预应力后张法张拉施工-典尚设计-三维动画效果图
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5.2后张法施工在制作构件或块体时,在放置预应力筋的部位留设孔道,待混凝土达到设计规定的强度后,将预应力筋穿入预留孔道内,用张拉机具将预应力筋张拉到规定的控制应力,然后借助锚具把预应力筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆(也有不灌浆的),这种预加应力的方法称为后张法。
图5.10所示为预应力后张法构件生产示意图。
图5.10预应力混凝土后张法生产示意图{观看后张法施工工艺动画}(a)制作混凝土构件;(b)后钢筋;(c)锚固和孔道灌浆1-混凝土构件;2-预留孔道;3-预应力筋;4-千斤顶;5-锚具后张法的特点是直接在构件上张拉预应力筋,构件在张拉过程中受到预压力而完成混凝土的弹性压缩,因此,混凝土的弹性压缩,不直接影响预应力筋有效预应力值的建立。
后张法适宜于在施工现场制作大型构件(如屋架等),以避免大型构件长途运输的麻烦。
后张法除作为一种预加应力的工艺方法外,还可以作为一种预制构件的拼装手段。
大型构件(如拼装式大跨度屋架)可以预制成小型块体,运至施工现场后,通过预加应力的手段拼装成整体;或各种构件安装就位后,通过预加应力手段,拼装成整体预应力结构。
但后张法预应力的传递主要依靠预应力筋两端的锚具,锚具作为预应力筋的组成部分,永远留置在构件上,不能重复使用,这样,不仅需要耗用钢材多,而且锚具加工要求高,费用昂贵,加上后法工艺本身要预留孔道、穿筋、张拉、灌浆等因素,故施工工艺比较复杂,成本也比较高。
预应力后张法构件的生产分为两个阶段:第一阶段为构件的生产;第二阶段为施加预应力,其中包括预应力筋的制作、预应力筋的张拉和孔道灌浆等工艺。
本节主要叙述第二阶段的施工工艺。
5.2.1锚具和预应力筋的制作在后张法构件生产中,锚具、预应力筋和张拉机具是配套使用的,目前我国在后张法构件生产中采用的预应力筋钢材主要有冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋,热处理钢筋,精轧螺纹钢筋,碳素钢丝和钢绞线等。
归纳成三种类型预应力筋,即单根粗钢筋(包括精轧螺纹钢筋)、钢筋束(或钢绞线束)和钢丝束。
预应力混凝土后张法施工后张法是先制作构件,在放置预应力钢筋的部位预先留有孔道,待构件混凝土强度达到设计规定的数值后,并用张拉机具夹持预应力筋将其张拉至设计规定的控制预应力,并借助锚具在构件端部将预应力筋锚固,最后进行孔道灌浆(或不灌浆),预应力筋的张拉力主要是靠构件端部的锚具传递混凝土,使混凝土产生预压应力。
如图7.15 所示预应力混凝土后张法施工示意图。
图7.15 后张法施工示意图1—钢筋混凝土构件;2—预留孔道;3—预应力筋;4—千斤顶;5—锚具在后张法施工中,锚具永久性地留在构件上,成为预应力构件的一个组成部分,不能重复使用。
因此,在后张法施工中,必须有与不同预应力筋配套的锚具和张拉机具。
一、后张法的施工设备1.对锚具的要求锚具是预应力筋张拉和永久固定在预应力混凝土构件上的传递预应力的工具,应该锚固可靠,使用方便,有足够的强度、刚度。
按锚固性能不同,可将其分为I 类锚具和Ⅱ类锚具。
I 类锚具适用于承受动载、静载的预应力混凝土结构;Ⅱ类锚具仅适用于有黏结预应力混凝土结构,且锚具只能处于预应力筋应力变化不大的部位。
2.锚具的种类后张法所用锚具根据其锚固原理和构造形式不同,分为螺杆锚具、夹片锚具、锥销式锚具和镦头锚具 4 种体系;在预应力筋张拉过程中,根据锚具所在位置与作用不同,又可分为张拉端锚具和固定端锚具;预应力筋的种类有热处理钢筋束、消除应力钢丝束或钢绞线束。
因此按锚具锚固钢筋或钢丝的数量,可分为钢绞线束锚具和钢筋束锚具、钢丝锚具及单根粗钢筋锚具。
钢绞线束和钢筋束目前使用的锚具有JMI 型、XM 型、QM 型、KT-Z 型和镦头锚具等。
1)钢绞线束、钢筋束锚具(1)JM 型锚具。
JM 型锚具由锚环与夹片组成,用于锚固3~6 根直径为12 mm 的光圆或变形钢筋束和5~6 根直径为12 mm 钢绞线束。
它可以作为张拉端或固定端锚具,也可作为重复使用的工具锚。
如图7.16 所示,夹片呈扇形,靠两侧的半圆槽锚固预应力钢筋。