城市轨道交通高架桥施工技术课件：预应力混凝土工程

预应力混凝土工程预应力混凝土认知及先张法施工预应力混凝土的概念contents目录预应力混凝土的特点先张法施工设备先张法施工工艺先张法的特点PART1预应力混凝土的概念城市高架桥施工中预应力混凝土的应用比较广泛,本项目主要介绍预应力混凝土的特点、预应力混凝土先张法与后张法施工、预应力梁体的预制等。预应力混凝土的概念在普通钢筋混凝土的结构中,由于混凝土极限拉应变低,在使用荷载作用下,构件中钢筋的应变大大超过了混凝土的极限拉应变。钢筋混凝土构件中的钢筋强度得不到充分利用。所以普通钢筋混凝土结构采用高强度钢筋是不合理的。为了充分利用高强度材料,弥补混凝土与钢筋拉应变之间的差距,人们把预应力运用到钢筋混凝土结构中,即在外荷载作用到构件上之前,预先用某种方法,在构件上(主要在受拉区)施加压力,当构件承受由外荷载产生的拉力时,首先抵消混凝土中已有的预压力,然后随荷载增加,才能使混凝土受拉而后出现裂缝,因而延迟了构件裂缝的出现和展开。预应力混凝土的概念及特点预应力混凝土的特点预应力钢筋混凝土与普通钢筋混凝土相比,有下列优点:①抗裂性和抗渗性好。②耐久性好。因为预应力钢筋混凝土构件,在荷载作用下,不会产生裂缝,钢筋可免受外界有害因素的侵蚀,因而使用寿命长。③结构物的刚度提高。普通混凝土开裂后,刚度受到很大影响,有时会显著降低。预应力钢筋混凝土结构,在使用荷载作用下可避免产生裂缝,因而相对提高了刚度。④节省钢材和混凝土,降低工程造价。在预应力钢筋混凝土结构中,钢筋强度的发挥不再受混凝土应变值过小的约束,可以充分利用高强度钢筋和高强度混凝土,减小构件截面,从而减少钢筋和混凝土的用量,降低工程造价。PART2先张法施工设备先把钢筋放在台座上并按构件设计选用的张拉应力拉紧,然后灌注混凝土,待混凝土达到一定强度并与钢筋牢固黏结后,放松钢筋,钢筋回缩,依靠混凝土与钢筋的黏结力使混凝土得到预压。

工艺过程为:张拉固定钢筋→浇混凝土→养护(至75%强度)→放松钢筋。先张法工艺过程如图3-1所示。先张法施工设备台座先张法施工中对台座的要求包括:有足够的强度、刚度和稳定性;满足生产工艺的需要等。先张法施工中台座的形式包括:(1)墩式台座墩式台座(传力墩、台面、横梁)长度100~150m,适用于中、小型构件。常用类型如图3-2所示。(2)槽式台座槽式(传力柱、上下横梁、砖墙)长45~76m,适于双向预应力构件,易于蒸汽养护,如图3-3所示。(3)钢模台座钢模台座是将构件制作的钢模板做成具有相当刚度的结构,作为预应力筋的锚固支座,将预应力筋直接放在模板上进行张拉。钢模台座如图3-4所示。designcodetestlaunchPlan施工设备常用的锚固夹具有以下几种。锥形夹具:锥形夹具是用来锚固预应力钢丝的。常用的单根钢丝夹具,适用于锚固直径3~5mm的冷拔低碳钢丝和碳素(刻痕)钢丝。既可用于固定端,也可用于张拉端。锥形夹具如图3-5所示。图3-5锥形夹具圆套筒三片式夹具:圆套筒三片式夹具是用于锚固预应力钢筋的,由中间开有圆锥形孔的套筒和3个夹片组成。套筒的内孔呈圆锥形,3个夹片互成120°角,钢筋夹持在3个夹片中心,夹片内槽上有齿纹,以保证钢筋的锚固。这种夹具适用于夹持直径12mm和14mm的单根冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋。圆套筒三片式夹具如图3-6所示。镦头夹具:镦头夹具用于预应力筋固定端锚固。冷拔低碳钢丝可采用冷冲镦粗的方法制作镦头,碳素钢丝宜采用液压冷镦的方法制作镦头,直径小于22mm的钢筋可在焊机上采用电热镦粗的方法制作镦头,大直径的钢筋只能采用热锻方法锻制镦头。镦头夹具如图3-7所示。锚固夹具1.张拉夹具是将预应力筋与张拉机具连接起来,进行预应力张拉的工具。常用的夹具有月牙形夹具、偏心式夹具和楔型夹具等。张拉夹具2.张拉机械包括穿心式千斤顶和电动螺杆。穿心式千斤顶:YC-20型,最大拉力20t、行程200mm,适用于12~20单根钢筋,如图3-8所示。电动螺杆:拉力30~60t、行程800mm,适用于钢筋、钢丝。张拉机械3.先张法施工设备PART3先张法施工工艺及特点工作概述具体工作明细重点工作回顾五项工作概述张拉预应力钢筋先张法施工流程图先张法施工工艺及特点预应力钢筋张拉控制应力的大小直接影响预应力效果,影响到构件的抗裂度和刚度,因而控制应力不能过低。但是,控制应力也不能过高,不允许超过其屈服强度,以使预应力筋处于弹性工作状态,否则会使构件出现裂缝的荷载与破坏荷载很接近,这是很危险的。过大的超张拉会造成反拱过大,预拉区出现裂缝也是不利的。预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。当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力不得超过表3-1的规定。预应力筋张拉程序有以下两种:①0→105%σcon持荷2min→σcon②0→103%σcon以上两种张拉程序是等效的,施工中可根据构件设计标明的张拉力大小、预应力筋与锚具品种、施工速度等选用。预应力筋进行超张拉(103%~105%控制应力)主要是为了减少松弛引起的应力损失值。所谓应力松弛是指钢材在常温高应力作用下,由于塑性变形而使应力随时间延续而降低的现象。这种现象在张拉后的头几分钟内发展得特别快,往后则趋于缓慢。例如,超张拉5%并持荷2min,再回到控制应力,松弛已完成50%以上。张拉控制要点:张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算值的偏差不得超过±6%,否则应停拉;从台座中间向两侧进行(防偏心损坏台座);多根成组张拉,初应力应一致(测力计抽查);拉速平稳,锚固松紧一致,设备缓慢放松;拉完的筋位置偏差≤5mm,且小于或等于构件截面短边的4%;冬季施工张拉时,温度≥-15℃;注意安全:两端严禁站人,敲击楔块不得过猛。混凝土一次浇完,混凝土强度不小于C30;防止较大徐变和收缩:选收缩变形小的水泥,水灰比≤0.5,级配良好,振捣密实(特别是端部);防止碰撞、踩踏钢丝;减少应力损失:非钢模台座生产,采取二次升温养护,(开始温差≤20℃,达10MPa后按正常速度升温)。混凝土浇筑与养护先张法的特点是:张拉钢筋时只需工具锚(锚具作为工具设于台座两端,构件制作后能重复使用)。钢筋依靠预应力与混凝土的黏结力自锚于混凝土中,因此又称“自锚”。先张法的优点是构造简单,节省材料,加工方便,成本便宜。主要用于构件厂生产中、小型构件。先张法特点先张法施工的预应力放张时,预应力混凝土构件的强度必须符合设计要求。设计无要求时,其强度不低于设计的混凝土强度标准值的75%。过早放张预应力会引起较大的预应力损失或使预应力钢丝产生滑动。对于薄板等预应力较低的构件,预应力筋放张时混凝土的强度可适当降低。预应力混凝土构件在预应力筋放张前要对试块进行试压。预应力混凝土构件的预应力筋为钢丝时,放张前,应根据预应力钢丝的应力传递长度,计算出预应力钢丝在混凝土内的回缩值,以检查预应力钢丝与混凝土黏结效果。若实测的回缩值小于计算的回缩值,则预应力钢丝与混凝土的黏结效果满足要求,可进行预应力钢丝的放张。预应力钢筋放松先张法施工工艺及特点谢谢观看EDUCATIONPUBLICCLASSTRAININGCOURSEWAREPPT预应力混凝土后张法施工材料质量要求contents目录预应力钢筋制作与安装预应力混凝土浇筑与养护预应力筋张拉施工孔道灌浆和封锚PART1材料质量要求后张法施工工艺及特点后张法施工工艺:浇筑混凝土结构或构件(留孔)→养护拆模→(达75%强度后)穿筋张拉→固定→孔道灌泥浆→(泥浆达15N/mm2,混凝土达100%后)移动、吊装。后张法的特点是,预应力筋可以直接在构件上张拉,不需要专用台座,现场生产时可避免构件的长途搬运,故后张法适宜在现场制作大型构件,特别是大跨度构件。后张法又是一种极有效的拼装手段,可把在预制厂预制的小型块体运到现场后拼装成整体,是一种比较灵活的张拉方法。后张法的缺点是钢筋两端均须加设工作锚,而工作锚不仅要消耗金属材料,还要求加工精密,同时还由于需要留孔、穿筋、灌浆及在锚具下的预压应力集中处加强配筋等原因,使断面构造和施工操作均比先张法复杂,造价也比先张法高。预应力混凝土用螺纹钢筋(也称精轧螺纹钢筋)是在整根钢筋上轧有不连续的外螺纹的大直径、高强度、高尺寸精度的直条钢筋。该钢筋在任意截面处都可拧上带有内螺纹的连接器进行连接或拧上带螺纹的螺母进行锚固。图3-10所示为精轧螺纹钢筋。用于预应力混凝土结构中的高强精轧螺纹钢筋,其力学性能和表面质量应符合以下规定:精轧螺纹钢筋表面不得有横向裂纹、结疤和机械损伤,钢筋表面允许有不影响力学性能和连接的缺陷。精轧螺纹钢筋的力学性能应符合表3-2的规定。精轧螺纹钢筋应分批进行检验,每批质量不大于100t,对表面质量应逐根目视检查,外观检查合格后在每批中任选两根钢筋截取试件进行拉伸试验。材料质量要求1.精轧螺纹钢筋预应力混凝土结构所采用的钢丝、钢绞线和热处理钢筋等的质量,应符合现行国家标准的规定。预应力钢丝抗拉强度标准值应符合《城市轨道交通桥梁设计规范》(GB/T51234—2017)的要求。预应力钢绞线抗拉强度标准值应符合《城市轨道交通桥梁设计规范》(GB/T51234—2017)的要求。预应力混凝土用钢绞线表面不得带有降低钢绞线与混凝土黏结力的润滑剂、油渍等物质,允许有轻微的浮锈,但不得锈蚀成肉眼可见的麻坑。

钢绞线进场验收时,应从每批钢绞线中任取3盘,并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。每批钢绞线的质量应不大于60t。对大桥等重要工程使用的钢丝、钢绞线,进场时应进行上述检验;对其他桥梁,其预应力钢材的力学性能,可仅进行抗拉强度试验,或由生产厂家提供力学性能试验报告。材料质量要求2.钢丝、钢绞线和热处理钢筋预应力冷拉钢筋表面不得有裂纹和局部颈缩现象,冷拉试验后外观不得有裂纹、鳞落式断裂现象。冷拉低碳钢丝表面不得有裂纹和机械损伤。冷拉钢筋应分批进行检验,每批质量不得大于20t。每批钢筋的级别和直径均应相同。每批钢筋外观经逐根检查合格后,再从任选的两根钢筋上各取一套试件,按照现行国家标准的规定进行拉力试验(屈服强度、抗拉强度、伸长率)和冷弯试验。计算冷拉钢筋的屈服强度和抗拉强度时,采用冷拉前的公称截面面积。冷拔低碳钢丝应逐盘进行抗拉强度、伸长率和弯曲试验。从每盘钢丝上任一端截去不少于500mm后再取两个试样,分别做拉力和180°反复弯曲试验。3.冷拉钢筋和冷拉低碳钢丝预应力筋锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性,能保证充分发挥预应力筋的强度,安全地实现预应力张拉作业,并应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370—2015)的要求。预应力筋用锚具应按设计要求采用。锚具应满足分级张拉、补张拉以及放松预应力的要求。用于后张结构时,锚具或其附件上宜设置压浆孔或排气孔,压浆孔应有足够的截面面积,以保证浆液的畅通。夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和重复使用性能。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。用于后张法的连接器,必须符合锚具的性能要求;用于先张法的连接器,必须符合夹具的性能要求。4.锚具,夹具和连接器材料质量要求在桥梁的某些特殊部位,当设计规定时,可采用符合要求的平滑钢管和高密度聚乙烯管。用作管道的平滑钢管和聚乙烯管,其壁厚不得小于2mm。刚性管道应具有光滑的内壁并可被弯曲成适当的形状而不出现卷曲或被压扁;半刚性管道应是波纹状的金属螺旋管。金属管道宜尽量采用镀锌材料制作。制作半刚性波纹状金属螺旋管的钢带应符合现行有关标准规范的规定,并附有合格证书。钢带厚度应根据管道直径、设置时间(在浇筑混凝土前或后设置钢束)及是否有特殊用途而定,一般情况厚度不宜小于0.3mm。管道的内横截面积至少应是预应力筋净截面积的2.0~2.5倍。如果管道与预应力筋的面积比低于给定的极限,则应通过试验验证其可以进行正常压浆作业。对于超长钢束的管道,亦应通过试验来确定其面积比。制孔采用胶管抽芯法时,胶管内应插入芯棒或充以压力水,以增加刚度;采用钢管抽芯法时,钢管表面应光滑,焊接接头应平顺。抽芯时间应通过试验确定,以混凝土抗压强度达到0.4~0.8MPa时为宜,抽拔时不应损伤结构混凝土。抽芯后,应用通孔器或压气、压水等方法对孔道进行检查,如发现孔道堵塞、有残留物或与邻孔有串通,应及时处理。采用胶管或钢管抽芯法制孔时,抽管时间应根据水泥品种、水灰比、气温和养护方法等条件,通过试验确定。抽管以能顺利抽出来且孔道不坍塌为原则,故抽管应在混凝土初凝后终凝前进行。金属螺旋管进场时,除应按出厂合格证和质量保证书核对其类别、型号、规格及数量外,还应对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏等进行检验。工地自行加工制作的管道亦应进行上述检验。其检验方法可参照现行《预应力混凝土用金属波纹管》(JG-225—2007)的规定执行。材料质量要求5.管道PART2预应力钢筋制作与安装预应力钢筋制作（钢筋接头处理）①冷拉钢筋的接头,应在钢筋冷拉前采用一次闪光顶锻法进行对焊,对焊后还应进行热处理,以提高焊接质量。②预应力钢筋有对焊接头时,除非设计另有规定,宜将接头设置在受力较小处,在结构受拉区及在相当于预应力筋直径30倍长度的区段(不小于500mm)范围内,对焊接头的预应力筋截面面积不得超过该区段预应力筋总截面面积的25%。③冷拉钢筋采用螺钉端杆锚具时,应在冷拉前焊接螺钉端杆,并应在冷拉时将螺母置于端杆端部。④预应力筋镦头锚固时,对于高强钢丝,宜采用液压冷镦;对于冷拔低碳钢丝,可采用冷冲镦粗;对于钢筋,宜采用电热镦粗,但HRB500级钢筋镦粗后应进行电热处理。冷拉钢筋端头的镦粗及热处理工作,应在钢筋冷拉之前进行,否则应对镦头逐个进行张拉检查,检查时的控制应力应不小于钢筋冷拉的控制应力。预应力钢筋制作与安装无黏结预应力钢筋制作无黏结预应力钢筋的制作是无黏结后张预应力混凝土施工中的主要工序。无黏结筋一般由钢丝、钢绞线等柔性较好的预应力钢材制作,当用电热法张拉时,亦可用冷拉钢筋制作。无黏结预应力筋的制作,一般采用挤压涂层工艺和缠纸工艺两种。预应力钢筋制作预应力钢筋下料长度应通过计算确定,计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚具长度、千斤顶长度、焊接接头或镦头预留量,冷拉伸长量、弹性回缩量、张拉伸长值和外露长度等因素。

高强钢丝、钢绞线、冷拉钢筋的切断工具宜采用切断机或砂轮切割机等,不宜采用氧气切割机,更不得使用电弧焊机切断。钢丝束两端采用镦头锚具时,同一束中各根钢丝下料长度的相对差值,当钢丝束长度小于或等于20m时,不宜大于1/3000;当钢丝束长度大于20m时,不宜大于1/5000,且不大于5mm。长度不大于6m的先张构件,当钢丝成组张拉时,同组钢丝下料长度的相对差值不得大于2mm。构件预留孔道的直径、长度、形状,由设计确定,如无规定时,孔道直径应比预应力钢筋直径的对焊接头处外径或需穿过孔道的锚具或连接器的外径大10~15mm;对钢丝或钢绞线孔道的直径应比预应力束外径或锚具外径大5~10mm,且孔道面积应大于预应力筋的两倍以利于预应力筋穿入,孔道之间净距和孔道至构件边缘的净距均不应小于25mm。

曲线孔道留设:现浇整体预应力框架结构中,通常配置曲线预应力筋,因此在框架梁施工中必须留设曲线孔道。曲线孔道可采用白铁管或波形白铁管留孔,曲线白铁管的制作应在平直的工作台上借助于模具定位,利用液压弯管机进行弯曲成形,其弯曲2mm的坐标按预应力钢筋曲线方程计算确定,弯制成形后的坐标误差应控制在2mm以内。①孔道预留管芯材料可采用钢管、胶管(帆布橡胶管或钢丝胶管)、镀锌双波纹金属软管(简称波纹管)、黑铁皮管、薄钢管等。钢管管芯适用于直线孔道;胶管适用于直线、曲线或折线形孔道;波纹管(黑铁皮管或薄钢管)埋入混凝土构件内,不用抽芯,为一种新工艺,适于跨度大、配筋密的构件孔道。

橡胶管抽芯法不仅可以留设直线孔道,也可以留设曲线孔道,胶管弹性好,便于弯曲,一般有5层或7层帆布胶管和钢丝网橡胶管两种,工程实践中通常用前一端密封,另一端接阀门充水或充气。橡胶管具有一定弹性,在拉力作用下,其断面能缩小,故在混凝土初凝后即可把橡胶管抽拔出来。夹布胶管质软,必须在管内充气或充水。在浇筑混凝土前,橡胶管中充入压力为0.6~0.8MPa的压缩空气或压力水,此时橡胶管直径可增大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,橡胶管孔径变小,并与混凝土脱离,随机抽出胶管,形成孔道。抽管顺序一般应为先上后下,先曲后直。

钢管抽芯这种方法大都用于留设直线孔道时,预先将钢管埋设在模板内的孔道位置处。钢管要平直,表面要光滑,每根长度最好不超过15m,钢管两端应各伸出构件约500mm。较长的构件可采用两根钢管,中间用套管连接。在混凝土浇筑过程中和混凝土初凝后,每间隔一定时间慢慢转动钢管粘牢,等到混凝土终凝前抽出钢管。抽管过早,会造成塌孔事故;抽管太晚,则混凝土与钢管黏结牢固,抽管困难。常温下抽管时间,在混凝土浇灌后3~6h。抽管顺序宜先上后下,抽管可采用人工或用卷扬机,速度必须均匀,边抽边转,与孔道保持直线。抽管后应及时检查孔道情况,做好孔道清理工作。

预埋管法,这种孔道成形方法一般用于采用钢丝或钢绞线作为预应力筋的大型构件或结构中,可直接把下好料的钢丝、钢绞线在孔道成型前就穿入波纹管中,这样可以省掉穿束工序,亦可待孔道成形后再进行穿束。

对连续结构中呈波浪状布置的曲线束,且高差较大时,应在孔道的每个峰顶处设置泌水孔;起伏较大的曲线孔道,应在弯曲的低点处设置泌水孔;对于较长的直线孔道,应每隔12~15m设置排气孔。泌水孔、排气孔必要时可考虑作为灌浆孔用。波纹管的连接可采用大一号的同型波纹管,接头管的长度为200~250mm,以密封胶带封口。②管芯埋设和抽管预应力钢筋制作与安装预应力钢筋安装预应力钢筋铺设原则:预应力钢筋的铺设布置应按施工图上的根数多少确定间距,进行布筋。应严格按设计要求的曲线形状就位,并固定牢固。

预应力钢筋铺设要求:施工过程中应防止电火花损伤预应力钢筋,对有损伤的预应力钢筋应予以更换。先张法预应力施工时,应选用非油脂性的模板隔离剂,在铺设预应力钢筋时,严禁隔离剂沾污预应力钢筋。在后张法施工中,对于浇筑混凝土前穿入孔道的预应力钢筋,应有防锈措施。无黏结预应力钢筋的护套应完整,局部破损处采用防水塑料胶带缠绕紧密并修补好。③预应力钢筋铺设波纹管可用钢筋支架(间距为600mm)焊在箍筋肢上,箍筋下一定要把保护层垫块垫实、垫牢。波纹管放下就位后,其上用短钢筋再将管绑扎在箍筋肢上,以防止浇混凝土时将管子浮起(先穿入预应力筋的情况稍好)而造成质量事故。

取样进行检验,试验要满足两个基本要求:一是在外力作用下有抵抗变形的能力;二是在混凝土浇筑过程中,水泥浆不会渗入管内。波纹管要逐根进行检验,表面不得有砂眼,咬口必须牢固,不得有松散现象。现场简便方法是两人用手将波纹管提起,上下晃动,不松散也没有“咔咔”的响声,说明波纹管咬口牢固。波纹管表面要清洁,不得有杂质、锈蚀现象。④波形管安装预应力钢筋制作与安装预应力钢筋安装PART3预应力混凝土浇筑与养护混凝土浇筑浇筑混凝土时,宜采用插入式、附着式或平板式振捣器振捣。锚固端及钢筋密集处应加强振捣,并应符合下列要求:对先张构件,钢筋张拉后应立即浇筑混凝土,若未能立即浇筑混凝土时,则在混凝土浇筑前应重新进行张拉,达到控制应力后,方允许浇筑混凝土。对后张构件,则应采取措施防止振捣棒碰撞成孔管道和张拉端的预埋件,浇筑中应经常检查管道与预埋件位置,如有错位应及时纠正。

振捣时应避免振捣棒碰撞预应力钢筋。预应力混凝土浇筑与养护混凝土养护完达到初凝后应立即进行养护。采取蒸汽养护时,应符合下列规定:对于先张构件应按设计给定的允许控制温差(即低温养护时的温度与张拉钢筋时温度之差)进行养护。采用粗钢筋的构件,当混凝土强度养护至7.5MPa以上时采用钢丝、钢绞线的构件,当混凝土强度养护至10MPa以上时,方可按一般构件蒸养规定进行。

对于后张法,养护温度应恒温控制在60℃以下。PART4预应力筋张拉施工预应力筋的张拉是制作预应力构件的关键,必须按规范及有关规定精心施工。张拉时构件或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。块体拼装的预应力构件,立缝处混凝土或砂浆强度如设计无规定时,不应低于块体混凝土设计强度等级的40%,且不得低于15MPa,以防止在张拉预应力筋时,压裂混凝土块体或使混凝土产生过大的弹性压缩。1.混凝土张拉强度预应力张拉控制应力应符合设计要求,且其最大张拉控制应力不能超过设计规定。其中后张法控制应力值低于先张法,这是因为后张法构件在张拉钢筋的同时,混凝土已受到弹性压缩,张拉力可以进一步补足;而先张法构件,是在预应力筋放松后,混凝土才受到弹性压缩,这时张拉力无法补足,此外,对于混凝土的收缩、徐变引起的预应力损失,后张法也比先张法小。为了减少预应力钢筋的松弛损失等,与先张法一样采用超张拉法,其张拉程序为2.张拉控制应力及张拉程序预应力筋张拉施工后张法是先浇筑混凝土构件,预留孔道,待混凝土达到一定强度后,在孔道内穿入预应力钢筋,进行张拉并锚固。在构件或块体上直接张拉预应力钢筋,不需要专门的台座。大型构件可分件制作,运到现场利用预应力钢筋连成整体。后张法灵活性大,现已逐渐从单个预应力构件发展到整体预应力结构。图3-16所示为后张构件张拉。选择合理的张拉顺序是保证质量的重要一环。当构件或结构有多根预应力筋(束)时,应采用分批张拉,此时按设计规定进行,如设计无规定或受设备限制必须改变时,则应经核算确定。张拉时宜对称进行,避免引起偏心。在进行预应力钢筋张拉时,可采用一端张拉法,亦可采用两端同时张拉法。当采用一端张拉时,为了克服孔道摩擦力的影响,使预应力钢筋的应力得以均匀传递,可以反复张拉2~3次,以达到较好的效果。采用分批张拉时,应考虑后批张拉预应力钢筋所产生的混凝土弹性压缩对先批预应力钢筋的影响,即应在先批张拉的预应力钢筋中增加张拉应力值。

张拉平卧重叠浇筑的构件时,宜先上后下逐层进行张拉,为了减少上下层构件之间的摩阻力引起的预应力损失,可采用逐层加大张拉力的方法。但底层张拉力值对于碳素钢丝、钢绞线和热处理钢筋而言,不宜比顶层张拉力大5%;对于冷拉HRB335、HRB400级钢筋,不宜比顶层张拉力大9%,但也不得大于预应力钢筋的最大超张拉力的规定。若构件之间隔离层的隔离效果较好,如用砖作为隔离层时,大部分砖应在张拉预应力筋时取出,仅有局部的支承点,构件之间基本上架空,也可自上而下采用同一张拉力值。3.张拉顺序①预留孔道必须畅通,如有漏浆及堵塞的情况应清除干净,同时清理干净喇叭口垫板内的污泥、灰浆,使喇叭口垫板表面无任何杂物。管道在进入喇叭口垫板的接口前,应有约1.5m的直线段。

②钢绞线穿束时,可采用逐根(用人工穿或用穿束机)穿入单线进入孔道的方法,也可以采用整束同时穿进(用卷扬机牵引)的方法。采用第一种方法时,穿束前钢绞线头上应套上—个“导向帽”;采用后一种方法时,可使用专用的“穿束牵引网套”或特制牵引头,用卷扬机牵引,此时应沿钢丝束长度方向,每隔1.5m用钢丝绑扎一道。圆筒用0.5mm钢板卷制,前面导向辊为ϕ5高强钢丝,端头圆形,全部焊制并打磨光滑。4.群锚后张施工预应力筋张拉施工①无黏结筋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。②无黏结预应力筋宜采用钢丝、钢绞线等预应力钢材制作。无黏结预应力钢绞线质量要求应符合《无黏结预应力钢绞线》(JG/T161—2016)标准的规定。③无黏结筋所用钢绞线和钢丝不应有死弯,当有死弯时必须切断。每一根钢丝均应通长,严禁有接头。其外包层材料应采用聚乙烯或聚丙烯,严禁使用聚氯乙烯。④制作单根无黏结筋时,宜优先选用防腐油酯作涂料层,塑料外包层宜采用塑料注塑成形。防腐油酯应充足饱满,外包层应松紧适度。制作成束无黏结筋可用防腐沥青或防腐油酯作为涂料层。当使用防腐沥青时,应用密缠塑料带作外包层,塑料带各圈之间的搭接宽度应不小于带宽的1/2,缠绕层数不应小于4层。⑤铺设无黏结筋所用锚具的性能应符合I类锚具的规定。铺设无黏结筋时,无黏结筋的曲率可垫铁马凳控制。其高度应根据设计要求的无黏结筋曲率确定,铁马凳的间隔不宜大于2m,并应用铁丝与无黏结筋扎牢。⑥铺设双向配筋的无黏结筋时,应先铺设标高低的无黏结筋,再铺设标高较高的无黏结筋。避免两个方向的无黏结筋相互穿插编结。⑦无黏结筋的张拉施工应符合有关规定。张拉过程中,当有个别钢丝发生滑脱或断裂时,经设计同意可相应降低张拉力,但滑脱或断裂的数量不应超过一截或无黏结预应力筋总量的2%。⑧无黏结筋的锚固区,必须有严格的密封防护措施,严防水蒸气进入并锈蚀预应力筋。对外露的预应力筋应分散弯折后浇筑在封端混凝土内。无黏结筋及端头锚固区的防护措施,应符合有关规定。预应力筋张拉施工5.无黏结预应力张拉法施工PART5孔道灌浆和封锚在孔道两端各安装压浆嘴一个,先检查阀门是否阻塞,然后对压浆设备进行安装检查。打开两端压浆嘴阀门,由一端压入水泥浆,当另一端压浆嘴或排气孔流出清水,出稀浆再出浓浆时关闭出浆口阀门,或卡死排气孔,再继续加大压力压浆,则水泥浆在孔道内压力上升。当水泥浆压力升至0.6~0.7MPa时,保持此压力停浆1min后,关闭进浆口阀门,使水泥浆在此压力状态下凝结30min以上,待灰浆充分沉淀后,进行二次压浆。

二次压浆时,打开原压浆入口,自另一端孔道入口进行二次压浆,待原压浆入口同样溢出浓浆时为止,封闭该端压浆孔,待压力升至0.6~0.7MPa时,封闭二次压浆的进浆口。灌浆孔应设有逆止阀,以便使灰浆保持0.6~0.7MPa压力,灌浆后1h以上,方可打开灌浆孔,并用浓浆抹平抹严。输浆管最长不得超过40m,长于30m时,应提高压力0.1~0.2MPa。灌浆前冲洗管道时,如发现有串孔情况,则几条互相串通的孔道应同时进行灌浆,其程序仍如上所述。1.灌浆程序及操作方法①必须在封锚水泥砂浆达到10MPa以上时,方能进行灌浆工序。②一个构件有若干个预应力孔道时,灌浆的顺序应先下后上。③对后张预应力悬臂拼装结构,管道串孔情况可能较多,整个构件应在几小时内按上述要求程序,同时连续灌完,不得停顿。④灌浆孔道若无串孔情况,则各孔道灌浆时,应一气呵成。如因故障使灌浆工作中断,而估计停顿时间超过30min,则须用清水将已灌入孔道内的水泥浆全部冲去,然后再重新灌浆。⑤构件灌浆后的48h内,必须保证构件温度不低于5℃。如气温过低,则应采取保温措施。⑥每班应制作7.07cm立方体标准试件三组,一组用作标养,另两组随梁同条件养护,在试件达到20MPa时,方可移动构件。⑦压浆工人须戴防护眼镜,以免浆喷出时伤眼。2.灌浆注意事项在孔道灌浆工序完成后,应立即进行封头混凝土浇筑工序。支模前应将锚头上的灰浆清除干净,并将构件端面混凝土表面凿毛,按设计要求绑扎封锚处钢筋,支模板及浇筑封头混凝土。3.封头混凝土孔道灌浆和封锚谢谢观看EDUCATIONPUBLICCLASSTRAININGCOURSEWAREPPT预应力混凝土梁预制目录CONTENTS1.预制场地布置3.钢筋工程5.预埋件7.预应力张拉，孔道压浆，封端9.混凝土工程缺陷及处理2.底模，侧模和内模4.预应力体系6.混凝土的浇筑和养护8.梁体的运输，存放01预制场地布置在桥梁施工结构中,广泛使用预应力混凝土梁。提高技术人员的技术水平、加强现场管理是提高预应力混凝土梁质量的重要手段。预应力混凝土梁的预制施工包含预制场地的选择和建设,模板设计、制造和安装,钢筋绑扎,预应力体系的安装,预埋件的正确埋设,混凝土的拌制、输送和浇筑,混凝土的养护,预应力孔道的压浆与封锚,预制梁体的运输、存放等。①预制场地宜处于硬地基区域以减少基础处理工作量②场地的面积能满足需要,具有适当的扩建条件。③具有良好的预制梁体出运条件。④具有良好的材料运输、设备采购、员工生活等条件。⑤具有良好的水电供应、交通、通信条件。⑥受气候影响小,生产条件好。⑦具有良好的社会治安状况。⑧预制的综合成本低。1.选择预制梁施工场地的基本原则2.预制场地设施预制场地布置预制场地设施包括预制台座、存梁台座、模板维修场地、钢筋加工绑扎场地、预应力体系加工存放场地、混凝土工厂及砂石料场、水泥库房、养护设备、起重设备、电力及给排水设施等。图3-17所示为预制场地布置。02底模，侧模和内模模板的设计、制造、安装质量直接影响预制梁体的生产效率和产品质量。模板设计时应考虑预拱度及梁体张拉后的收缩量;模板应具有足够的刚度、合适的分块尺寸和质量,应能够快捷地安装和拆除;对于交角小于90°的部位,宜设置小圆弧,降低在拆模、移动、存放等过程中损坏梁体混凝土的可能性;宜选用相对不易锈蚀的冷轧钢板制作钢模板,厚度一般为6~10mm。模板制造时倒角应圆顺,棱角应顺直,不致在拆除模板时造成混凝土的损伤;钢模板制造时,应选择适当的电流防止模板产生明显的变形;模板表面应平整,没有锈斑和污渍;模板液压部件应活动灵敏,不漏油;使用胶合板制作模板时,应加强切面的防护,防止受潮变形。模板安装时应保证模板的尺寸,不应产生明显的错台,模板应连接牢固,防止跑模及接缝出现漏浆。

台座设计中应考虑预应力张拉后支点反力以及支点距离的变化,台座基础应适当处理,保持排水通畅,防止出现沉降。图3-18、图3-19和图3-20所示为外模、内模、底模施工。底模，侧模和内模03钢筋工程钢筋施工可以采用就地绑扎或预制吊装的方法进行。就地绑扎的方法降低了预制台座的利用率,需要较多的预制台座;预制吊装的方法钢筋就位速度快,可缩短梁体预制周期,提高预制台座的利用率。施工方法根据钢筋布置细节、起重能力、场地条件等确定。

钢筋的材质、型号、存放、下料、加工尺寸、除锈等应满足设计要求和施工规范要求:钢筋骨架应具有足够的整体性,具有符合要求的保护层厚度;为防止扎丝锈蚀后形成锈蚀通道,扎丝头部应背向模板;应及时修复环氧涂层钢筋损伤部位;钢筋的焊接、搭接、螺纹连接应符合规范要求。图3-21所示为钢筋绑扎工程。钢筋工程4-5预应力体系及预埋件预应力体系是预应力混凝土结构最重要的组成部分。预应力钢筋主要形式有:钢绞线、钢丝、精轧螺纹钢筋。钢绞线使用的锚具为夹片锚、挤压锚等,钢丝使用的锚具为锥形锚、镦头锚等,精轧螺纹钢筋使用的锚具为螺母等。后张预应力管道的主要形式有:抽拔胶管、镀锌铁皮波纹管、塑料波纹管、高频焊管。不同管道的设计参数不同,应按照设计布置管道;不应采用波纹管道作为精轧螺纹钢筋的管道,以免产生过大的管道摩阻力。由于在松顶时夹片锚产生6mm左右的回缩,减少了有效预应力值,长度较短的预应力钢筋一般不采用夹片锚。形成管道的预埋件应具有足够的刚度和抗拉强度,应准确预埋、有效定位预应力管道,定位网的布置应满足要求,管道内宜布设支撑管件,避免在混凝土浇筑过程中形成波浪形管道而增加管道摩阻力,在管道安装、钢筋骨架吊装、混凝土浇筑等工序中不应损伤管道。应严格控制喇叭口安装精度,使预应力钢筋在喇叭口处不产生折角。施工前对预应力体系中的部件应进行有效的检验。预应力张拉作业中,油管应连接牢固,作业人员不可站在千斤顶正前方,防止断丝等造成人员的伤害,应规范操作,注意安全。预应力体系及预埋件预应力体系预埋件梁体内设置有支座、水电支架、照明系统、通信系统、警示标志系统、防雷击系统、施工辅助设施等预埋件。由于浇筑混凝土后再增设预埋件将局部破坏混凝土,影响梁体的质量或外观,应在混凝土浇筑前通过填写检查表格落实预埋件。应有效定位预埋件,防止预埋件在混凝土浇筑过程中发生移位、损坏等。06混凝土的浇筑和养护混凝土的养护方法主要有保湿保温养护、蒸汽养护、喷洒养护液养护等。采用浇水养护时应注意水资源的循环利用,环境温度低于5℃时不能采用浇水养护;采用蒸汽养护时应注意蒸汽管的布置、出汽口的朝向、温度场的均匀性,应注意混凝土静养时间、升温速度及温度、恒温温度及养护时间、降温速度及温度、脱模温差的控制等;采用喷洒养护液养护时应注意养护液喷洒的均匀性、密度等,选用的养护液应不影响混凝土的外观。混凝土的养护如图3-22所示。混凝土的浇筑和养护01对混凝土的浇筑要求02混凝土的养护方法根据混凝土的浇筑工艺要求确定混凝土产量。混凝土的产量应满足在下一层混凝土初凝前浇筑上一层混凝土的要求,混凝土分层厚度一般为30~40cm,振捣混凝土时振捣器应插入下一层混凝土10cm左右,以保证混凝土结合面的质量。浇筑混凝土过程中,除保证振捣质量外,更应注意不要损伤预埋部件。

及时进行混凝土表面的二次收浆是保证混凝土表面不产生龟裂的重要手段,必须安排足够的人力以保证二次收浆能及时进行、按时完成。07预应力张拉，孔道压浆，封端孔道的压浆和封端质量直接影响预应力混凝土结构的耐久性。孔道压浆工艺主要有常规孔道压浆和真空孔道压浆。常规孔道压浆的压力为0.6~0.7MPa。在真空压浆中,增加管道的抽真空设备,使管道内的空气产生-0.6~-0.7MPa的压力。真空压浆可以使管道内的浆体更加密实,更有效地保护预应力钢筋。水泥浆应具有良好的性能,封锚应有效。预应力张拉如图3-23所示,预应力钢筋切割如图3-24所示,真空泵注浆如图3-25所示。

封端混凝土应振捣密实,并应加强封端混凝土的养护。封端混凝土与梁体混凝土接触表面宜涂刷防水涂料以防止混凝土收缩裂纹成为锈蚀通道。压浆与封端如图3-26所示。预应力张拉，孔道压浆，封端08梁体的运输，存放梁体质量较大,应切实保证移梁设备的性能。移梁设备应具有适当的保险、预警功能,应加强移梁设备的日常检修和维护。在条件许可的情况下,宜采用三点支撑方式存放预应力混凝土箱型节段,这种节段的长度一般在3~5m。预应力混凝土预制箱型梁的长度一般在16~40m,采用三点支撑方式将增加成本。在采用四点支撑方式的情况下,由于预应力混凝土箱形梁抗扭强度一般较弱,应特别注意支撑点的标高差异及不均匀沉降的问