10预应力混凝土结构施工 课件(共77张PPT)- 《建筑施工技术》同步教学(电工版)

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10预应力混凝土结构施工 课件(共77张PPT)- 《建筑施工技术》同步教学(电工版)

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(共77张PPT)
建筑施工技术
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目录
1
土方施工
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6
7
8
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10
11
15
地基施工
基础施工
脚手架施工
起重机械与垂直运输设施施工
砌筑工程施工
模板工程施工
钢筋工程施工
混凝土施工
预应力混凝土施工
钢筋混凝土厂房结构安装工程施工
屋面及防水施工
装饰工程施工
保温工程施工
季节性施工
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预应力混凝土结构施工
单元10:
学习目标
知识
目标
(1)掌握混凝土配制强度的计算、能进行施工配合比的换算;
(2)编制预拌混凝土施工方案。
技能
目标
学习目标(Study Objectives)
(1)掌握混凝土配制强度和施工配合比的计算;
(2)掌握混凝土搅拌制度;
(3)掌握大体积混凝土浇筑方案、养护方案和温控方案;
(4)熟悉混凝土浇筑的一般要求、振捣方式和养护方法;
(5)了解混凝土配合比设计步骤和配合比技术措施。
知识脉络图
预应力混凝土
施工
先张法
后张法
无粘结预应力筋的制作
无粘结预应力施工工艺
粘结预应力施工
夹具
张拉设备
台座
先张法施工工艺
预应力筋的制作
后张法施工工艺
锚具与张拉设备
先张法施工工艺
理论知识

【理论知识】
预应力混凝土是近几十年发展起来的一项新技术,它是在外荷载作用前,预先建立有预压应力的混凝土。混凝土的预压应力一般是通过张拉预应力筋来实现的。
10.1 先张法
10.1 先张法
先张法施工是在浇筑混凝土前在台座上或钢模上张拉预应力筋,并用夹具将张拉完毕的预应力筋临时固定在台座的横梁上或钢模上,然后进行非预应力钢筋的绑扎,支设模板,浇筑混凝土,养护混凝土至设计强度等级的 75%以上,放松预应力筋,使混凝土在预应力筋的反弹力作用下,通过混凝土与预应力筋之间的粘结力传递预应力,使得钢筋混凝土构件受拉区的混凝土承受 预压应力。图10-1为预应力混凝土构件先张法施工示意图。
图10-1 先张法施工顺序简图
(a)预应力筋张拉阶段 (b)混凝土浇筑和养护阶段 (c)预应力筋放松阶段
1-预应力筋; 2-混凝土构件;
3-台座; 4-夹具
10.1 先张法
图10-1(a)为预应力筋张拉时的情况,预应力筋一端用锚固夹具固定在台座上,另一端用张拉机械张拉后也用锚固夹具固定在台座的横梁上。
图10-1(b)为混凝土浇筑及养护阶段,这时只有预应力筋有应力,混凝土没有应力。把混凝土养护至一定强度,一般达到混凝土设计强度的75%。
图10-1(c)为放松预应力筋后的情况,由于预应力筋和混凝土之间存在粘结力,故在预应力筋弹性回缩时使混凝土产生预压应力。
由于先张法施工预应力筋张拉、锚固、混凝土的浇筑、养护、放松,均在台座上进行,预应力筋放松前,其拉力都是由台座承受的。由于台座或钢模承受预应力筋的张拉能力受到限制,并考虑到构件的运输条件,因此先张法施工适于生产中小型预应力混凝土构件,如预应力楼板、预应力屋面板、中小型预应力吊车梁等构件。
10.1 先张法
先张法的特点:
1.预应力筋在台座上或钢模上张拉,由于台座或钢模承载力有限,先张法一般只能用于生产中小型构件,而且制造台座或钢模一次性投资大,所以,先张法多用于预制厂生产,可多次反复利用台座或钢模。
2.预应力筋用夹具固定在台座上,放松后夹具不起作用——工具锚,可回收使用。
3.预应力传递靠粘结力。
为此对混凝土握裹力有严格要求,在混凝土构件制作、养护时要保证混凝土质量。
先张法施工中常用的预应力筋有钢丝和钢筋两类。
10.1 先张法
10.1.1台座
台座承受预应力筋的全部张拉力,应具有足够的强度、刚度和稳定性,以免台座变形、倾覆、滑移而引起预应力值的损失。台座按构造型式不同,可分为墩式台座和糟式台座两种。选用时应根据构件的种类、张拉吨位和施工条件而定。
1.墩式台座
墩式台座由台墩、台面与横梁等组成,一般用于平卧生产的中小型构件,如屋架、空心楼板、平板等。台座尺寸由场地大小、构件类型和产量等因素确定,一般长度为100~150m,这样张拉一次可生产多根构件,既减少张拉及临时固定工作,又可减少预应力损失。
10.1 先张法
(1)台墩。一般由现浇钢筋混凝土制作而成,分为重力式和构架式两种。台墩除应具有足够的强度和刚度外,还应进行抗倾覆与抗滑移稳定性验算。
图10-2 墩式台座
1-混凝土;2-钢横梁;3-局部加厚的台面;4-预应力筋
10.1 先张法
墩式台座抗倾覆验算的计算简图如图10-3所示,抗倾覆稳定性按下式计算:
K= (10-1)
式中:K——抗倾覆安全系数;
M——倾覆力矩,由预应力筋的张拉力产生;
N—一预应力筋的张拉力;
e1——张拉力合力作用点至倾覆点的力臂;
M1——抗倾覆力矩,由台座自重力和土压力等产生;
G——台墩的自重力;
L——台墩重心至倾覆点的力臂;
Ep——台墩后面的被动土压力合力,当台墩埋置较浅时,可忽略不计;
e2——被动土压力合力至倾覆点的力臂。
10.1 先张法
墩式台座抗滑移验算,可按下式进行:

(10-2)

式中:KC——抗滑移安全系数;
N——张拉力合力;
N1——抗滑移合力。
图10-3 墩式台座抗倾覆验算的计算简图
(2)台面。台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为60~100mm的混凝土而成,台面略高于地坪,表面应当平整光滑,以保证构件底面平整。长度较大的台面,应每10m左右设置一条伸缩缝,以适应温度的变化。
(3)横梁。横梁以台墩为支座,直接承受预应力筋的张拉力,其挠度不应大于2mm,并且不得产生翘曲。预应力筋的定位板必须安装准确,其挠度不应大于lmm。
10.1 先张法
2.槽式台座
槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下横梁和砖墙等组成(如图10-4所示)。既可承受张拉力,又可作为蒸汽养护槽,适用于张拉较高的大型构件,如吊车梁、箱梁等。
槽式台座的长度一般不大于76m,宽度随构件外形及制作方式而定,一般不小于1m。为便于混凝土的运输、浇筑及蒸汽养护,台座宜低于地面。为便于拆迁和重复使用,台座应设计成装配式。槽式台座也应进行强度和稳定性验算。
图10-4 槽式台座
1-钢筋混凝土压杆; 2-砖墙;3-下横梁;4-上横梁
10.1 先张法
10.1.2夹具
夹具是保持预应力筋的张拉力并将其固定在张拉台座或设备上所使用的临时性锚固装置。
1.钢丝夹具
先张法中钢丝的夹具分两类:一类是将预应力筋锚固在台座或钢模上的锚固夹具;另一类是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。
2.钢筋夹具
钢筋锚固多用螺母锚具、镦头锚具和销片夹具等。张拉时可用连接器与螺母锚具连接,或用销片夹具等。
10.1 先张法
(a)圆锥齿板式 (b)圆锥槽式 (c)锲形
图10-5 钢丝的锚固夹具
1-套筒; 2-齿板; 3-钢丝; 4-锥塞; 5-锚板; 5-锲块
a)钳式 (b)偏心式 (c)锲形
图10-6 钢丝的张拉夹具
1-钢丝;2-钳齿;3-拉钩;4-偏心齿条;5-拉环;6-锚板;7-锲块
图10-7 两片式销片夹具
1-销片;2-套筒;3-预应力筋
10.1 先张法
10.1.3张拉设备
张拉设备应当操作方便、可靠,准确控制张拉应力,以稳定的速率增大拉力。在先张法中常用的是台座式液压千斤顶、穿心式千斤顶、拉杆式千斤顶、电动螺杆张拉机和电动卷扬张拉机等。
1.台座式千斤顶
台座式千斤顶是在先张法四横梁式或三横梁式台座上成组整体张位或放松预应力筋的设备。当采用四横梁式装置时,拉力架由两根活动横梁和两根大螺杆组成,张拉时台座干斤顶推动拉力架横梁,带动预应力筋成组张拉,见图10-8(a)。当采用三横梁式装置时,台座式千斤顶与活动横梁组装在一起,张拉时台座式千斤顶与活动横梁直接带动预应力筋成组张拉,见图10-8(b)。
10.1 先张法
10.1.3张拉设备
张拉设备应当操作方便、可靠,准确控制张拉应力,以稳定的速率增大拉力。在先张法中常用的是台座式液压千斤顶、穿心式千斤顶、拉杆式千斤顶、电动螺杆张拉机和电动卷扬张拉机等。
1.台座式千斤顶
台座式千斤顶是在先张法四横梁式或三横梁式台座上成组整体张位或放松预应力筋的设备。当采用四横梁式装置时,拉力架由两根活动横梁和两根大螺杆组成,张拉时台座干斤顶推动拉力架横梁,带动预应力筋成组张拉,见图10-8(a)。当采用三横梁式装置时,台座式千斤顶与活动横梁组装在一起,张拉时台座式千斤顶与活动横梁直接带动预应力筋成组张拉,见图10-8(b)。
10.1 先张法
(a)三横梁式成组张拉装置 (b)四横梁式成组张拉装置
图10-8 预应力钢筋成组张拉装置
1-活动横梁;2-千斤顶;3-固定横梁;4-槽式台座;
5-预应力筋;6-放松装置;7-连接器;
8-台座传力柱;9,10-后、前横梁;
11-钢丝(筋);12,13-拉力架横梁;
14-大螺杆;15-台座式千斤顶;16-螺母
10.1 先张法
2.穿心式千斤顶
穿心式千斤顶具有一个穿心孔,是利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶。穿心式千斤顶适用于张拉带JM型锚具、XM型锚具的钢筋,配上撑脚与拉杆后,也可作为拉杆式千斤顶张拉带螺母锚具和镦头锚具的预应力筋。图10-9为JM型锚具和YC-60型千斤顶的安装示意图。

图10-9 YC-60型千斤顶和JM型锚具的安装示意图
1-工作锚;2-YC-60型千斤顶;3-工具锚;4-预应力筋束
图10-10 YC60型千斤顶
(a)构造与工作原理;(b)加撑脚后的外貌
1-张拉油缸;2-顶压油缸(张拉活塞);3-顶压活塞;4-弹簧;5-预应力筋;6-工具锚;
7-螺帽;8-锚环;9-构件;10-撑套;11-张拉杆;12-连接器;13-张拉工作油室;
14-顶压工作油室;15-张拉回程油室;16-张拉缸油嘴;17-顶压缸油嘴;18-油孔
10.1 先张法
3.拉杆式千斤顶
拉杆式千斤顶用于螺母锚具、锥形螺杆锚具、钢丝镦头锚具等。它由主油缸、主缸活塞、回油缸、回油活塞、连接器、传力架、活塞拉杆等组成。图10-11是用拉杆式千斤顶张拉时的工作示意图。张拉前,先将连接器旋在预应力筋的螺丝端杆上,相互连接牢固。千斤顶由传力架支承在构件端部的钢板上。张拉时,高压油进入主油缸、推动主缸活塞及拉杆,通过连接器和螺丝端杆,预应力筋被拉伸。千斤顶拉力的大小可由油泵压力表的读数直接显示。当张拉力达到规定值时,拧紧螺丝端杆上的螺母,将预应力筋锚固在构件的端部。锚固后回油缸进油,推动回油活塞工作,千斤顶脱离构件,主缸活塞、拉杆和连扫器回到原始位置。最后将连接器从螺丝端杆上卸掉,卸下千斤顶,张拉结束。
图10-11 拉杆式张拉千斤顶张拉原理
1-主油缸;2-主缸活塞;3-进油孔;
4-回油缸;5-回油活塞;6-回油孔;
7-连接器; 8-传力架;9-拉杆;
10-螺母;11-预应力筋;12-混凝土构件;13-预埋铁板;14-螺丝端杆
10.1 先张法
4.电动螺杆张拉机
电动螺杆张拉机主要适用于预制厂在长线台座上张拉冷拔低碳钢丝。其工作原理为:电动机正向旋转时,通过减速箱带动螺母旋转,螺母即推动螺杆沿轴向后移动,即可张拉钢筋。弹簧测力计上装有计量标尺和微动开关,当张拉力达到要求时,电动机能够自动停止转动。锚固好钢丝(筋)后,使电动机反向旋转,螺杆即向前运动,放松钢丝(筋),完成张拉过程。小型电动螺杆张拉机如图10-12所示。
图10-12 电动螺杆张拉机
10.1 先张法
5.电动卷扬机
电动卷扬机主要用于长线台座上张拉冷拔低碳钢丝。工程上常用的是LYZ-1型电动卷扬机,其最大张拉力为10kN,最大张拉行程为5m,张拉速度为2.5m/min,电动机功率0.75kW。LYZ-1型又分为LYZ-1A型(支撑式)和LYZ-1B型(夹轨式)两种。
图10-13为采用卷扬机张拉单根预应力筋的示意图。
图10-13 用卷扬机张拉预应力筋
1-台座;2-放松装置;3-横梁;4-预应力筋;5-锚固夹具;
6-张拉夹具;7-测力计;8-固定梁;9-滑轮组;10-卷扬机
10.1 先张法
10.1.4先张法施工工艺
先张法施工工艺流程。
图10-14 先张法施工工艺流程
10.1 先张法
1.预应力筋的铺设
在预应力筋铺设前,应对台面及模板涂刷隔离剂;为避免铺设预应力筋时因其自重下垂破坏隔离剂,沾污预应力筋,影响预应力筋与混凝土的粘结,应在预应力筋设计位置下面先放置好垫块或定位钢筋后铺设。
预应力钢丝宜用牵引车铺设。铺设时,钢筋接长或钢筋与螺杆的连接,可采用套筒双拼式连接器。钢筋采用焊接时,应合理布置接头位置,尽可能避免将焊接接头拉入构件内。
10.1 先张法
2.预应力筋的张拉
(1)张拉控制应力
预应力筋张拉时控制应力应符合设计规定。控制应力的大小影响预应力的效果。张拉控制应力见表10-1。
预应力筋种类 先张法 后张法
消除应力钢丝、钢绞线 0.75 fptk 0.75 fptk
热处理钢筋 0.70 fptk 0.65 fptk
表10-1 张拉控制应力限值
10.1 先张法
2)张拉程序
0—→1.05σcon—→σcon 或0—→1.03σcon (持荷2min)
第一种张拉程序中,超张拉5%并持荷2min,其目的是为了在高应力状态下加速预应力松弛早期发展,以减少应力松弛引起的预应力损失。第二种张拉程序中,超张拉3%,其目的是为了弥补预应力筋的松弛损失,这种张拉程序施工简单,一般多被采用。以上两种张拉程序是等效的,可根据构件类型、预应力筋与锚具种类、张拉方法、施工速度等选用。
采用第一种张拉程序时,千斤顶回油至稍低于σcon,再进油至σcon,以建立准确的预应力值。
第二种张拉程序,超张拉3%是为了弥补应力松弛引起的损失,根据国家建委建研院“常温下钢筋松弛性能的试验研究”一次张拉0—→σcon,比超张拉持荷再回到控制应力0—→1.05σcon—→σcon ,(持荷 2min)
应力松弛大2~3%,因此,一次张拉到 1.03σcon后锚固,是同样可以达到减少松弛效果的。且这种张拉程序施工简便,一般应用较广。
预应力筋的张拉应力值超过规范规定的控制应力值,称为超张拉。
目的——主要是为了减少松弛引起的应力损失值。
10.1 先张法
(3)预应力筋的检验
①先张法预应力筋张拉后与设计位置的偏差不的大于5mm,且不得大于构件截面最短边长的4%。
②当采用应力控制方法张拉时,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%。预应力筋的计算伸长值ΔL(单位为mm)按下式计算: (10-3)
FP ——预应力筋的平均张拉力,kN。直线筋取张拉端的拉力;两端张拉的曲线筋,取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值;
L——预应力筋的计算伸长值(mm);
AP—一预应力筋的截面面积,(mm2);
ES——预应力筋的弹性模量,kN/mm2。
预应力筋的实际伸长值,宜在初应力约为10%控制应力时开始量测 ( 初应力取值应不低于10%的σcon,以保证预应力筋拉紧),但必须加上初应力以下的推算伸长值。对于后张法,尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。
10.1 先张法
3.混凝土浇筑与养护
预应力筋张拉完毕后,应立即绑扎骨架、支模、浇筑混凝土。台座内每条生产线上的构件,其混凝土应连续浇筑。混凝土必须振捣密实,特别对构件的端部,要注意加强振捣,以保证混凝土强度和粘结力。浇筑和振捣混凝土时,不可碰撞预应力筋;在混凝土未达到一定强度前,不允许碰撞或踩动预应力筋;当叠层生产时,必须待下层混凝土强度达8~10N/mm2后方可进行。
混凝土可采用自然养护或湿热养护。当采用湿热养护时,采取二次升温制,初次升温的温差不宜超过20℃,当构件混凝土强度达到 7.5~10N/mm2时,再按一般规定继续升温养护,这样可以减少预应力的损失。
10.1 先张法
4.预应力筋的放张
在进行预应力筋的放张时,混凝土强度必须符合设计要求;当设计无具体规定时,混凝土强度不得低于设计标准值的75%。
(1)放张顺序
预应力筋的放张顺序,应符合设计要求,当设计无具体要求时,应符合下列规定:
①对承受轴心预压力的构件(加压杆、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,应先同时放张预应力较小区域的预应力筋,再同时放张预应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、相互交错地放张,以防止在放张过程中构件产生翘曲、开裂及断筋现象。
10.1 先张法
(2)放张方法
①对预应力钢丝或细钢丝的板类构件,放张时可直接用钢丝钳或氧炔焰切割,并宜从生产线中间处切断,以减少回弹量,且有利于脱模;对每一块板,应从外向内对称放张,以免构件扭转两端开裂。
②对预应力筋数量较少的粗钢筋构件,可采用氧炔焰在烘烤区轮换加热每根粗钢筋,使其同步升温,钢筋内应力均匀徐徐下降,外形慢慢伸长,待钢筋出现颈缩现象时,即可切断。
③对预应力筋配置较多的构件,不允许采用剪断或割断等方式突然放张,以避免最后放张的几根预应力筋产生过大的冲击而断裂,致使混凝土构件开裂。为此,应采用千斤顶或在台座与横梁间设置砂箱和楔块、或在准备切割的一端预先浇筑混凝土块等方法,进行缓慢放张。
常见问题解析
【常见问题解析】
预应力筋张拉过程中出现滑丝和断丝现象的预防及处理措施解析:
在施工中要加强材料的检验,选择较好的锚具类型,施工时遵守操作规程;滑丝和断丝现象如果发生在顶锚之前,应立即停止张拉;并使千斤顶回油,认真检查滑丝和断丝的原因,更换已断的钢丝或更换已损伤的夹片,再重新进行张拉;滑丝和断丝现象如果发生在顶锚之后,其处理的程序如下所列:将千斤顶按张拉状态安装好,张拉钢丝,当钢丝受力伸长时,夹片稍被带出,这时立即用刚纤卡住夹片,同时千斤顶回油,钢丝回缩,夹片因被卡住而不能与钢丝同时回缩;千斤顶再次进油,如此反复的进行,直至夹片退出为止,在退夹片时,钢丝的张拉应力不得超过钢丝的极限张拉应力的0.8倍;如果钢丝已断,应予以更换钢丝束,重新再张拉并锚固。
10.2 后张法
10.2 后张法
后张法施工是在浇筑混凝土构件时,在放置预应力筋的位置处预留孔道,待混凝土达到一定强度 (一般不低于设计强度标准值的75%),将预应力筋穿入孔道中并进行张拉,然后用锚具将预应力筋锚固在构件上,最后进行孔道灌浆。预应力筋承受的张拉力通过锚具传递给混凝土构件,使混凝土产生预压应力。
图10-15为预应力混凝土构件后张法施工示意图。图10-15(a)为制作混凝土构件并在预应力筋的设计位置上预留孔道,待混凝土达到规定的强度后,穿入预应力筋进行张拉。图10-15(b)为预应力筋的张拉,用张拉机械直接在构件上进行张拉,混凝土同时完成弹性压缩。图10-15(c)为预应力筋的锚固和孔道灌浆,预应力筋的张拉力通过构件两端的锚具,传递给混凝土构件,使其产生预压应力,最后进行孔道灌浆。
10.2 后张法
图10-15 有粘结后张法施工顺序简图
1-混凝土构件 2-预留孔道
3-预应力筋 4-张拉千斤顶 5-锚具
10.2 后张法
后张法施工由于直接在混凝土构件上进行张拉,故不需要固定的台座设备,不受地点限制,适用于在施工现场生产大型预应力混凝土构件,特别是大跨度构件。后张法施工工序较多,工艺复杂,锚具作为预应力筋的组成部分,将永远留置在预应力混凝土构件上,不能重复使用。
后张法施工常用的预应力筋有单根钢筋、钢筋束、钢绞线束等。
后张法的特点:
①预应力筋在构件上张拉,不需台座,不受场地限制,张拉力可达几百吨,所以,后张法适用于大型预应力混凝土构件制作。
②锚具为工作锚。预应力筋用锚具固定在构件上,不仅在张拉过程中起作用,而且在工作过程中也起作用,永远停留在构件上,成为构件的一部分。
③预应力传递靠锚具。
10.2 后张法
10.2.1锚具与张拉设备
1.锚具
锚具是后张法结构或构件中保持预应力筋的张拉力,并将其传递到混凝土上的永久性锚固装置;是结构或构件的重要组成部分,是保证预应力值和结构安全的关键,故应尺寸准确,有足够的强度和刚度,工作可靠,构造简单,施工方便,预应力损失小,成本低廉。
(1)单根粗钢筋的锚具
单根粗钢筋用作预应力筋时,张拉端采用螺栓端杆锚具,固定端采用帮条锚具或镦头锚具。
10.2 后张法
①螺栓端杆锚具。螺栓端杆锚具适用于锚固直径不大于36 mm的冷拉HRB级与HRB400级钢筋。它是由螺栓端杆、 螺母和垫板组成,见图10-16、图10-17。螺栓端杆采用45号钢制作,螺母和垫板采用3号钢制作。螺栓端杆的长度一般为320mm,当预应力构件长度大于24m时,可根据实际情况增加螺栓端杆的长度,螺栓端杆的直径按预应力钢筋的直径对应选取。螺栓端杆与预应力钢筋的焊接应在预应力钢筋冷拉前进行。螺栓端杆与预应力筋焊接后,同张拉机械相连进行张拉,最后上紧螺母即完成对预应力钢筋的锚固。
②帮条锚具。帮条锚具适用于冷拉HRB335级与HRB400级钢筋及冷拉5号钢钢筋,主要用于固定。
10.2 后张法
图10-16 LM型螺栓端杆锚具 图10-17 螺丝端杆锚具零附件
1—螺栓端杆锚具 2—螺母 3—垫板 (a)锚具 (b)螺母
4—对焊接头 5—冷拉钢筋 (c)螺丝端杆(d)垫板
10.2 后张法
它是由帮条和衬板组成,见图10-18。帮条采用与预应力筋同级别的钢筋,衬板采用普通低碳钢钢板,焊条采用结50K。帮条施焊时,严禁将地线搭在预应力筋上并严禁在预应力筋上引弧,以防预应力筋咬边及温度过高,可将地线搭在帮条上。三根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,三根帮条互成1200角。帮条的焊接可在预应力筋冷拉前或冷拉后进行。
图 10-18 帮条锚具
1—衬板 2—帮条 3—预应力筋
10.2 后张法
③镦头锚具。镦头锚具由镦头和垫板组成。镦头一般是直接在预应力筋端部热镦、冷镦或锻打成型,垫板采用3号钢制作图10-19。
图 10-19 镦头锚具
(a)镦头 (b、c)垫板
10.2 后张法
(2)钢筋束(钢绞线束)锚具
钢筋束或钢绞线束用作预应力筋,张拉端采用 JMl2型锚具,固定端采用镦头锚具。
①JMl2型锚具。适用于锚固 3~6Φ12钢筋束和4~6Φ12钢绞线束。
它是由锚环和夹片组成,夹片呈扇形,用两侧的半圆槽锚着预应力钢筋,为增加夹片与预应力钢筋之间的摩擦,在半圆槽内刻有截面为梯形的齿痕,夹片的背面的坡度与锚环一致。见图10-20。锚环分甲形和乙形,甲形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。乙形锚环在圆柱体外部增添正方形肋板,使用时直接放置在构件端部,不另设垫板,目前工地上常使用甲形锚环。因其加工和使用比较方便。锚环与夹片均采用45号钢制成,夹片经热处理后,硬度为HRC48—52,锚环经热处理后,硬度为HRC32~37。根据夹片数量或锚固钢筋的根数,其型号分别有JMl2—3,JMl2—4,JMl2—5,JMl2—6几种,可分别锚固3,4,5,6根直径12mm的钢筋束或钢绞线束。
10.2 后张法
JMl2型锚具具有良好的锚固性能,预应力筋滑移量比较小,施工方便,但其机械加工量大,成本较高。
图 10-20 JMl2型锚具
②XM型锚和QM型锚具。 XM型锚具属新型大吨位群锚体系锚具。它由锚环和夹片组成。三个夹片为一组夹持一根预应力筋形成一锚固单元。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,QM型锚具XM型锚相似,它也是由锚板和夹片组成。但锚板是直的,锚板顶面是平的。和如图10-21、10.22所示

10.2 后张法
图10-21 XM型锚具
图10-22 QM型锚具及配件
1-锚板;2-夹片;3-钢绞线;4-喇叭形铸铁垫板;
5-弹簧圈;6-预留孔道的螺旋管;7-灌浆孔
10.2 后张法
③镦头锚具也适用于预应力钢筋束固定端锚固用,由固定板和带镦头的预应力筋组成(图10-23)。
图10-23 股顶端用镦头锚具
1—固定板;2—预应力钢筋;3—镦头;
10.2 后张法
(3)钢丝束锚具
①镦头锚具。镦头锚具还适用于锚固多根钢丝束。钢丝束镦头锚具分为A型和B型。A型由锚环和螺母组成,可用于张拉;B型为锚板,用于固定端。钢丝束镦头锚具构造如图10-24所示。
(a)张拉端锚具(A型) (b)固定端锚具(B型)
图10-24 钢丝束镦头锚具
1-锚环;2-螺母;3-锚板;4-钢丝束
10.2 后张法
②锥形螺杆锚具。 锥形螺杆锚具适用于锚固24根以下直径5mm的碳素钢丝束。
锥形螺杆锚具由锥形螺杆,套筒,螺帽和垫板组成(图10-25)。锥形螺杆采用45号钢制作,调质热处理后硬度为HRC30~35,进行精加工,最后对锥形螺杆的锥头70毫米范围内的螺纹进行表面高频或盐液淬火热处理,其硬度为HRC55~58,淬透深度2.0~2.5毫米。套筒为中间带有圆锥孔的圆柱体,采用45号钢制作,热处理后硬度为HRC25—30。螺帽和垫板采用3号钢制作。
制作时要注意套筒淬火要合适,如淬火过高,易产生裂缝,螺杆淬火过高,容易断裂,在使用前应仔细检查,如有裂缝或变形,则不能使用。
10.2 后张法
锥形螺杆锚具的安装方法如图10-25。 首先把钢丝套上锥形螺杆的锥体部分,使钢丝均匀整齐地贴紧锥体,然后戴上套筒,用手锤将套筒均匀地打紧,并使螺杆中心与套筒中心在同一直线上,最后用拉伸机使螺杆锥体通过钢丝挤压套筒,而使套筒发生变形从而使钢丝和锥形锚具的套筒、螺杆锚成一个整体。这个过程一般叫“预顶”,预顶用的力应为张拉力的105%。因为锥形锚具外径较大,为了缩小构件孔道直径,所以一般仅 在构件两端将孔道扩大。因此,钢丝 束锚具一端可事先安装,另一端则要将钢丝束穿入孔道后进行。图10-25是锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶安装示意图。
图10-25锥形螺杆锚具
1-套筒;2-锥形螺杆;3-垫板;4-螺母;5-钢丝束
10.2 后张法
③钢制锥形锚具。钢质锥形锚具由锚环和锚塞组成(图10-26)。均用45号钢制作,锚塞采用45号钢制作,热处理后HRC55~58,锚塞表面刻有细齿槽,以防止被夹紧的预应力钢丝滑动。 锚固时,将锚塞塞入锚环,顶紧,钢丝就夹紧在锚塞周围,锚塞上刻有细齿槽,夹紧钢丝后,可以防止滑动。
图10-26 锥形锚具
1-锚环;2-锚塞
钢质锥形锚具适用于锚固以锥锚式千斤顶(即双作用或三作用于斤顶 )张拉的钢丝束,每束由12—24根直径5mm的碳素钢丝组成。还可锚固直径4mm的碳素钢丝,但制作锚具的 尺寸应按钢丝直径而定。
2.张拉机械
张拉机械包括拉杆式千斤顶、YC—60型穿心式千斤顶和锥锚式双作用千斤顶。
10.2 后张法
10.2.2预应力筋的制作
预应力筋的制作与钢筋的直径、钢材的品种、锚具的类型、张拉设备和张拉工艺有关。
目前常用的预应力筋有单根钢筋、钢筋束或钢绞线束。
1.单根钢筋的制作
单根钢筋的制作,一般包括配料、对焊、冷拉等工序,钢筋的下料长度应由计算确定,计算时应考虑锚具的特点、对焊接头的压缩量、钢筋的冷拉率和弹性回缩率、构件的长度等因素。
为了保证预应力筋下料长度,有一定的精确度,在配料时,应根据钢筋的品种作冷拉率测定,作为计算钢筋下料长度的依据。若在一批钢筋中,冷拉率分散性较大时,尽可能把冷拉率相接近的钢筋对焊在一起,以保证预应力筋的质量。
10.2 后张法
对焊接头的压缩量,包括钢筋与钢筋、钢筋与螺丝端杆的对焊压缩,每个接头的压缩量根据在对焊时所需的闪光留量和顶煅留量而定,一般每个接头的压缩量约等于钢筋的直径。
预应力筋的锚具尺寸按设计规定采用或按规范选用,螺丝端杆外露在构件孔道外的长度,是根据垫板厚度、螺帽厚度和拉伸机与螺丝端杆连接所需长度来确定,一般可取 120mm~150mm。帮条锚具长度,是由帮条长度和衬板厚度确定,一般取70~80mm。镦头锚具的长度,由镦头和衬板厚度确定,一般为50mm。
10.2 后张法
2.钢筋束(钢绞线束)制作
钢筋束目前主要采用Φ 钢筋3—6根组成,钢绞线束主要采用3~6根7ΦS5组成。
由于其强度高,柔性好,而且钢筋不需要接头等优点,近年来钢筋束和钢绞线束预应力筋的应用越来越广泛。
钢筋束所用钢筋一般是盘圆状供应,长度较长,不需要对焊接长。钢筋束预应力筋的制作工艺一般是:开盘冷拉、下料和编束。冷拉RRB400级钢筋及钢绞线下料切断时, 宜采用切断机或砂轮锯切断,不得采用电弧切割。钢绞线切断前,在切口两侧50mm处应用铅丝绑扎,以免钢绞线松散。
钢筋束或钢绞线束预应力筋的编束,主要是为了保证穿入构件孔道中的预应力筋束不发生扭结。必需进行编束工作,首先把钢筋理顺,然后用 18~22号铅丝每隔1.0m左右绑扎一道,形成束状。
10.2 后张法
3.钢丝束的制作
钢丝束的制作包括调直,下料,编束和安装锚具等工序。
(1)钢丝的下料
钢丝束制作时,为了保证每根钢丝长度相等,以使预应力张拉时每根钢丝受力均匀一致,要求钢丝在应力状态下切断下料,称为应力下料。应力下料时控制应力取值300N/mm2。钢丝束采用锥形螺杆锚具和镦头锚具时,均应采用应力下料。
(2)钢丝束的编束
预应力钢丝束的编束是为了防止钢丝互相扭结。编束前对同一束钢丝直径要进行测量,直径的相对误差不得超过0.1毫米,以保证成束钢丝与锚具的可靠连接。编束工作在平整的场地把钢丝理顺放平,然后在全长每隔1米用铁线将钢丝编成帘子状。最后,每隔1米放置一个直径与螺杆直径相一致的钢丝弹簧圈做为衬圈,将编好的钢丝帘绕衬圈形成束,再用铁线绑扎牢固。钢丝编束示意图见图10-27。
10.2 后张法
10.2.3后张法施工工艺
后张法施工工艺流程:
后张法的施工工艺主要包括:预留孔道、预应力筋制作、预应力筋的穿入敷设、预应力筋的张拉与锚固和孔道灌浆。
10.2 后张法
1.孔道留设
孔道留设是后张法预应力混凝土构件制作中的关键工序之一。预留孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺;端部的预埋垫板应垂直于孔道中心线并用螺栓或钉子固定在模板上,以防止浇筑混凝土时发生走动;孔道的直径一般应比预应力筋的外径 (包括钢筋对焊接头的外径或需穿入孔道的锚具外径)大10~15mm,以利于预应力筋穿入。孔道留设的方法有钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋波纹管法等。
(1)钢管抽芯法
钢管抽芯法适用于留设直线孔道。钢管抽芯法是预先将钢管敷设在模板的孔道位置上,在混凝土浇筑后每隔一定时间慢慢转动钢管,防止它与混凝土粘住,待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管形成孔道。选用的钢管要求平直、表面光滑,敷设位置准确;钢管用钢筋井字架固定,间距不宜大于1.0m。每根钢管的长度一般不超过15m,以便于转动和抽管。钢管两端应各伸出构件外0.5m左右;较长时构件可采用两根钢管,中间用套管连接,其连接方法见图10-29。
10.2 后张法
准确地掌握抽管时间很重要。抽管时间与水泥品种、气温和养护条件有关。抽管宜在混凝土初凝后、终凝以前进行,以用手指按压混凝土表面不显指纹时为宜。抽管过早,会造成坍孔事故;抽管太晚,混凝土与钢管粘结牢固,抽管困难,甚至抽不出来。常温下抽管时间约在混凝土浇筑后3~5h。抽管顺序宜先上后下进行。抽管方法可分为人工抽管或卷扬机抽管,抽管时必须速度均匀,边抽边转并与孔道保持在一直线上,抽管后应及时检查孔道情况,并做好孔道清理工作,以防止以后穿筋困难。
图10-29 钢管连接方法
1-钢管 2-白铁皮套管 3-硬木塞
留设预留孔道的同时,还要在设计规定位置留设灌浆孔和排气孔。一般在构件两端和中间每隔 12m左右留设一个直径20mm的灌浆孔,在构件两端各留一个排气孔。留设灌浆孔和排气孔的目的是:方便构件孔道灌浆。留设方法:用木塞或白铁皮管。
10.2 后张法
(2)胶管抽芯法
胶管抽芯法利用的胶管有 5~7层的夹布胶管和钢丝网胶管,应将它预先敷设在模板中的孔道位置上,胶管每间隔不大于0.5米距离用钢筋井字架予以固定。采用夹布胶管预留孔道时,混凝土浇筑前夹布胶管内充入压缩空气或压力水,工作压力600~800kPa,使管径增大3毫米左右,然后浇筑混凝土,待混凝土初凝后放出压缩空气或压力水,使管径缩小和混凝土脱离开,抽出夹布胶管。夹布胶管内充入压缩空气或压力水前,胶管两端应有密封装置(图10-30)。
图10-30 胶管密封装置
(a)胶管封头 (b)胶管与阀门连接
1-胶管 2-铁丝密缠 3-钢管堵头 4-阀门
10.2 后张法
采用钢丝网胶管预留孔道时,预留孔道的方法和钢管相同。由于钢丝网胶管质地坚硬,并具有一定的弹性,抽管时在拉力作用下管径缩小和混凝土脱离开,即可将钢丝网胶管抽出。胶管抽芯法预留孔道,混凝土浇筑后不需要旋转胶管,抽管时间一般可参照气温和浇筑后的小时数的乘积,达200 ℃·h左右时为抽管适宜时间。抽管时应先上后下,先曲后直。胶管抽芯法施工省去了转管工序,又由于胶管便于弯 曲,所以胶管抽芯法既适用于直线孔道留没,也适用于曲线孔道留设。
胶管抽芯法的灌浆孔和排气孔的留设方法同钢管抽芯法。
10.2 后张法
(3)预埋波纹管法
预埋波纹管法就是利用与孔道直径相同的金属管埋入混凝土构件中,无需抽出。一般采用黑皮铁管、薄钢管或波纹管。
预埋波纹管法因省去抽管工序,且孔道留设的位置、形状也易保证,故目前应用较为普遍。
波纹管是由薄钢带 (厚0.3mm)经压波后卷成。它具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、摩阻系数小、与混凝土粘结良好等优点,可作成各种形状的孔道,是现代后张预应力筋孔道成型用的理想材料。
波纹管外形按照每两个相邻的折叠咬口之间凸出部(波纹)的数量分为单波纹和双波纹,见图10-31 。
图10-31 波纹管外形
(a)单波纹 (b)双波纹
10.2 后张法
波纹管内径为40~100mm,每5mm递增;波纹高度:单波为2.5mm,双波为 3.5mm。波纹管长度,由于运输关系,每根为4~6m;波纹管用量大时,生产厂可带卷管机到现场生产,管长不限。
对波纹管的基本要求;一是在外荷载的作用下,有抵抗变形的能力;二是在浇筑混凝土过程中,水泥浆不得渗入管内。
波纹管的连接,采用大一号同型波纹管。接头管的长度为 200~300mm,用塑料热塑管或密封胶带封口,见图10-32。
图10-32 波纹管的连接
1—波纹管;2—接头管;3—密封胶带
10.2 后张法
波纹管的安装,应根据预应力筋的曲线坐标在侧模或箍筋上划线,以波纹管底为准。波 距为 600mm。钢筋托架应焊在箍筋上(图10-33),箍筋下面要用垫块垫实。波纹管安装就位后,必须用铁丝将波纹管与钢筋托架扎牢,以防浇筑混凝土时波纹管上浮而引起的质量事故。
图10-33 金属螺旋管(波纹管)的固定
1-箍筋 2-钢筋托架 3-波纹管
4-后绑的钢筋 5-垫块 6-梁侧模
10.2 后张法
灌浆孔与波纹管的连接,见图10-34。其做法是在波纹管上开洞,其上覆盖海绵垫片 与带嘴的塑料弧形压板,并用铁丝扎牢,再用增强塑料管插在嘴上,并将其引出梁顶面400~500mm。灌浆孔间距不宜大于30m,曲线孔道的曲线波峰位置,宜设置泌水管。
在混凝土浇筑过程中,为了防止波纹管偶尔漏浆引起孔道堵塞,应采用通孔器通孔。通孔器由长 60~80mm的圆钢制成,其直径小于孔径10mm,用尼龙绳牵引。
图10-34 灌浆孔的留设
1-波纹管 2-海棉垫片 3-塑料弧形压板
4-增强塑料管 5-铁丝绑扎
10.2 后张法
2.预应力筋张拉
预应力筋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,不应低于设计强度等级的75%。在预应力筋张拉中,主要是解决好张拉控制应力、张拉方式、张拉顺序、张拉程序、张拉伸长值校核等问题。
(1)张拉控制应力
预应力钢筋的张拉控制应力值σcon的限值见表10-1。
(2)张拉的方式。
①一端张拉方式。适用于长度≤30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度LF≥L/2(L为预应力筋长度)的曲线预应力筋。设计认可放宽以上限制的,也可将张拉端分别设置在构件的两端。
②两端张拉方式。适用于长度>30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度LF<L/2的曲线预应力筋。当张拉设备不足或由于张拉顺序安排关系,也可先在一端张拉完成后,再移到另一端张拉,补足张拉力后锚固。
10.2 后张法
③分批张拉方式。适用于配有多束预应力筋的构件或结构。在确定张拉力时,应考虑束间的弹性压缩损失影响,或将弹性压缩损失平均值统一增加到每根预应力筋的张拉力内。④分段张拉方式。适用于多跨连续梁板的逐段张拉。在第一段混凝土浇筑与预应力筋张拉锚固后,第二段预应力筋利用锚头连接器接长。
⑤分阶段张拉方式。这是为了平衡各阶段的荷载所采取的分阶段逐步施加预应力的方式,具有应力、挠度与反拱容易控制、省材料等优点。
⑥补偿张拉方式。这是一种在早期预应力损失基本完成后,再进行张拉,以弥补损失,达到预期的预应力效果的方式,在水利工程与岩土锚杆中应用较多。
(3)张拉顺序
张拉顺序的安排,应满足使混凝土不产生超应力,构件不扭转与侧弯,结构不变形等要求,对称张拉是一项重要原则。同时,还应考虑到尽量减少张拉设备的移动次数。
10.2 后张法
(4)张拉程序
后张法预应力筋的张拉程序一般与先张法相同,应根据构件类型、张拉锚固体系、松弛损失取值等因素确定。
(5)张拉伸长值校核
对张拉伸长值进行校核,可以综合反映张拉力是否足够,孔道摩阻损失是否偏大,以及预应力筋是否有异常现象等。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)的规定:如实际伸长值比计算伸长值偏差超过±6%,应暂停张拉,在采取措施予以调整后,方可继续张拉。预应力筋的伸长值△l(mm)可按下式计算。
(10-4)
预应力筋的实际伸长值,应在初应力为张拉控制应力的10%左右时开始量测,但必须加上初应力以下的推算伸长值;对后张法,还应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性模量。
10.2 后张法
3.灌浆与封锚
有粘结预应力筋张拉后应随即进行孔道灌浆,以防预应力筋锈蚀,同时可增加结构的抗裂性和耐久性。但采用电热法时孔道灌浆应在钢筋冷却后进行。
孔道灌浆应采用标号不低于42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制的水泥浆;对 空隙大的孔道可采用砂浆灌浆。水泥浆及砂浆强度均不应低于20MPa。灌浆用水泥浆的水灰比宜为0.4左右,搅拌后3h泌水率宜控制在0.2%,最大不超过0.3%,纯水泥浆的收缩性较大,为了增加孔道灌浆的密实性,在水泥浆中可掺入水泥用量0.2%的木质素磺酸钙或其它减水剂,但不得掺入氯化物或其它对预应筋有腐蚀作用的外加剂。
10.2 后张法
灌浆前,用压力水冲洗和湿润孔道;灌浆过程中,用电动或手动灰浆泵,水泥浆应均匀缓慢地注入,中途不得中断。灌满孔道并封闭气孔后,宜再加注压力至0.5~0.6MPa,并稳定一段时间,以确保孔道灌浆的密实性。为使孔道灌浆密实,可在灰浆中加入0.05%~0.10%的铝粉或0.25%的木质素磺酸钙。对不掺外加剂的水泥浆,可采用二次灌浆法来提高灌浆的密实性。
灌浆顺序应先下后上,曲线孔道灌浆应由最低点注入水泥浆,至最高点排气孔排尽空气并溢出浓浆为止。
预应力筋锚固后的外露部分应采用机械方法切割,其外露长度不宜小于30mm 。锚固的封闭保护应符合设计要求,当设计无具体要求时,应符合下列规定:
①应采取防止锚具腐蚀和遭受机械损伤的有效措施。
②凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm。
③外露预应力筋的保护层厚度:处于正常环境时,不应小于20mm;处于易受腐蚀的环境时,不应小于50mm。
常见问题解析
【常见问题解析】
后张法预应力张拉要求解析:
(1)混凝土强度应达到设计要求或至少达到设计强度的75%以上,且一般不少于7天;
(2)孔内需用水冲洗干净并用风吹干;
(3)钢垫板、锚具、夹片、钢铰线要有合格证书及材质证明;
(4)穿心式千斤顶及油压表对应检测试验完成后应有相应的对应表格并根据不同的钢筋或钢铰线算出不同张拉值时对应的压力表读数;
(5)测量伸长值的钢尺应准备齐备;
(6)质量检查记录填写准确、完整;
(7)各种质量检查、监督人员到位。
10.3 无粘结预应力施工工艺
10.3无粘结预应力施工工艺
后张法预应力混凝土中,预应力筋分为有粘结和无粘结两种。有粘结预应力是后张法的常规做法,张拉后通过灌浆使预应力筋与混凝土粘结。无粘结预应力是后张法一项较新的工艺。其施工方法,是在浇注混凝土前在预应力筋表面涂刷涂料并包裹,按设计要求把预应力筋铺好后,直接浇注混凝土,待混凝土达到设计要求强度后,再行张拉。并依靠其两端的锚头锚固在构件上。这种预应力的优点是是无需留孔与灌浆,施工简单,摩擦力小,预应力筋易弯成多跨曲线形状;但预应力筋强度不能充分发挥(一般要降低10%~20%),对锚具要求高。根据其特点,无粘结预应力筋在双向连续平板和密肋板中比较经济,适用于曲线配筋结构,在多跨连续梁中也有较大发展。
10.3 无粘结预应力施工工艺
10.3.1无粘结预应力筋的制作
1.无粘结预应力筋
无粘结预应力筋是指带有专用防腐油脂涂料层和外包层的无粘结预应力筋,施加预应力后沿全长与周围混凝土不粘结。它由预应力钢筋、涂料层和护套层组成,见图10-35。
图10-35 无粘结预应力筋
1-塑料护套; 2-油脂; 3-钢绞线或钢丝束
无粘结预应力筋用的钢绞线和钢丝不应有死弯,当有死弯时必须截断。无粘结预应力筋中的每根钢丝应是通长的,严禁有接头。
10.3 无粘结预应力施工工艺
2.涂料层
涂料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,防止预应力筋腐蚀等。无粘结预应力筋涂料层应采用专用防腐油脂。
其性能应符合下列要求:
(1)在-20~+70℃温度范围内,不流淌、不裂缝、不变脆并有一定韧性;
(2)使用期内化学稳定性高;
(3)润滑性能好,摩擦阻力小;
(4)不透水、不吸湿;
(5)防腐性能好。
10.3 无粘结预应力施工工艺
3.外包层
无粘结预应力筋的外包层材料,应采用聚乙烯或聚丙烯,严禁使用聚氯乙烯。外包层的作用是使无粘结筋在运输、储运、铺设和浇注混凝土等过程中不会发生不可修复的破坏。
其性能应符合下列要求:
(1)在-20℃~+70℃温度范围内,低温不脆化,高温化学稳定性好;
(2)必须具有足够的韧性、抗破损性;
(3)对周围材料(如混凝土、钢材和外包材料)无侵蚀作用;
(4)防水性好。
10.3 无粘结预应力施工工艺
4.无粘结预应力筋的制作
无粘结筋的制作一般采用挤压涂层工艺和涂包成型工艺两种。
(1)挤压涂层工艺
挤压涂层工艺主要是无粘结筋通过涂油装置涂油,涂油无粘结筋通过塑料挤压机涂刷塑料薄膜,再经冷却筒槽成型塑料套管。这种挤压涂层工艺的特点是效率高、质量好、设备性
(2)涂包成型工艺
涂包成型工艺是无粘结筋经过涂料槽涂刷涂料后,再通过归束滚轮成束并进行补充涂刷,涂料厚度一般为2mm,涂好涂料的无粘结筋随即通过绕布转筒自动地交叉缠绕两层塑料布,当达到需要的长度后进行切割,成为一根完整的无粘结预应力筋。这种涂包成型工艺的特点是质量好,适应性较强。
10.3 无粘结预应力施工工艺
10.3.2无粘结预应力施工工艺
无粘结预应力在施工中,主要问题是无粘结预应力筋的铺设、张拉和端部锚头处理。无粘结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。
1.无粘结预应力筋的铺设
在单向连续梁板中,无粘结筋的铺设比较简单,如同普通钢筋一样铺设在设计位置上。在双向连续平板中,无粘结筋一般为双向曲线配筋,两个方向的无粘结筋互相穿插,给施工操作带来困难,因此确定铺设顺序很重要。铺设双向配筋的无粘结筋时,应先铺设标高低的无粘结筋,再铺设标高较高的无粘结筋,并应尽量避免两个方向的无粘结筋相互穿插编结。
无粘结筋应严格按设计要求的曲线形状就位并固定牢靠。铺设无粘结筋时,无粘结筋的曲率可垫铁马凳控制。铁马凳高度应根据设计要求的无粘结筋曲率确定,铁马凳间隔不宜大于 2 m并应用铁丝将其与无粘结筋扎紧。也可以用铁丝将无粘结筋与非预应力钢筋绑扎牢固,以防止无粘结筋在浇筑混凝土过程中发生位移,绑扎点的间距为0.7~1.0m。无粘结筋控制点的安装偏差:矢高方向±5 mm,水平方向±30mm。
10.3 无粘结预应力施工工艺
2.无粘结预应力筋的张拉
预应力筋张拉时,混凝土强度应符合设计要求,当设计无要求时,混凝土的强度应达到设计强度的75%方可开始张拉。
张拉程序一般采用0~103%σcon以减少无粘结预应力筋的松弛损失。
无粘结筋的张拉顺序应与其铺设顺序一致,先铺设的先张拉, 后铺设的后张拉。当预应力筋的长度小于25m时,宜采用一端张拉;若长度大于25m时,宜采用两端张拉;长度超过50m时,宜采取分段张拉。
10.3 无粘结预应力施工工艺
3.无粘结预应力筋的端部锚头处理
无粘结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,张拉端头构造简单,无须另加设施,端头钢 绞线预留长度不小于150mm,多余部分切断并将钢绞线散开打弯,埋设在混凝土中以加强锚固,见图10-36。
图10-36 钢绞线端部锚头处理
1-锚环 2-夹片 3-埋件 4-钢绞线
常见问题解析
【常见的问题解析】
预应力平板结构中,减少预应力筋摩阻损失值的途径解析:
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,对一定的预应力束而言是个定值,相对稳定。而截面形式则影响较大,不同截面形式其离散性不同,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,宜采用多次重复张拉工艺。成束无粘结筋正式张拉前,一般先用千斤顶往复抽动1~2次。张拉过程中,严防钢丝被拉断,要控制同一截面的断裂根数不得大于2%。
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