、QM型、OVM型、BS型等。,夹片,锚板,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,3）XM型锚具适用于锚固3-37根s15预应力钢绞线束或3-12根7s15钢丝线。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,4）QM型锚具适用于锚固4-31根s12.7预应力钢绞线或3-19根s15钢绞线。,1锚板；2夹片；3钢绞线；4喇叭形铸铁垫板；5螺旋筋；6预留孔道用的螺旋管；7灌浆孔；8锚垫板QM型锚具及配件,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,2.预应力筋的制作钢筋束和钢绞线束所一般是盘圆供应，长度较长，不需要对焊接长。其预应力筋的制作工序一般是：开盘冷拉下料编束。钢筋束和钢绞线束的下料长度，主要与张拉设备和选用的锚具有关。3.张拉设备采用JM型、QM型、XM型锚具锚固时，可采YC型穿心式千斤顶张拉钢筋束和钢绞线束。YC型穿心式千斤顶是一种适用性很广的千斤顶，配置不同附件，可组装成拉杆式锥锚式两种张拉装置，张拉带有螺杆式、墩头式和锥销式锚具或夹具的预应力筋。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,（三）钢丝束预应力筋1.锚具钢丝束一般由几根到几十根直径3mm5mm平行的碳素钢丝组成。目前常用的锚具有锥形螺杆锚具、钢质锥形锚具和钢丝束镦头锚具等。1）钢质锥形锚具由锚环和锚塞组成。钢丝分布在锚环锥孔内侧，由锚塞塞紧锚固。锚塞上刻有细齿槽，夹紧钢丝防止滑移。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致。适用于锚固6、12、18、24根直径为3-5mm的钢丝束。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,2）锥形螺杆锚具适用于锚固14-28根直径为3-5mm的钢丝束。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,3）钢丝束镦头锚具适用于锚固12-54根直径为3-5mm碳素钢丝的钢丝束。A型用于张拉端，B型用于固定端。锚环的内外壁均有丝扣，内丝扣连接张拉螺杆，外丝扣拧紧螺母锚固钢丝束。张拉时，张拉螺丝杆一端与锚环内丝扣连接，另一端与千斤顶的拉头连接。张拉到控制应力时，锚环被拉出，则拧紧锚环外丝扣上的螺母加以锚固。,7.3.1锚具、预应力筋和张拉设备,2.预应力筋的制作随着锚具型式的不同，钢丝束制作方法也有差异。基本程序有：调直、下料、编束及安装锚具等。3.张拉设备锥形螺杆锚具用YL型千斤顶张拉，钢丝束镦头锚具有YC型和YL型千斤顶张拉。大跨度结构，长钢丝束等引量大者，用YC型千斤顶为宜。钢质锥形锚具用YZ型锥锚式双作用千斤顶进行张拉。YZ型千斤顶宜用于张拉钢质锥形锚具锚固的钢丝束。,7.3.2后张法施工工艺,后张法施工工艺中，与生产预应力有关的工序为孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。1.孔道留设穿入预应力筋的预留孔道形状有直线型、曲线形和折线型三种。对粗钢筋，孔道的直径应比预应力筋直径、钢筋对焊接头处外径或需穿过孔道的锚具或连接器外径大10mm15mm；对钢丝或钢绞线，孔道的直径应比预应力钢丝束外径或锚具外径大5mm10mm，且孔道面积应大于预应力筋面积的两倍。预应力筋孔道之间的净距不应小于50mm,孔道至构件边缘的净距不应小于40mm，凡需要起拱的构件，预留孔道宜随构件同时起拱。孔道的留设方法有：钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋波纹管法。其中，钢管抽芯法只用于直线型孔道的留设。孔道成型的基本要求是：孔道的尺寸与位置应正确、孔道应平顺、接头不漏浆、端部预埋钢板应垂直于孔道中心线。,7.3.2后张法施工工艺,1）钢管抽芯法孔道成型的基本要求是：孔道的尺寸与位置应正确、孔道应平顺、接头不漏浆、端部预埋钢板应垂直于孔道中心线。钢管抽芯法一般常用于留设直线孔道。预先将钢管埋设在模板内孔道位置处，在混凝土浇筑过程中和浇筑后，每隔一定时间慢慢转动钢管，待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管，即形成孔道。钢管应平直、光滑，用前刷油；每根钢管的长度15米，每端伸出500mm，以便于旋转和抽拉；两根接长，中间用木塞及套管连接；用钢筋井字架固定，1米；抽出钢管之前，应将埋入混凝土构件中的钢管每1015分钟转动一次，如发现表面混凝土产生裂纹，用铁抹子抹平压实；抽管宜先上后下，边转边拔；在孔道留设的同时，还要设置灌浆孔和排气孔，一般在构件两端和中间每隔12米留设一个直径为20-25mm的灌浆孔（排气孔）。,钢管的连接,7.3.2后张法施工工艺,2）胶管抽芯法胶管抽芯法可用于直线、曲线或折线孔道。所用胶管有57层夹布胶管及供预应力混凝土专用的钢丝网胶皮管两种。胶管具有一定弹性，在拉力作用下，其断面能缩小，故在混凝土初凝后即可把胶管抽拔出来。在管内充气或充水。在浇筑混凝土前，胶皮管中充入压力为0.60.8MPa的压缩空气或压力水，此时胶皮管直径可增大3mm左右，然后浇筑混凝土，待混凝土初凝后，放出压缩空气或压力水，胶管孔径变小，并与混凝土脱离，随即抽出胶管，形成孔道。抽管顺序，一般应为先上后下，先曲后直。,7.3.2后张法施工工艺,3）预埋波纹管法预埋管采用一种金属波纹软管，是由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成，具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土粘结较好等优点。波纹管的内径为50100mm，管壁厚0.250.3mm。除圆形管外，近年来又研制成一种扁形波纹管，可用于板式结构中，扁管的长边边长为短边边长的2.54.5倍。施工时先在构件侧模上弹线，以孔底为准按弹线布管。波纹管的连接，可采用大一号的同型波纹管，接长长度为200mm，用密封胶带或塑料热塑管封口。采用波纹管时，应作灌浆孔、泌水孔。,7.3.2后张法施工工艺,2.预应力筋的张拉1）张拉前的准备工作主要包括对构件的强度、几何尺寸和孔道畅通情况进行检查，以及校验张拉设备等。张拉时，结构的混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体要求时，不应低于设计强度标准值的75%，以确保在张拉过程中，混凝土不至于受压而破坏。2）预应力筋穿束穿束方法可分为整束穿和单根穿。钢丝束应整束穿；钢绞线优先采用整束穿，也可以单根穿。,2千斤顶定位安装3张拉,1准备工作,5封端,4锚固,预应力筋张拉,7.3.2后张法施工工艺,3）预应力筋的张拉方法配有多根预应力筋的构件应同时张拉，如不能同时张拉，也可分批张拉。但分批张拉的顺序应考虑使混凝土不产生超应力，构件不扭转与侧弯、结构不变位等因素确定。在同一构件上一般应对称张拉。还应考虑尽量减少张拉设备的移动。预应力筋张拉顺序应按设计规定进行；如设计无规定时，应采取分批分阶段对称地进行。图6.35所示是预应力混凝土屋架下弦预应力筋张拉顺序。图6.36所示是预应力混凝土吊车梁预应力筋采用两台千斤顶的张拉顺序，对配有多根不对称预应力筋的构件，应采用分批分阶段对称张拉。当构件同一截面有多根预应力筋须分批拉时，则应考虑混凝土弹性压缩对预应力筋的有效预应力值的影响。所以先一批张拉的顶应力筋，其张拉力应加上由于后几批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩所造成的预应力损失值，使分批张拉完成后，每根预应力筋的张拉力基本相等。,7.3.2后张法施工工艺,为了减少预应力筋与预留孔壁摩擦而引起的应力损失：对抽芯成形孔道。曲线预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋，应在两端张拉；长度等于或小于24m的直线预应力筋，可在一端张拉。对预埋波纹管孔道。曲线预应力筋和长度大于30m直线预应力筋，宜在两端张拉；长度等于或小于30m的直线预应力筋，可在一端张拉。对竖预应力结构，宜采用两端分别张拉，且以下端张拉为主；当同一截面中有多根一端张拉的预应力筋，张拉端宜分别设置在结构的两端。当两端同时张拉同一根预应力筋时，为了减少预应力损失，宜先在一端锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固。平卧重叠浇筑的预应力混凝土构件，张拉预应力筋的顺序是先上后下，逐层进行。为减少上下层构件之间的摩阻力引起的预应力损失，采用逐层加大张拉力的方法，但底层张拉力值不宜比顶层张拉力大5（钢丝、钢绞线和热处理钢筋）或9（冷拉钢筋）；同时也不得大于预应力筋的最大超张拉力的规定。,7.3.2后张法施工工艺,用超张拉方法减少预应力筋的松驰损失时，预应力筋的张拉程序可为：01.05con(持荷2分钟)con锚固如果预应力筋的张拉吨位不大，根数很多，设计中又要求采用超张拉以减少应力损失，其张拉程序可为：01.03con锚固,7.3.2后张法施工工艺,4）张拉力和张拉伸长值的校验后张法张拉力的计算及张拉过程中，同样要进行校核预应力筋的伸长值，计算方法与先张法计算方法相同。如果实际的伸长值比计算伸长值大于10%或小于5%，应暂停张拉，在采取措施进行调整后，才能继续张拉。,7.3.2后张法施工工艺,3.孔道灌浆目的：保护预应力筋，防止钢筋锈蚀，使预应力筋与结构混凝土形成整体，增加结构的整体耐久性，提高结构的抗裂性和承载力。1）预应力筋张拉后，孔道应尽快灌浆；2）灌浆宜用强度后等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥配制的水泥浆，应优先采用普通硅酸盐水泥；3）对于空隙大的孔道可采用水泥砂浆灌浆，水泥浆及水泥砂浆的强度均不得小于20MPa；4）水泥浆应有足够流动性，水灰比宜0.4-0.45，搅拌后3h泌水率宜控制在2.5%左右，最大不得超过3%；5）为增加孔道灌浆的密实性时，可在水泥浆中掺入对预应力钢筋无腐蚀作用的外加剂；6）灌浆前，混凝土孔道应用压力水冲刷干净并湿润孔壁；,7.3.2后张法施工工艺,7）用电动或手动灰浆泵进行灌浆；8）灌浆工作应缓慢均匀，不得中断，应排气通畅，在孔道两端冒出浓浆并封闭排气孔后，宜再继续加至0.50.6MPa，并稳压一定时间，再封闭灌浆孔；9）灌浆顺序宜先下后上，以免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞。对于直线孔道灌浆，应从构件的一端到另一端；曲线孔道灌浆，应从孔道最低处开始向两端进行。10）不掺外加剂的水泥浆，可采用二次灌浆法，以提高密实度；11）预应力混凝土的孔道灌浆，应在正温下进行。12）当灰浆强度达到15N/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。13）灌浆用的水泥浆应有足够强度和粘结力，且应有较好的流动性，较中的干缩性和泌水性。,7.4无粘结预应力混凝土施工,在后张法预应力混凝土中，预应力可分为有粘结和无粘结两种。凡是预应力筋张拉后允许预应力筋与其周围的混凝土产生相对滑动的预应力筋，称作无粘结预应力筋。无粘结预应力施工方法是后张法预应力混凝土的发展。在预应力筋表面刷涂料并包塑料布(管)后，如同普通钢筋一样先铺设在安装好的模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计要求强度后，进行预应力筋张拉锚固。这种工艺的优点是不需要预留孔道和灌浆，施工简单，张拉时摩阻力较小，预应力筋具有良好的抗腐蚀性，并易弯成多跨曲线形状，适用于曲线配筋的结构。在双向连续平板和密肋板中应用无粘结预应力钢筋束比较经济合理，在多跨连续梁、大荷载的多层工业厂房楼盖体系、大跨度梁类结构中很有发展前途。但预应力筋强度不能充分发挥(一般要降低1020%)，锚具的要求也较高。无粘结预应力起源于50年代的美国，70年代末我国开始研究，80年代初成功地应用于实际工程中。,7.4.1无粘结预应力筋的制作,1.预应力筋无粘结预应力筋一般选用75的高强碳素钢丝组成的钢丝束，也可选用74或75的钢绞线。制作时要求每根通长，中间不能有接头，其制作工艺为：编束放盘刷防腐润滑脂覆裹塑料护套冷却调直成型。,塑料外包层防腐润滑脂钢绞线(或碳素钢丝束)无粘结预应力筋,2.涂料长期保护预应力筋不受腐蚀，减少张拉时的摩阻力。应符合下列要求：在20+70温度范围内不流淌、不开裂、不变脆，并有一定韧性；使用期内化学稳定性高；对周围材料无侵蚀作用；不透水、不吸湿；防腐性能好；润滑性能好，摩擦阻力小。根据上述要求，目前一般选用1号或2号建筑油脂作为无粘结预应力筋的表面涂料。,7.4.1无粘结预应力筋的制作,3.外包层外包层的包裹物必须具有一定的抗拉强度、防渗漏性能。同时还需符合：在使用温度范围内(20+70)低温不脆化，高温化学性能稳定；具有足够的韧性、抗磨性；对周围材料无侵蚀作用；保证预应力束在运输、储存、铺设和浇筑混凝土过程中