后张法有粘结预应力施工技术综述摘要:介绍了后张法有粘结预应力混凝土的施工技术,从材料、设备、孔道预留,预应力筋的下料安装、混凝土浇筑、预应力筋张拉以及灌浆封锚等方面进行了阐述,分析了施工各环节的具体操作步骤,总结了施工方法,提高了对后张法预应力混凝土施工的认识。
关键词:预应力;后张法;施工
中途分类号:tu74
0 引言
预应力技术能够有效地改善结构的使用性能,目前在国内外被广泛应用,特别是在大跨度或承受动力荷载的结构,以及不允许出现开裂的结构中的被广泛应用。
尤其是后张法预应力技术,它具备不需要台座,可以进行曲线配筋等优点,广泛应用于大体积混凝土结构。
本文就后张法施工技术做了大量的研究整理,对后张法施工各个环节进行了分析。
后张法是指混凝土构件先浇筑并留置孔道,待混凝土达到一定强度后,将预应力筋穿入孔道进行张拉并锚固,张拉力由锚具传给混凝土构件而使之产生预应力。
张拉完毕几小时后,就可在孔道内灌浆。
2孔道的留置
2.1孔道的留置原则
孔道形状有直线、曲线和折线。
孔道的直径应根据预应力筋的
外径和锚具种类而定,对粗钢筋,孔道的直径应比预应力筋直径、钢筋对焊接头处外径或穿过孔道的锚具或连接器外径大10mm~
15mm,对钢丝或钢绞线,孔道的直径应比预应力束或锚具外径大
5mm~10mm,且孔道面积应大于预应力筋面积的两倍。
曲线孔道的转向角和曲率半径均按预应力筋的相应值采用。
孔道之间的净距不应小于50mm,孔道壁至构件表面的净距不应小于40mm,且不宜小于孔道直径的1/2。
凡需起拱的构件,预留孔道应随构件同时起拱。
2.2孔道留置的方法
孔道成型可采用预埋波纹管、钢管抽芯和胶管抽芯等方法。
其中预埋波纹管是目前最常用的孔道留置方法,适用于直线、曲线、折线等各种形式。
钢管抽芯法适用于留置直线孔道和曲率不大的圆弧形短孔道。
胶管抽芯法适用于留设任何线形的孔道。
以下主要介绍预埋波纹管留置孔道的方法:
1、波纹管的定位:有粘结预应力筋是穿在波纹管中进行后张拉,其孔道位置主要通过波纹管的位置保证,预应力构件底模支设、绑扎好梁钢筋,并在构件一边侧模支设完毕后,在侧模上按图纸给出的预应力筋位置划出波纹管定位线,依次在构件竖向钢筋上焊接好波纹管固定支架、端部承压铁板及锚固铁板,钢筋支架间距为
600mm。
横向预应力筋预留孔道位置横向偏差不得大于5 m;纵向预应力筋孔道距跨中4m范围不大于4 mm,其余部位不大于6 mm。
2、波纹管孔道成型:按已经固定好的支架位置依次将波纹管穿
入钢筋笼内,为了防止波纹管在混凝土浇筑时上浮或产生水平位移,必须把波纹管固定在钢筋支架上,用铁丝十字型扎牢。
波纹管的连接,采用大一号同型波纹管。
接头长度为200mm~300mm ,接头两端用胶带密封。
3、设置灌浆孔及排气孔
灌浆孔或排气孔应设置在构件的两端及跨中,也可设置在锚具或铸铁喇叭处,孔距要求:对预埋金属螺旋管不宜大于30m;对抽芯成形孔不宜大于12m。
灌浆孔的直径应与输蒋管管嘴相适应,一般不宜小于16mm。
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气水孔;灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。
3钢绞线的下料、编束和穿束
3.1预应力筋的下料
预应力筋和锚具复检合格后开始预应力筋下料,将钢绞线放在放线架,将其缓缓拉出,注意不得产生弯折变形,下料长度应综合考虑其曲率、锚固端保护层厚度等因素,并根据不同的张拉方式和锚固形式预留张拉长度。
下料宜采用砂轮机平放切割,断后平放在地面上,并用铁丝对端部进行绑扎防止钢绞线散头。
下料长度误差控制在0mm~100mm以内。
钢绞线下料长可采用如下公式:。
其中,为下料长;为锚具支承板间孔道长度;为锚具高度;为
张拉千斤顶支承端面到槽形口外端面间的距离(包括工具锚高度);为长度富余量一般取10cm,当单端张拉时,当双端张拉时。
3.2预应力筋编束和穿束
钢绞线切割完后须逐根进行编号,长度、束径相同为同一编号。
采用逐束穿入时,按各束理顺、编束,并间隔2m~3m用铅丝捆扎以防止缠绞,同一束钢绞线应顺畅不扭结。
采用单根穿入时,应按一定的顺序进行,以免钢绞线在孔道内人为的打叉现象。
4混凝土的浇筑
1)预应力筋及有关组件铺设安装完毕后,进行隐蔽工程验收,确定合格后才能浇筑混凝土。
2)预应力构件混凝土浇筑时,应增加制作两组混凝土试块,两组试块和预应力构件混凝土同条件养护,以供张拉。
3)在混凝土浇筑前,应对波纹管进行仔细检查,防止存在漏洞漏浆以影响张拉。
检查方法除目测外,可用手电筒在波纹管外照射,从张拉端向内观察,有亮光说明有漏洞。
漏洞可以用胶带缠密实。
4)混凝土浇筑时,严禁踏压撞碰预应力筋、波纹管支撑钢筋以及端部预埋构件,同时混凝土浇筑时的下落高度不能太大,以免产生
较大的冲击力,损坏波纹管。
5)在钢筋密集区, 浇捣困难, 宜用小直径振动器或振动片, 仔细振捣密不可漏振, 也可采用同标号细混凝土密实, 从而防止由
于承压板后混凝土密实造成构件端部的局部承压能力不够而导致
质量、安全事故。
6)在混凝土浇捣时, 应在预应力构件浇捣后45mm左右, 来回抽拨预应力束数次, 以保证孔道通畅。
5预应力钢筋的张拉
5.1张拉时机
预应力筋的张拉作业应在混凝土强度达到设计强度的80%后进行,张拉时的强度要求以现场同条件养护条件下的混凝土试压报告为准。
预应力筋的张拉以控制张拉力为主 ,伸长值控制指标与理论值比较值进行控制。
5.2张拉工艺
1、预应力筋张拉控制应力:根据设计要求及施工规范的要求,对碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线,其最大张拉控制应力允许值为;对热处理钢筋、冷拔低碳钢丝,其最大张拉控制应力允许值为。
2、预应力筋的张拉顺序:预应力筋应采用“逐层浇筑、顺序张拉”的张拉顺序。
无论对结构整体,还是单个构件而言,都应遵循同步、对称张拉的原则。
此外张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备的移动次数。
3预应力筋的张拉程序:
3、张拉伸长值校核
实测伸长值δs与修正理论伸长值差值和修正理论伸长值之比如不大于%,则说明张拉结果符合规范要求,如果大于%,则需采取措施进行处理后,方可继续进行张拉。
伸长值校核应在张拉过程中
同时校核。
通过这样的校核可以综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大以及预应力筋是否有异常现象等。
6孔道灌浆
1)预应力构件张拉完成后应尽快进行孔道灌浆,尽量在48h之内完成灌浆,以保证钢绞线在压浆完成前不出现锈迹,水泥浆自搅拌至压入管道的时间间隔不应超过40min。
压浆过程及压浆后48h 之内,结构混凝土的温度不得低于5℃。
冬季压浆时采取保温及高压风冲洗措施,防止波纹管内集有水珠,造成水泥浆离析。
2)如果孔道为抽拔管成孔后,压浆前应用清水冲洗孔道,湿润并检查孔道是否通畅。
一般压浆在封锚混凝土强度达到10mpa后进行。
压浆材料选用的水泥可用强度等级不低于32.5mpa的普通硅酸盐水泥,灰浆比控制在0.1/0.45,泌水率宜小于2%,最大不应超过3%。
灰浆应具有良好的流动度并不易离析,可加入适当的减水剂和经过脱脂处理的铝粉(膨胀剂),但不得使用对管道和预应力所有腐蚀作用的外加剂,计量和配方应通过试验确定。
3)对曲线孔道和竖向孔道应从最低点或下层压浆孔压入,由最高点的排气孔排气和泌水;压浆应均匀进行,不得中断,最高点的排气孔可由近到远依次开放关闭。
压浆前管道真空度应确定在- 0.06mpa~ - 0.10mpa 之间;压浆的最大压力宜为0.5mpa~0.7mpa;压浆应达到孔道另一端出饱和浓浆,并达到排气孔与出浆孔排除与规定稠度相同的浆液为止。
在关闭了出浆口后,同时保持压力0.5 mpa以上2min~5min的稳压期,以保证排气孔内泌水。
管道较长或
第一次压浆不够理想时,可进行第二次压浆,第二次压浆应在第一次压浆初凝后进行。
4)在压浆过程中如出现赌孔现象,应用高压水把孔内已压入的浆液冲洗干净。
找到赌孔的位置进行处理后再重新压浆。
压浆时应认真做好记录,同时每天制取3组70.7mm立方体浆液时间标养28d,作为浆液强度评定的依据。
7端头封锚
有粘结预应力筋在灌浆完成后24 h 后可切割多余钢纹线, 切割采用手提式切割机进行或用氧气切割, 切割后露出锚具外的钢绞
线长度不小于30 mm。
然后应立即将两端水泥浆冲洗干净,并将断面混凝土凿毛,最后用细石混凝土封固。
8 小结
1)分析了施工个环节的具体操作步骤、注意事项;
2)总结了施工方法,提高了对后张法预应力混凝土施工的认识。
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。