后张法预应力混凝土施工

任务一：视频中所提到的预应力施工方法与上节课所讲的先张法预应力施工的施工工艺在你所理解的范围内有什么不同？任务二：先张法与后张法施工所用到的锚具和张拉设备有什么不同？先制作留有孔道的混凝土构件，混凝土达到设计规定强度后，穿筋，借助锚具把预应力筋锚固在构件端部，并用张拉机具张拉钢筋至设计规定应力值，最后孔道灌浆，张拉力由锚具传给混凝土构件，并使之产生预应力。后张法不需台座，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。一、后张法施工的相关知识任务二1.概念后张法施工示意1—钢筋混凝土构件；2—预留孔道；3—预应力筋；4—千斤顶；5—锚具任务二特点：（1）混凝土的弹性压缩对预应力值的建立无直接影响；（2）锚具不能重复使用，成本高；（3）工艺比较复杂：构件制作、留孔、穿筋、张拉、灌浆；（4）可拼装预制构件（现场拼装）。任务二2.施工设备（1）锚具（2）张拉设备：液压千斤顶任务二（1）锚具锚具：后张法结构或构件中为保持预应力筋的拉力并将其传递到砼的永久性锚固装置。锚具按锚固性能分两类：Ⅰ类——承受动、静载的无粘结、有粘结的预应力混凝土；Ⅱ类——有粘结、预应力筋的应力变化不大的部位。锚具性能Ⅰ类Ⅱ类锚具效率系数ηa≧0.95ηa≧0.9锚具的总应变εu≧2.0%εu≧1.7%对于重要结构使用的锚具，预应力筋的效率系数按国标规定计算；对于一般结构，预应力筋的效率系数取0.97。任务二后张法所用锚具根据其锚固原理和构造形式不同，分为螺杆锚具、夹片锚具、推销式锚具和墩头锚具；在预应力筋张拉过程中，根据锚具所在位置与作用不同，又可分为张拉端锚具和固定端锚具；预应力筋的种类有热处理钢筋束、消除应力钢丝束或钢绞线束，因此按锚具锚固钢筋或钢丝的数量，可分为钢绞线束锚具和钢筋束锚具、钢丝束锚具及单根粗钢筋锚具。钢绞线束、钢筋束锚具1）JM型锚具JM型锚具由锚环与夹片组成，用于锚固3—6根Φ12的光圆或钢筋束和5—6根Φ12钢绞线束。任务二JM12型锚具任务二2）XM型锚具XM型锚具属新型大吨位群锚体系锚具，由锚环和夹片组成。XM型锚具任务二任务二任务二3）QM型锚具QM型锚具与XM型锚具相似，但锚孔是直的，配有配套的喇叭形铸铁垫板和弹簧圈等。适用于锚固4—31根Φ12和3—9根Φ15钢绞线束。QM型锚具任务二4）KT-Z型锚具KT-Z型锚具由锚环和锚塞组成，分为A型和B型两种，当预应力筋的最大张拉力超过450KN时采用A型，不超过450KN时，采用B型。KT-Z型锚具适用于锚固3—6根直径为12mm的钢筋束或钢绞线束。该锚具为半埋式，使用时先将锚环小头嵌入承压钢板中，并用断续焊接焊牢，然后共同预埋在构件端部。KTZ型锚具锚环锚塞任务二5）墩头锚具墩头锚具用于固定端，由锚固板和带墩头的预应力筋组成。任务二钢丝束锚具目前常用的有钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、钢丝束墩头锚具、XM型锚具和QM型锚具。（1）钢质锥形锚具锥形锚具的缺点：当钢丝直径误差较大时，易产生单根滑丝现象，且很难补救，如用加大顶锚力的办法来防止滑丝，又易使钢丝被咬伤。此外，钢丝锚固时呈辐射状态，弯折处受力较大，在国外已经很少采用。任务二（2）锥形螺杆锚具适用于锚固14—28根直径5mm组成的钢丝束。任务二（3）钢丝束墩头锚具、XM型锚具、QM型锚具任务二单根粗钢筋锚具（1）螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具与预应力筋对焊，用张拉设备张拉螺丝端杆，然后用螺母锚固，适用于锚固直径不大于36mm的热处理钢筋。任务二（2）帮条锚具它由一块方形衬板与三根帮条组成，帮条采用与预应力筋同类型的钢筋。帮条锚具一般作为预应力筋的固定端。帮条锚具任务二2）张拉设备（1）拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶主要用于张拉带有螺丝端杆锚具的粗钢筋、锥形螺杆锚具钢丝束、墩头锚具钢丝束。任务二（2）锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶主要用于张拉KT-Z型锚固的钢筋束或钢绞线束和使用锥形锚具的预应力钢丝束。任务二（3）穿心式千斤顶穿心式千斤顶适用性很强，适用于张拉各种型式的预应力筋。任务二任务二总结：先张法锚具施工完可以取下；而后张法施工完锚具成为构件的一部分，不能取下。任务三：请同学们学习后张法施工工艺，试分析先张法与后张法都是如何传递预应力的？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1.后张法施工工艺任务三1）孔道留设孔道留设是有粘结预应力后张法构件制作中的关键工作。目的：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。孔道留设的基本要求：①孔道直径应保证预应力筋(束)能顺利穿过。②孔道应按设计要求的位置、尺寸埋设准确、牢固，浇筑混凝土时不应出现移位和变形。③在设计规定位置上留设灌浆孔（一般在两端和上部）。④在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水孔，必要时可在最低点设置排水孔。⑤灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。任务三钢管抽芯法（只用于直线孔道）胶管抽芯法预埋管法孔道留设方法预埋金属波纹管预埋塑料波纹管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任务三12选用的钢管要平直、表面光滑、安放位置准确；钢管预埋前应除锈、刷油，以便抽管；钢管位置一般用钢筋井字架固定，间距一般1~2m。钢管每根长度最好不超过15m，以便旋转和抽管；钢管两端应各伸出构件50cm，便于转动和抽拔钢管；两根钢管接长，接头处用0.5mm厚铁皮做成套管连接。（1）钢管抽芯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，以防粘结，待混凝土初凝后，终凝前抽出钢管，形成孔道。施工要求任务三钢管固定井字架任务三3456孔道至构件边缘的净距不小于40mm，孔道之间的净距不小于50mm。恰当准确地掌握抽管时间。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3～6h抽管。灌浆孔和排气孔的留设。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；两端留设排气孔。抽管顺序和方法。先上后下；先中间，后周边；抽管时边抽边转、速度均匀、与孔道成一直线。施工要求任务三钢管抽芯法任务三（2）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。钢丝网胶管质硬，预留孔道时与钢管一样使用。夹布胶管使用前，一端封堵，另一端与阀门连接，充水(气)加压至0.5～0.8MPa，使胶皮管直径增大约3mm，待砼初凝后，放出水（气），抽出夹布胶管形成孔道。任务三（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—阀门施工要求任务三（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—胶管任务三（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。胶管抽芯法的灌浆孔和排气孔的留设与钢管抽芯法相同。任务三（3）预埋波纹管法预埋管法可采用金属螺旋管、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任务三构件中固定：用钢筋井字架,间距不大于0.8～1.0m;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。曲线孔道的固定任务三塑料波纹管其刚度比金属波纹管大，孔壁摩擦系数小，不易被混凝土振捣棒振瘪，价格比金属波纹管高。在桥梁的长孔道中应用的比例在增加。任务三电热板塑料波纹管的材料有高密度聚乙烯和聚丙烯。塑料波纹管的接管可采用热接，即用电加热板加热管口至热塑状态后，加压使管口对接在一起。南京长江三桥引桥的连续梁箱梁底板及腹板塑料波纹管的安装。端部处理金属波纹管用厚度为0.3～0.35mm的钢带卷制而成。金属波纹管有镀锌和非镀锌之分，波纹有单波和双波之分。金属波纹管要求咬口牢固，波纹高度符合要求，弯曲的波纹管不渗水，环向刚度足够。南京火车站站前广场高架桥的镀锌金属波纹管安装，波纹管内已穿入钢绞线。南京奥体中心工程体育场四周大平台双向有粘结预应力梁的金属波纹管及泌水管的安装。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—波纹管任务三2）预应力筋的穿束（了解）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（穿束机）。箱梁的人工后穿束预应力筋穿插入孔道的箱梁任务三先穿束在砼浇筑前穿束，省力，但穿束占用工期，预应力筋保护不当易生锈。按穿束与预埋波纹管之间的配合，分为：①先穿束后装管将预应力筋先穿入钢筋骨架内，然后将螺旋管逐节从两端套入并连接。②先装管后穿束将螺旋管先安装就位，然后将预应力筋穿入。③二者组装后放入在梁外侧的脚手架上将预应力筋与套管组装后，从钢筋骨架顶部放入就位，箍筋应先做成开口箍再封闭。任务三构皮滩大坝中孔闸墩新式U型预应力锚索穿索试验后穿束在砼浇筑后养护期内进行，不占用工期，穿筋后即进行张拉，但较费力。任务三人工下料穿索，像32米箱梁至少需要5—6人，每天最多下料穿索1.5片箱梁。人工下料穿索劳动强度大，而且需要大量的劳动力，同时效率底下，往往会因为进度跟不上而影响下道工序。人工下料穿索需较大的场地空间，必须是先下完料然后再穿索，这样下料长度不容易控制，经常导致梁的另一端钢绞线长短不一，或超过要求的长度。现用穿索机下料穿索，一般只需2—3人即可。正常情况下一个班至少可穿2片32米预制箱梁。任务三穿束机2千斤顶定位安装3张拉1准备工作5封端4锚固3）预应力筋张拉任务三（1）张拉条件：①结构的混凝土强度符合设计要求或达75%强度标准值；②做好各种准备工作。Ⅰ、块体拼装：分段制作的构件在张拉前完成拼装；Ⅱ、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%，用块体拼装的预应力构件，立缝处的砼或砂浆强度，如设计无规定时，不低于块体砼标准强度的40%，且不得低于15N/mm²；Ⅲ、构件端头清理；Ⅳ、搭设张拉台，安装锚具与张拉设备。张拉台搭设任务三①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：。（2）张拉控制应力和超张拉最大应力弥补预应力筋的松弛损失加速钢筋松弛的早期发展，减少松弛引起的预应力损失任务三（3）张拉的方式一端张拉方式两端张拉方式分批张拉方式（自学）分段张拉方式（自学）分阶段张拉方式（自学）补偿张拉方式（自学）任务三①一端张拉方式：张拉设备放在构件的一端进行张拉，对于抽芯成形孔道，适用于长度≤24m的直线预应力筋；对于预埋波纹管孔道，适用于长度≤30m的直线预应力筋。②两端张拉方式：张拉设备放在构件的两端进行张拉，对于抽芯成形孔道，适用于长度＞24m的直线预应力筋与曲线预应力筋；对于预埋波纹管孔道，适用于长度＞30m的直线预应力筋与曲线预应力筋。任务三③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混凝土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。（或对先批预应力筋逐根复位补足）预应力箱梁的分批、对称张拉预应力T梁的分批张拉任务三④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。⑤分阶段张拉方式：为平衡各阶段的不同荷载,采取分