学习单元后张法预应力施工.ppt

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1、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,【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。,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

2、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,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,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。, 钢绞线,11.1 后张法施工, 下料：钢绞线下料宜用砂轮切割机切割，不得采

3、用电弧切割。, 编束：钢绞线编束宜用20号铁丝绑扎，间距23m，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, 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：Ll + 2 （l1 + l2 + l3 + 100） 一端张拉：Ll + 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, 钢丝, 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

4、控制在L5000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, 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510cm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。, 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：Ll +2（l1 + l2 +80） 一端张拉：Ll +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

5、,11.1.2 预应力筋制作, 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,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, 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

6、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。, 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1015mm；钢丝、钢铰线的孔道直径应比预应力束外径或锚具外径大510mm，且孔道面积宜为预应力筋净面积的34倍。,11.1.3 孔道留设, 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。, 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

7、接,钢管固定 井字架,11.1.3 孔道留设,防止粘结措施：浇筑后，每隔1015min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35h； 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, 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0.50.8MPa

8、，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, 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,构件中固定：

9、用钢筋井字架,间距不大于0.81.0m;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,在孔道留设的同时应留设灌浆孔和排气孔。 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2025mm（与灌浆机输浆管嘴外径相适应），用木塞留设。, 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, 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

10、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。,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,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，

11、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,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, 准备工作, 块体拼装：分段制作的构件在张拉前完成拼装; 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;, 构件端头清理； 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, 张拉方式,根据构件的特点、预应力筋的形状和长度及施工

12、方法，预应力筋张拉有如下几种张拉方法：, 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；, 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Lf0.5L的曲线预应力筋；,11.1.5 预应力筋张拉, 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

13、分批、对称张拉 预应力T梁的分批张拉, 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。, 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。, 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, 张拉顺序, 张拉顺序的确定原则： 不使砼产生超应力; 构件不扭转与侧弯、结构不变位； 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,下图所示是预应力砼屋架的下弦，图a为二束不超过3

14、0m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, 受拉构件的对称张拉,11.1.5 预应力筋张拉, 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。, 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

15、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, 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, 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： 采用低松驰钢丝和钢铰线时，张拉程序为： 0

16、Pj 锚固 Pj = conAP（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, 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： 01.05Pj 持荷2min Pj 锚固 对夹片锚具等不可卸载锚具： 01.03Pj 锚固,11.1.5 预应力筋张拉,压力表读数,张拉控制, 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

17、校核,返回,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,灌浆前应全面检查构件孔道及灌浆孔、泌水孔、排气孔是否畅通，对抽芯成孔的孔道采用压力水冲洗湿润,对埋波纹管孔道可用压缩空气清孔。宜先灌下层孔道，后灌上层孔道。灌浆工作应缓慢均匀进

18、行，不得中断，并应排气通顺，在出浆口冒出浓浆并封闭排气口后，继续加压至0.50.7N/mm2稳压2min，再封闭灌浆孔。,对孔道直径较大且不掺减水剂或膨胀剂进行灌浆时,可采取“二次压浆法” 或“重力补浆法”。超长孔道、大曲率孔道、扁管孔道、腐蚀环境的孔道可采用“真空辅助压浆法”。,11.1.6 孔道灌浆,返回,11.1.7 后张法施工注意事项, 后张法预应力构件，断裂或滑脱的数量严禁超过同一截面预应力筋总根数的3%，且每束钢丝不得超过一根(对于多跨双向连续板，其同一截面应按每跨计算)。, 预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定检验值的相对允许误差为5%。同一检验批内抽查预应力筋总数的3

19、%，且不少于5束。, 后张法预应力筋锚固后的外露部分宜用机械方法切割，其外露长度不宜小于预应力筋的1.5倍，且不小于30mm。长期的锚具，可涂刷防锈油漆或用封端砼封裹。,11.1 后张法施工, 现浇砼构件的侧模板宜在预应力张拉前拆除，底模支架拆除时，孔道灌浆强度不应低于15 N/mm2；,波纹管事故,锚垫板事故,危险的堆放 砼振捣事故,11.1.7 后张法施工注意事项, 金属波纹管或无粘结预应力筋铺设后，其附近不得进行电焊作业，否则应采取防护措施。, 砼浇筑时，应防止振动器触碰金属波纹管、无粘结预应力筋或端部预埋件，不得踏压或撞碰预应力筋、钢筋支架。,11.2 无粘结预应力施工,是在砼浇筑前将

20、预应力筋铺设在模板内，然后浇筑砼，待砼达到设计规定强度后进行预应力筋的张拉锚固的施工方法。,该工艺无需预留孔道及灌浆，预应力筋易弯成所需的多跨曲线形状，施工简单方便，最适用于双向连续平板、密肋板和多跨连续梁等现浇砼结构。,楼面无粘结预应力施工,学习单元11 后张法预应力施工,11.2.1 无粘结预应力筋的制作,预应力筋主要采用钢铰线和高强钢丝，采用钢铰线时张拉端采用夹片式锚具（XM型锚具），埋入端采用压花式埋入锚具；钢丝束的张拉端和埋入端均采用夹片式或镦头式锚具。,无粘结筋的板中埋入端 梁中埋入端,11.2 无粘结预应力施工,无粘结筋的板中张拉端,11.2.1 无粘结预应力筋的制作,11.2.

21、2 无粘结预应力筋的铺设,无粘结筋通常在底部非预应力筋铺设后、水电管线铺设前进行，支座处负弯矩钢筋在最后铺设。,无粘结筋应严格按照设计要求的曲线形状就位并固定牢靠，其竖向位置宜用支撑钢筋或钢筋马凳控制，保证无粘结筋的曲线顺直。经检查无误后，用铅丝将无粘结筋与非预应力筋绑扎牢固，防止钢丝束在浇筑砼过程中移位。,无粘结预应力筋的铺设,先底部钢筋,再无粘结筋,后顶部钢筋,11.2 无粘结预应力施工,11.2.3 无粘结预应力筋的张拉,无粘结预应力筋的张拉程序基本与有粘结后张法相同。 无粘结预应力砼楼盖结构的张拉顺序，宜先张拉楼板，后张拉楼面梁。板中的无粘结筋可依次张拉，梁中的无粘结筋宜对称张拉。,板

22、中的无粘结筋一般采用前卡式千斤顶单根张拉，并用单孔式夹片锚具锚固； 无粘结曲线预应力筋长度超过35m时，宜两端张拉，超过70m时宜分段张拉。,11.2 无粘结预应力施工,安装张拉千斤顶,开始张拉 张拉结束 退出千斤顶,千斤顶张拉中,顶锚 回油,11.2.3 无粘结预应力筋的张拉,11.2.4 锚头端部处理,无粘结预应力钢丝束两端在构件上预留有一定长度的孔道，其直径略大于锚具的外径。钢丝束张拉锚固后端部便留下孔道，该部分钢丝没有涂层，应封闭处理以保护预应力钢丝。,无粘结预应力束锚头端部处理，目前常采用两种方法：第一种方法系在孔道中注入油脂并加以封闭，如右图所示。,锚头端部油脂封闭,11.2 无粘结预应力施工,第二种方法是在两端留设的孔道内注入环氧树脂水泥砂浆，其抗压强度不低于35MPa。灌浆时同时将锚头封闭，防止钢丝锈蚀，同时也起一定的锚固作用，如图右所示。,预留孔道中注入油脂或环氧树脂水泥砂浆后，用C30级的细石砼封闭锚头部位。,11.2.4 锚头端部处理,锚头端部 环氧树脂水泥砂浆封闭,已封锚的预应 力束锚固端,预应力工程,无粘结,先张法,材料与机具,后张法,锚具介绍,钢筋铺设,张拉方法,端部处理,孔道留设,穿 束,张拉方法程序,孔道灌浆,预应力筋,锚具夹具,张拉机具,一般规定,台 座,张拉方法,张拉程序,放张方法,学习单元11 后张法预应力施工,