先张法预应力施工

第三节先张法施工

先张法预应力是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土养护达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。（精扎螺纹钢筋为例，如图9-11）

图9-11 先张法预应力张拉示意图

3.1张拉台座

台座是先张法施工和临时固定预应力的支撑结构，它承受预应力筋的全部预应力。因此要求台座具有足够的强度、刚度和稳定性，并同时满足施工工艺的要求。台座在施工过程中的构造形式有墩式台座、槽式台座、移动式台座。

3.1.1墩式台座

墩式台座由墩台、台面与横梁组成，目前常用的是台墩与台面共同受力的墩式台座。台座的宽度取决于构件的宽度、张拉及浇筑是否方便。在台座的端部应留出张拉操作用地和通道，两侧要有构件运输和堆放的场地。（如图9-12）

（1）台墩

台墩的倾覆点的位置，对台墩与台面共同工作的台墩，按理论倾覆点应在混凝土的表面处，但考虑到台墩与台面的倾覆趋势，使得台面端部顶点出现局部应力集中和混凝土面抹面层的施工质量，因此倾覆点的位置宜取在混凝土台面往下4—5cm处。

（2）台面

台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为6-10mm的混凝土而成。台座的伸缩缝可根据当地温差和经验设置，

一般约为10m设置一条，也可采用预应力混凝土滑动台面不留施工缝。

水平承载力N′可按下式计算：P=φAcfc/K

1K 2

式中：φ－轴心受压纵向弯曲系数，取φ=1；

Ac－台面截面面积（m2）；

fc－混凝土轴心抗压强度计算值（MPa）；

K

1

－台面承载力超载系数，取1.2；

K

2

－考虑台面不均匀和其他影响因素的附加完全系数，取1.5。

（3）横梁

横梁是锚固夹具临时固定预应力的支点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座，常采用型钢或钢筋混凝土制作。横梁需有足够的刚度，受力挠度不应大于2mm，并不得产生翘曲。横梁按承受均布荷载的简支梁计算，预应力筋的定位板必须安装准确，受力后挠度不应大于1mm。

3.1.2 槽式台座（如图9-13、9-14）

槽式台座由端柱、传力柱、柱垫、横梁和台面等组成，既可承受张拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件。

台座的长度一般不大于76m，宽度随构件外形及制作方式而定，一般不小于1m。

槽式台座一般与地面相平，以便运送混凝土和蒸汽养护，但需考虑地下水位和排水等问题。

端柱、传力柱的端面必须平整，对接接头必须紧密，柱与柱垫连接必须牢靠。

槽式台座亦需进行强度和稳定性计算，端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受压结构计算。槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力及部分张拉力组成。

（1）为了便于脱模，在铺放预应力筋前，在台面及模板上应先刷隔离剂，但应采取措施，防止隔离剂污损预应力筋，影响粘结。

图9-13 槽式台座图9-14 槽式台座

3.1.3移动式台座

移动式张拉台座在国内建筑业实际施工中应用很少，目前在丹拉高速公路某工程得到应用。

（1）移动式台座安装要求

移动式张拉台座承受预应力筋的全部张拉力，因此要求台座应具有足够的强度、刚度、稳定性，以免台座因变形、倾覆、滑移而引起预应力值的损失。

（2）移动式预制台座工作原理

预制梁预应力张拉完工后，在预制梁两端张拉应力的作用下，带抛物线线形的各束预应力钢筋便对梁体跨中各个部位产生往上不同程度的顶拉力，使梁体跨中部位形成一定的上拱度。这样，梁体跨中部位便上拱悬空，梁体受力情况直接由均布荷载转换成了两张拉端的集中荷载。因此，利用梁体上拱悬空有效空间便可将移动式底座整体或分拆移出。

3.2预应力筋的安装

（1）预应力筋的安装宜自下而上进行，并应采取措施防止其被台座上涂刷的隔离剂污染。如果预应力筋受到污染，应使用适当的溶剂加以清洗。在生产过程中，应防止雨水冲刷掉台面上的隔离剂。

（2）预应力筋与锚固横梁间的连接，宜采用张拉螺杆。

（3）2.3预应力筋连同隔离套管应在钢筋骨架完成后一并穿入就位。隔离套管内端应堵塞严密。隔离套管外端应穿出分丝板以外50～150mm加以固定。梁体内隔离套管长度及位置允许偏差为±20mm。

（4）预应力筋穿入就位后，严禁使用电弧焊在梁体钢筋骨架及模板的任何部位焊接或切割。

3.3预应力张拉

3.3.1预应力张拉（如图9-15、9-16）

图9-15 先张法预应力张拉图9-16 先张法预应力张拉

（1）先张法预应力筋张拉应符合设计规定，设计未规定时，可按以下程序进行：

螺纹钢筋：0→初应力→1.05бcon(持荷5min)→0.9бcon→бcon(锚固)。

钢丝、钢绞线分两种情况：a.夹片式等具有自锚性能的锚具普通松弛预应力筋：0→初应力→1.03бcon（锚固）；低松弛预应力筋：0→初应力→бcon（持荷5min锚固）；b.其他锚具：0→初应力→1.05бcon(持荷5min)→бcon→бcon(锚固)。

（2）预应力筋的张拉可采用单根张拉或多根同时张拉，当预应力筋数量不多，张拉设备拉力有限时常采用单根张拉。当预应力筋数量较多且密集布筋，另外张拉设备拉力较大时，则可采用多根同时张拉。在确定预应力筋张拉顺序时，应考虑尽可能减少台座的倾覆力矩和偏心力，先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。

（3）多根预应力筋同时张拉时，应预先调整初应力，使其相互之间的应力一致。预应力筋张拉锚固后，其位置与设计位置的偏差不得大于5mm。也不得大

于结构最短边长的4%。在张拉过程中，应使活动横梁与固定横梁始终保持平行，并检查预应力筋的预应力值，其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部预应力筋预应力总值的5%。

（4）预应力在张拉过程中，应做好张拉记录。

3.3.2 预应力放张

（1）放张前的准备工作

预应力放张时构建混凝土的强度和弹性模量（龄期）应符合设计规定；设计未规定时，混凝土的强度应不低于设计强度的80%，弹性模量应不低于混凝土28d 弹性模量的80%。通常情况下，C40混凝土3d弹性模量约为28d弹性模型的84%，7d弹性模量可为28d弹性模量的95%；C50混凝土3d弹性模量约为28d弹性模量的90%，7d弹性模量可为28d弹性模型的95%，因此，通过对混凝土龄期的控制代替对弹性模量的控制是可行的。

在预应力放张之前，应将限制位移的侧模、翼缘模板或内模拆除，使放张时构件能自由压缩，否则将损坏模板或使构件开裂。对有横肋的构件，其端横肋内侧面与板面交接处作出一定的坡度，以便预应力筋在放张时端横肋能沿着坡面滑动，必要时在胎膜与台面之间设置流动支座。

（2）放张顺序

放张顺序应符合设计规定，设计未规定时，应分阶段、均匀、对称、相互交错地放张：

1）轴心受预压的构件（如拉杆、桩等）所有预应力筋应同时放张。

2）偏心受预压构件（如梁等）应先同时放张预应力较小区域的预应力筋，再同时放张预应力较大区域的预应力筋。

（3）放张方法

千斤顶放张：用千斤顶拉动单根预应力筋，松开螺母，放张时由于混凝土预应力筋已结成整体，所开螺母所需的间隙只能是前端构件外露预应力筋的伸长，因此所施加的预应力往往需要超过控制每一循环的张拉吨位，以免在放张过程中受力不均，并使先放张的张拉预应力筋引起后放张拉预应力筋内力增大而造成最后几根张拉不动或拉断。

砂箱放张：砂箱装置由钢制的套箱和活塞组成，内装石英砂或铁砂，装砂量宜为砂箱长度的1/3—2/5。砂箱装置在台座与横梁之间，预应力筋张拉时箱内砂被压实，承受横梁的反力，预应力筋放张时，将出砂口打开，砂慢慢流出，从