後張法是先製作構件並預留孔道,待構件砼達到規定強度後,在孔道內穿入預應力筋,張拉並錨固,然後孔道灌漿。
後張法不需臺座,構件在張拉過程中完成砼的彈性壓縮。廣泛應用於現場生產的大型預應力構件和現澆砼結構中。
T梁預應力張拉
工藝流程
預應力筋製作
(1)鋼絞線
鋼絞線是成盤狀供應,不需要對焊接長。製作工序是:開盤→下料→編束。
下料:鋼絞線下料宜用砂輪切割機切割,不得採用電弧切割。
編束:鋼絞線編束宜用20號鐵絲綁紮,間距2~3m,編束前先將鋼絞線理順,使各根鋼絞線鬆緊一致。
鋼絞線加工
鋼絞線下料長度:
採用夾片錨具、穿心式千斤頂張拉時,按下式計算:
兩端張拉:L=l +(l1 + l2 + l3 + 100)
一端張拉:L=l + 2(l1 + 100)+ l2 + l3
鋼絞線下料長度計算簡圖
式中:
l ——構件的孔道長度;
l1 ——夾片式工作錨厚度;
l2 ——穿心式千斤頂長度;
l3 ——夾片式工具錨厚度。
鋼絲
下料:消除應力鋼絲放開後是直的,可直接下料。鋼絲在應力狀態下切斷下料,控制應力為300N/mm2。下料長度的誤差要控制在L/5000以內,且不大於5mm。
較常採用的是「鋼管限位法下料」。
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於實心束。
下料長度:採用鋼質錐形錨具、錐錨式千斤頂張拉時,按下式計算:
兩端張拉:L=l +2(l1 + l2 +80)
一端張拉:L=l +2(l1 + 80)+ l2
採用鋼質錐形錨具時鋼絲下料長度計算簡圖
式中:
l ——構件的孔道長度; l1 ——錨環厚度;
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採用螺絲端杆錨具;而固定端除採用螺絲端杆錨具外,還可採用幫條錨具或鐓頭錨具。
其製作工序是: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,其直徑與布置根據構件的受力性能、張拉錨固體系特點及尺寸確定。
現澆構件的孔道留設
預製構件的孔道留設
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淨面積的3~4倍。
孔道布置
孔道至構件邊緣的淨距不小於40mm,孔道之間的淨距不小於50mm;端部的預埋鋼板應垂直於孔道中心線;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。
⑴ 鋼管抽芯法—用於直線孔道。
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,間距不大於1m;
兩根鋼管的套管連接
鋼管固定井字架
防止粘結措施:澆筑後,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:初凝後、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後3~5h;
抽管順序:先上後下;先中間,後周邊;當部分孔道有擴孔時,先抽無擴孔管道,後抽擴孔管道;抽管時邊抽邊轉、速度均勻、與孔道成一直線。
質量控制:抽管後,及時檢查孔道並做好孔道清理工作,以防止穿筋困難。
⑵ 膠管抽芯法——可用於直線或曲線孔道。
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,間距不大於0.6m;
防止粘結措施:澆筑後不需轉動膠管,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:先上後下;先曲後直。
⑶ 預埋管法——預埋管法可採用薄鋼管、鍍鋅鋼管和金屬螺旋管、塑料波紋管,埋入後不再抽出,可用於各類形狀的孔道,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覆彎曲,以防管壁開裂。
構件中固定:用鋼筋井字架,間距不大於0.8~1.0m;螺旋管固定後,必須用鉛絲與鋼筋扎牢,防止澆築砼時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,以利於排出空氣,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,抽芯成孔的不宜大於12m,預埋波紋管不大於30m。
波紋管上留設灌漿孔
用木塞留設灌漿孔
⑵ 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 和後穿束,按穿入數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。
箱梁的人工後穿束
預應力筋穿插入孔道的箱梁
先穿束 在砼澆筑前穿束,省力,但穿束佔用工期,預應力筋保護不當易生鏽;後穿束 在砼澆筑後進行,不佔用工期,穿筋後即進行張拉,但較費力。
構皮灘大壩中孔閘墩新式U型預應力錨索穿索試驗
長度在50m以內的二跨曲線束,多採用人工穿束;對超長束、特重束、多波曲線束應採用卷揚機穿束;目前穿束機穿束在越來越多的工程中得到使用。