《预应力后张法》PPT课件.ppt

第十三讲 预应力后张法,1 预应力筋、锚具和张拉机具 2 后张法,后张法：先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。预应力混凝土后张法生产工艺见图所示。,后张法施工由于直接在钢筋混凝土构件上进行预应力筋的张拉，所以不需要固定台座设备，不受地点限制，它既适用于预制构件生产，也适用于现场施工大型预应力构件，而且后张法又是预制构件拼装的手段。后张法的工艺流程见下图所示。,一、预应力筋、锚具和张拉机具,(1)锚具 单根粗钢筋的预应力筋，如果采用一端张拉，则在张拉端用螺丝端杆锚具，固定端用帮条锚具或镦头锚具；如果采用两端张拉，则两端均用螺丝端杆锚具。螺丝端杆锚具如图5.19所示。帮条锚具如图5.20所示。镦头锚具由镦头和垫板组成。,1单根粗钢筋,(2)张拉设备 与螺丝端杆锚具配套的张拉设备为拉杆式千斤顶（YL）、穿心式千斤顶（YC）、锥锚式千斤顶（YZ）。常用的有YL20型、YL60型油压千斤顶。YL60型千斤顶是一种通用型的拉杆式液压千斤顶（图5.21）。YL60型千斤顶适用于张拉采用螺丝端杆锚具的粗钢筋、锥形螺杆锚具的钢丝束及镦头锚具的钢筋束。,(3)单根粗钢筋预应力筋制作 单根粗钢筋预应力筋的制作，包括配料、对焊、冷拉等工序。预应力筋的下料长度应计算确定，计算时要考虑结构构件的孔道长度、锚具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头的预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值等。现以两端用螺丝端杆锚具预应力筋为例（图5.22）来说明其下料长度计算方法。,预应力筋的成品长度（即预应力筋和螺丝端杆对焊并经冷拉后的全长）L1：L1=l+2l2 预应力筋（不包括螺丝端杆）冷拉后需达到的长度L0：L0=L1-2l1,2钢筋束、钢绞线,(1)锚具 钢筋束、钢绞线采用的锚具有JM型、XM型、QM型和镦头锚具。JM型锚具 JM型锚具由锚环与夹片组成（图5.23），锚环分甲型和乙型两种。,XM型和QM型锚具 XM型和QM型锚具是一种新型锚具，利用楔形夹片，将每根钢绞线独立地锚固在带有锥形的锚环上，形成一个独立的锚固单元。XM型锚具由锚环和三块夹片组成，如图5.24所示。,（2）钢筋束、钢绞线的制作 钢筋束所用钢筋是成圆盘供应，不需对焊接头。钢筋束或钢绞线束预应力筋的制作包括开盘冷拉、下料、编束等工序。预应力钢筋束下料应在冷拉后进行。当采用镦头锚具时，则应增加镦头工序。,当采用JM型或XM型锚具，用穿心式千斤顶张拉时，钢筋束和钢丝束的下料长度L应等于构件孔道长度加上两端为张拉、锚固所需的外露长度，如图5.25所示。可按下式计算：两端张拉时：L=l+2（l1+l2+l3+100）一端张拉时：L=l+2（l1+100）+l2+l3,3钢丝束,(1)锚具 钢丝束用做预应力筋时，由几根到几十根直径35mm的平行碳素钢丝组成。其固定端采用钢丝束镦头锚具，张拉端锚具可采用钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、XM型锚具。锥形螺杆锚具（图5.26）用于锚固14、16、20、24或28根直径为5mm的碳素钢丝。,钢丝束镦头锚具（图5.27）适用于1254根直径为5mm的碳素钢丝。常用镦头锚具分为A型与B型。A型由锚杯与螺母组成，用于张拉端。B型为锚板，用于固定端。钢质锥形锚具钢质锥形锚具（图5.28）用于锚固以锥锚式双作用千斤顶张拉的钢丝束，适用于锚固6、12、18或24根直径5mm的钢丝束。,（2）张拉设备 锥形螺杆锚具、钢丝束镦头锚具宜采用拉杆式千斤顶（YL60型）或穿心式千斤顶（YC60型）张拉锚固。钢质锥形锚具应用锥锚式双作用千斤顶（常用YZ60型）张拉锚固。穿心式千斤顶 如图5.29所示，沿千斤顶纵轴线有一直穿心通道，供穿过预应力筋用。沿千斤顶的径向分内外两层油缸。外层油缸为张拉油缸，工作时张拉预应力筋；内层为顶压油缸，工作时进行锚具的顶压锚固，故称YC60型为穿心式双作用千斤顶。,锥锚式双作用千斤顶 锥锚式双作用千斤顶构造如图5.30所示。其主缸和主缸活塞用于张拉预应力筋。,施工设备,张拉设备,张拉设备包括张拉千斤顶、高压油泵和压力表。,其他设备,波纹管、锚垫板、夹片、钢绞线、锚环、垫管、挤压头（机）,预应力后张法 1 施工设备,预应力后张法 1 施工设备,钢绞线,锚垫板,预留槽,预应力后张法 1 施工设备,锚环,夹片,挤压头,预应力后张法 1 施工设备,工作锚环,千斤顶,预应力后张法 1 施工设备,张拉完之后的钢绞线（切索）,工人在加工挤压头,预应力后张法 1 施工设备,挤压头,插好的垫管,工人正在忙碌穿垫管,预应力后张法 1 施工设备,（一）孔道的留设 1、钢管抽芯法 无缝钢管，在砼浇筑过程中和浇筑后，隔一定时间慢慢转动 钢管，在终凝前抽出，形成孔道。该法只用于留设直线孔道。2、胶管抽芯法 布胶管或橡胶管，先充气（水）、再浇砼、后放气（水）、抽出胶管、形成孔道，适用于留设直线或曲线孔道3、预埋波纹管法 波纹管用0.30.5mm的钢带卷制而成的，永不抽出。适用预应 力筋留密集、曲线配筋或抽管有困难的孔道设。对孔道成型的基本要求是：孔道尺寸与位置应正确，孔道应平 顺，端部预埋钢板应垂直孔道中心线,二、施工工艺,后张法施工工艺与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。,1孔道留设,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：孔道直径应保证预应力筋（束）能顺利穿过。,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。在设计规定位置上留设灌浆孔。在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，必要时可在最低点设置排水管。灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。,预留孔道形状有直线、曲线和折线形，孔道留设方法：（1）钢管抽芯法 预先将平直、表面圆滑的钢管埋设在模板内预应力筋孔道位置上。在开始浇筑至浇筑后拔管前，间隔一定时间要缓慢匀速地转动钢管；待混凝土初凝后至终凝之前，用卷扬机匀速拔出钢管即在构件中形成孔道。,（2）胶管抽芯法 胶管采用57层帆布夹层，壁厚67mm的普通橡胶管，用于直线、曲线或折线孔道成型。胶管一端密封，另一端接上阀门，安放在孔道设计位置上；待混凝土初凝后、终凝前，将胶管阀门打开放水（或放气）降压，胶管回缩与混凝土自行脱落。一般按先上后下、先曲后直的顺序将胶管抽出。,（3）预埋管法 预埋管法是用钢筋井字架将黑铁皮管、薄钢管或金属螺旋管固定在设计位置上，在混凝土构件中埋管成型的一种施工方法。适用于预应力筋密集或曲线预应力筋的孔道埋设，但电热后张法施工中，不得采用波纹管或其他金属管埋设的管道。,2预应力筋张拉,预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求，施工时预应力筋需超张拉，可比设计要求提高3%5%。（1）穿筋 成束的预应力筋将一头对齐，按顺序编号套在穿束器上（图5.34）。,（2）预应力筋的张拉顺序 预应力筋张拉顺序应按设计规定进行；如设计无规定时，应采取分批分阶段对称地进行。平卧重叠浇筑的预应力混凝土构件，张拉预应力筋的顺序是先上后下，逐层进行。,预应力筋的张拉顺序(a)(b)屋架下弦杆(c)吊车梁,（3）预应力筋张拉程序 预应力筋的张拉程序，主要根据构件类型、张锚体系、松弛损失取值等因素来确定。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：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）预应力筋的张拉方法 对于曲线预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋，应采用两端同时张拉的方法；长度等于或小于24m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预应力筋和长度大于30m的直线预应力筋宜在两端张拉，长度等于或小于30m的直线预应力筋可在一端张拉。安装张拉设备时，对于直线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；对于曲线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线方向重合。,（5）张拉安全事项 在张拉构件的两端应设置保护装置，如用麻袋、草包装土筑成土墙，以防止螺帽滑脱、钢筋断裂飞出伤人；在张拉操作中，预应力筋的两端严禁站人，操作人员应在侧面工作。,3、孔道灌浆1、方法：钢筋张拉完毕后，立即进行孔道灌浆孔道内水泥浆应饱 满、密实。2、作用：a、保护预应力筋防止锈蚀；b、使预应力筋与构件混凝土有效黏结；c、控制超载时裂缝的间距与宽度并减轻构件两端锚具 有负荷状况。3、要求 a、水泥浆：水泥32.5Mpa，水灰比不应 0.45，水泥浆强度不应30N/mm2。b、外加剂：减水剂（0.25%木质素磺酸钙）、膨胀剂（0.05%铝粉）c、顺序：先下后上，缓慢均匀，不得中断。,孔道灌浆注意事项,预应力筋张拉后，应尽快地用灰浆泵将水泥浆压灌到预应力孔道中去。灌浆用水泥浆应有足够的粘结力，且应有较大的流动性，较小的干缩性和泌水性。灌浆前，用压力水冲洗和湿润孔道。灌浆顺序应先下后上，以免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞。灌浆工作应缓慢均匀连续进行，不得中断。,高强钢丝束的制备 钢丝的下料长度应为：,制梁步骤:,制作留有预应力筋孔道的梁体,张拉并锚固,混凝土达到规定强度,在孔道内穿入预应力筋,孔道压浆并浇筑梁端封头混凝土,包括下料和编束,构件混凝土预留孔道长度,固定端和张拉端(或两个张拉端)所需要的钢丝工作长度,2 后张法,预应力后张法 2 后张法,梳丝板,钢丝束断面,预应力后张法 2 后张法,钢绞线束的制备 钢绞线束的下料长度应考虑孔道长度和张拉时的工作长度。钢绞线的下料有氧气乙炔切割法、电弧熔割法和机械切割法。,预应力后张法 2 后张法,孔道形成孔道形成包括制孔器的选择、安装和抽拔以及通孔检查等工作。1)制孔器的种类：埋置式和抽拔式,埋置式制孔器，主要有铁皮管、铝合金波纹管、塑料波纹管等,镀锌波纹管,塑料波纹管,预应力后张法 2 后张法,常用的抽拔式制孔器(俗称抽拔管)有以下三种：橡胶管制孔器金属伸缩管制孔器钢管制孔器,橡胶管,预应力后张法 2 后张法,橡胶管接头,预应力后张法 2 后张法,拔橡胶管,穿预应力筋,穿束,预应力后张法 2 后张法,张拉设备 张拉设备包括张拉千斤顶、高压油泵和压力表。,预应力后张法 2 后张法,张拉工艺,预应力后张法 2 后张法,孔道压浆和封锚,压浆的目的,防护预应力筋(束)免于锈蚀，并使它们与构件相粘结而形成整体。,压浆后将所有锚头用混凝土封闭，完成预制工作。,预应力后张法 2 后张法,工程实例一：后张箱梁制造工艺流程,预应力后张法 2 后张法,箱梁底模,箱梁底模及侧模,预应力后张法 2 后张法,液压式内模,拼装式内模,预应力后张法 2 后张法,双线梁底腹板钢筋吊装,双线梁顶板钢筋吊装,预应力后张法 2 后张法,单线梁底腹板钢筋绑扎,单线梁顶板钢筋绑扎,预应力后张法 2 后张法,单线梁内模就位,单线梁外模就位,预应力后张法 2 后张法,灌注混凝土,预应力后张法 2 后张法,蒸汽养护,篷布遮盖,温度计,蒸汽锅炉,预应力后张法 2 后张法,拔胶管,拆端模,预应力后张法 2 后张法,拆内模,预应力后张法 2 后张法,拆外模,预应力后张法 2 后张法,穿束,一期张拉,预应力后张法 2 后张法,将梁由底模上顶起,移梁至存梁台座,预应力后张法 2 后张法,存梁,二期张拉,预应力后张法 2 后张法,封锚前,压浆,封锚后,预应力后张法 2 后张法,单线梁试验,双线梁试验,预应力后张法 2 后张法,准备吊梁,吊梁至运梁便道,运梁到桥位,预应力后张法 2 后张法,工程实例二：后张T梁制造工艺流程,预应力后张法 2 后张法,钢筋制备,形成骨架,预应力后张法 2 后张法,清理模板,钢筋骨架就位,预应力后张法 2 后张法,浇筑混凝土,蒸汽养护,预应力后张法 2 后张法,张拉力筋,预应力后张法 2 后张法,存 梁,预应力后张法 2 后张法,出厂检验,预应力后张法 2 后张法,运 梁,预应力后张法 2 后张法,工程事故,波纹管事故,预应力后张法 2 后张法,预应力后张法 2 后张法,预应力后张法 2 后张法,振捣问题,预应力后张法 2 后张法,锚垫板事故,预应力后张法 2 后张法,预应力后张法 2 后张法,预应力后张法 2 后张法,