建筑施工技术和工艺流程图

后张法预应力混凝土构件制作工艺流程，见图5-24。

1.孔道的留设

孔道留设是后张法预应力混凝土构件制作中的关键工序之一，也是施工过程检验验收的重要环节，主要为穿预应力钢筋及张拉锚固后灌浆用。

预留孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺；端部的预埋垫板应垂直于孔道中心线并用螺栓或钉子固定在模板上，以防止浇筑混凝土时发生走动；孔道的直径一般应比预应力筋的外径（包括钢筋对焊接头的外径或需穿入孔道的锚具外径）大10～15mm，以利于预应力筋穿入。

孔道留设的方法有钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋波纹管法等。

图5-24　后张法施工工艺流程图

1）钢管抽芯法

钢管抽芯法适用于留设直线孔道。钢管抽芯法是预先将钢管敷设在模板的孔道位置上，在混凝土浇筑后每隔一定时间慢慢转动钢管，防止它与混凝土黏住，待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管形成孔道。

选用的钢管要求平直，表面光滑，敷设位置准确。钢管用钢筋井字架固定，间距不宜大于1.0m。每根钢管的长度一般不超过15m，以便于转动和抽管。钢管两端应各伸出构件外0.5m左右。较长的构件可采用两根钢管，中间用套管连接，其连接方法见图5-25。

图5-25　钢管连接方法

1—钢管；2—白铁皮套管；3—硬木塞

准确地掌握抽管时间很重要。抽管时间与水泥品种、气温和养护条件有关。抽管宜在混凝土初凝后、终凝以前进行，以用手指按压混凝土表面不显指纹时为宜。抽管过早，会造成塌孔事故；抽管太晚，混凝土与钢管黏结牢固，抽管困难，甚至抽不出来。常温下抽管时间约在混凝土浇筑后3～5h。抽管顺序宜先上后下进行。抽管方法可用来人工抽管或卷扬机抽管，抽管时必须速度均匀，边抽边转并与孔道保持在一直线上。抽管后应及时检查孔道情况，并做好孔道清理工作，以防止以后穿筋困难。

2）胶管抽芯法

胶管抽芯法可用于留设直线、曲线或折线孔道。胶管有五层或七层夹布胶管和钢丝网橡皮管两种。前者质软，必须在管内充气或充水后才能使用；后者质硬，且有一定的弹性。预留孔道时与钢管一样使用，所不同的是浇筑混凝土后不需转动。抽管时可利用其有一定弹性的特点，胶管在拉力作用下断面缩小，即可把管抽出。

胶管用钢筋井字架固定，间距不宜大于0.5m且曲线孔道处应适当加密。对于充水或充气的胶管，在浇筑混凝土前胶管中应充入压力为0.6～0.8MPa的压缩空气或压力水，此时胶管直径可增大约3mm。抽管时放出压缩空气或压力水，胶管孔径缩小，与混凝土脱开，随即抽出胶管，形成孔道。胶管抽芯法预留孔道，混凝土浇筑后不需要旋转胶管，抽管时间一般控制在200h·°C，抽管时应先上后下，先曲后直。

3）预埋波纹管法

孔道的留设除采用钢管或胶管抽芯成孔外，也可采用预埋波纹管的方法成孔，波纹管直接埋设在构件中而不再抽出。波纹管应密封良好并有一定的轴向刚度，接头应严密，不得漏浆。固定波纹管的钢筋井字架间距不宜大于0.8m。波纹管全称镀锌双波纹金属软管，是由镀锌薄钢带经压波后卷成，具有质量轻、刚度好、弯折方便、连接容易、与混凝土黏结性能好等优点，可作成各种形状的孔道并可省去抽管工序。因此，这种留孔方法具有较大的推广价值。

在留设孔道的同时，还要在设计规定的位置留设灌浆孔和排气孔。灌浆孔的间距：预埋波纹管不宜大于30m；抽芯成形孔道不宜大于12m。曲线孔道的曲线波峰部位，宜设置排气孔。留设灌浆孔或排气孔时，可用木塞或白铁皮管成孔。孔道成形后，应立即逐孔检查，发现堵塞现象，应及时疏通。

2.预应力筋的制作

1）钢丝的下料与编束

消除应力钢丝放开后直接下料，下料中如发现钢丝表面有电接头或机械损伤，应随时剔除。采用镦头锚具时，钢丝的等长要求较严，同束钢丝下料长度的相对差值不应大于L/5000且不得大于5mm（L为钢丝的下料长度）。为满足这一要求，钢丝下料可以采用钢管限位法或用牵引索在拉紧状态下进行。

钢丝编束可以保证钢丝两端的排列顺序一致，在穿束和张拉时不紊乱。由于采用锚具的形式不同，编束方法也略有差异。采用钢质锥形锚具时，编束分空心束和实心束两种；采用镦头锚具时，先将内圈和外圈钢丝分别用铁丝扎牢，然后将内圈钢丝放入外圈钢丝内扎牢，但都需要用圆盘梳丝理顺钢丝，并在距钢丝端部50～100mm编扎一道，使张拉分丝时不致紊乱。

2）钢绞线束的下料与编束

为了防止钢绞线在下料时紊乱并弹出伤人，应将钢绞线盘卷放在事先准备的铁笼内，从盘卷中逐步抽出。钢绞线下料宜采用砂轮切割机切断，不得采用电弧切割。

钢绞线用20号铁丝绑扎编束，间距1～1.5m。编束时应先将钢绞线理顺，使各根钢绞线松紧一致。如果钢绞线是单根穿入孔道的，则不需要编束。

3.预应力筋张拉

预应力筋的张拉是制作预应力混凝土构件的关键，必须按照现行《混凝土结构工程施工及验收规范》的有关规定进行施工。

1）一般规定

预应力筋张拉时，结构的混凝土强度应符合设计要求，当设计无要求时，不应低于设计强度标准值的75%，以确保在张拉过程中，混凝土不至于受压而破坏。安装张拉设备时，直线预应力筋应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；曲线预应力筋应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。预应力筋张拉、锚固完毕，留在锚具外的预应力筋长度不得小于30mm。锚具应用封端混凝土保护，长期外露的锚具应采取防锈措施。(www.xing528.com)

2）张拉控制应力和张拉程序

后张法预应力筋的张拉控制应力σcon见表5.3的数值。

表5.3　张拉控制应力限值和最大张拉控制应力

注：fptk指根据极限抗拉强度确定的强度标准值；fpyk指根据屈服强度确定的强度标准值。

预应力筋伸长值的验算、预应力筋张拉力的计算与先张法相同。

3）张拉方法

为了减少预应力筋与孔道摩擦引起的损失，预应力筋张拉端的设置，应符合设计要求。

当设计无要求时，应符合下列规定：

（1）抽芯成形孔道曲线预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋，应在两端张拉；长度等于或小于24m的直线预应力筋，可在一端张拉。

（2）预埋波纹管孔道曲线预应力筋和长度大于30m的直线预应力筋，宜在两端张拉；长度等于或小于30m的直线预应力筋，可在一端张拉。

（3）同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时，张拉端宜分别设置在结构的两端。当两端同时张拉同一根预应力筋时，为了减少预应力损失，宜先在一端锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固。

4）张拉顺序

预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计无具体要求时，可采用分批、分阶段对称张拉，应使混凝土不产生超应力，构件不扭转与侧弯，结构不变位等。因此，对称张拉是一项重要原则。同时，还要考虑到尽量减少张拉机械的移动次数。

对配有多根预应力筋的预应力混凝土构件，由于不可能同时一次张拉，应分批、对称地进行张拉。分批张拉时，要考虑后批预应力筋张拉时对混凝土产生的弹性压缩，而引起前批张拉并锚固好的预应力筋应力值的降低，所以对前批张拉的预应力筋的张拉应力值应增加仪 见公式（5-3）。

式中　αE——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值；

　　　αpc——后批张拉的预应力筋对前批张拉的预应力筋重心处的混凝土法向应力，MPa；

　　　Es——钢筋的弹性模量，MPa；

　　　EC——混凝土的弹性模量，MPa；

　　　σcon——预应力筋的控制应力，N/mm2；

　　　σ11——预应力筋的第一批应力损失值，MPa；

　　　Ap——后批张拉的预应力筋截面面积，mm2；

　　　An——混凝土构件的净截面面积，mm2。

采用分批张拉时，应按上式计算出分批张拉的预应力损失值，分别加到先批张拉预应力筋的张拉控制应力值内或采用同一张拉值逐根复拉补足。

4.孔道灌浆

预应力筋张拉锚固后，孔道应及时灌浆以防止预应力筋锈蚀，增加结构的整体性和耐久性。但采用电热法时孔道灌浆应在钢筋冷却后进行。

孔道灌浆应采用标号不低于425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制的水泥浆；对空隙大的孔道可采用砂浆灌浆。水泥浆及砂浆强度均不应低于30MPa。灌浆用水泥浆的水灰比宜为0.4左右，搅拌后3h泌水率宜控制在0.2%，最大不超过0.3%。纯水泥浆的收缩性较大，为了增加孔道灌浆的密实性，在水泥浆中可掺入水泥用量0.2%的木质素磺酸钙或其他减水剂，但不得掺入氯化物或其他对预应筋有腐蚀作用的外加剂。

灌浆前混凝土孔道应用压力水冲刷干净并润湿孔壁。灌浆顺序应先下后上，以避免上层孔道漏浆而把下层孔道堵塞。孔道灌浆可采用电动灰浆泵，灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加压至0.5～0.6MPa并稳压一定时间，以确保孔道灌浆的密实性。对于不掺外加剂的水泥浆可采用二次灌浆法，以提高孔道灌浆的密实性。

灌浆后孔道内水泥浆及砂浆强度达到15MPa时，预应力混凝土构件即可进行起吊运输或安装。