這一篇文章把預應力施工都講全了
發(fā)布時間：
2020-07-31
預應力張拉就是在構件中提前加拉力，使得被施加預應力張拉構件承受拉應力，進而使得其產生一定的形變，來應對結構本身所受到的荷載，包括構件自身重量的荷載、風荷載、雪荷載、地震荷載作用等等。
先張法懂不?
先張法是在砼構件澆筑前先張拉預應力筋，并用夾具將其臨時錨固在臺座或鋼模上，再澆筑構件砼，待其達到一定強度后(約75%)放松并切斷預應力筋，預應力筋產生彈性回縮，借助砼與預應力筋間的粘結，對砼產生預壓應力。
臺座由臺面、橫梁和承力結構組成。按構造形式不同，可分為墩式臺座、槽形臺座和樁式臺座等。臺座可成批生產預應力構件。臺座承受全部預應力筋的拉力，故臺座應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，以免因臺座變形、傾覆和滑移而引起預應力的損失。
墩式長線臺座
墩式臺座由現(xiàn)澆鋼筋砼做成，臺座應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，臺座設計應進行抗傾覆驗算與抗滑移驗算。
?、?抗傾覆驗算：
式中：N——預應力筋的張拉力;
e1——張拉力合力作用點至傾覆點的力臂;
G——臺墩的自重力;
L——臺墩重心至傾覆點的力臂;
Ep——臺墩后面的被動土壓力合力;
e2——被動土壓力合力至傾覆點的力臂。
對于與臺面共同工作的臺墩，傾覆點的位置宜選在砼臺面下4～5cm處。
?、?抗滑移驗算：
式中：K——抗滑移安全系數(shù)，不小于1.3;N1——抗滑移的力，對于獨立臺墩，由側壁土壓力和底部摩阻力產生。
臺墩與臺面共同工作時，預應力筋的張拉力幾乎全部傳給了臺面，可不進行抗滑移驗算。
槽式臺座
由端柱、傳力柱、橫梁和臺面組成，既可承受張拉力和傾覆力矩,加蓋后又可作為蒸汽養(yǎng)護槽。適用于張拉噸位較大的吊車梁、屋架、箱梁等大型預應力砼構件。
鋼模臺座：
箱梁端部模板作張拉臺座
先張法預應力筋張拉流程：
預應力筋的張拉：
?、?單根鋼絲張拉：臺座法多進行單根張拉，由于張拉力較小，一般可采用10～20kN電動螺桿張拉機或電動卷揚機單根張拉，彈簧測力計測力，優(yōu)質錐銷式夾具錨固。
⑵ 整體鋼絲張拉：臺模法多進行整體張拉，可采用臺座式千斤頂設置在臺墩與鋼橫梁之間進行整體張拉，優(yōu)質夾片式夾具錨固。要求鋼絲的長度相等，事先調整初應力。
在預制廠生產預應力多孔板時，可在鋼模上用鐓頭梳筋板夾具進行整體張拉。
方法是：鋼絲兩端鐓粗，一端卡在固定梳筋板上，另一端卡在張拉端的活動梳筋板上。用張拉鉤鉤住活動梳筋板，再通過連接套筒將張拉鉤和拉桿式千斤頂連接，即可張拉。
?、?單根鋼絞線張拉：可采用前卡式千斤頂張拉，單孔夾片工具錨固定。
?、?整體鋼絞線張拉：一般在三橫梁式臺座上進行，臺座式千斤頂與活動橫梁組裝在一起，利用工具式螺桿與連接器將鋼絞線掛在活動橫梁上，張拉前，先用小型千斤頂在固定端逐根調整鋼絞線初應力。張拉時，臺座式千斤頂推動活動橫梁帶動鋼絞線整體張拉。
?、?粗鋼筋的張拉：分單根張拉和多根成組張拉。由于在長線臺座上預應力筋的張拉伸長值較大，一般千斤頂行程多不能滿足，張拉較小直徑鋼筋可用卷揚機。
張拉機具的張拉力應不小于預應力筋張拉力的 1.5倍;張拉行程應不小于預應力筋伸長值的 1.1～1.3倍。
預應力筋的張拉程序：
預應力鋼絲：鋼絲的張拉工作量大，宜采用一次張拉程序：
⑵ 低松馳鋼絞線：采用一次張拉程序：
預應力值校核：
鋼絲張拉時，伸長值不作校核。張拉錨固后，用鋼絲內力測定儀反復測定4次，取后3次的平均值為鋼絲內力。其允許偏差為設計規(guī)定預應力值的±5%。每工作班檢查預應力筋總數(shù)的1%，且不少于3根。
鋼絞線張拉時，一般采用張拉力控制、伸長值校核。張拉時預應力筋的實際伸長值與理論伸長值的允許偏差為±6%。張拉力控制的校核方法與鋼絲相同。
先張法施工注意事項：
?、?臺座法張拉預應力筋時，應先張拉靠近臺座截面重心處的預應力筋，避免臺座承受過大的偏心壓力。張拉宜分批、對稱進行。
?、?采用應力控制法張拉時，應校核預應力筋的伸長值。當實際伸長值與計算伸長值的偏差大于±6%時，應暫停張拉，查明原因并采取措施調整后，方可繼續(xù)張拉。
?、?多根預應力筋同時張拉時，須事先調整初應力，使相互間的應力一致。預應力筋張拉錨固后的實際預應力值與設計規(guī)定檢驗值的相對允許偏差為±5%。
?、?先張法中的預應力筋不允許出現(xiàn)斷裂或滑脫。在澆筑砼前發(fā)生斷裂或滑脫的預應力筋必須予以更換。
⑸ 錨固時，張拉端預應力筋的回縮量應符合設計要求，設計無要求時不得大于施工規(guī)范規(guī)定。
⑹ 張拉錨固后，預應力筋對設計位置的偏差不得大于5mm，且不得大于構件截面短邊尺寸的4%。
⑺ 施工中必須注意安全，嚴禁正對鋼筋張拉的兩端站立人員，防止斷筋回彈傷人。
★★★預應力筋張拉完成后，應盡快進行鋼筋綁扎、模板拼裝和砼澆筑等工作。砼澆筑時，振動器不得碰撞預應力筋。砼未達到強度前，也不允許碰撞或踩動預應力筋。當構件在臺座上進行濕熱養(yǎng)護時，應防止溫差引起的預應力損失。先張法在臺座上生產砼構件，其最高允許的養(yǎng)護溫度應根據(jù)設計規(guī)定的允許溫差(張拉與養(yǎng)護時的溫度之差)計算確定。當砼強度達到7.5N/mm2(粗鋼筋配筋)或10N/mm2(鋼絲、鋼絞線配筋)以上時，則可不受設計規(guī)定的溫差限制。
預應力筋的放張：
混凝土強度達到設計規(guī)定的數(shù)值(不小于標準強度的75%)后，才可放松預應力筋。
軸心受預壓構件，所有預應力筋應同時放張;偏心受預壓構件，應先同時放張預壓力較小區(qū)域的預應力筋，再同時放張預壓力較大區(qū)域的預應力筋;不能滿足上述要求時，應分階段、對稱、交錯地放張，防止構件在放張過程中產生彎曲、裂紋或預應力筋斷裂。
⑴ 當預應力筋采用鋼絲時，配筋不多的中小型鋼筋砼構件，鋼絲可用砂輪鋸或切斷機切斷等方法放松。配筋多的鋼筋砼構件，鋼絲應同時放松，如逐根放松，則最后幾根鋼絲將由于承受過大的拉力而突然斷裂，易使構件端部開裂。長線臺座上放松后預應力筋的切斷順序，一般由放松端開始,逐次切向另一端。
?、?預應力筋為鋼筋時，對熱處理鋼筋及冷拉IV級鋼筋不得用電弧切割，宜用砂輪鋸或切斷機切斷。數(shù)量較多時，也應同時放松。多根鋼絲或鋼筋的同時放松，可用油壓千斤頂放張、砂箱放張、楔塊放張等方法。
⑶ 采用濕熱養(yǎng)護的預應力砼構件，宜熱態(tài)放松預應力筋，而不宜降溫后再放松。
后張法不懂不行?
后張法是先澆混凝土并預留預應力筋孔道的位置，待混凝土強度達到規(guī)定值后再張拉預應力筋，并用錨具進行錨固。一般用于大型預制混凝土以及現(xiàn)澆混凝土結構工程的施工。
后張法是先制作構件并預留孔道，待構件砼達到規(guī)定強度后，在孔道內穿入預應力筋，張拉并錨固，然后孔道灌漿。后張法不需臺座，構件在張拉過程中完成砼的彈性壓縮。廣泛應用于現(xiàn)場生產的大型預應力構件和現(xiàn)澆砼結構中。
后張法工藝流程：
預應力筋制作：
鋼絞線是成盤狀供應，不需要對焊接長。制作工序是：開盤→下料→編束。
?、?下料：鋼絞線下料宜用砂輪切割機切割，不得采用電弧切割。
?、?編束：鋼絞線編束宜用20號鐵絲綁扎，間距2～3m，編束前先將鋼絞線理順，使各根鋼絞線松緊一致。
?、?鋼絞線下料長度：
采用夾片錨具、穿心式千斤頂張拉時，按下式計算：
鋼絲：
⑴ 下料：消除應力鋼絲放開后是直的,可直接下料。鋼絲在應力狀態(tài)下切斷下料，控制應力為300N/mm2。下料長度的誤差要控制在L/5000以內，且不大于5mm。較常采用的是“鋼管限位法下料”。
⑵ 編束：為保證鋼絲束兩端鋼絲排列順序一致，穿束與張拉不致紊亂，鋼絲必須編束。鋼絲編束可分為空心束和實心束，都需用梳絲板理順鋼絲，在距鋼絲端部5～10cm處編扎一道。實心束工藝簡單，空心束孔道灌漿效果優(yōu)于實心束。
?、?下料長度：采用鋼質錐形錨具、錐錨式千斤頂張拉時，按下式計算：
式中：
l ——構件的孔道長度; l1 ——錨環(huán)厚度;
l2 ——千斤頂分絲頭至卡盤外端距離。
粗鋼筋：單根預應力鋼筋一般張拉端均采用螺絲端桿錨具;而固定端除采用螺絲端桿錨具外，還可采用幫條錨具或鐓頭錨具。
其制作工序是：配料→對焊→冷拉。
下料長度應計算確定，計算時要考慮錨具種類、對焊接頭或鐓粗頭的壓縮量、張拉伸長值、冷拉率和彈性回縮率、構件長度等因素。
粗鋼筋下料長度計算簡圖
孔道留設：預應力筋的孔道形狀有直線、曲線和折線三種，其直徑與布置根據(jù)構件的受力性能、張拉錨固體系特點及尺寸確定。
孔道直徑：粗鋼筋的孔道直徑應比對焊接頭外徑或需穿過孔道的錨具、連接器外徑大10～15mm;鋼絲、鋼鉸線的孔道直徑應比預應力束外徑或錨具外徑大5～10mm，且孔道面積宜為預應力筋凈面積的3～4倍。
孔道布置：孔道至構件邊緣的凈距不小于40mm，孔道之間的凈距不小于50mm;端部的預埋鋼板應垂直于孔道中心線;凡需起拱的構件，預留孔道應隨構件同時起拱。
孔道成型方法：孔道成型有鋼管抽芯法、膠管抽芯法和埋管法。孔道成型的要求是：孔道的尺寸與位置正確，孔道平順，接頭不漏漿。
?、?鋼管抽芯法—用于直線孔道。
鋼管要求：平直、表面光滑，每根不超過15m，超過15m用兩根鋼管，中間套管連接;
構件中固定：用鋼筋井字架，間距不大于1m;
防止粘結措施：澆筑后，每隔10～15min時間轉動鋼管(兩根鋼管時，旋轉方向要相反);
抽管時機：初凝后、終凝前，以手指按壓砼，無明顯壓痕又不沾漿即可抽管;常溫下一般在砼澆筑后3～5h;
抽管順序：先上后下;先中間，后周邊;當部分孔道有擴孔時，先抽無擴孔管道，后抽擴孔管道;抽管時邊抽邊轉、速度均勻、與孔道成一直線。
質量控制：抽管后，及時檢查孔道并做好孔道清理工作，以防止穿筋困難。
?、?膠管抽芯法——可用于直線或曲線孔道。
膠管要求：膠管有夾布膠管或鋼絲網膠管兩種。使用前，一端封堵，另一端與閥門連接，充水(氣)加壓至0.5～0.8MPa，使膠皮管直徑增大約3mm。
構件中固定：用鋼筋井字架，間距不大于0.6m;
防止粘結措施：澆筑后不需轉動膠管，只需在抽管前放水(氣)降壓，待管徑縮小與砼脫離即可抽管;
抽管時機：抽管時間比鋼管略遲;
抽管順序：先上后下;先曲后直。
?、?預埋管法——預埋管法可采用薄鋼管、鍍鋅鋼管和金屬螺旋管、塑料波紋管，埋入后不再抽出，可用于各類形狀的孔道，是目前大力推廣的孔道留設方法。
波紋管要求：在1KN徑向力作用下不變形，使用前進行灌水試驗，檢查有無滲漏，防止水泥漿流入管內堵塞孔道;安裝就位過程中避免反復彎曲，以防管壁開裂。
構件中固定：用鋼筋井字架,間距不大于0.8～1.0m;螺旋管固定后，必須用鉛絲與鋼筋扎牢，防止?jié)仓艜r螺旋管上浮而造成嚴重事故。
曲線孔道的固定
灌漿孔、排氣孔與泌水孔：在孔道留設的同時應留設灌漿孔和排氣孔。
⑴ 灌漿孔：一般在構件兩端和中間每隔12m設置一個灌漿孔，孔徑20～25mm(與灌漿機輸漿管嘴外徑相適應)，用木塞留設。曲線孔道應在最低點設置灌漿孔，以利于排出空氣,保證灌漿密實;一個構件有多根孔道時，其灌漿孔不應集中留在構件的同一截面上，以免構件截面削弱過大。灌漿孔的方向應使灌漿時水泥漿至上而下垂直或傾斜注入孔道;灌漿孔的最大間距，抽芯成孔的不宜大于12m，預埋波紋管不大于30m。
?、?排氣孔與泌水孔：構件的兩端留設排氣孔，曲線孔道的峰頂處應留設排氣兼泌水孔，必要時可在最低點設置排水孔。
預應力筋穿入孔道：預應力筋穿入孔道按穿筋時機分有先穿束 和后穿束,按穿入數(shù)量分有整束穿和單根穿;按穿束方法分有人工穿束和機械穿束。
先穿束 在砼澆筑前穿束，省力，但穿束占用工期，預應力筋保護不當易生銹;后穿束 在砼澆筑后進行，不占用工期，穿筋后即進行張拉，但較費力。長度在50m以內的二跨曲線束，多采用人工穿束;對超長束、特重束、多波曲線束應采用卷揚機穿束;目前穿束機穿束在越來越多的工程中得到使用。
預應力筋張拉：
準備工作：
?、?塊體拼裝：分段制作的構件在張拉前完成拼裝;
⑵ 砼強度檢驗：砼強度應滿足設計要求，設計無要求時應不低于設計強度的75%，塊體拼裝立縫處的砼或砂漿強度不低于砼強度的40%，且不得低于15N/mm2;
?、?構件端頭清理;
?、?搭設張拉臺，安裝錨具與張拉設備。
根據(jù)構件的特點、預應力筋的形狀和長度及施工方法，預應力筋張拉有如下幾種張拉方法：
⑴ 一端張拉方式：張拉設備放在構件的一端進行張拉，適用于長度≤30m的直線預應力筋與錨固損失影響長度Lf ≥0.5L(L為預應力筋長度)的曲線預應力筋;
?、?兩端張拉方式：張拉設備放在構件的兩端進行張拉，適用于長度>30m的直線預應力筋與錨固損失影響長度Lf<0.5L的曲線預應力筋;
⑶ 分批張拉方式：對配有多束預應力筋的構件分批進行張拉，由于后批預應力筋張拉所產生的砼彈性壓縮對先批張拉的預應力筋造成預應力損失，所以先批張拉的預應力筋應加上該彈性壓縮損失值，使分批張拉的每根預應力筋的張拉力基本相等。
?、?分段張拉方式：在多跨連續(xù)梁板施工時，通長的預應力筋需要逐段進行張拉，第二段及后段的預應力筋利用錨頭連接器與前段預應力筋進行接長。
?、?分階段張拉方式：為平衡各階段的不同荷載,采取分階段逐步施加預應力的方式。
?、?補償張拉方式：在早期預應力損失基本完成后，再進行張拉的方式。
張拉順序的確定原則：① 不使砼產生超應力;② 構件不扭轉與側彎、結構不變位;③ 張拉設備的移動次數(shù)最少。所以張拉宜對稱進行。
箱梁對稱張拉
張拉注意事項：當兩端同時張拉一根預應力筋時，宜先在一端張拉、一端錨固，再在另一端張拉補足張拉力后錨固;為解決砼彈性壓縮損失問題，可采用同一張拉值,逐根復拉補足張拉力;對于重要預應力砼構件，可分階段建立預應力，即全部預應力先張拉50%之后，再第二次拉至100%。
預應力鋼絞線的逐根張拉
張拉程序：預應力筋張拉操作程序，根據(jù)構件類型、張拉錨固體系、松馳損失等因素確定。采用低松馳鋼絲和鋼鉸線時，張拉程序為：
采用普通松馳預應力鋼筋時，按超張拉程序，即：
伸長值校核：校核伸長值可綜合反映張拉力是否足夠、孔道摩阻損失是否偏大、預應力筋是否有異常現(xiàn)象等。因此，張拉時應對伸長值進行校核，實際伸長值與計算伸長值的偏差大于±6%時，應暫停張拉，在采取措施調整后，方可繼續(xù)張拉。
孔道灌漿：預應力筋張拉后，應盡快進行孔道灌漿。一可保護預應力筋以免銹蝕，二使預應力筋與砼有效粘結，控制超載時裂縫的間距與寬度，減輕梁端錨具的負荷情況。灌漿料應采用強度等級不低于32.5級的普通硅酸鹽水泥配制，水灰比不大于0.45，攪拌后3h泌水率不宜大于2%，且不應大于3%。泌水應能在24h內全部重新被水泥漿吸收。灌漿用水泥砂漿的抗壓強度不應小于30N/mm2。
灌漿前應全面檢查構件孔道及灌漿孔、泌水孔、排氣孔是否暢通，對抽芯成孔的孔道采用壓力水沖洗濕潤,對埋波紋管孔道可用壓縮空氣清孔。宜先灌下層孔道，后灌上層孔道。灌漿工作應緩慢均勻進行，不得中斷，并應排氣通順，在出漿口冒出濃漿并封閉排氣口后，繼續(xù)加壓至0.5～0.7N/mm2穩(wěn)壓2min，再封閉灌漿孔。
對孔道直徑較大且不摻減水劑或膨脹劑進行灌漿時,可采取“二次壓漿法” 或“重力補漿法”。超長孔道、大曲率孔道、扁管孔道、腐蝕環(huán)境的孔道可采用“真空輔助壓漿法”。
后張法施工注意事項：
后張法預應力構件，斷裂或滑脫的數(shù)量嚴禁超過同一截面預應力筋總根數(shù)的3%，且每束鋼絲不得超過一根(對于多跨雙向連續(xù)板，其同一截面應按每跨計算)。
預應力筋張拉錨固后實際建立的預應力值與設計規(guī)定檢驗值的相對允許誤差為±5%。同一檢驗批內抽查預應力筋總數(shù)的3%，且不少于5束。后張法預應力筋錨固后的外露部分宜用機械方法切割，其外露長度不宜小于預應力筋的1.5倍，且不小于30mm。長期的錨具，可涂刷防銹油漆或用封端砼封裹。
現(xiàn)澆砼構件的側模板宜在預應力張拉前拆除，底模支架拆除時，孔道灌漿強度不應低于15 N/mm2;金屬波紋管或無粘結預應力筋鋪設后，其附近不得進行電焊作業(yè)，否則應采取防護措施。砼澆筑時，應防止振動器觸碰金屬波紋管、無粘結預應力筋或端部預埋件，不得踏壓或撞碰預應力筋、鋼筋支架。
張拉伸長量的計算
一、計算公式的選用
1、理論伸長值計算公式
2、平均張拉力計算公式
二、參數(shù)的選用
預應力筋張拉之前，對不同類型的孔道進行至少一個孔道的摩阻測試，通過測試所確定的μ值和κ值用于對設計張力控制應力的修正;
三、張拉伸長量的計算
以某大橋MP57~MP60一聯(lián)現(xiàn)澆箱梁、頂板F1鋼束為例：
注意事項：
1、計算時要保證各參數(shù)單位的統(tǒng)一;
2、注意孔道長度與預應力筋的長度區(qū)別，單位的變化;
3、角度與弧度的轉換，
;如豎彎角度與平彎角度同時存在，需進行角度疊加計算;
4、注意兩端張拉與一端張拉在計算伸長量中的差別。兩端張拉伸長量的計算以跨中為界，應考慮雙倍的半幅預應力伸長量值;一端張拉應的以錨固端為界，依次分段計算伸長量值至張拉端，然后匯總求和。
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