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第四节 后张法施工

后张法施工
1、原理
是先制作构件(或块体),并在预应力筋的位置预留出相应的孔道,待混凝土强度达到设计规定的数值后,穿入预应力筋并施加预应力,最后进行孔道灌浆,张拉力由锚具传给混凝土构件而使之产生预压力。
2、特点
后张法不需要台座设备,大型构件可分块制作,运到现场拼装,利用预应力筋连成整体。因此,后张法灵活性大;但工序较多,锚具耗钢量较大。
3、施工工序
(1)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;
(2)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。
(3)张拉完成后,在张拉端用锚具将预应力筋锚住;
(4)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。
4、施工工艺
(1)构件的孔道留设
孔道留设是有粘结预应力后张法构件制作中的关键工作。
孔道留设方法:有钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋波纹管法。
灌浆孔与排气孔的留设:
在留设孔道的同时还要在设计规定位置留设灌浆孔。一般在构件两端和中间每隔12 m留一个直径20mm的灌浆孔,并在构件两端各设一个排气孔。
① 钢管抽芯法——只可留设直线孔道。
预先将钢管埋设在模板内孔道位置处,在混凝土浇筑过程中和浇筑之后,每间隔一定时间慢慢转动钢管,使之不与混凝土粘结,待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管,即形成孔道。
② 胶管抽芯法——可留设直线和曲线孔道。
胶管有布胶管和钢丝网胶管两种。
布胶管:用间距≤0.5 m的钢筋井字架固定位置,浇筑前,管内充入压力为0.6~0.8 N/mm2的压缩空气或水,胶管直径增大3 mm左右,待砼初凝后,放出压缩空气或水,管径缩小而与砼脱离,便于抽出。
钢丝网胶管:质硬、具有一定弹性,留孔方法与钢管一样,只是浇筑砼后不需转动,抽管时在拉力作用下断面缩小易于拔出。
③ 预埋波纹管法
波纹管为特制的带波纹的金属管,它与混凝土有良好的粘结力。波纹管预埋在构件中,浇筑混凝土后不再抽出,预埋时用间距不宜大于0.8 m的钢筋井字架固定。
塑料波纹管是前几年国外发展起来的一种新型制孔器。它采用的塑料为聚丙烯或高密度聚乙烯。管道外表面的螺旋肋与周围的混凝土具有较高的粘结力,从而能将预应力传递到管道外的混凝土。
塑料波纹管具有耐腐蚀性能好、孔道摩擦损失小、可提高后张预应力结构的抗疲劳性能等优点。
(2)预应力筋张拉
张拉预应力筋时,构件混凝土的强度应按设计规定,如设计无规定则不宜低于混凝土标准强度的75%。
张拉注意事项:
① 张拉时应做到孔道、锚环与千斤顶三对中,以便张拉工作顺利进行,不致增加孔道摩擦损失。
② 工具锚的夹片,应注意保持清洁和良好的润滑状态。
③ 多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移,可更换夹片,用小型千斤顶单根张拉。
④ 构件张拉完毕后,应检查端部和其他部位是否有裂缝,并填写张拉记录表。
⑤ 预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm。长期外露的锚具,可涂刷防锈油漆,或用混凝土封裹,以防腐蚀。
(3)孔道灌浆
① 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。
② 在浇注混凝土之前需设置灌浆孔、排气孔、排水孔与泌水管。
灌浆孔用于进水泥浆,一般设置在构件两端及跨中处。
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。
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。
③ 灌浆前,用压力水冲洗和润湿孔道。
④ 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,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。
⑤ 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。
⑥ 灌浆宜用标号不低于42.5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泌水率宜控制在2%)。水灰比一般为0.40-0.45。
⑦ 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。