后张法无粘结钢绞线预应力混凝土梁施工工法_secret

1995年我集团公司在省内首次引入“无粘结钢绞线预应力混凝土施工工艺”，1996年“无粘结钢绞线预应力施工工艺的应用与开发”通过鉴定，并获贵州省科技进步三等奖。我集团总公司根据建设部“无粘结预应力砼结构技术规程”及本公司装备条件，通过工程实践，总结制定了本企业的专业施工工法“后张法无粘结钢绞线预应力混凝土梁施工工法”。

2. 工 法 特 点

2.1 提供了使用灵活的空间，为发展大跨度、大柱网、大开间楼盖体系创造了条件。

2.2 降低楼层高度，与同类建筑工程的梁结构相比，每层至少可节约层高30㎝，在保持相同的建筑高度下，可较多地增加建筑面积，并可节约能源消耗及经常性的管理费用。

2.3 提高了结构整体性能和刚度。

2.4 无粘结钢绞线可曲线配置，其形状与外荷弯矩图形相适应，可充分发挥预应力筋的强度。 2.5 我国现在生产的高强度低松驰无粘结钢绞线已实行了工厂化生产，产品质量稳定。

2.6 采用电子秤测力，提高测力精度，并以电子秤测力为主与油表复核为辅，实行测力双控，经十多个工程实践证明，测力性能可靠，使用方便。

2.7 深度尺测量矢高，方便了矢高检测。 2.8 施工方便，工期短。

3. 适 用 范 围

3.1 大跨度现浇和预制梁式结构，在我省现浇梁已达跨度为32m。 3.2 桥梁、飞机跑道、大型基础、筒壁结构、挡土墙的加固等。

4. 工 艺 原 理

“后张法无粘结钢绞线预应力混凝土梁施工工艺”采用外包聚乙烯护套的高强钢绞线作预应力筋，在绑扎非预应力筋的同时严格按设计要求将无粘结钢绞线铺穿、固定在钢筋骨架内，并按规范要求安装锚垫板，检查无误后浇筑混凝土。待混凝土达到设计强度后，利用无粘结钢绞线在结构内可作纵向滑动的特征，用专用千斤顶进行张拉锚固，借助两端锚具，达到对结构产生预应力的效果。利用无粘结钢绞线与周围混凝土不粘结的特性，施工时，不需进行预留孔洞、灌浆等繁杂费力的工序。

5. 施工工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

后 张 法 无 粘 结 钢 绞 线 预 应 力 砼 框 架 梁 施 工 工 艺 流 程 图

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5.2 操作要点

施工前施工人员必须熟悉图纸要求，严格遵守 GB 50204--2002“混凝土结构工程施工质量验收规范”，结合施工实际情况与设计方、非预应力筋施工方，以无粘结钢绞线布置优先的原则，作出无粘结钢绞线的布筋方案，做好协调工作， 精确计算构件中所配钢绞线的实长，认真统计各种锚夹具、螺旋筋数量，购置或自行设计绘制承压板加工图，编制专项“预应力施工组织设计”及预应力工程量汇总表。

5.2.1 混凝土梁制作 1 铺放

1）无粘结钢绞线下料长度，应通过计算确定。计算时应考虑钢绞线在混凝土构件内的直线长度、曲线长度、锚具占用长度及张拉操作需用的长度。

成卷钢绞线放线、一定要防止扭曲、打结。严格按照钢绞线计算实长，用砂轮锯断料。严禁用电弧切割。

2）认真检查每一根无粘结钢铰线外包聚乙烯护套，发现破损，立即用防水塑料粘胶带缠绕修补。胶带缠绕搭接宽度不得小于带宽的二分之一。

3）根据设计要求，在平地上进行钢绞线编束，用 20 号铁丝每隔６０厘米捆扎一道，既要捆紧，又不能损伤护套。

4）设计、制作钢绞线固定支架。待混凝土构件底模及部份非预应力筋绑扎好后（垫好保护层垫块），严格按照钢绞线设计位置， 将支架焊固在相应位置的箍筋上。以此来确保钢绞线在梁中位置的准确和稳固。

5）无粘结钢绞线束在混凝土梁钢筋骨架中铺穿，严防护套擦破。

6）无粘结钢绞线束在梁中要平行走向、束内各根钢绞线相互不得搅绕。顺次安放在固定支架上，并按设计要求分束，用18 # 铁丝把无粘结钢绞线束与支架牢牢固定。

铺放双向配置的无粘结钢绞线时，应对每个纵横筋交叉点相应的两个标高进行比较。对各交叉点标高较低的无粘结钢绞线应先进行铺放，标高较高的次之，宜避免两个方向的无粘结钢绞线相互穿插铺放。

7）为满足不同耐火等级的要求，无粘结钢绞线的混凝土保护层最小厚度应符合表 4.2.1—1 的规定。

梁的混凝土保护层最小厚度(mm) 表5.2.1—1

约束条件 简 支 简 支 连 续 梁宽 200 ≥300 200 耐 火 极 限(h) 1 45 40 40 1.5 50 45 40 2 65 50 45 3 采取特殊措施 65 50 45 连 续 ≥300 40 40 40 注：①梁宽在200～300mm之间时，混凝土保护层可取表4.2.1—1的插入值； ②如防火等级较高，当混凝土保护层厚度不能满足表列要求时，应使用防火涂料。

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8）无粘结钢绞线铺穿、固定完毕后，在进行其它非预应力筋作业时及敷设各种管线不应将无粘结钢绞线的垂直位置抬高或压低，并要防止对无粘结钢绞线造成损伤，如有损伤应及时采取措施处理。

采用深度尺对固定好的无粘结钢绞线束中心矢高进行检测，并作好记录，对达不到规范要求的固定点应即时调整，无粘结钢绞线的隐蔽验收应由专人进行，确认合格，经有关人员签证后方可浇灌混凝土。

5.2.2 端部节点安装

1 无粘结钢绞线在两端头模内侧30㎝区段内应与承压板垂直，螺旋筋、承压板均应安装牢固。 2 采取一端挤压套锚固，另一端张拉时。在浇筑混凝土以前，必须用单根穿心千斤顶在张拉端将无粘结钢绞线逐根拉紧，使挤压锚固套紧贴承压板，不得有缝隙。

5.2.3 混凝土浇筑及振捣

在混凝土施工中，不得使用含有氯离子的外加剂。以严防氯化物对无粘结钢绞线的侵蚀。 混凝土浇筑过程中，严禁踩压、碰坏无粘结钢绞线及其支架、承压板。浇筑混凝土必须振捣密实，特别在构件两端承压板部位布筋密集更需注意混凝土的浇筑质量，不得出现蜂窝、麻面、孔洞，以免在张拉时造成承压板塌陷及承压板周围砼出现裂缝等不良后果。

5.2.4 张拉

1 张拉操作依据和要求

1）设计单位应在施工图中明确提出无粘结钢绞线的张拉顺序、张拉控制力值及预应力筋的理论伸长值。

无粘结钢绞线的张拉控制应力不宜超过0.75倍钢绞线强度标准值，且不应小于0.4倍钢绞线强度标准值。

在要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力钢绞线；要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢绞线分批张拉及温差等因素产生的预应力损失的情况下，张拉控制应力限值可提高0.05倍钢绞线强度标准值，即达到0.8倍钢绞线强度标准值。

2）张拉时混凝土强度设计无要求时，不宜低于混凝土设计强度的75％，并应有试验报告单。 3）张拉前设备应配套校验。先对电子秤进行标定，电子秤精度不宜低于±5‰。后用电子秤对压力表进行校验，压力表的精度不宜低于1.5级，确保测力精度不低于±2％。

张拉设备的校验期限，不宜超过半年，电子秤不宜超过一年。当张拉设备出现反常现象时或在千斤顶检修后，应重新校验。

4）张拉后，按设计要求拆除构件底模板及支撑。 2 张拉操作要点

1）预应力筋的张拉，必须按设计张拉顺序由通过培训的专人操作，甲负责监视电子秤读数并指挥张拉全过程；乙负责油泵操作；丙负责伸长量读数；丁负责填写张拉记录。读数力求快速、同步、准确。 记

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录人员应唱读一遍数值，以免差错。

在张拉过程中应对毎根钢绞线的实际伸长值认真作好测量和记录工作。

无粘结钢绞线张拉时，应先将每根钢绞线张拉到初应力（张拉控制应力的20%），再开始量每根钢绞线尾度，张拉到控制应力后再测每一根钢绞线尾度，同一根钢绞线测出的两次尾度之差除以0.8，即为这根钢绞线的实际伸长值。

2）张拉程序为：0→初应力→103%控制应力→放张（锚固）。张拉时，要控制千斤顶的给油速度，给油时间不应低于半分钟。

3）如发现承压板边沿混凝土出现蜂窝、麻面、孔洞，应及时采取措施进行修补，待修补部分达到强度后才能进行张拉作业。

张拉时要确保千斤顶轴线与锚具中心线一致，对端头曲线布置的无粘结钢绞线，应使张拉力的作用线与无粘结钢绞线中心线末端的切线重合。

4）当无粘结钢绞线长度超过 25 米时，宜采用两端张拉；当筋长超过 50 ｍ时，宜采取分段张拉和锚固。当筋长不足 25 ｍ 时，可以采取一端挤压套锚固，另一端张拉。

当无粘结钢绞线需进行两端张拉时，可先在一端张拉并锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固。 5）张拉过程中要认真作好记录。无粘结钢绞线在张拉过程中，当有个别钢丝发生滑脱或断裂时，可相应降低张拉力。但滑脱或断裂的数量，不应超过结构同一截面无粘结预应力筋总量的3％，且1束钢丝只允许1根。

6）注意：在无粘结钢绞线张拉完毕并验收前，不得拆除预应力混凝土构件的支撑。

7）张拉力的控制：应符合设计要求。在施工中主要通过以下两点来进行控制和校核：操作人员通过电子秤对张拉力进行控制；以钢绞线的伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值差应控制在±6 %以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施加以调整后，方可继续进行张拉。

5.2.5 端部处理

锚固区的防护应有充分防锈和防火保护措施，锚固区的耐火极限应不低于结构本身的耐火极限，严防水汽进入。

1 张拉后经监理认可后方可切断钢绞线的超长部分，用氧炔焰（采取降温措施）或使用机械切断超长部份的无粘结钢绞线，严禁用电弧切断。钢绞线切断后露出锚具夹片外长度不得小于30ｍｍ。在锚具及承压板表面涂以防水涂料（如环氧树脂粘合剂），然后浇筑膨涨胀凝土将锚具区全部密封。

2 对埋置在混凝土构件体内的张拉端锚具，应将其周围混凝土冲洗干净并凿毛，然后设置钢筋网和浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的标号应符合设计规定，一般不宜低于构件混凝土标号的 80 % ，亦不宜低于 C30 。

3 锚固区后浇混凝土或砂浆不得含有氯化物。

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6. 材 料 与 设 备

6.1 无粘结钢绞线

无粘结钢绞线是由7根5高强钢丝扭结而成钢绞线，通过专用设备涂包润滑防锈油脂和塑料套管而构成的一种预应力筋，如6-1图。

常用钢绞线的主要力学性能见表6.1。 图6-1 无粘结钢绞线断面

1—塑料管；2—钢绞线：3—油脂

常用钢绞线主要力学性能 表6.1

材料名称 公称 直径 性能指标 抗拉强度标准值(N／mm) 伸长率 (％) 弹性模量 (N／mm) 22钢绞线 d=15.20(75) jd＝12.0(74) j1860 3.5 1.95×10 51860 3.5 1.95×10 5施工中必须选用质量符合JG 3006-93《钢绞线、钢丝束无粘结预应力筋》、JG 3007—93《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》标准规定要求的无粘结钢绞线。

无粘结钢绞线外包层材料，应采用聚乙烯或聚丙烯，严禁使用聚氯乙烯。

无粘结钢绞线进场时，应检验其产品质量证明书， 包装方法及标志内容是否齐全、正确，钢材表面质量及规格是否符合要求，经运输、存放后有无损伤。对其力学性能，施工单位应根据出厂检验、供货情况、使用经历及应用该项材料的工程结构的类别等确定是否复验和复验项目、数量。如质量证明书不齐全、不正确或有疑点，应及时与厂家联系。

按现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224 等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。

检查数量：按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。

无粘结钢绞线应成批验收。每批应由同一牌号、同一规格、同一生产工艺制度的钢绞线组成，每批重量不大于60t。

从每批无粘结钢绞线中任取3盘，从每盘所选的无粘结钢绞线端部正常部位取一根试样，进行表面质量、直径偏差、捻距和力学性能检验或试验。

检验方法：检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。 6.2锚固系统

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无粘结预应力钢绞线锚具的选用，应根据无粘结预应力钢绞线的品种、张拉吨位以及工程使用情况选定。对常用的直径为15、12mm单根钢绞线的锚具可按表6.2-1选用。

常用单根无粘结预应力筋锚具选用表 表 6.2-1

无粘结预应力筋品种 d＝15.20(75)或d＝12.0(74) jj张拉端 夹片锚具 固定端 挤压锚具、焊板夹片锚具 注：焊板夹片锚具系将夹片锚具的锚环同承压板焊在一起。

6.2.1 夹片锚具系统的张拉端可采用下列做法：

1 当锚具凸出混凝土表面时，其构造由锚环、夹片、承压板、螺旋筋组成(图6.2.1a)； 2 当锚具凹进混凝土表面时，其构造由锚环、夹片、承压板、塑料塞、螺旋筋、钩螺丝和螺母组成(图6.2.1b)。

(a)夹片锚具凸出混凝土表面

(b)夹片锚具凹进混凝土表面 图6.2.1 夹片锚具系统张拉端构造

l——夹片；2——锚环；3——承压板；4——螺旋筋； 5——无粘结预应力筋；6——塑料塞；7——钩螺丝和螺母

6.2.2 夹片锚具系统的固定端必须埋设在梁的混凝土中，可采用下列做法：

1 挤压锚具的构造由挤压锚具、承压板和螺旋筋组成(图6.2.2a)。挤压锚具应将套筒等组装在钢绞线端部经专用设备挤压而成；

2 焊板夹片锚具的构造由夹片锚具、锚板与螺旋筋组成(图6.2.2b)。该锚具应预先用开口式双缸千斤顶以预应力筋张拉力的0.75倍预紧力将夹片锚具组装在预应力筋的端部；

(a)

挤压锚具

（b） 焊板夹片锚具

图6.2.2 夹片锚具系统固定端构造

1——夹片；2——锚环；3——承压板；4——螺旋筋；5——无粘结预应力筋； 6.2.3 夹片锚具系统应符合下列规定：

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1 该夹片锚具主要用于锚固由钢绞线制成的无粘结预应力筋； 2 钢绞线在张拉端的内缩量，不应大于5mm；

3 单根无粘结钢绞线在构件端面上的水平和竖向排列最小间距可取60mm。

6.2.4 锚具组装件的零件材料应按设计图纸的规定采用，并应有化学成分和机械性能证明书。无证明时，应按国家标准进行质量检验。材料不得有夹渣、裂缝等缺陷。

6.2.5 无粘结钢绞线锚具系统的质量检验和合格验收应符合 GB/T14370-2000《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的规定。

检查数量：从每批中抽取 5% 的锚具，但不少于 5 套（在有相关资质试验室）进行硬度抽样检验。

对于一般工程的锚具进场验收，其静载锚固性能，可由锚具生产厂提供试验报告。 检查方法：检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。 6.3 混凝土

无粘结钢绞线预应力混凝土梁采用的混凝土应以C40以上为宜。为缩短工期及便于施工，可采用早强大流动性混凝土。

6.4 机具设备

一般一个后张法无粘结钢绞线预应力混凝土工程项目需1～3个预应力施工小组，一个预应力施工小组配套的预应力施工设备有：

（1） YDC 240张拉千斤顶 1台 （2） YCW150张拉千斤顶 1台 （3） GYJ 型挤压机 1台 （4） ZB4---500 高压油泵 1台 （5） Φ300 砂轮片切割机 1台 （6） Φ100 角向磨光机 1台 （7） BX--300 型电焊机 2台 （8） GGD--28型(0～200KN)测力电子秤 1台 （9） GGD--28型(0～1600KN)测力电子秤 1台 （10） １％精度水平尺

（11） 特制工具（自制限位块与传感器联接、传感器与千斤顶的联接块、深度尺等）

无粘结预应力钢绞线张拉机具、电子秤及仪表，应由专人使用和管理，并定期维护和校验。

7. 质 量 控 制 --7--

本工法必须遵照执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2002的要求。 7.1 保证项目

7.1.1 无粘结钢绞线的品种、质量及机械性能必须符合设计要求及有关标准及施工规范规定。

检查方法：检查预应力筋的出厂质量证明书、试验报告单。

7.1.2 钢绞线的锚具、夹具必须符合设计要求、有关标准及施工规范规定。

检查方法：检查锚具、夹具的出厂质量证明书及按规定5 % 抽样硬度试验报告单及外观尺寸检查报告。 7.1.3 张拉前混凝土的强度，必须符合设计要求及施工规范规定。 检查方法：检查同条件养护的混凝土试块的试验报告。 7.2 基本项目

7.2.1 无粘结钢绞线的铺放质量

无粘结预应力钢绞线位置的垂直偏差，梁高＞300mm或≤1500mm时其垂直允许偏差为±10mm，梁高>1500mm时其垂直允许偏差为±15mm。

7.2.2 承压板与钢绞线束之间的垂直误差必须 ≤ 3／200 。 7.2.3 确保预应力实际张拉应力误差 ≤ 5 % 。

保证措施及检查方法：采用经计量标定的电子秤（2‰ 精度）测力，检查预应力张拉记录。 7.3 质量保证资料

预应力施工完成后，应提交下列竣工验收资料。 7.3.1 无粘结钢绞线、锚夹具及承压板的产品合格证； 7.3.2 设计施工图及设计变更通知书； 7.3.3 钢绞线拉伸力学试验报告； 7.3.4 锚夹片硬度抽检报告；

7.3.5 混凝土试件试压记录及质量评定书；

7.3.6 “电子秤计量标定合格证书”或“油泵、千斤顶标定证书”； 7.3.7 每个预应力构件的隐蔽验收签证； 7.3.8 预应力张拉记录；

7.3.9 预应力原材料检验批质量验收记录表； 7.3.10 预应力制作与安装检验批质量验收记录表； 7.3.11 预应力张拉、放张及封锚检验批质量验收记录表。

8. 安 全 措 施

8.１ 严格遵守国家及当地公布的“施工现场安全标准化管理规定”。 8.2 成卷钢绞线应在专门的转盘上边转边放线，以防扭结伤人。

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8.3 设计制作千斤顶专用吊架，做到装拆方便、升降自如。搭设必要的操作脚手架，确保高空作业安全。

8.4 使用砂轮锯下料，防止砂轮片破裂伤人。 8.5 用橡套绝缘电缆输电，防止触电伤人。

8.6 张拉作业时，严禁现场人员在张拉钢绞线的延长线上停留，以防钢绞线断头伤人。 8.7 严防高压出现扭转或弯死现象，发现后应立即卸除油压进行处理。

9. 环 保 措 施

9.1 对张拉端或锚固端剥离下来的无粘结钢绞线和塑料套管，以及擦拭润滑防锈油脂的棉纱应收集好集中处理，防止污染施工现场。

9.2 防止液压油渗漏，以免造成对施工现场及对土地的污染。

10. 效 益 分 析

无粘结钢绞线预应力混凝土潜在效益显著，主要有以下几点： 10.1 降低楼层高度

与非预应力结构相比可降低结构高度30～50㎝，除减少净空、降低能源消耗、减轻建筑物重量外，经济效益明显。如北京饭店贵宾楼，改用无粘结预应力方案后，由于结构高度的降低，在建筑容许总高度不变的情况下，可增加二层，年营业额可多收约1000万元。

10.2 提高建筑使用功能

大跨度空间提供了灵活布局的建筑平面，提高了建筑物使用功能和有效面积。 10.3 在大跨度结构上的效益体现

在18米跨以上的建筑结构中采用后张法无粘结钢绞线预应力技术有较明显的经济效益，一根1860级75无粘结预应力钢绞线可起到同等跨度非预应力结构中约3根Φ24梁主筋的作用，仅以主筋为例可节约1/5左右的主筋材料费，且梁断面可减少30㎝左右，约节约1/5混凝土用量。

10.4 施工费用比较

在贵阳龙洞堡机场建设中，我司与省外施工费用相比可节省施工费用0.45万元/吨（钢绞线重），工程在该分项施工中节支23万元。

采用电子秤测力，使用可靠性高，可减少施工中造成的油泵、千斤顶的标定次数，极大的方便了施工。 10.5 社会效益

通过我司的工程实践，一方面培养锻炼了公司的技术人员，另一方面扩大了与设计、科研及建管部门的交流，为预应力施工技术的完善及在我省的推广运用作出了一定的贡献。

我司在预应力专项施工中做到“精心施工、质量第一、优质服务、信誉为本”，创下了一批国优、省

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j优精品工程，提高了企业的知名度和市场竞争力，赢得了顾客的高度信赖。

11. 应 用 实 例 工程实例表

工程名称 贵阳龙洞堡机场航站楼 贵铝游泳馆 安顺供电局综合楼 仁怀市电信大楼 贵州财经学院图书馆改造工程 六盘水市中级人民法官、审判庭大楼 结构跨度 49.5m连续梁 32m 24m 15m 20m 双向24m×26m 双向24m×25.2m 双向21m×28m 建造时间 1995～1997年 1999年 2001～2002年 2001～2002年 2002年 备 注 获国家优质工程“鲁班奖” 省优质工程、科技示范工程 获省优质工程 转角张拉工艺 2002～2003年 该工程有无粘结预应力框架柱 2003～2006年 2003～2006年 获07年省优质工程 贵州省科学技术馆 贵州民族学院风雨操场

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