先張法施工工藝

1、    先張法施工是在澆筑混凝土前在臺座上或鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力筋，并用夾具將張拉完畢的預(yù)應(yīng)力筋臨時固定在臺座的衡量上或鋼模上，然后進(jìn)行非預(yù)應(yīng)力筋的綁扎，支設(shè)模板，澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)混凝土至規(guī)定強度（一般不低于混凝土設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)值的75），保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力時，放張或切斷預(yù)應(yīng)力筋，使預(yù)應(yīng)力筋彈性回縮，通過混凝土與預(yù)應(yīng)力筋之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力，使之對鋼筋混凝土構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。    先張法（臺座法）施工主要工藝流程是：清理臺座、刷隔離劑預(yù)應(yīng)力筋制作、非預(yù)應(yīng)力筋骨架制作穿預(yù)應(yīng)力筋及安放非預(yù)應(yīng)力鋼筋

2、骨架安放預(yù)埋鐵件調(diào)整初應(yīng)力張拉預(yù)應(yīng)力筋安裝模板澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)混凝土拆除模板放張、切斷預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)件起吊堆放繼續(xù)養(yǎng)護(hù)。    先張法可采用臺座法、機組流水法和傳送帶法。采用臺座法生產(chǎn)時，預(yù)應(yīng)力筋的張拉、錨固，混凝土構(gòu)件的澆筑、養(yǎng)護(hù)和預(yù)應(yīng)力筋的放張等工序皆在臺座上進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力筋的張拉力由臺座承受。用機組流水法和傳送帶法生產(chǎn)時，預(yù)應(yīng)力筋的張拉力由鋼模承受。先張法施工時，由于臺座或鋼模承受預(yù)應(yīng)力筋張拉力的能力受到限制，并考慮到構(gòu)件的運輸條件，所以一般適用于生產(chǎn)中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，如預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力屋面板、中小型預(yù)應(yīng)力吊車梁等構(gòu)件。下面著重介紹用臺座法生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土

3、構(gòu)件。 2.1  先張法施工的設(shè)備和機具 2.1.1  臺座   臺座是先張法生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，它承受預(yù)應(yīng)力筋的全部張拉力，因而要求臺座必須具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，同時要滿足生產(chǎn)工藝要求。臺座法一般用于以鋼絲作預(yù)應(yīng)力筋的中小型構(gòu)件的生產(chǎn)。   臺座構(gòu)造形式有墩式臺座、槽式臺座和構(gòu)架式臺座，選用時根據(jù)構(gòu)件種類、張拉噸位和施工條件而定。 2.1.1.1  墩式臺座    墩式臺座由臺墩、臺面與橫梁等組成（圖52）。目前常用的是現(xiàn)澆鋼筋混凝土制成的、由臺座與臺面共

4、同受力的臺座，橫梁用于錨固預(yù)應(yīng)力筋。臺座的長度和寬度由場地大小、構(gòu)件類型和產(chǎn)量而定，一般長度100150m，這樣既可利用鋼絲長的特點，張拉一次可生產(chǎn)多根構(gòu)件，又可減少因鋼絲滑動或臺座橫梁變形引起的預(yù)應(yīng)力損失。    臺座稍有變形、滑移或傾角，均會引起較大的應(yīng)力損失。所以臺座設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性和強度驗算，穩(wěn)定性是指臺座的抗傾覆能力和抗滑移能力。臺座的抗傾覆驗算可按下式進(jìn)行（圖53）K=M1/M=(GL+Ep×e2)/Ne11.5           (1)式

5、中      K抗傾覆安全系數(shù)；          M傾覆力矩，是由預(yù)應(yīng)力筋的張拉力產(chǎn)生的；          N預(yù)應(yīng)力筋的張拉力；          e1張拉力合力作用點至傾覆點的力臂；       

6、0;  M1抗傾覆力矩，由臺座自重力和土壓力等產(chǎn)生；          G臺座的自重力；          L臺墩重心至傾覆點的力臂；          Ep臺座后面的被動土壓力合力，當(dāng)臺墩埋置深度較淺時，可忽略不計；        

7、60; e1被動土壓力合力至傾覆點的力臂。      臺墩傾覆點位置，對臺墩與臺面共同工作的臺墩，按理論計算，傾覆點應(yīng)在混凝土臺面表面處，但考慮到臺墩的傾覆趨勢使臺面端部頂點出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，傾覆點應(yīng)在混凝土臺面面層下4cm5cm處。臺座抗滑移驗算可按下式進(jìn)行：K0=N1/N1.30                  (2)式中    &

8、#160; K0抗滑移安全系數(shù)；          N張拉力合力；          N1抗滑移的力。對獨立的臺墩，由側(cè)壁土壓力和底部摩阻力等產(chǎn)生。   對與臺面共同工作的臺墩，因臺面混凝土的彈性模量（C20混凝土為2.6× 104N/mm2）和土的壓縮模量（低壓縮土為20N/mm2）相差極大，二者不可能共同工作，而底部摩阻力也較小（約占5），實際上臺墩的水平推力幾乎全部傳遞給臺面，不存

9、在滑移問題，因此，臺墩與臺面共同工作時，可不作抗滑移計算，而應(yīng)驗算臺面強度，即臺面承載力。臺座強度驗算時，支承橫梁的牛腿按柱子牛腿計算方法計算其配筋；臺墩與臺面接觸的外伸部分，按偏心受壓構(gòu)件計算；臺面按軸心受壓桿件計算，臺面承載力按下式計算：P=Afc/K1K2             （3）式中       軸心受壓中心彎曲系數(shù)；       &

10、#160;    A臺面截面面積；            Fc混凝土軸心抗壓強度計算值；            K1超載系數(shù),取1.25；            K2考慮臺面截面不均勻和其他影響因素的附加安全系數(shù)，取1.5 . &

11、#160;  臺面一般是在夯實的碎石墊層上澆筑一層6cm10cm的C15C20混凝土而成，臺面還要求平整、光滑，沿其縱向設(shè)3的排水坡度。臺面伸縮縫可根據(jù)當(dāng)?shù)販夭詈徒?jīng)驗設(shè)置，一般大約10m設(shè)置一條伸縮縫。橫梁是錨固夾具臨時固定預(yù)應(yīng)力筋的支點，也是張拉機械張拉預(yù)應(yīng)力筋的支座，常采用型鋼或鋼筋混凝土制作，橫梁需有足夠的剛度，受力后撓度不應(yīng)大于2mm，并不得產(chǎn)生翹曲。橫梁按承受均布荷載的簡支梁計算。預(yù)應(yīng)力筋的定位板必須安裝準(zhǔn)確，受力后其撓度不應(yīng)大于1mm。2.1.1.2  槽式臺座槽式臺座由鋼筋混凝土壓桿、上下橫梁和磚墻等組成，既可承受張拉力，又可作蒸氣養(yǎng)護(hù)槽，適用于張拉噸位較高的

12、大型構(gòu)件，如吊車梁、屋架、薄腹梁等（圖54）。槽式臺座長度一般為45m（可生產(chǎn)6根6m吊車梁）或76m（可生產(chǎn)10根6m吊車梁）。為便于混凝土運輸與蒸氣養(yǎng)護(hù)，臺座宜低于地面。 槽式臺座也需進(jìn)行強度和穩(wěn)定性計算。 2.1.2  夾具夾具是先張法施工時為保持預(yù)應(yīng)力筋拉力并將其固定在臺座上的臨時性錨固裝置，構(gòu)件制作完畢可取下重復(fù)使用。對夾具的要求是應(yīng)具有良好的自錨性能、松錨性能和重復(fù)使用性能，需敲擊才能松開的夾具，必須保證其對預(yù)應(yīng)力筋的錨固沒有影響，且對操作人員的安全不造成危險。夾具應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和連接器（GB/T14370）的要求。夾具按作用可分

13、為兩類，一類是將預(yù)應(yīng)力筋固定在臺座上的錨固夾具，另一類是張拉時夾持預(yù)應(yīng)力筋用的張拉夾具。 2.1.2.1  錨固夾具  常用的錨固夾具有：（1）錐形夾具：錐形夾具是用來錨固預(yù)應(yīng)力鋼絲的（圖55），是常用的單根鋼絲夾具，適用于錨固直徑35mm的冷拔低碳鋼絲和碳素（刻痕）鋼絲。既可用于固定端，也可用于張拉端。（2）圓套筒三片式夾具：圓套筒三片式夾具是用于錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋的，由中間開有圓錐形孔的套筒和三片夾片組成（圖6）。套筒的內(nèi)孔成圓錐形，三個夾片互成120°，鋼筋夾持在三片夾片中心，夾片內(nèi)槽上有齒紋，以保證鋼筋的錨固。這種夾具適用于夾持直徑12mm和14mm

14、的單根冷拉、級鋼筋。 （3）鐓頭夾具：鐓頭夾具用于預(yù)應(yīng)力筋固定端錨固（圖57）。冷拔低碳鋼絲可采用冷沖鐓粗的方法制作鐓頭，碳素鋼絲宜采用液壓冷鐓的方法制作鐓頭，直徑小于22mm的鋼筋可在焊機上采用電熱鐓粗的方法制作鐓頭，大直徑的鋼筋只能采用熱鍛方法鍛制鐓頭。 2.1.2.2  張拉機具   張拉機具是將預(yù)應(yīng)力筋與張拉機具連接起來，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉的工具。常用的夾具有月牙形夾具、偏心式夾具和楔型夾具等（圖58）。 2.1.3  張拉設(shè)備   張拉設(shè)備要求簡易可靠，控制應(yīng)力準(zhǔn)確，能以穩(wěn)定的速率增加拉力。先張法施

15、工中預(yù)應(yīng)力筋可單根進(jìn)行張拉或多根成組張拉，常用的張拉機具有油壓千斤頂、卷揚機、張拉千斤頂?shù)?，?yīng)力控制方面有彈簧測力計、杠桿測力器、荷重控制及油壓表等不同方法。張拉機具設(shè)備應(yīng)與錨具配套使用，且張拉機具及儀表應(yīng)定期維護(hù)和校驗。千斤頂與壓力表應(yīng)配套校驗，以確定張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線，校驗應(yīng)在經(jīng)主管部門授權(quán)的法定計量技術(shù)機構(gòu)定期進(jìn)行。對長期不使用的張拉機具設(shè)備，應(yīng)在使用前進(jìn)行全面校驗。使用期間的校驗期限應(yīng)視機具設(shè)備的情況確定，當(dāng)千斤頂使用超過6個月或200次或使用過程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象以及在檢修以后應(yīng)重新校驗。彈簧測力計的校驗期限不宜超過2個月。千斤頂一般張拉力較大，適于預(yù)應(yīng)力筋成組張拉，用彈簧測

16、力計或杠桿測力計控制應(yīng)力。目前，隨著電阻應(yīng)變技術(shù)的日益廣泛的應(yīng)用，有些預(yù)制廠已采用電阻應(yīng)變式傳感器控制張拉力，可達(dá)到很高的精度。（圖510）。選擇張拉機具時，為了保證設(shè)備、人身安全和張拉力準(zhǔn)確，張拉機具的張拉力應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉力的1.5倍，張拉機具的張拉行程應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值的1.11.3倍。 2.2  先張法施工工藝 2.2.1  預(yù)應(yīng)力筋的鋪放臺座表面在鋪放預(yù)應(yīng)力筋前應(yīng)涂刷隔離劑，應(yīng)選用非油質(zhì)類模板隔離劑，隔離劑不得污染預(yù)應(yīng)力筋，以免影響預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的粘結(jié)。如果預(yù)應(yīng)力筋受到污染，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)娜軇┘右郧逑础Ｔ谏a(chǎn)過程中，應(yīng)防止雨水沖刷掉臺面上的隔離劑。 2.2.2  預(yù)應(yīng)力筋的張拉張拉前，應(yīng)對臺座、橫梁及各項張拉設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢查，符合要求后方可進(jìn)行操作。 2.2.2.1  張拉控制應(yīng)力值   預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力，應(yīng)符合設(shè)計要求。張拉控制應(yīng)力的數(shù)值直接影響預(yù)應(yīng)力的效果，控制應(yīng)力越高，建立的預(yù)應(yīng)力則越大。但控制應(yīng)力過高，預(yù)應(yīng)力筋處于高應(yīng)力狀態(tài)，使構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的荷載與破壞荷載接近，破壞前無明顯的預(yù)兆，這是不允許的，因此預(yù)應(yīng)力