后张法预应力施工方法(1)

张法预应力施工方法(1)。

张法是先制作构件(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。

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,后张法灵活性较大;但工序较多,锚具耗钢量较大。后张法的工艺流程如下:

一、预应力筋制作。

(一)钢丝下料编束

1、钢丝下料

消除应力钢丝放开后是直的,可直接下料钢丝下料时如发现钢丝表面有电接头或机械损伤,应随时剔除。

采用镦头锚具时,钢丝的等长要求较严。同束钢丝下料长度的相对差值(指同束最长与最短钢丝之差)不应大于L/5000,且不得大于5mm(L—钢丝下料长度)。为了达到这一要求,钢丝下料可用钢管限位法或用牵引索状态下进行。钢管固定在林板上,钢管内径比钢丝直径大3~5mm,钢丝穿过钢管至另一端角铁限位器时,用DL10型冷镦器的切断装置切断。限位器与切断器切口的距离,即为钢丝下料长度。

2、钢丝编束

为保证钢丝束两端钢丝的排列顺序一致,穿束张拉时不致紊乱,每束钢丝都必须进行编束。随着所用锚具形式不同,编束方法也有差异。

采用镦头锚具时,根据钢丝分圈布置的特点,首先将内圈和外圈钢丝分别用铁丝顺序编扎,然后将内圈钢丝放在外圈钢丝内扎牢。为了简化钢丝编束钢丝一端可直接穿入锚杯,另一端距端部约20cm处编束,以便穿锚板时钢丝不紊乱。钢丝束的中间部分可根据长度适当编扎几道。

采用钢质锥形锚具时,钢丝编束可分为空心束和实心束两种,但都需要圆盘梳丝理顺钢丝,并在距钢丝端部5~10cm处编扎一道,使张拉分丝时不致紊乱。采作空心束时,每隔1.5m放一个弹簧衬圈。其优点是束内空心,灌浆时每根钢丝都被水泥浆包裹,钢丝束的握裹力好,但钢丝束外径大,穿束困难,钢丝受力也不匀。采用实心束可简化工艺,减少孔道摩擦损失。为了检查实心束的灌浆效果,在灌浆后凿开孔道,发现水泥浆较饱满,钢丝未裸露,同时试验结果表明实心束的握裹力也是足够的。

(二)碳素钢丝镦头。

1、镦头设备。

φs5碳素钢丝的镦头,采用LD10型钢丝冷镦器。该机的技术性能如下:

额定油压40N/mm2镦头力90kN。

镦头活塞行程6mm夹紧活塞行程12mm。

切筋刀头行程12mm最大切断176kN。

外形尺寸:镦头器98×279mm切筋器ф98×326mm。

重量:镦头器9kg,切筋器11kg。

其工作原理是:油液先进入外油缸,推动夹紧活塞,使夹片夹住钢丝;当压力升至顺序阀开启油压后,油液再进入内油缸,推动镦头活塞,对钢丝进行冷镦。卸荷后,各零件自动复位。

φs7碳素钢丝的镦头,采用LD20型钢丝冷镦器,其久镦头力为200kN,该机构造与LD10型冷镦器基本相同。

2、冷镦头型与质量。

钢丝镦粗的头型,通常有蘑菇型和平台型两种,前者受锚板的硬度影响大,如锚板较软,镦头易陷入锚孔而断于镦头处;后者由于有平台,受力性能较好。

对冷镦头的要求:头型尺寸要够,头型圆整、不偏歪、颈部母材不受损伤。钢丝镦头的强度不得低于母材强度标值的98%。

为了保证镦头质量,应预先制作6个镦头试件,进行外观检查与拉伸试验。镦头的外形检查要求:(1)钢丝的镦头尺寸不得小于规定值;(2)纵向不贯通的钢丝镦头裂缝是允许的,已延伸至母材或将镦头分为两半或水平裂缝是不允许的;因镦头夹片造成的钢丝显著刻痕也是不允许的。镦头的拉伸试验应满足镦头强度要求。度镦合格后方可正式镦头。

镦头压力与头型尺寸 表1。

钢丝直径镦头压力。

(N/mm2)头型尺寸(mm)。

直径高度。

φs 532~367~7.54.7~5.2。

φs 740~4310~116.7~7.3。

(三)钢绞线下料编束

钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大,为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人,事先应制作一个简易的铁笼。下料时,将钢绞线盘卷装在铁笼内,从盘卷中央逐步抽出,较为安全。

钢绞线下料宜用砂轮切割机切割,不得采作电弧切割。砂轮切割机有手提式及固定式两种,国内已有定型产品。用砂轮切割机下料具有操作方便、效率高、切口规则无毛头等优点,尤其适合现场使用。

钢绞线编束用20号铁丝绑扎,间距1~1.5m。编束时应先将钢绞线理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。如单根穿入孔道,则不编束

(四)钢绞线固定端锚具组装。

1、挤压锚具组装。

挤压设备采用YJ45型挤压机,由液压千斤顶、机架和挤压模组成。主要性能:额定油压63Mpa,工作缸面积7000mm2,额定顶推力440kN,额定顶推行程160mm,外形尺寸730mm×200mm×200mm。

挤压机的工作原理:千斤顶的活塞杆推动套筒通过喇叭形模具,使套筒变细,硬钢丝螺旋圈脆断并嵌入套筒与钢绞线中,以形成牢固的挤压头。操作时应注意事项:

(1)挤压模内腔要保持清洁,每次挤压后都要清理一次,并涂抹石墨油膏;。

(2)使用硬钢丝螺旋圈时,各圈钢丝应并拢,其一端应与钢绞线平齐,否则锚固不牢;。

(3)挤压套装在钢绞线端头挤压时,钢绞线挤压模与钢绞应在同一中心线上,以免挤压套被卡住;。

(4)挤压时压力表读数宜为40~45MPa时应不停顿挤过;。

(5)挤压模磨损后,锚固头直径不宜超差0.3mm。

2、压花锚具成型。

压花设备采用压花机,由液压千斤顶、机架和夹具组成。压花机的最大推力为350kN,行程为70mm。

二、预应力筋穿入孔道

预应力筋穿入孔道,简称穿束穿束需要解决二个问题:穿束时机与穿束方法。

(一)穿束时机。

根据穿束与浇筑混凝土之间的先后关系,可分为先穿束和后穿束两种。

1、先穿束法。

穿束法即在浇筑混凝土之前穿束。此法穿束省力;但穿束占用工期,束的自重引起的波纹管摆动会增大摩擦损失,束端保护不当易生锈。按穿束与预埋螺旋管之间的配合,又可分为以下三种情况。

(1)。

穿束后装管:即将预应力筋先穿入钢筋骨架内,然后将螺旋管逐节从两端套入并连接;。

(2)先装管后穿束:即将螺旋管先安装就位,然后将预应力筋穿入;。

(3)二者组装后放入:即在梁外侧的脚手上将预应力筋与套管组装后,从钢筋骨架顶部放入就位,箍筋应先作成开口箍,再封闭。

2、后穿束法。

穿束法即在浇筑混凝土之后穿束。此法可在混凝土养护期内进行,不占工期,便于用通孔器或高压水能孔,穿束后即行张拉,易于防锈,但穿束较为费力。

(二)穿束方法。

根据一次穿入数量,可分为整束穿和单根穿。钢丝束应整束穿;钢绞线优先采用整束穿。穿束工作可由人工、卷扬机和穿束机进行。

1、人工穿束

人工穿束可利用起重设备将预应力筋吊起,工人站在脚手架上逐步穿入孔内。束的前端应扎紧并裹胶布,以便顺利通过孔道。对多波曲线束,宜采用特制的牵引头,工人在前头牵引,后头推送,用对讲机保持前后二端同时出力。对长度≤50m的二跨曲线束,人工穿束还是方便的。

2、用卷扬机穿束

用卷扬机穿束,主要用于超长束、特重束、多波曲线束等整束穿的情况。卷扬机的速度宜慢些(每分钟约10m),电动机功率为1.5~2.0kW。束的前端应装有穿束网套或特制的牵引头。

穿束网套可用细钢丝绳编织。网套上端通过挤压方式装有吊环,使用时将钢绞线穿入网套中(到底),前端用铁丝扎死,顶紧不脱落即可。

3、用穿束穿束

穿束穿束适用于大型桥梁与构筑物单根穿钢绞线的情况。

穿束机有两种类型:一是由油泵驱动链板夹持钢绞线传送,速度可任意调节,穿束可进可退,使用方便。二是由电动机经减速箱减速后由两对滚轮夹持钢绞线传送。进退由电动机正反转控制。穿束时,钢绞线前头应套上一个子弹头形的壳帽。

三、预应力张拉与锚固。

(一)准备工作。

1、块体拼装。

张法构件如分段制作,则在张拉前应进行拼装。块体的拼装,应符合下列要求:

(1)混凝土强度应符合设计要求,如设计无要求时,不应低于设计强度等级的75%;。

(2)块体的纵轴线应对准,其直线偏差不得大于3mm;立缝宽度偏差不得超过+10mm或—5mm,最小宽度不得小于10mm;。

(3)拼装面的孔道端部应插入一段10~15cm长的铁皮管(管径小于孔径),以防止灌竖缝的灰浆进入预留孔道;。

(4)灌浆的细石混凝土或砂浆的强度,应符合设计要求;灌缝应密实;承受预拉的立缝,宜在预应力张拉后灌缝;。

(5)承受预拉的连接板应在张拉前焊牢,承受预压的连接板,宜在预应力张拉后焊接。

2、混凝土强度检验。

预应力张拉前,应提供构件混凝土强度试压报告。当混凝土的立方强度满足设计要求后,方可施加预应力

施加预应力构件混凝土强度应在设计图纸上标明:如设计无要求时,不应低于强度等级的75%。立缝处混凝土或砂浆强度如设计无要求时,不应低于块体混凝土强度等级的40%,且不得低于15N/mm2。

如后张法构件为了搬运等需要,可提前施加一部分预应力,使梁体建立较低的预压应力,足以承受自重荷载,但混凝土的立方体强度不应低于设计的强度等级的60%。

3、构件端头清理。

构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。

4、张拉操作台搭设。

高空张拉预应力筋时,应搭设可靠的操作平台。张拉操作台应能承受操作员与张拉设备的重量,并装有防护栏杆。为了减轻操作平台的负荷,张拉设备应尽量移至靠近的楼板上,无关人员不得停留在操作平台上。

5、安装锚具与张拉设备。

根据预应务筋张拉锚固体系不同,分述于下。

(1)粗钢筋螺杆锚固体系;应事先选择配套的张拉头;将垫板与螺母安装在构件端头,但应注意垫板的排气槽不得装反。

(2)钢丝束锥形锚固体系:由于钢丝沿锚环周边排列且紧靠孔壁,因此安装钢质锥形锚具时必须严格对中,钢丝在锚环周边应分布均匀。

(3)钢丝束镦头锚固体系:由于穿束关系,其中一端锚具要后装并进行镦头。配套的工具式拉杆与连接套筒应事先准备好;此外,还应检查千斤顶的撑脚是否适用。

(4)钢绞线束夹片锚固体系:安装锚具时应注意工作锚环或锚板对中,夹片均匀打紧并外露一致;千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一致,以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。

(5)安装张拉设备时,对直线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线重合;对曲线预应力筋,应使张拉务的作用线与孔道中心线末端的切线重合。

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