后张法预应力施工工艺资料
后张法预应力施工工
艺
后张法预应力施工工艺
后张法可分为有粘结后张法和无粘结后张法
一，有粘结后张法：
有粘结后张法预应力的主要施工工序为：浇筑好混凝土构件，并在构件中预留孔道，待混凝土达到预期强度后（一般不低于混凝土设计强度的75%），将预应力钢筋穿人孔道；利用构件本身作为受力台座进行张拉（一端锚固一端张拉或两端同时张拉），在张拉预应力钢筋的同时，使混凝土受到预压。张拉完成后，在张拉端用锚具将预应力筋锚住；最后在孔道内灌浆使预应力钢筋和混凝土构成一个整体，形成有粘结后张法预应力结构（图4-37）。
有粘结后张法预应力施工不需要专门台座，便于在现场制作大型构件，适用于配直线及曲线预应力钢筋的构件。但其施工工艺较复杂、锚具消耗量大、成本较高。
图4-37 有粘结后张法工艺流程
l—混凝土构件；2—预留孔道；3—预应力筋；4—张拉千斤顶；5—锚具
预应力控制
在预应力混凝土在施工中引起预应力损失的原因很多，产生的时间也先后不一。在进行预应力筋的应力计算与施工时，一般应考虑由下列因素引起的预应力损失，即：
①锚具变形、预应力筋内缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失σi1 ；
②预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失σi2；
③混凝土加热养护时，预应力筋和张拉台座之间温差引起的应力损失σi3 ；
④预应力筋松弛引起的应力损失σi4；
⑤混凝土收缩和徐变引起的应力损失σi5；
⑥环形结构中螺旋式预应力筋对混凝土的局部挤压引起的应力损失σi6；
⑦混凝土弹性压缩引起的应力损失σi7。
后张法施工中对以上第 2 、 3 、 4 、 7 项预应力筋损失在张拉时应予以注意。
（ 1 ）钢筋松弛引起的应力损失仍采用张拉程序控制。后张法预应力筋的张拉程序，与所采用的锚具种类有关，张拉程序一般与先张法相同。
（ 2 ）对配有多根预应力筋的构件，应分批、对称地进行张拉。对称张拉是为避免张拉时构件截面呈过大的偏心受压状态。分批张拉，要考虑后批预应力筋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张拉应力产生影响。为此先批张拉的预应力筋的张拉应力应增加α E σ pc ：
(4-12)
式中E s 一一预应力筋的弹性模量；
E c 一一混凝土的弹性模量；
σ pc 一一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；
σ con 一一张拉控制应力；
σ l 1 一一预应力筋的第一批应力损失（包括锚具变形和摩擦损失）；
A p 一一后批张拉的预应力筋的截面积；
A n 一一构件混凝土的净截面面积（包括构件钢筋的折算面积）。
（ 3 ）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，会阻止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。该损失值随构件形式、隔离层和张拉方式而不同。为便于施工，可采取逐层加大超张拉的办法来弥补该预应力损失，但底层超张拉值不宜比顶层张拉力大 5% ，并且要保证底层构件的控制应力不超过表 4- 5 中的值。如隔离层的隔离效果好，也可采用同一张拉应力值。
（ 4 ）预应力筋与预留孔孔壁摩擦会引起的应力损失，预应力筋与孔壁的摩擦系数可参考表 4- 6 。
预应力筋与孔壁的摩擦系数μ 值表 4- 6
减少预应力筋与预留孔孔壁摩擦而引起的应力损失，对抽芯成型孔道的曲线形预应力筋和长度大于24 m的直线预应力筋，应采用两端张拉；长度等于或小于24 m的直线预应力筋，可一端张拉，但张拉端宜分别设置在构件两端。对预埋波纹管孔道，曲线形预应力筋和长度大于30 m的直线预应力筋宜在两端张拉；长度等于或小于30 m的直线预应力筋，可在一端张拉。用双作用千斤顶两端同时张拉钢筋束、钢绞线束或钢丝束时，为减少顶压时的应力损失，可先顶压一端的锚塞，而另一端在补足张拉力后再行顶压。
（ 5 ）当采用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值，如实际伸长值比计算伸长值大或小 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Δl （ mm ），可按下式计算：
(4-13)
式中 F p ——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；
A p ——预应力筋的截面面积， mm2 ；
l ——预应力筋的长度， mm ；
E s ——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，尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。
预应力控制
在预应力混凝土在施工中引起预应力损失的原因很多，产生的时间也先后不一。在进行预应力筋的应力计算与施工时，一般应考虑由下列因素引起的预应力损失，即：
①锚具变形、预应力筋内缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失σi1 ；
②预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失σi2；
③混凝土加热养护时，预应力筋和张拉台座之间温差引起的应力损失σi3 ；
④预应力筋松弛引起的应力损失σi4；
⑤混凝土收缩和徐变引起的应力损失σi5；
⑥环形结构中螺旋式预应力筋对混凝土的局部挤压引起的应力损失σi6；
⑦混凝土弹性压缩引起的应力损失σi7。
后张法施工中对以上第 2 、 3 、 4 、 7 项预应力筋损失在张拉时应予以注意。
（ 1 ）钢筋松弛引起的应力损失仍采用张拉程序控制。后张法预应力筋的张拉程序，与所采用的锚具种类有关，张拉程序一般与先张法相同。
（ 2 ）对配有多根预应力筋的构件，应分批、对称地进行张拉。对称张拉是为避免张拉时构件截面呈过大的偏心受压状态。分批张拉，要考虑后批预应力筋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张拉应力产生影响。为此先批张拉的预应力筋的张拉应力应增加α E σ pc ：
(4-12)
式中E s 一一预应力筋的弹性模量；
E c 一一混凝土的弹性模量；
σ pc 一一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；
σ con 一一张拉控制应力；
σ l 1 一一预应力筋的第一批应力损失（包括锚具变形和摩擦损失）；
A p 一一后批张拉的预应力筋的截面积；
A n 一一构件混凝土的净截面面积（包括构件钢筋的折算面积）。
（ 3 ）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，会阻止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。该损失值随构件形式、隔离层和张拉方式而不同。为便于施工，可采取逐层加大超张拉的办法来弥补该预应力损失，但底层超张拉值不宜比顶层张拉力大 5% ，并且要保证底层构件的控制应力不超过表 4- 5 中的值。如隔离层的隔离效果好，也可采用同一张拉应力值。
（ 4 ）预应力筋与预留孔孔壁摩擦会引起的应力损失，预应力筋与孔壁的摩擦系数可参考表 4- 6 。
预应力筋与孔壁的摩擦系数μ 值表 4- 6
减少预应力筋与预留孔孔壁摩擦而引起的应力损失，对抽芯成型孔道的曲线形预应力筋和长度大于24 m的直线预应力筋，应采用两端张拉；长度等于或小于24 m的直线预应力筋，可一端张拉，但张拉端宜分别设置在构件两端。对预埋波纹管孔道，曲线形预应力筋和长度大于30 m的直线预应力筋宜在两端张拉；长度等于或小于30 m的直线预应力筋，可在一端张拉。用双作用千斤顶两端同时张拉钢筋束、钢绞线束或钢丝束时，为减少顶压时的应力损失，可先顶压一端的锚塞，而另一端在补足张拉力后再行顶压。
（ 5 ）当采用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值，如实际伸长值比计算伸长值大或小 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Δl （ mm ），可按下式计算：
(4-13)
式中 F p ——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；
A p ——预应力筋的截面面积， mm2 ；
l ——预应力筋的长度， mm ；
E s ——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，尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。
孔道灌浆
预应力筋张拉后，应随即进行孔道灌浆，尤其是钢丝束，张拉后应尽快进行灌浆，以防锈蚀与增加结构的抗裂性和耐久性。
在浇注混凝土之前需设置灌浆孔、排气孔、排水孔与泌水管。灌浆孔或排气孔一般设置在构件两端及跨中处，也可设置在锚具或铸铁喇叭管处，孔距不宜大于12m。灌浆孔用于进水泥浆。排气孔是为了保证孔道内气流通畅以及水泥浆充满孔道，不形成死角。灌浆孔或排气孔在跨内高点处应设在孔道上侧方，在跨内低点处应设在孔道下侧方。排水孔一般设在每跨曲线孔道的最低点，开口向下，主要用于排除灌浆前孔道内冲洗用水或养护时进入孔道内的水分。泌水管应设在每跨曲线孔道的最高点处，开口向上，露出梁面的高度一般不小于500mm。泌水管用于排除孔道灌浆后水泥浆的泌水，并可二次补充水泥浆。泌水管一般与灌浆孔统一设置。
灌浆前，用压力水冲洗和润湿孔道。灌浆过程中，可用电动或手动灰浆泵进行灌浆，水泥浆应均匀缓慢地注入，不得中断。灌满孔道并封闭气孔后，宜再继续加注至0.5~0.6 MPa，并稳定一段时间，以确保孔道灌浆的密实性。对不掺外加剂的水泥浆，可采用两次灌浆法来提高灌浆的密实性。
灌浆顺序应先下后上。曲线孔道灌浆宜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。
灌浆宜用标号不低于32.5号的普通硅酸盐水泥调制的水泥浆，对空隙大的孔道，水泥浆中可掺适量的细砂，但水泥浆和水泥砂浆的强度等级不低于M30，且应有较大的流动性和较小的干缩性、泌水性（搅拌后3 h的泌水率宜控制在2%）。水灰比一般为0.40~0.45。
为使孔道灌浆密实，可在灰浆中掺入0.05‰~0.1‰的铝粉或0.25%的木质素磺酸钙。
二，无粘结后张法
1 适用范围
本工艺标准适用于工业与民用建筑现场后张法无粘结预应力混凝土结构工程施工。
2 施工准备
2.1 材料
2.1.1 制作无粘结筋采用的钢丝和钢绞线应符合国家标准《预应力混凝土用
钢丝》(GB/T5223—95)、《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224—95）的规定。并通过专用设备涂包防腐润滑脂和塑料套管而构成的一种新型预应力筋。
2.1.2 无粘结筋用钢丝、钢绞线、不允许有死弯，有死弯必须切断。钢丝应
为通长，严禁有接头。
2.1.3 无粘结筋钢材、涂料层、包裹层质量要求及检验方法见下表
2.1.4 无粘结筋的锚固体系宜采用夹片式锚具和镦头式锚具。
2.1.4.1 张拉端采用夹片式锚具时，可采用下列做法：
（1）当锚具凸出混凝土表面时，其构造由锚环、夹片、承压板、螺旋筋组成见图1a；
（2）当锚具凹进混凝土表面时，其构造由锚环、夹片、承压板、塑料塞、螺旋筋、钩螺丝和螺母组成，见图1b。
2.1.4.2 夹片式锚具系统的固定端必须埋设在板或梁的混凝土中，可采用下列做法：
（1）挤压锚具的构造由挤压锚具、承压板和螺旋筋组成见图2a。挤压锚具应将套筒等组装在钢绞线端部经专用设备挤压而成；
（2）焊板夹片锚具的构造由夹片锚具、锚板与螺旋筋组成见图2b。该锚具应预先用开口式双缸千斤顶以预应力筋张拉力的0.75倍预紧力将夹片锚具组装在预应力筋的端部；
（3）压花锚具的构造由压花端及螺旋筋组成见图2c。
(a)夹片锚具凸出混凝土表面
(b)夹片锚具凹进混凝土表面