任务5.2 预应力混凝土结构施工

建筑施工技术主讲：贾汝达模块五预应力混凝土结构工程施工任务5.1预应力混凝土结构基本知识任务5.2预应力混凝土结构施工任务5.3预应力混凝土结构施工质量控制与安全措施任务5.2预应力混凝土结构施工

5.2.1先张法预应力混凝土结构施工

5.2.2后张法预应力混凝土结构施工

5.2.3无粘结预应力混凝土结构施工5.2.1先张法预应力混凝土结构施工

先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋，并用夹具将其临时锚固在台座或钢模上，再浇筑构件砼，待其达到一定强度后(约75%)放松并切断预应力筋，预应力筋产生弹性回缩，借助砼与预应力筋间的粘结，对砼产生预压应力。先张法施工工艺示意图先张法生产有台座法和台模法

两种。先张法施工工艺流程张拉预应力筋支侧模、安设预埋件预应力筋制作支底模、安放钢筋骨架及预应力筋压试块制作砼试块浇筑砼养护、拆模放松预应力筋构件起吊、堆放张拉机具准备调整初应力先张法预应力筋张拉1.预应力筋张拉

（1）单根钢丝张拉：台座法多进行单根张拉，由于张拉力较小，一般可采用10～20kN电动螺杆张拉机或电动卷扬机单根张拉，弹簧测力计测力，优质锥销式夹具锚固。

（2）整体钢丝张拉：台模法多进行整体张拉，可采用台座式千斤顶设置在台墩与钢横梁之间进行整体张拉，优质夹片式夹具锚固。要求钢丝的长度相等，事先调整初应力。数控式预应力钢丝张拉机镦头梳筋板夹具

张拉千斤顶与张拉钩

在预制厂生产预应力多孔板时，可在钢模上用镦头梳筋板夹具进行整体张拉。

方法是：钢丝两端镦粗，一端卡在固定梳筋板上，另一端卡在张拉端的活动梳筋板上。用张拉钩钩住活动梳筋板，再通过连接套筒将张拉钩和拉杆式千斤顶连接，即可张拉。

（3）单根钢绞线张拉：可采用前卡式千斤顶张拉，单孔夹片工具锚固定。

（4）整体钢绞线张拉：一般在三横梁式台座上进行，台座式千斤顶与活动横梁组装在一起，利用工具式螺杆与连接器将钢绞线挂在活动横梁上，张拉前，先用小型千斤顶在固定端逐根调整钢绞线初应力。张拉时，台座式千斤顶推动活动横梁带动钢绞线整体张拉。前卡式千斤顶逐根张拉活动横梁固定横梁工具锚台座式千斤顶高压油泵墩式台座预应力筋（5）粗钢筋的张拉：分单根张拉和多根成组张拉。由于在长线台座上预应力筋的张拉伸长值较大，一般千斤顶行程多不能满足，张拉较小直径钢筋可用卷扬机。

张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.5倍；张拉行程应不小于预应力筋伸长值的1.1～1.3倍。钢筋预应力张拉机1

钢筋预应力张拉机2（6）预应力筋的张拉程序

⑴预应力钢丝：钢丝的张拉工作量大，宜采用一次张拉程序：

0→1.03～1.05σcon锚固

⑵低松驰钢绞线：采用一次张拉程序：对于单根张拉：0→σcon锚固

对于整体张拉：0→初应力调整→σcon锚固式中：σcon

——预应力筋的张拉控制应力。（7）预应力值校核钢丝张拉时，一般只采用张拉力控制，伸长值不作校核。张拉锚固后，用钢丝内力测定仪反复测定4次，取后3次的平均值为钢丝内力。其允许偏差为设计规定预应力值的±5%。

每工作班检查预应力筋总数的1%，且不少于3根。2CN-1型双控钢丝内力测定仪预应力钢丝内力的检测，一般在张拉锚固后1h进行业内俗称“单控”

钢绞线张拉时，一般采用张拉力控制、伸长值校核。业内俗称为“双控”！张拉过程中随时测量伸长值(量测千斤顶活塞行程反算预应力筋伸长值)台座式千斤顶固定横梁活动横梁工具锚量千斤顶行程张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为±6%。

张拉力控制的校核方法与钢丝相同.（8）先张法施工注意事项⑴

台座法张拉预应力筋时，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋，避免台座承受过大的偏心压力。张拉宜分批、对称进行。⑵采用应力控制法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。当实际伸长值与计算伸长值的偏差大于±6%时，应暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。⑶多根预应力筋同时张拉时，须事先调整初应力，使相互间的应力一致。预应力筋张拉锚固后的实际预应力值与设计规定检验值的相对允许偏差为±5%。⑷先张法中的预应力筋不允许出现断裂或滑脱。在浇筑砼前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。

⑸锚固时，张拉端预应力筋的回缩量应符合设计要求，设计无要求时不得大于施工规范规定。

⑹张拉锚固后，预应力筋对设计位置的偏差不得大于5mm，且不得大于构件截面短边尺寸的4%。⑺施工中必须注意安全，严禁正对钢筋张拉的两端站立人员，防止断筋回弹伤人。预应力筋张拉的安全防护2.混凝土浇筑与养护

预应力筋张拉完成后，应尽快进行钢筋绑扎、模板拼装和砼浇筑等工作。砼浇筑时，振动器不得碰撞预应力筋。砼未达到强度前，也不允许碰撞或踩动预应力筋。

当构件在台座上进行湿热养护时，应防止温差引起的预应力损失。先张法在台座上生产砼构件，其最高允许的养护温度应根据设计规定的允许温差(张拉与养护时的温度之差)计算确定。当砼强度达到7.5N／mm2(粗钢筋配筋)或10N／mm2(钢丝、钢绞线配筋)以上时，则可不受设计规定的温差限制。3.预应力筋放张

砼强度达到设计规定的数值(不小于标准强度的75%)后，才可放松预应力筋。

⑴轴心受预压构件，所有预应力筋应同时放张；（1）放张顺序

⑵偏心受预压构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋；⑶不能满足上述要求时，应分阶段、对称、交错地放张，防止构件在放张过程中产生弯曲、裂纹或预应力筋断裂。（2）放张方法

⑴当预应力筋采用钢丝时，配筋不多的中小型钢筋砼构件，钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方法放松。长线台座上放松后预应力筋的切断顺序，一般由放松端开始,逐次切向另一端。长线法生产预应力空心板配筋多的钢筋砼构件，钢丝应同时放松，如逐根放松，则最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而突然断裂，易使构件端部开裂。⑵预应力筋为钢筋时，对热处理钢筋及冷拉IV级钢筋不得用电弧切割，宜用砂轮锯或切断机切断。数量较多时，也应同时放松。多根钢丝或钢筋的同时放松，可用油压千斤顶放张、砂箱放张、楔块放张等方法。楔块放张砂箱放张⑶采用湿热养护的预应力砼构件，宜热态放松预应力筋，而不宜降温后再放松。5.2.2后张法预应力混凝土结构施工

后张法是先制作构件并预留孔道，待构件砼达到规定强度后，在孔道内穿入预应力筋，张拉并锚固，然后孔道灌浆。后张法不需台座，构件在张拉过程中完成砼的弹性压缩。广泛应用于现场生产的大型预应力构件和现浇砼结构中。T梁预应力张拉后张法施工工艺流程浇筑砼抽管，养护拆模预应力筋制作埋管制孔压试块制作砼试块穿筋张拉预应力筋孔道灌浆构件起吊、运输张拉机具准备调整初应力制作砂浆试块压砂浆试块铺底模，钢筋及侧模锚具制作灌浆机具准备1.孔道留设预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种，其直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系特点及尺寸确定。预制构件的孔道留设现浇构件的孔道留设（2）孔道布置孔道至构件边缘的净距不小于40mm，孔道之间的净距不小于50mm；端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线；凡需起拱的构件，预留孔道应随构件同时起拱。（1）孔道直径粗钢筋的孔道直径应比对焊接头外径或需穿过孔道的锚具、连接器外径大10～15mm；钢丝、钢铰线的孔道直径应比预应力束外径或锚具外径大5～10mm，且孔道面积宜为预应力筋净面积的3～4倍。（3）孔道成型方法孔道成型有钢管抽芯法、胶管抽芯法和埋管法。孔道成型的要求是：孔道的尺寸与位置正确，孔道平顺，接头不漏浆。

1）钢管抽芯法—用于直线孔道。

钢管要求：平直、表面光滑，每根不超过15m，超过15m用两根钢管，中间套管连接；

构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于1m；

两根钢管的套管连接钢管固定井字架

防止粘结措施：浇筑后，每隔10～15min时间转动钢管（两根钢管时，旋转方向要相反）；

抽管时机：初凝后、终凝前，以手指按压砼，无明显压痕又不沾浆即可抽管；常温下一般在砼浇筑后3～5h；

抽管顺序：先上后下；先中间，后周边；当部分孔道有扩孔时，先抽无扩孔管道，后抽扩孔管道；抽管时边抽边转、速度均匀、与孔道成一直线。

质量控制：抽管后，及时检查孔道并做好孔道清理工作，以防止穿筋困难。

2）胶管抽芯法——可用于直线或曲线孔道。

胶管要求：胶管有夹布胶管或钢丝网胶管两种。使用前，一端封堵，另一端与阀门连接，充水(气)加压至0.5～0.8MPa，使胶皮管直径增大约3mm。

构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于0.6m；

防止粘结措施：浇筑后不需转动胶管，只需在抽管前放水(气)降压，待管径缩小与砼脱离即可抽管；

抽管时机：抽管时间比钢管略迟；

抽管顺序：先上后下；先曲后直。

3）预埋管法——预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和金属螺旋管、塑料波纹管，埋入后不再抽出，可用于各类形状的孔道，是目前大力推广的孔道留设方法。

波纹管要求：在1KN径向力作用下不变形，使用前进行灌水试验，检查有无渗漏，防止水泥浆流入管内堵塞孔道；安装就位过程中避免反复弯曲，以防管壁开裂。塑料波纹管金属螺旋管

构件中固定：用钢筋井字架,间距不大于0.8～1.0m;螺旋管固定后，必须用铅丝与钢筋扎牢，防止浇筑砼时螺旋管上浮而造成严重事故。曲线孔道的固定

在孔道留设的同时应留设灌浆孔和排气孔。

⑴灌浆孔：一般在构件两端和中间每隔12m设置一个灌浆孔，孔径20～25mm（与灌浆机输浆管嘴外径相适应），用木塞留设。（4）灌浆孔、排气孔与泌水孔

曲线孔道应在最低点设置灌浆孔，以利于排出空气,保证灌浆密实；一个构件有多根孔道时，其灌浆孔不应集中留在构件的同一截面上，以免构件截面削弱过大。

⑵排气孔与泌水孔：构件的两端留设排气孔，曲线孔道的峰顶处应留设排气兼泌水孔，必要时可在最低点设置排水孔。灌浆孔的方向应使灌浆时水泥浆至上而下垂直或倾斜注入孔道；用木塞留设灌浆孔波纹管上留设灌浆孔灌浆孔的最大间距，抽芯成孔的不宜大于12m，预埋波纹管不大于30m。2

千斤顶定位安装

3

张拉1

准备工作5封端4

锚固2.预应力筋张拉（1）准备工作⑴块体拼装：分段制作的构件在张拉前完成拼装;

⑵砼强度检验：砼强度应满足设计要求，设计无要求时应不低于设计强度的75%，块体拼装立缝处的砼或砂浆强度不低于砼强度的40%，且不得低于15N/mm2;

⑶构件端头清理；

⑷搭设张拉台，安装锚具与张拉设备。张拉台搭设（2）张拉程序预应力筋张拉操作程序，根据构件类型、张拉锚固体系、松驰损失等因素确定：

⑴采用低松驰钢丝和钢铰线时，张拉程序为：

0→Pj锚固

Pj

=

σcon×AP（预应力筋截面积）锚具安装千斤顶安装夹片安装

张拉施工

⑵采用普通松驰预应力钢筋时，按超张拉程序，即：

对镦头锚具等可卸载锚具：

0→1.05Pj

持荷2min

Pj锚固

对夹片锚具等不可卸载锚具：

0→1.03Pj锚固压力表读数张拉控制（3）张拉方法

根据构件的特点、预应力筋的形状和长度及施工方法，预应力筋张拉有如下几种张拉方法：

⑴一端张拉方式：张拉设备放在构件的一端进行张拉，适用于长度≤30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度Lf≥0.5L(L为预应力筋长度)的曲线预应力筋；

⑵两端张拉方式：张拉设备放在构件的两端进行张拉，适用于长度＞30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度Lf＜0.5L的曲线预应力筋；

⑶分批张拉方式：对配有多束预应力筋的构件分批进行张拉，由于后批预应力筋张拉所产生的砼弹性压缩对先批张拉的预应力筋造成预应力损失，所以先批张拉的预应力筋应加上该弹性压缩损失值，使分批张拉的每根预应力筋的张拉力基本相等。预应力箱梁的分批、对称张拉预应力T梁的分批张拉

④分段张拉方式：在多跨连续梁板施工时，通长的预应力筋需要逐段进行张拉，第二段及后段的预应力筋利用锚头连接器与前段预应力筋进行接长。

⑤分阶段张拉方式：为平衡各阶段的不同荷载,采取分阶段逐步施加预应力的方式。

⑥补偿张拉方式：在早期预应力损失基本完成后，再进行张拉的方式。梁段的分段张拉施工（4）张拉顺序

⑴张拉顺序的确定原则：①

不使砼产生超应力;②

构件不扭转与侧弯、结构不变位；③

张拉设备的移动次数最少。所以张拉宜对称进行。预应力箱梁的对称张拉下图所示是预应力砼屋架的下弦，图a为二束不超过30m的钢丝束，可采用一端张拉，用二台千斤顶分别在构件的两端进行对称张拉，一次完成。图b预应力筋为四束，需分两批张拉，用两台千斤顶分别张拉对角线上的二束，然后张拉另二束，先批张拉的预应力损失应予补足。（a）（b）预应力砼屋架下弦的张拉顺序⑵受拉构件的对称张拉

⑶受弯构件的分批张拉：下图为双跨预应力框架梁，预应力筋为四束超过40m的双跨曲线钢铰线束，分二批张拉，用二台千斤顶分别设在梁的两端，按左右对称各张拉一束，待二批四束均进行一端张拉后，再分批在另一端进行补张拉。

⑷平卧重叠构件张拉：现场平卧重叠制作的后张法预应力构件，其张拉顺序宜先上后下逐层进行，为减少上下层之间因磨擦力引起的预应力损失，应视预应力筋和隔离剂的类别逐层加大张拉力。框架梁预应力筋的张拉顺序⑸张拉注意事项①当两端同时张拉一根预应力筋时，宜先在一端张拉、一端锚固，再在另一端张拉补足张拉力后锚固；③对于重要预应力砼构件，可分阶段建立预应力，即全部预应力先张拉50%之后，再第二次拉至100%。②为解决砼弹性压缩损失问题，可采用同一张拉值,逐根复拉补足张拉力；预应力钢绞线的逐根张拉（5）伸长值校核校核伸长值可综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大、预应力筋是否有异常现象等。因此，张拉时应对伸长值进行校核，实际伸长值与计算伸长值的偏差大于±6%时，应暂停张拉，在采取措施调整后，方可继续张拉。伸长值校核伸长值校核3.孔道灌浆预应力筋张拉后，应尽快进行孔道灌浆。一可保护预应力筋以免锈蚀，二使预应力筋与砼有效粘结，控制超载时裂缝的间距与宽度，减轻梁端锚具的负荷情况。灌浆料应采用强度等级不低于32.5级的普通硅酸盐水泥配制，水灰比不大于0.45，搅拌后3h泌水率不宜大于2%，且不应大于3%。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。灌浆用水泥砂浆的抗压强度不应小于30N/mm2。灌浆管灌浆前应全面检查构件孔道及灌浆孔、泌水孔、排气孔是否畅通，对抽芯成孔的孔道采用压力水冲洗湿润,对埋波纹管孔道可用压缩空气清孔。宜先灌下层孔道，后灌上层孔道。灌浆工作应缓慢均匀进行，不得中断，并应排气通顺，在出浆口冒出浓浆并封闭排气口后，继续加压至0.5～0.7N/mm2稳压2min，再封闭灌浆孔。

对孔道直径较大且不掺减水剂或膨胀剂进行灌浆时,可采取“二次压浆法”

或“重力补浆法”。超长孔道、大曲率孔道、扁管孔道、腐蚀环境的孔道可采用“真空辅助压浆法”。4.后张法施工注意事项⑴后张法预应力构件，断裂或滑脱的数量严禁超过同一截面预应力筋总根数的3%，且每束钢丝不得超过一根(对于多跨双向连续板，其同一截面应按每跨计算)。⑵预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定检验值的相对允许误差为±5%。同一检验批内抽查预应力筋总数的3%，且不少于5束。⑶后张法预应力筋锚固后的外露部分宜用机械方法切割，其外露长度不宜小于预应力筋的1.5倍，且不小于30mm。长期的锚具，可涂刷防锈油漆或用封端砼封裹。⑷现浇砼构件的侧模板宜在预应力张拉前拆除，底模支架拆除时，孔道灌浆强度不应低于15N/mm2；波纹管事故锚垫板事故危险的堆放砼振捣事故⑸金属波纹管或无粘结预应力筋铺设后，其附近不得进行电焊作业，否则应采取防护措施。⑹砼浇筑时，应防止振动器触碰金属波纹管、无粘结预应力筋或端部预埋件，不得踏压或撞碰预应力筋、钢筋支架。5.2.3无粘结预应力混凝土结构施工

是在砼浇筑前将预应力筋铺设在模板内，然后浇筑砼，待砼达到设计规定强度后进行预应力筋的张拉锚固的施工方法。该工艺无需预留孔道及灌浆，预应力筋易弯成所需的多跨曲线形状，施工简单方便，最适用于双向连续平板、密肋板和多跨连续梁等现浇砼结构。楼面无粘结预应力施工1.无粘结预应力筋的制作预应力筋主要采用钢铰线和