建筑施工技术-建筑预应力混凝土工程施工

4.1先张法施工4.2后张法施工4.3无粘结预应力混凝土施工学习目标1．熟悉预应力夹具、锚具和连接器的性能与选用方法。2．熟悉张拉场地的布置、张拉机械的性能与选用方法。3．掌握先张法施工工艺。4.掌握后张法的施工工艺、预应力筋的制作。5.了解无粘结预应力技术。先张法台座生产示意图1—锚固夹具；2—横梁；3—台座承力结构；4—预应力筋；5—台面；6—混凝土构件4.1.1先张法的施工设备1.张拉台座1）墩式台座2）槽式台座4.1.1先张法的施工设备墩式台座槽式台座1—下横梁；2—上横梁；3—砖墙；4—传力柱4.1.1先张法的施工设备2.夹具1）夹具的要求预应力夹具应当具有良好的自锚性能和松锚性能，应能多次重复使用。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。夹具（包括锚具和连接器）进场时，除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外，还应按规定进行外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验验收。4.1.1先张法的施工设备2）锚固夹具（2）钢质锥形夹具（3）镦头夹具（1）钢质锥形锚具4.1.1先张法的施工设备钢质锥形夹具1—齿板；2—套筒；3—钢丝；4—锥塞4.1.1先张法的施工设备固定端镦头夹具1—镦头钢丝；2—承力板；3—垫片4.1.1先张法的施工设备3）张拉夹具张拉夹具（单位：mm）4.1.1先张法的施工设备3.张拉设备1）油压千斤顶油压千斤顶可张拉单根或多根成组的预应力筋。张拉过程可直接从油压表读取张拉力值。成组张拉时由于拉力较大，一般用油压千斤顶张拉。4.1.1先张法的施工设备2）卷扬机在长线台座上张拉钢筋时，由于一般千斤顶的行程不能满足长台座要求，因此可采用卷扬机张拉小直径预应力筋，用杠杆或弹簧测力。弹簧测力时，宜设行程开关，在使张拉到规定的应力时，能自行停机。4.1.1先张法的施工设备3）电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机由螺杆、电动机、变速箱、测力计及顶杆等组成，可单根张拉预应力钢丝或钢筋。4.1.2先张法的施工工艺先张法施工工艺流程简图4.1.2先张法的施工工艺1.预应力筋的铺设、张拉（1）预应力筋的材料要求（6）张拉伸长值校核（5）预应力筋伸长值与应力的测定（3）预应力筋张拉力的计算（4）张拉程序（2）预应力筋张拉应力的确定2.混凝土浇筑与养护4.1.2先张法的施工工艺预应力筋张拉完毕后即应浇筑混凝土。混凝土的浇筑应一次完成，不允许留设施工缝。预应力混凝土构件的混凝土强度等级一般不低于C30，当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋做预应力筋时，混凝土的强度等级不宜低于C40。3.预应力筋的放张4.1.2先张法的施工工艺（1）放张方法（2）放张顺序后张法施工示意1—钢筋混凝土构件；2—预留孔道；3—预应力筋；4—千斤顶；5—锚具4.2.1后张法的施工设备1.对锚具的要求锚具效率系数与总应变4.2.1后张法的施工设备2.锚具的种类1）钢绞线束、钢筋束锚具（5）镦头锚具（1）JM型锚具（4）KT-Z型锚（2）XM型锚具（3）QM型锚具4.2.1后张法的施工设备2）钢丝束锚具钢丝束镦头锚具4.2.1后张法的施工设备2）钢丝束锚具钢质锥形锚具4.2.1后张法的施工设备2）钢丝束锚具锥形螺杆锚具4.2.1后张法的施工设备3）单根粗钢筋锚具（1）螺丝端杆锚具（2）帮条锚具4.2.1后张法的施工设备单根筋锚具1—钢筋；2—螺丝端杆；3—螺母；4—焊接接头；5—衬板；6—帮条4.2.1后张法的施工设备3.张拉设备锥锚式千斤顶（YZ型）拉杆式千斤顶（YL型）YC-60型穿心式千斤顶(1)(2)(3)4.2.2预应力筋的制作1.钢筋束及钢绞线束制作钢筋束、钢绞线束下料长度计算简图（单位：mm）1—混凝土构件；2—孔道；3—钢绞线；4—夹片式工作锚；5—穿心式千斤顶；6—夹片式工具锚4.2.2预应力筋的制作2.钢丝束制作4.2.2预应力筋的制作用镦头锚具时钢丝下料长度计算简图4.2.2预应力筋的制作3.单根预应力筋制作4.2.2预应力筋的制作单根预应力筋下料长度计算图4.2.3后张法的施工工艺预应力后张法施工工艺4.2.3后张法的施工工艺1.孔道留设1）钢管抽芯法12345选用的钢管要平直、表面光滑、安放位置准确。钢管每根长度最好不超过15m，以便旋转和抽管恰当准确地掌握抽管时间。灌浆孔和排气孔的留设。抽管顺序和方法。4.2.3后张法的施工工艺2）胶管抽芯法（1）胶管铺设后，应注意不要让钢筋等硬物刺穿胶管，胶管应当有良好的密封性，勿使其漏水、漏气。胶管密封装置1—胶管；2—铁丝密缠；3—钢管堵头；4—阀门4.2.3后张法的施工工艺（2）胶管接头处理。胶管接头(单位：mm)1—钉子；2—壁厚1mm的钢管；3—硬木塞；4—白铁皮套管；5—胶管4.2.3后张法的施工工艺（3）抽管时间和顺序。抽管时间比钢管略迟，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。胶管抽芯法预留孔道时，在混凝土浇筑后不需要旋转胶管，抽管顺序一般为先上后下，先曲后直。4.2.3后张法的施工工艺3）预埋金属波纹管法灌浆孔与波纹管的连接1—增强塑料管；2—铁丝绑扎；3—塑料弧形压板；4—海绵垫片；5—波纹管4.2.3后张法的施工工艺4.2.3后张法的施工工艺（1）对配有多根预应力筋的预应力混凝土构件，由于不可能同时一次张拉完预应力筋，因此应分批、对称地进行张拉。（2）对平卧叠浇的预应力混凝土构件，上层构件的重量产生的水平摩阻力会阻碍下层构件在预应力筋张拉时混凝土弹性压缩的自由变形，待上层构件起吊后，由于摩阻力影响消失会增加混凝土弹性压缩的变形，从而引起预应力损失。4.2.3后张法的施工工艺2.预应力筋张拉1）穿筋（1）先穿束法（2）后穿束法4.2.3后张法的施工工艺2）张拉控制应力及张拉程序（1）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：。（2）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：。4.2.3后张法的施工工艺3）张拉顺序预应力筋的张拉顺序引例解析请看下面的案例某屋架下弦截面积尺寸为240mm×220mm，有4根预应力筋；预应力筋采用HRB335级钢筋，直径为25mm，张拉σcon＝0.85fpyk＝0.85×500＝425N/mm2。采用0→1.03σcon张拉程序，沿对角线分两批对称张拉，屋架下弦杆构造配筋为4φ10，孔道直径为D＝48mm，试计算第一批预应力筋张拉应力增加值Δσ4.2.3后张法的施工工艺（3）叠层构件的张拉。对叠浇生产的预应力混凝土构件，上层构件产生的水平摩阻力会阻碍下层构件预应力筋张拉时混凝土弹性压缩的自由变形，当上层构件吊起后，由于摩阻力的影响消失将增加混凝土弹性压缩变形，因而引起预应力损失。（4）张拉方法和张拉端设置的要求。（5）预应力值的校核和伸长值的测定。4.2.3后张法的施工工艺3.孔道灌浆孔道灌浆是后张法预应力工艺的重要环节，预应力筋张拉完毕后，应立即进行孔道灌浆。灌浆的目的是防止钢筋锈蚀，增加结构的整体性和耐久性，提高结构抗裂性和承载能力。孔道灌浆的基本要求:(尽早进行，饱满、密实)4.3.1无粘结预应力筋的制作1.无粘结筋预应力筋的组成及要求无粘结预应力筋1—塑料外包层；2—防腐润滑脂；3—钢绞线（或碳素钢丝束）4.3.1无粘结预应力筋的制作1）无粘结筋无粘结筋宜采用柔性较好的预应力筋制作，选用7Φs4或7Φs5钢绞线。无粘结预应力筋所用钢材主要有消除应力钢丝和钢绞线。钢丝和钢绞线不得有死弯，有死弯时必须切断，每根钢丝必须通长，严禁有接点。预应力筋的下料长度计算应考虑构件长度、千斤顶长度、镦头的预留量、弹性回弹值、张拉伸长值、钢材品种和施工方法等因素，具体计算方法与预应力筋下料时，宜采用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割；钢丝束的钢丝下料应采用等长下料；钢绞线下料时，应在切口两侧用20号或22号钢丝预先绑扎牢固，以免切割后松散。4.3.1无粘结预应力筋的制作2）涂料层无粘结筋的涂料层常采用防腐油脂或防腐沥青制作。涂料层的作用是使无粘结筋与混凝土隔离，减少张拉时的摩擦损失，防止预应力筋腐蚀等。因此，涂料应有较好的化学稳定性和韧性，要求涂料性能应满足在-20～+70℃温度范围内不流淌、无开裂、不变脆、能较好地粘附在钢筋上并有一定韧性；使用期内化学稳定性高，润滑性能好，摩擦阻力小，不透水、不吸湿，防腐性能好。4.3.1无粘结预应力筋的制作3）外包层无粘结筋的外包层主要由高压聚乙烯塑料带或塑料管制作。外包层的作用是使无粘结筋在运输、储存、铺设和浇筑混凝土等过程中不发生不可修复的破坏。因此要求外包层应满足在-20～+70℃温度范围内低温不脆化，高温化学稳定性好；必须具有足够的韧性，抗破损性强；对周围材料无侵蚀作用，防水性强。塑料使用前必须烘干或晒干，避免在成型过程中由于气泡引起塑料表面开裂。4.3.1无粘结预应力筋的制作2.无粘结预应力筋的锚具无粘结预应力筋的锚具性能应符合Ⅰ类锚具的规定。我国主要采用高强钢丝和钢绞线作为无粘结预应力钢筋，高强钢丝主要用镦头锚具，钢绞线可采用XM、QM锚具。4.3.1无粘结预应力筋的制作3.无粘结预应力筋的制作1）挤压涂层工艺挤压涂层工艺流水线图1—放线盘；2—钢丝；3—梳子板；4—给油装置；5—塑料挤压机机头；6—7—水冷装置；8—牵引机；9—定位支架；10—收线盘4.3.1无粘结预应力筋的制作2）涂包成型工艺无粘结预应力筋缠纸工艺流程图1—放线盘；2—盘圆钢丝；3—梳子板；4—油枪；5—塑料布卷；6—切断机；7—滚道台；8—牵引装置4.3.2无粘结预应力筋的布置无粘结预应力筋应严格按设计要求的曲线形状就位固定牢固。无粘结预应力筋的铺设通常是在底部钢筋铺设后进行。水电管线一般宜在无粘结筋铺设后进行，无粘结预应力筋应铺放在电线管下面，且不得将无粘结筋的竖向位置抬高或压低。支座处负弯矩钢筋通常是在最后铺设。4.3.3无粘结预应力混凝土结构施工1.无粘结预应力筋的铺设无粘结预应力筋一般用7根φ5高强度钢丝组成，或钢丝束，或拧成钢绞线，通过专用设备涂包防锈油脂，再套上塑料套管。4.3.3无粘结预应力混凝土结构施工2.无粘结预应力筋的张拉由于无粘结预应力筋一般为曲线配筋，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，宜两端张拉；长度超过50m，宜采取分段张拉。4.3.3无粘结预应力混凝土结构施工3.无粘结预应力筋的端部锚头处理1）张拉端部处理2）固定端处理