后张法预应力混凝土构件施工工艺的质量控制.pdf

第 4 1 卷 第 1 期 2 0 1 4年 1 月 建筑技术开发 Bu d i l d i n g Te c h n i q u e De v e l o p me n t Vo 1 ． 41 ． No ． 1 J a n ． 2 0 1 4 后 张法预应 力混凝 土构件 施工工 艺的 质 量 控 制 张圣勇 徐慧 成亮 许召强 王忠禹 王晖 ( 1 ． 仪兴房地产开发公司， 山东泰安2 7 1 0 0 0 ； 2 ． 山东农业大学水利土木工程学院， 山东泰安 2 7 1 0 1 8 ) 【 摘 要] 从混凝土骨料选用及配比、 模板安装 、 底模设置、 浇注、 穿钢绞线、 张拉 、 孔道压浆与封端等施工过程， 全面剖析 了后张法预应力混凝土的施工工艺。严格控制施工工艺是保证后张法预应力混凝土施工质量的重要措施。 【 关键词】 后张法； 预应力； 混凝土； 模板； 钢绞线 f 中图分类号】 T U 7 5 7 ． 1 4 [ 文献标志码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 - 5 2 3 X( 2 0 1 4 ) 0 1 - 0 0 4 1 - 0 3 QU AL I T Y C oN T RoL oF P oS T T E NS I oN E D P RE S T R E S S E D CoNCRETE CoNS TRUCTI oN TECHNoLoGY Zh a n g S he ng ．． y o n g Xu Hui Che ng Li a n g Xu Zha o - - q i a n g W a ng Zho ng - y u W a n g Hui [ K e y w o r d s 】 T h i s p a p e r f r o m t h e c o n c r e t e a g g r e g a t e s e l e c t i o n a n d p r o p o r t i o n i n g ， t e mp l a t e i n s t all a t i o n ， t h e b a s e mo u l d s e t ， p o u ti n g ， we a r s t e e l s t r a n d， s t r e t c h — d r a w， t h e d u c t gro u t i n g wi t h t h e c a p p i n g c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ， c o mp r e h e n s i v e a n a l y s i s o f t h e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y o f p o s t t e n s i o n e d p r e s t r e s s e d c o n c r e t e ． S t r i c t l y c o n t r o l t h e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o gy i s a n i mp o r t a n t me a s u r e t o e n s u r e t h e p o s t t e n s i o n e d p r e s t r e s s e d c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y ． p o s t — t e n s i o n i n g me t h o d ； p r e s t r e s s i n g f o r c e ； c o n c r e t e ； t e mp l e t ； s t e e l s t r a n d 后张法是先制作梁体 ， 在预应力钢材部位预留 出孔道， 待梁体混凝土达到设计规定的强度( 一般不 低于混凝土设计标号的7 0 ％) 后， 再往孔道内穿人钢 绞线 ， 施加预应力 ， 张拉到控制应力后， 用锚具将预 应力钢绞线锚固起来， 然后进行孔道压浆和封锚， 完 成后张法的全部工作。 1 混凝土的配制 1 ) 粗 骨料应 选用 质地 坚硬 ， 最大 粒径 不大 于 2 5 m m， 含泥量小于 1 ％的级配良好的碎石( 高强混凝 土的破坏 ， 常是粗骨料的断裂 ) 。 2 ) 细骨料宜采用质地坚硬 、 级配合理 、 不含杂质 的中粗砂 ， 含泥量需控制在 3 ％以下， 含泥量的多少 将影响高效减水剂的减水效果。 收 稿 日期 ： 2 0 1 3—1 0—1 5 作者简介 ： 张圣勇( 1 9 7 0 一 ) ， 男 ， 山东肥城人， 毕业于山东农业大学 本科学历， 高级工程师， 现从事房地产开发及施工管理。 3 ) 水泥宜采用3 2 ．5 级、 4 2 ．5 级普通硅酸盐水泥 和早强硅酸盐水泥 ， 水泥用量不宜大于 5 0 0 k g ／ m 。 4 ) 选用外加剂因着重从以下几个方面考虑 ： 延 缓混凝土的初凝时间， 提高混凝土的早期强度， 增加 后期强度， 减少混凝土坍落度的损失， 与水泥的相容 性， 外加剂的稳定性。通常选用高效减水剂、 高效缓 凝减水剂， 高效早强减水剂。 高效缓凝减水剂有利于控制早期水化 ， 混凝土 拌和物坍落度损失小。一般来说 ， 掺量大时凝结时 间相应增长 ， 但掺量过大时会降低早期强度 。根据 施工季节来调节掺量。宜在夏季或， 结构复杂配筋 密集的构件中使用 ， 这样可避免形成冷缝， 方便施工 的安排 。 高效早强减水剂一般不用， 除非对早期强度有 特殊要求。一般在冬季使用 ， 来提高混凝土的早期 强度， 使用时要慎重， 因为高效早强减水剂能加快早 41 第 1期 张 圣勇 ， 等 ： 后张法预应力混凝土构件施工工 艺的质量控制 第 4 l卷 期强度的发展 ， 但一般会降低混凝土的后期强度。 在试配时要认真做好验证工作。 5 ) 掺高效减水剂的混凝土坍落度 ， 对一般预制 构件为 3 ～5 c n l ， 钢筋较密时可为5～7 c m。 2 混凝土的浇注 浇注混凝土时， 应根据混凝土的结构形状 、 钢筋 布置、 卸载方法及振动方法等情况， 顺序分层进行 ， 并应在下层混凝土初凝或能重塑以前浇注完成其上 部混凝土( 用插人式振捣器靠其 自重插入混凝土 中， 振捣 1 5 S 后 ， 振动棒周 围 1 5 c m内能泛浆并且拔出振 动棒后不留孔洞， 即认为能重塑) ； 当上层与下层前 后 同时 浇 注 时 ， 上 下层 前 后 浇 注距 离 不 应 小 于 1 ． 5 m； 在倾斜面上或高低不同的底面上浇注混凝土 时 ， 应从低处开始逐渐扩展升高 ， 保持水平分层。 3 模板的安装 3 ． 1 模板和支架的安装 首先应计算施工荷载 ， 包括垂直荷载和水平荷 载 ， 模板 、 拱架 、 支架 自重 、 新浇混凝土 、 钢筋混凝土 的重力 、 施工人员 、 施T用料 、 施工机具 、 行走运输或 堆放荷载、 振捣混凝土产生的荷载、 新浇混凝土对侧 模的压力 、 倾倒混凝土时产生的水平荷载。 对大梁模板的制作 ： 1 ) 外模： 为便于支、 拆模板， 整个外模采用大模 板拼装而成 ， 节与节之间用螺栓连接 ， 接缝处加橡皮 垫 ， 以免漏浆， 其平整度要求为 2 m m； 为了支拆方 便， 可将端横隔板模与封端模板一起支拆 ， 外模一次 拼装成型。为防止模板位移并加强整体性， 在外侧 模的底部用螺栓拉紧 ， 顶部用 4 0号槽 钢对 口连接 ， 此槽钢下加垫木楔， 借以稳定内模 ， 外模支腿下使用 对 口木楔 ， 支拆方便 。 2 ) 内模 ： 一般大梁的内壁两端为变截面 ， 故可将 两端的内模各划为一节， 内模中心用5 0 m m等边角 钢做成 固定框架 ， 四周辅 以四瓣或几瓣活动模板 ， 各 节先拼装成整体 ， 待大梁底板混凝土浇注完成， 分节 吊装就位 ， 接头处包裹油毛纸 ， 拆时只需先拉出固定 框架 ， 活动模板就会 自动掉 下 ， 再拉出活动模板 即 可 。 3 ． 2预 制 梁底模 的设 置 应根据预制场地地质情况确定底模的设置， 根 据有关资料核算底模两端承载力， 两端底模应加宽 加厚处理以满足所能承受荷载不小于梁重的 1 ． 5 倍 ， 应附底模承受力计算书( 张拉之前底模承受均布荷 载， 张拉后起拱底模两端承受集中荷载) 。 底模设置要求如 ： 4 2 1 ) 认真处理好地基 ， 清除不均匀沉降 。后 张梁 在未施加预应力之前 ， 其 自重完全由底模承担 ， 如地 基处理不当， 产生不均匀沉降， 会导致大梁裂缝( 尤 其是箱梁 ， 其为薄壁结构 ， 预制构件的尺寸要求 比较 严格 ， 各部尺寸误差为 1 0 m m) ， 处 理地基 时 ， 应视 地基土壤的性质及地下水位的情况 ， 分别采取不同 的措施 ， 如换土 、 打人木( 砂) 桩 、 重锤夯实等措施 ， 使 地基土壤的压实度达到 9 0 ％以上。 2 ) 搞好预制场地的排水措施 ， 特别是底模周围 不允许有积水 ， 且底模应该高出地面8～1 0 C IT I ， 并做 成 1 ％～2 ％的双向横 坡 ， 便 于迅速排掉雨水 和养护 用水等地表水， 不使地表水浸泡底模， 以免引起底模 的不均匀沉降， 从而引起大梁出现裂缝。另外 ， 底模 的地基处理和排水工作， 在施工时应特别注意。 3 ) 严格控制底模的平整度， 梁底的平整度要求 不超过+- 3 mm， 特别是 梁两端 的支座位 置的平整 度 不得超过 1 m m， 借以保证橡胶支座不致局部受压 ( 在浇筑底模混凝土墩和铺设 6～8 c m木板 时 ， 都要 用水平仪严格操平， 并在木板上再钉上白铁皮， 在两 端支座处 ， 安放 1 0 mm厚 7 0 e m~ 9 0 e m钢板 ， 以保证 其平整度) 。浇筑底板混凝土， 可用震动力较大的插 入式振捣器捣 固， 并辅以平板式振动器振动。 4 ) 底模设置应牢 固可靠 ， 整体性好 ， 以免多次周 转使用而遭到破坏 。 4 穿钢绞线 穿钢绞线， 宜优先采用整束穿， 也可采用单根 穿， 一般采用人工穿束， 人工穿束可利用起重设备将 预应力束 吊起 ， 工人站在脚 手架上逐步穿人孔 内。 束前端应包紧并裹胶布 ， 或钢绞线头用氧焊处理为 光头束 ， 以便顺利穿过孔道， 对多波曲穿束 ， 宜采用 特制牵引头， 工人在前头牵引， 后头推束 ， 用对讲机 保持前后同时受力， 在多波中人工穿单根钢绞丝较 为困难。 当梁体强度达到设计强度的7 0 ％以上时， 才可 以进行穿束张拉， 穿束前可用空压机吹风等方法清 理孑 L 道内的污物和积水， 以确保孔道畅通。 5 张拉 首先张拉前必须依据钢绞线试验数据和张拉机 具标定数据， 计算钢绞线伸长量和张拉技术参数表， 上报审批 。 当主梁混凝土强度达到设计要求强度时方可进 行张拉， 控制预应力必须符合设计和规范要求。 初张拉采用单枪 ( 多功能千斤顶 ) 上锚 ， 使钢绞 线均匀受力 ， 同时调整锚圈和千斤顶的位置 ， 使孑 L ( 下转第 7 7页) 第 4 1 卷第 1 期 2 0 1 4 年 1 月 建筑技术开发 B u d i l d i n g T e c h n i q u e De v e l o p me n t V0 1 ． 4 1． No ．1 J a n ． 2 O 1 4 ( 上接 第4 2页) 道、 钢绞线、 锚具和千斤顶的轴线相吻合， 注意使每 根钢绞线受力均匀 ， 等钢绞线达初应力 o r ( 一般张 拉控制应力为 ⋯的1 0 ％～1 5 ％) 时伸长量标记 ， 并 借以观察是否有滑丝情况发生。 ( 滑丝一 夹片回缩， 断 丝一 听声音 ) 。 张拉采用两端同时逐级加压的方法进行 ， 两端 千斤顶的升压速度应接近相等。等两端达到最大张 拉吨位时鸣号， 持荷 5 m i n ， 然后两端回油至设计吨 位 ， 同时测量实际伸长量是否与设计值相符 ， 如相差 超过6 ％时， 应停拉 ， 找明原因， 采取措施 ， 调整合适 后再拉。 锚固一 打开高压油泵截止阀， 张拉缸油压缓慢降 至零 ， 活塞回程， 锚具夹片即自动跟进锚固， 锚具外 多余钢绞线可采用砂轮切割机切除， 不准用电焊焊 割， 钢绞线一般外露3 ～ 5 c m即可。 6 孔道压浆与封端 1 ) 孔道压浆是为了保护预应力筋不致锈蚀， 并 使预应力筋与混凝土梁体粘结成整体 ， 从而即能减 轻锚具的受力， 又能提高梁的承载能力、 抗裂性能和 耐久性。孔道压浆用专门的压浆泵进行 ， 压浆时要 求密实、 饱满， 并应在张拉后尽早完成 水泥浆用灰浆拌和机拌制， 每次拌量以不超过 4 0 m i n的使用 量为 宜 。拌好 的水泥 浆须 通过 2 ．5 m in X 2 ． 5 m m的细筛后， 存放以供使用。水泥浆在 使用前仍应进行低速搅拌， 以防止流动度的损失。 一 般在张拉后 2 4 h 内进行压浆 ， 一般采用机械 制浆( 包括清水桶和水泥浆桶) ， 在压浆 口先注入清 水清理管道杂物， 湿润孔道， 直至流出清水为止， 然 后再进行压浆 ， 直至压出浆同所制浆稠度相当即 可。过2 h 后再进行二次压浆， 步骤同上。 压浆灌满孔道后， 即可采用木棒封住压浆口， 用 高标号砂浆( 采用灌浆沉淀物即可) 封锚。 构件超过 3 0 m两端压浆 ， 制浆 ( 配 比) 一般采用 纯浆加高效减水剂和膨胀剂( 铝粉掺量为水泥用量 的 1 ％ 2 ％) 一起加入 ， 掺入量由试验决定 。 2 ) 封端是梁板预制的最后一道工序 ， 应特别重 视 首先 ， 模板制作要精确， 支立模板要稳定 ， 以防 变形， 影响美观； 其次， 梁长尺寸要准确 ， 端隔板的钢 筋焊接要牢固， 位置要准确， 浇注混凝土要用插入式 振捣器振捣密实。 7 结论 近几年 ， 预应力施工迅速发展 ， 广泛地应用于各 个领域。特别是后张系统 ， 由于这种体 系的锚具可 靠性高、 且具有施工操作简便、 高效、 适用性广等优 点 ， 成为 目前大中型预应力结构工程设计 、 施工 中所 广泛采用的主要方法之一。预应力混凝土有效预压 应力增大， 降低造价， 适用于跨度大的曲线配筋的梁 体。但预应力施工中仍有很多现象很难准确分析， 需不断摸索和总结。 参考文献 【 1 】 公路工程质量检测评定标准， J T J 0 7 1 — 9 8 【 2 】 公路桥涵施工技术规范，J T J 4 0 1 — 8 9 [ 3 】 杨文渊， 编．路桥施工常用数据手册一 E 京： 人民交通出版社， 1 9 9 6 【 4 】 交通部第一公路工程总公司， 主编． 桥涵( 上、 下册) ． 北京： 人民交 通出版社， 2 0 0 0 [ 5 ] 龚晓楠， 编．地基处理新技术．西安： 陕西科学技术出版社， 1 9 9 7 [ 6 ] 杜少峥 ， 党文辉， 段晓慧． 浅谈后张法施加预应力 【 A 1． 中国土木工 程学会市政工程分会2 0 0 0 年学术年会论文集【 c 】 ， 2 0 0 0 [ 7 ] 王坤盟， 郭俊峰． 公路桥梁预应力后张法施工工艺[J ] ． 科技资讯， 2 0 1 2 ( 0 8 )