第八章预应力混凝土工程.ppt

1、第 八 章 预应力混凝土工程,第二节 后张法施工,后张法定义：先制作构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到规定的强度（一般不低于设计强度标准值的75%) 后，在预留孔道中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，依靠构件端部的锚具将预压应力筋的预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力；最后在孔道中灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体(图8-22)。,主要工艺流程：浇筑混凝土构件(留孔)养护拆模 (达75%强度后)穿预应力钢筋张拉钢筋并用锚具锚固孔道灌浆(图8-23)。 适用于：现场制作大型构件，预制构件拼装的手段。,特点： 混凝土的弹性压缩对预应力

2、值的建立无直接影响； 锚具不能重复使用，成本高； 工艺比较复杂(构件制作、留孔、穿筋、张拉、灌浆)； 可拼装预制构件(现场拼装)。,一、锚具、预应力筋和张拉设备,后张法施工常用的预应力筋有单根粗钢筋、钢筋束(钢绞线束)、钢丝束等。这三种钢筋分别适用不同体系的锚具，钢筋的制作工艺也因锚具的不同而有所差异。,1、锚具 张拉端：螺纹(丝)端杆锚具。 固定端：帮条锚具或墩头锚具。 （1）螺纹(丝)端杆锚具 组成：螺丝端杆、螺母、垫板(图8-24)。 （2）帮条锚具 组成：帮条、衬板(图8-25)。 （3）镦头锚具 直接在钢筋端部用热镦、冷镦锻打成型。,（一）用单根粗钢筋作预应力筋,2、预应力筋的制作,

3、单根粗钢筋预应力筋的制作包括配料、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。,3、张拉设备 YL-60型拉杆式千斤顶常用于张拉带有螺纹端杆锚具的预应力钢筋(图8-26) 。 YC-60型、YC-18型穿心式千斤顶改装后也可用于张拉带有螺纹端杆锚具的单根粗钢筋预应力筋。,（二）预应力钢筋束和钢绞线束,钢筋束采用： 12，36根 钢绞线束采用： 36根，7 5,1、锚具 （1）JM型锚具 由锚环和夹片组成，既可作张拉端锚具，又可作固定端锚具(图8-27)。,图8-28 多孔夹片锚固体系,1-钢绞线 2-金属螺旋管 3-带预埋板的喇叭管 4-锚板 5-夹片 6-

4、灌浆孔,（2）多孔夹片锚固体系 主要型号有：XM型、QM型、OVM型、BS型等(图8-28)。,（3）XM型和QM型锚具 是新型锚具，由锚板和夹片组成。利用楔形夹片，将每根钢绞线独立地锚固在带有锥形的锚环上，形成一个独立的锚固单元。任何一根钢绞线的锚固失效都不会引起整束钢绞线锚固失效。 XM型锚具的夹片为斜开缝，XM型锚具既可作为工作锚，又可兼作工具锚(图8-29)。 QM型锚具的锚孔是直的，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等。 XM锚具适用于锚固337根直径15mm的钢绞线束，,也用于锚固钢丝束。 QM锚具适用于锚固431根直径12mm或319根直径15mm的

5、钢绞线。,2、预应力筋的制作 钢筋束(钢绞线束)所用钢筋是成圆盘供应，一 般不需对焊。预应力筋的制作包括开盘冷拉(预拉)、 下料、编束等工序。 预应力钢筋束下料应在冷拉后进行。当采用镦头 锚具时，则应增加镦头工序。 钢筋束和钢丝束的下料长度L应等于构件孔道长度 加上两端为张拉、锚固所需的外露长度。,3、张拉设备 使用JM型锚具、XM型锚具和QM型锚具锚固时，可采用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，可组装成拉杆式和锥锚式两种张拉装置，张拉带有螺杆式、镦头式和锥销式锚具或夹具的预应力筋(图8-30)。,切断钢筋束(钢绞线束)时，对热

6、处理钢筋、冷 拉级钢筋及钢绞线，宜采用切断机或砂轮锯切断， 不得采用电弧切割。,（三）钢丝束预应力筋 1、锚具 钢丝束用做预应力筋时，由几根到几十根直径 35mm的平行碳素钢丝组成。固定端采用钢丝束镦 头锚具，张拉端锚具可采用钢质锥形锚具、锥形螺杆 锚具、XM型锚具。 （1）钢质锥形锚具 用于锚固以锥锚式双作用千斤顶张拉的钢丝束，适 用于锚固6、12、18或24根直径35mm的钢丝束(图8- 31)。 （2）锥形螺杆锚具,1-锚环2-锚塞,图8-31 钢质锥形锚具,1-螺母 2-锥形螺杆 3-套筒 4-预应力钢丝,图8-32 锥形螺杆锚具,用于锚固1428根直径为35mm的钢丝束(图8-32)

7、。,（3）钢丝束镦头锚具 用于锚固1254根直径为35mm的碳素钢丝的钢丝束。分为A型与B型两种，A型由锚杯与螺母组成，用于张拉端。B型为锚板，用于固定端(图8-33)。,(a)-A型锚具(b)-B型锚具1-工具拉杆2-工具螺母3-螺母 4-锚环5-钢丝镦头6-预应力钢丝7-锚板,图8-33 钢丝束镦头锚具,2、钢丝束制作 钢丝束制作一般需经调直、下料、编束和安装锚具 等工序。 两种下料方法,1-钢丝 2-切断器刀口 3-木板 4-10黑铁管 5-角铁挡头,图8-34 钢管限位法下料,编束目的是为了保证钢丝束两端钢丝的排列顺序一 致，防止穿束与张拉时钢筋扭结。 编束要求：采用镦头锚具时，将内圈

8、和外圈钢丝分 别用铁丝按次序编排成片，然后将内圈放在外圈内绑 扎成钢丝束。,1-钢丝2-铅丝3-衬圈,图8-35钢丝束编束示意图,3、钢丝束的张拉设备 锥形螺杆锚具用YL60型千斤顶张拉， 钢丝束镦头锚具用YC型或YL型千斤顶张拉， 钢质锥形锚具用YZ型锥锚式双作用千斤顶张拉(图8-36)。,二、后张法施工工艺,后张法施工工艺与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。,(一）孔道留设 构件中留设孔道主要为穿预应力钢筋（束）及张拉锚固后灌浆用。预留孔道形状有直线、曲线和折线形三种。,孔道留设的基本要求： 孔道直径应保证预应力筋（束）能顺利穿过； 孔道内径应比预应力筋外径或需穿过

9、孔道的锚具外径大1015mm(粗钢筋)或5l0mm(钢丝束或钢绞线束)；且孔道面积应大于预应力筋面积的2倍。 孔道尺寸、位置应正确，孔道要平顺、接头不漏浆、端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线。 在设计规定位置上留设灌浆孔，在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。,（1）钢管抽芯法 方法 在需留设孔道处预埋钢管，在混凝土浇筑、养护中定期慢转钢管，使之不与混凝土粘结，待混凝土初凝后，终凝前抽出钢管，形成孔道。 钢管施工时应注意的问题 钢管应平直，光滑，用前应除锈，刷油，用钢筋井字架固定(图8-37)；每根长度小于15米，每端伸出500mm，以便于旋转、抽管；

10、两根接长，中间用木塞及套管连接(图8-38)；浇混凝土后每1015分钟转动一次。,抽管时间 抽管时间与水泥品种、浇筑气温和养护条件有关。一般在初凝后终凝前，手指按压混凝土不粘浆又无明显印痕时，则可抽管。常温下，一般 36小时即可抽管。 抽管难早：坍孔； 抽管晚：抽管难，抽不出来。 抽管顺序和方法 先上后下，边抽边转，速度均匀，与孔道保持在同一直线。 在留设孔道的同时还要在规定位置上留设灌浆孔和排气孔。,（2）胶管抽芯法 采用57层帆布夹层，壁厚67mm的普通橡胶管。 方法： 在孔道留设处，安放胶管(胶管一端密封，另一端接上阀门，充气或水)，浇筑混凝土，养护，待混凝土初凝后、终凝前，将胶管阀门打

11、开放水(或放气)降压，胶管回缩与混凝土自行脱落，形成孔道。一般按先上后下、先曲后直的顺序将胶管抽出。,胶管留孔时应注意的问题 长度 2030米以内整根管，一端抽出。较长时在中间用铁皮套管接长，接头处应防漏气、漏水。固定胶管位置可用钢筋井字架。 抽管时间 比钢管略迟。 抽管顺序和方法 先上后下，先曲后直。 胶管抽芯法的灌浆孔和排气孔的留设方法同钢管抽芯法。,（3）预埋波纹管法 方法 波纹管直接埋设在需留设孔道处，不再抽出，省去抽管工序，形状易保证。 波纹管施工时应注意的问题 事先在侧模上划线，以波纹管底为准按弹线布管。使用前应作灌水试验，检查有无渗漏；波纹管的连接可采用大一号的同型波纹管，接头管

12、的长度为200mm，其两端用塑料热塑管或密封胶带封口；固定用钢筋卡子，并用铁丝绑牢；避免反复弯曲(图8-39)。, 灌浆孔与波纹管的连接 在波纹管上开洞，其上覆盖海绵垫片与带嘴的塑料弧形压板，并用铁丝扎牢，再用塑料管插在嘴上，并将其引出梁顶面500mm(图8-40) 。 预埋波纹管法的排气孔的留设方法同钢管抽芯法。,2、预应力筋的张拉,（1）张拉前的准备工作 主要是对构件的强度、几何尺寸和孔道畅通情况进行检查、效验张拉设备等。张拉前，构件的混凝土强度应符合设计要求，如设计无要求时，混凝土强度不应低于设计强度等级的75。 （2）预应力筋穿束 钢丝束整束穿 钢绞线束整束穿或单根穿 成束的预应力筋将

13、一头对齐，按顺序编号套在穿束器上。,（3）预应力筋的张拉方法 张拉顺序 多根预应力筋应同时张拉，不能同时张拉时，应 采取分批分阶段对称地进行。分批张拉的顺序应使混 凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变 位，同时应减少张拉设备的移动次数。 图8-41所示是预应力混凝土屋架下弦预应力筋张 拉顺序。 图8-42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。 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。, 预应力筋的张拉方法,对于抽芯成形孔道，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，可一端张拉

14、，但张拉端宜分别设置 在构件两端。 预埋波纹管孔道，曲线预应力筋和长度大于30m的 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。 同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时，张拉端 宜分别设置在构件的两端，当两端同时张拉同一根预应 力筋时，为减少预应力损失，施工时宜采用先张拉一端 锚固后，再在另一端补足张拉力后进行锚固。, 张拉安全事项 在张拉构件的两端应设置保护装置，如用麻袋、草包装土筑成土墙，以防止螺帽滑脱、钢筋断裂飞出伤人； 在张拉操作中，预应力筋的两端严禁站人，操作人员应在侧面工作。, 预应力筋张拉程序 预应力筋的张拉程序，主要根据构件类型、张锚体系、松弛损失

15、取值等因素来确定。 用超张拉方法减少预应力筋的松弛损失时，预应力筋的张拉程序宜为： 如果预应力筋张拉吨位不大，根数很多，而设计中又要求采取超张拉以减少应力松弛损失时，其张拉程序可为：,3、孔道灌浆,预应力筋张拉后，应尽快地用灰浆泵将水泥浆压 灌到预应力孔道中去。 （1）目的：保护预应力筋，防锈；使预应力筋与混凝土 结构形成整体。 （2）灌浆材料： 一般用水泥浆，孔道空隙较大时用水 泥砂浆。 材料要求：水泥32.5级普硅；水泥浆强度30MPa； 水灰比0.4左右，不得大于0.45 ；泌水率：拌后三小时 宜2%，最大3%；可掺无腐蚀性外加剂：铝粉(水泥 重的0.51/万)、木钙(0.25%)等。,

16、（3）灌浆要求： 尽早进行； 灌浆前，用压力水冲洗和湿润孔道； 灌浆工作应缓慢均匀连续进行，不得中断； 灌满孔道并封闭排气孔后，加压0.50.6MPa，稍后再封闭灌浆孔； 灌浆顺序应先下后上，以免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞； 不掺外加剂时，可用二次灌浆法。,图8-22 后张法生产工艺示意图,（a）制作混凝土构件 （b）张拉钢筋 （c）锚固和孔道灌浆,1-混凝土构件 2-预留孔道 3-预应力筋 4-千斤顶 5-锚具,动画演示,返 回,图8-23后张法生产工艺流程示意图,返 回,图8-24 螺纹(丝)端杆锚具,1-钢筋 2-螺纹端杆 3-螺母 4-对焊接头 5-垫板,图8-25 帮条锚具,1-衬板

17、 2-帮条 3-主筋,返 回,1-YL-60型千斤顶2-连接头3-螺纹端杆4-钢筋5-螺母,图8-26 YL-60型拉杆式千斤顶工作原理图,返 回,图8-27 JM型锚具,(a)-装配图(b)-锚环(c)-夹片1-钢筋束或钢绞线束2-夹片3-锚环,返 回,(a)-单根XM型锚具(b)-多根XM型锚具1-夹片2-锚环3-锚板,图8-29 XM型锚具,返 回,图8-30 YC-60型穿心式千斤顶工作原理图,1-张拉油缸 2-工具锚 3-顶压油缸 4-撑套 5-夹片式锚具 6-预应力钢筋 7-YC-60千斤顶 A、B-进油嘴,返 回,图8-36 YZ型锥锚式千斤顶构造简图,1-主缸 2-副缸 3-退楔缸 4-楔块(张拉时位置) 5-楔块(退出时位置) 6-锥形卡环7-退楔翼片 8-钢丝 9-锥形锚具 10-构件 A、B-进油嘴,返 回,(a)-单孔井字架(b)-双孔井字架1-钢管2-