市政工程教学课件：后张法施工工艺.ppt

1、5.2.35.2.3后张法施工工艺后张法施工工艺 5.2.3.1孔道留设孔道留设 预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种。孔道直径预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种。孔道直径 应比预应力筋外径或需穿过孔道的锚具外径大应比预应力筋外径或需穿过孔道的锚具外径大1015mm（粗钢粗钢 筋）或筋）或610mm（钢丝束或钢轿线束）；且孔道面积要大于预钢丝束或钢轿线束）；且孔道面积要大于预 应力筋面积的应力筋面积的2倍，在孔道的端部或中部应设置灌浆孔，其孔倍，在孔道的端部或中部应设置灌浆孔，其孔 距不宜大于距不宜大于12m。 孔道留设方法有钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋波纹管法。孔道留设方法有钢管抽

2、芯法、胶管抽芯法和预埋波纹管法。 对孔道留设的要求是：孔到场的尺寸与位置应正确，孔道的线对孔道留设的要求是：孔到场的尺寸与位置应正确，孔道的线 形应平顺，接头严密不漏浆，孔道的端部预埋钢板应垂直于孔形应平顺，接头严密不漏浆，孔道的端部预埋钢板应垂直于孔 道中心线。道中心线。 1 1、钢管抽芯法、钢管抽芯法 钢管抽芯法是预先将钢管埋设在模板内的孔道钢管抽芯法是预先将钢管埋设在模板内的孔道 位置处，在混凝土浇筑过程中和浇筑后，每间隔一位置处，在混凝土浇筑过程中和浇筑后，每间隔一 定时间慢慢转动钢管，使其不与混凝土粘结，待混定时间慢慢转动钢管，使其不与混凝土粘结，待混 凝土凝固后抽出钢管即形成孔到。

3、此法适用于直线凝土凝固后抽出钢管即形成孔到。此法适用于直线 孔道留设。孔道留设。 钢管应平直、光滑，预埋前应除锈、刷油。固定 钢管用的钢筋井字架的间距不宜大于1000mm，钢管的 长度不宜大于15m，以便转动与抽管。抽管的时间与 混凝土性质、气温和养护条件有关，通常在混凝土初 凝后、终凝前，以手指按压混凝土不粘浆又没有明显 印痕时即可抽管（常温36h）。抽管过早容易塌孔， 太晚则抽管困难。抽管顺序应先上后下，抽管要边抽 边转，速度均匀，并与孔道成一直线。 2、胶管抽芯法 胶管抽芯法是采用57层帆布夹层的普通橡胶管，在管内充 压力空气或压力水，使管内压力保持在0.81.0MPa，此时橡胶 管直径

4、增大约3mm，利用钢筋井字架固定在模板内的孔道位置处 ，井字架的间距不宜大于500mm，混凝土浇筑过程中不需要转动 胶管，待混凝土浇筑完凝固后，将管内的空气或水放掉，胶管 缩径与混凝土脱离，即可抽出胶管。适用于直线一般的折线或 曲线孔道。 3、预埋管法、预埋管法 波纹管是由镀锌薄钢带（厚波纹管是由镀锌薄钢带（厚0.3mm）经压波后卷成，具经压波后卷成，具 有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、摩阻系数小、与有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、摩阻系数小、与 混凝土粘结好等优点，可用于各种形状的孔道，是现代后张混凝土粘结好等优点，可用于各种形状的孔道，是现代后张 法预应力筋孔道成型的理想材料。

5、波纹管预埋在构件中，混法预应力筋孔道成型的理想材料。波纹管预埋在构件中，混 凝土浇筑后不再拔出，预埋时用间距不大于凝土浇筑后不再拔出，预埋时用间距不大于600mm的钢筋井的钢筋井 字架固定。要求波纹管在外荷载的作用下，有抵抗变形的能字架固定。要求波纹管在外荷载的作用下，有抵抗变形的能 力，在混凝土浇筑过程中，水泥浆不得渗入管内。力，在混凝土浇筑过程中，水泥浆不得渗入管内。 a）单波纹管 b）双波纹管 扁金属扁金属 波纹管波纹管圆金属圆金属 波纹管波纹管 施工现场卷制金属波纹管施工现场卷制金属波纹管 钢带钢带 金属波纹管金属波纹管 预应力筋预应力筋 孔道孔道 金属金属 波纹管波纹管 波纹管的连接

6、是采用大一号同型波纹管。接头的长度一般波纹管的连接是采用大一号同型波纹管。接头的长度一般 为为200300200300mmmm，用塑料热塑管或密封带封口，如图用塑料热塑管或密封带封口，如图4-364-36所示。灌所示。灌 浆孔与波纹管的连接做法是在波纹管上开洞，在其上覆盖海绵浆孔与波纹管的连接做法是在波纹管上开洞，在其上覆盖海绵 垫片与带嘴的塑料弧形压板，并用铁丝棒扎牢固，再用增强塑垫片与带嘴的塑料弧形压板，并用铁丝棒扎牢固，再用增强塑 料短插在嘴上，并将其引出构件外面见图。料短插在嘴上，并将其引出构件外面见图。 波纹管的连接 1-波纹管；2-接头管； 3-密封胶带 灌浆孔的留设 1-波纹管；

7、2-海绵垫片；3-塑料弧 形压板；4-增强塑料管；5-铁丝 5.2.3.25.2.3.2预应力筋张拉预应力筋张拉 张拉预应力筋时，构件混凝土的强度应达到设计要求，当 设计无要求时，则不低于混凝土标准强度值的75%。 1、张拉控制应力和超张拉最大应力值确定 最大张拉控制应力允许值 碳素钢丝，刻痕钢丝，钢绞线 0.75fptk 热处理钢筋，冷拔低碳钢丝， 0.7fptk 冷拉钢筋 0.9fpyk fptk,预应力筋极限抗拉强度标准值 fpyk屈服强度标准值 pconj AP con 2、张拉程序 张拉程序按下列程序之一进行：张拉程序按下列程序之一进行： 01.05 01.05concon（持荷持荷

8、2 2分钟）分钟）concon 或或01.0301.03concon 式中con为预应力钢筋的张拉控制应力。 第一种程序，超张拉5%，并持荷2min，目的是加速钢筋松 弛早期发展，减少应力松弛引起损失（减少50%）。 第二种程序超张拉3%，是为弥补应力松弛引起损失。 在交通部规范中对粗钢筋及钢绞线的张拉程序分别采用： 0 ( 0 . 1c o n ) 1 . 0 5c o n （ 持 荷 5 分 钟 ） 0.9concon 或01.05con（持荷5分钟）0con 3、张拉方法、张拉方法 张拉方法有一端张拉和两端张拉。张拉方法有一端张拉和两端张拉。 对曲线预应力筋，应在两端进行张拉；对抽芯成孔

9、的直对曲线预应力筋，应在两端进行张拉；对抽芯成孔的直 线预应力筋、长度大于线预应力筋、长度大于24m应采用两端张拉，长度不大于应采用两端张拉，长度不大于 24m可采用一端张拉；对预埋波纹管的直线预应力筋，长度可采用一端张拉；对预埋波纹管的直线预应力筋，长度 大于大于30m宜两端张拉，不可一端张拉；对竖向预应力结构，宜两端张拉，不可一端张拉；对竖向预应力结构， 轧钢拉端宜分别设置在结构的两端；当采用两端同时张拉同轧钢拉端宜分别设置在结构的两端；当采用两端同时张拉同 一根预应力筋时，宜先在一端锚固，再在另一端补足张拉力一根预应力筋时，宜先在一端锚固，再在另一端补足张拉力 后进行锚固。后进行锚固。

10、4 4、张拉顺序、张拉顺序 预应力张拉顺序应符合设计要求，当设计无要求预应力张拉顺序应符合设计要求，当设计无要求 时，应采用分批、分阶段对称张拉，防止构件承受过时，应采用分批、分阶段对称张拉，防止构件承受过 大的偏心压力，同时应尽量减少张拉设备的移动次数大的偏心压力，同时应尽量减少张拉设备的移动次数 。分批张拉时，应计算分批张拉的预应力损失，分别。分批张拉时，应计算分批张拉的预应力损失，分别 加到先张拉的预应力筋张拉控制应力值内，即先张拉加到先张拉的预应力筋张拉控制应力值内，即先张拉 的预应力筋张拉应力的预应力筋张拉应力concon应增加。但张拉时增加了麻应增加。但张拉时增加了麻 烦，实际张拉

11、时可采用下列方法解决：烦，实际张拉时可采用下列方法解决： 1 1）采用同一张拉值，而后逐根复拉补足；）采用同一张拉值，而后逐根复拉补足； 2 2）分两阶段建立预应力，即全部预应力筋先张拉）分两阶段建立预应力，即全部预应力筋先张拉 90%90%以后，第二次拉至以后，第二次拉至100%100%。 叠层构件张拉叠层构件张拉 平卧重叠浇筑的构件， 宜先上后下逐层进行 张拉，为了减少上下 层之间因摩擦引起的 预应力损失，可采取 逐层加大张拉力。 预应力筋的张拉顺序图预应力筋的张拉顺序图 (a) 屋架下弦杆；屋架下弦杆；(b)吊车梁吊车梁 油泵油泵 千斤顶千斤顶 油压表油压表 预应力筋预应力筋 预应力混预

12、应力混 凝土构件凝土构件 左侧张拉左侧张拉 千斤顶千斤顶 右侧张拉千右侧张拉千 斤顶斤顶 5、张拉伸长值校核 张拉宜采用应力控制方法，同时校核预应力筋的伸长值。若实 际伸长值比计算伸长值大于10%或小于5%，应暂停张拉，查明原因 ，采取措施后方可继续张拉。预应力筋的伸长值 （mm），按 下式计算： 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； Ap预应力筋的截面积（mm2）； l预应力筋的长度（mm）； Es预应力筋的弹性模量。（kN/mm2）。 预应力筋的实际伸长值，宜在初应力为张拉控制应力10%左右开 始量

13、测，但必须加上初应力以下的推算伸长值；对后张法，尚应扣 除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。 l Sp p EA lF l 6 6、张拉注意事项、张拉注意事项 （1 1）张拉时对构件砼强度要求达设计）张拉时对构件砼强度要求达设计75%75%以上。以上。 （2 2）对配多根钢筋不能同时张拉，应分批对称。）对配多根钢筋不能同时张拉，应分批对称。 对称张拉是为了避免张拉时构件出现过大的对称张拉是为了避免张拉时构件出现过大的 偏心压力；分批张拉，要考虑后批张拉时产生的偏心压力；分批张拉，要考虑后批张拉时产生的 混凝土弹性压缩，会对先批张拉的预应力筋的应混凝土弹性压缩，会对先批张拉的预应力筋的应 力产

14、生损失。故先批张拉的预应力筋的张拉力应力产生损失。故先批张拉的预应力筋的张拉力应 增加增加E EPC PC。 。 式中 ES预应力筋的弹性模量； EC混凝土的弹性模量； 张拉后批预应力筋时，对已张拉的预应力筋重心处混凝 土产生的法向应力； 张拉控制应力； 预应力筋的第一批应力损失（锚具变形与摩擦损失）； AP后批预应力筋的截面积； An混凝土构件的净截面积（包括构件的钢筋折算面积）。 C S E E E n Plcon PC A A)( 1 PC con 1l 例：某屋架下弦例：某屋架下弦4l25，单根面积单根面积4.912，砼力，砼力C40， Es=1.8105MPa，EC=3.25104M

15、Pa，载面净面积载面净面积 An=4562，con=0.85500=425MPa。采用分批对标采用分批对标 对角线张拉，对角线张拉，l1=31.2MPa，求控制应力。求控制应力。 解：E= = 5.54 pc= Ap= 4.912=8.5 2con=con=425MPa 4 5 1025. 3 108 . 1 n lcon A 1 456 2 .31425 N(2)con=4254.91100=208675 (1)con=conEpc =4255.548.5=472.09MPa 0.9500=450 故应采用补张拉方法故应采用补张拉方法 （3 3）对迭浇构件宜考虑上、下层摩阻力影响，并由上）对

16、迭浇构件宜考虑上、下层摩阻力影响，并由上 向下逐层张拉，同时加大张拉力，但最大不宜比顶层大向下逐层张拉，同时加大张拉力，但最大不宜比顶层大5%5% （钢丝、钢绞线、热处理钢筋）和（钢丝、钢绞线、热处理钢筋）和9%9%（冷拉钢筋）。各层（冷拉钢筋）。各层 增加张拉力按下式计算：增加张拉力按下式计算： N=(n-1)EsAp N层间摩阻力层间摩阻力 n构件所在层数，从上而下计构件所在层数，从上而下计 1第一层构件张拉压缩值第一层构件张拉压缩值 2第二层构件张拉压缩值第二层构件张拉压缩值 L构件长构件长 Es钢筋弹性模量钢筋弹性模量 Ap预应力筋面积预应力筋面积 L 21 （4）锥形锚具应考虑摩阻力

17、损失。）锥形锚具应考虑摩阻力损失。 （5）宜尽量采用两端张拉，抽芯成形的曲线和长度大于）宜尽量采用两端张拉，抽芯成形的曲线和长度大于 24m直线预应力筋应采用两端张拉。直线预应力筋应采用两端张拉。 预埋管成形曲线和长度大于预埋管成形曲线和长度大于30m直线预应力筋宜两端张拉。直线预应力筋宜两端张拉。 （6）张拉过程中，预应力钢材（钢丝、钢绞线或钢筋）断）张拉过程中，预应力钢材（钢丝、钢绞线或钢筋）断 裂或滑脱数量，严禁超过结构同一截面预应力钢材总根数的裂或滑脱数量，严禁超过结构同一截面预应力钢材总根数的 3%，且一束钢丝只允许一根。，且一束钢丝只允许一根。 5.2.3.35.2.3.3孔道浇浆

18、与端头封裹孔道浇浆与端头封裹 孔道灌浆的目的是防止预应力筋锈蚀并增加结构孔道灌浆的目的是防止预应力筋锈蚀并增加结构 的抗裂性和耐久性。的抗裂性和耐久性。 注：注：在高应力状态下预应力筋容易生锈，预应力筋张拉后孔在高应力状态下预应力筋容易生锈，预应力筋张拉后孔 道应尽快灌浆。道应尽快灌浆。 灌浆孔和灌浆孔和 泌水孔泌水孔 （1）灌浆材料）灌浆材料 水泥浆应具有较大的流动性、较小的干缩性与泌水泥浆应具有较大的流动性、较小的干缩性与泌 水性水性（搅拌后（搅拌后3h的泌水率控制在的泌水率控制在2%），），其强度不应其强度不应 小于小于30MPa。灌浆用的水泥宜选用灌浆用的水泥宜选用32.5级以上的普通

19、级以上的普通 硅酸盐水泥，水灰比控制在硅酸盐水泥，水灰比控制在0.40.45。对于空隙大的。对于空隙大的 孔道，在水泥浆中可适当掺加适量的细砂，为了使孔孔道，在水泥浆中可适当掺加适量的细砂，为了使孔 道灌浆密实，可在灰浆中掺入道灌浆密实，可在灰浆中掺入0.005%0.01%的铝粉的铝粉 或或0.25%的木质素磺酸钙。的木质素磺酸钙。 （2）灌浆施工）灌浆施工 灌浆顺序应先下后上。曲线孔道灌浆宜由最低点注入灰灌浆顺序应先下后上。曲线孔道灌浆宜由最低点注入灰 浆，至最高点排气孔排尽空气并溢出浓浆为止。浆，至最高点排气孔排尽空气并溢出浓浆为止。 灌浆前孔道应洁净，抽孔成形的孔道孔壁应湿润。灌浆前孔道

20、应洁净，抽孔成形的孔道孔壁应湿润。 灌浆用的水泥浆要过筛，宜采用机械制浆，在灌浆过程灌浆用的水泥浆要过筛，宜采用机械制浆，在灌浆过程 中应不断搅拌，以免沉淀析水。中应不断搅拌，以免沉淀析水。 灌浆设备采用灰浆泵。灌浆工作应连续进行，并应排气灌浆设备采用灰浆泵。灌浆工作应连续进行，并应排气 通顺。在灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加压至通顺。在灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加压至0.5 0.6MPa，稍后再封闭灌浆孔。，稍后再封闭灌浆孔。 对不掺外加剂的灰浆，可采用二次灌浆法来提高灌浆的对不掺外加剂的灰浆，可采用二次灌浆法来提高灌浆的 密实性。密实性。 在曲线孔道的上曲部位应设置泌水管。在曲线

21、孔道的上曲部位应设置泌水管。 （3）端头封裹）端头封裹 预应力筋锚固后外露长度应预应力筋锚固后外露长度应30mm，多余部分宜用砂，多余部分宜用砂 轮锯切割。轮锯切割。 锚具应采用封头混凝土保护。封头混凝土的尺寸应大锚具应采用封头混凝土保护。封头混凝土的尺寸应大 于预埋钢板尺寸，厚度于预埋钢板尺寸，厚度 100mm，且端部保护层厚度不宜，且端部保护层厚度不宜 小于小于2050mm（凸出式）。（凸出式）。 封头处原有混凝土应凿毛，以增加粘结性。封头内应封头处原有混凝土应凿毛，以增加粘结性。封头内应 配有钢筋网片，细石混凝土强度为配有钢筋网片，细石混凝土强度为C30C40。 孔道灌浆孔道灌浆 从一端灌浆从一端灌浆 孔灌入孔灌入 搅浆机搅浆机 制浆制浆