后张法预应力施工工艺标准
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后法预应力施工工艺
后法可分为有粘结后法和无粘结后法
一,有粘结后法:
有粘结后法预应力的主要施工工序为: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;利用构件本身作为受力台座进行拉(一端锚固一端拉或两端同时拉),在拉预应力钢筋的同时,使混凝土受到预压。拉完成后,在拉端用锚具将预应力筋锚住;最后在孔道灌浆使预应力钢筋和混凝土构成一个整体,形成有粘结后法预应力结构(图4-37)。
有粘结后法预应力施工不需要专门台座,便于在现场制作大型构件,适用于配直线及曲线预应力钢筋的构件。但其施工工艺较复杂、锚具消耗量大、成本较高。
图4-37 有粘结后法工艺流程
l—混凝土构件;2—预留孔道;3—预应力筋;4—拉千斤顶;5—锚具
预应力控制
在预应力混凝土在施工中引起预应力损失的原因很多,产生的时间也先后不一。在进行预应力筋的应力计算与施工时,一般应考虑由下列因素引起的预应力损失,即:
①锚具变形、预应力筋缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失σi1 ;
②预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失σi2;
③混凝土加热养护时,预应力筋和拉台座之间温差引起的应力损失σi3 ;
④预应力筋松弛引起的应力损失σi4;
⑤混凝土收缩和徐变引起的应力损失σi5;
⑥环形结构中螺旋式预应力筋对混凝土的局部挤压引起的应力损失σi6;
⑦混凝土弹性压缩引起的应力损失σi7。
后法施工中对以上第 2 、 3 、 4 、7 项预应力筋损失在拉时应予以注意。
( 1 )钢筋松弛引起的应力损失仍采用拉程序控制。后法预应力筋的拉程序,与所采用的锚具种类有关,拉程序一般与先法相同。
( 2 )对配有多根预应力筋的构件,应分批、对称地进行拉。对称拉是为避免拉时构件截面呈过大的偏心受压状态。分批拉,要考虑后批预应力筋拉时产生的混凝土弹性压缩,会对先批拉的预应力筋的拉应力产生影响。为此先批拉的预应力筋的拉应力应增加α E σ pc :
(4-12)
式中 E s 一一预应力筋的弹性模量;
E c 一一混凝土的弹性模量;
σ pc 一一拉后批预应力筋时,对已拉的预应力筋重心处混凝土产生的法向应力;
σ con 一一拉控制应力;
σ l 1 一一预应力筋的第一批应力损失(包括锚具变形和摩擦损失);
A p 一一后批拉的预应力筋的截面积;
A n 一一构件混凝土的净截面面积(包括构件钢筋的折算面积)。
( 3 )对平卧叠浇的预应力混凝土构件,上层构件的重量产生的水平摩阻力,会阻止下层构件在预应力筋拉时混凝土弹性压缩的自由变形,待上层构件起吊后,由于摩阻力影响消失会增加混凝土弹性压缩的变形,从而引起预应力损失。该损失值随构件形式、隔离层和拉方式而不同。为便于施工,可采取逐层加大超拉的办法来弥补该预应力损失,但底层超拉值不宜比顶层拉力大5% ,并且要保证底层构件的控制应力不超过表4- 5 中的值。如隔离层的隔离效果好,也可采用同一拉应力值。
( 4 )预应力筋与预留孔孔壁摩擦会引起的应力损失,预应力筋与孔壁的摩擦系数可参考表4- 6 。
预应力筋与孔壁的摩擦系数μ 值表4- 6
减少预应力筋与预留孔孔壁摩擦而引起的应力损失,对抽芯成型孔道的曲线形预应力筋和长度大于24 m的直线预应力筋,应采用两端拉;长度等于或小于24 m的直线预应力筋,可一端拉,但拉端宜分别设置在构件两端。对预埋波纹管孔道,曲线形预应力筋和长度大于30 m的直线预应力筋宜在两端拉;长度等于或小于30 m的直线预应力筋,可在一端拉。用双作用千斤顶两端同时拉钢筋束、钢绞线束或钢丝束时,为减少顶压时的应力损失,可先顶压一端的锚塞,而另一端在补足拉力后再行顶压。
( 5 )当采用应力控制方法拉时,应校核预应力筋的伸长值,如实际伸长值比计算伸长值大或小6% ,应暂停拉,在采取措施予以调整后,方可继续拉。预应力筋的伸长值Δ l (mm ),可按下式计算:
(4-13) 式中 F p ——预应力筋的平均拉力,kN ,直线筋取拉端的拉力;两端拉的曲线筋,
取拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值;
A p ——预应力筋的截面面积,mm2 ;
l ——预应力筋的长度,mm ;
E s ——预应力筋的弹性模量,kN/ mm2 。
预应力筋的实际伸长值,宜在初应力为拉控制应力10% 左右时开始量测,但必须加上初应力以下的推算伸长值;对后法,尚应扣除混凝土构件在拉过程中的弹性压缩值。
孔道灌浆
预应力筋拉后,应随即进行孔道灌浆,尤其是钢丝束,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。
在浇注混凝土之前需设置灌浆孔、排气孔、排水孔与泌水管。灌浆孔或排气孔一般设置在构件两端及跨中处,也可设置在锚具或铸铁喇叭管处,孔距不宜大于12m。灌浆孔用于进水泥浆。排气孔是为了保证孔道气流通畅以及水泥浆充满孔道,不形成死角。灌浆孔或排气孔在跨高点处应设在孔道上侧方,在跨低点处应设在孔道下侧方。排水孔一般设在每跨曲线孔道的最低点,开口向下,主要用于排除灌浆前孔道冲洗用水或养护时进入孔道的水分。泌水管应设在每跨曲线孔道的最高点处,开口向上,露出梁面的高度一般不小于500mm。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。
灌浆前,用压力水冲洗和润湿孔道。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,宜再继续加注至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。
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。