后张法——适用于预制构件和特种结构的新型预应力技术

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：后张法是在构件或块体上直接张拉预应力钢筋，不需要专门的台座。因此，后张法灵活性较大，适用于现场预制或工厂预制块体，现场拼装的大中型预应力构件、特种结构和构筑物等。此外，混凝土的收缩、徐变引起的预应力损失，后张法也比先张法小。

后张法是在构件或块体上直接张拉预应力钢筋，不需要专门的台座。大型构件可分块制作，运到现场拼装，利用预应力钢筋连成整体。因此，后张法灵活性较大，适用于现场预制或工厂预制块体，现场拼装的大中型预应力构件、特种结构和构筑物等。

后张法施工工艺流程见图10-17。下面仅对孔道留设、预应力钢筋张拉和孔道灌浆主要工序进行介绍。

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图10-17　后张法生产工艺流程

（一）孔道留设

孔道的直径一般比预应力钢筋（束）外径（包括钢筋对焊接头处外径或必须穿过孔道的锚具外径）大10～15mm，以利于预应力钢筋穿入。孔道的留设方法有抽芯法和预埋管法。

1.抽芯法

该方法在我国已有较长的历史，相对价格比较便宜。但此方法也有一定的局限性，如对大跨度结构、大型的或形状复杂的特种结构及多跨连续结构等，因孔道密集就难以适应。抽芯法一般有两种，即钢管抽芯法与胶管抽芯法。

（1）钢管抽芯法。这种方法大都用于留设直线孔道时，预先将钢管埋设在模板内的孔道位置外。钢管要平直，表面要光滑，每根长度最好不超过15m，钢管两端应各伸出构件约500mm。较长的构件可采用两根钢管，中间用套管连接，见图10-18。在混凝土浇筑过程中和混凝土初凝后，每间隔一定时间慢慢转动钢管，不让混凝土与钢管黏结牢固，等到混凝土终凝前抽出钢管。抽管过早，会造成坍孔事故；太晚，则混凝土与钢管黏结牢固，抽管困难。一般抽管时间在浇筑后3～6h。抽管顺序宜先上后下，抽管可采用人工或用卷扬机，速度必须均匀，边抽边转，使孔道保持直线。抽管后应及时检查孔道情况，做好孔道清理工作。

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图10-18　钢管连接方式

1—钢管；2—白铁皮套管；3—硬木塞

（2）胶管抽芯法。此方法不仅可以留设直线孔道，亦可留设曲线孔道，胶管弹性好，便于弯曲，一般有五层或七层夹布胶管和钢丝网橡皮管两种。胶管具有一定弹性，在拉力作用下，其断面能缩小，故在混凝土初凝后即可把胶管抽拔出来。夹布胶管质软，必须在管内充气或充水。在浇筑混凝土前，向胶皮管中充入压力为0.6～0.8MPa 的压缩空气或压力水，此时胶皮管直径可增大3mm左右，然后浇筑混凝土，待混凝土初凝后，放出压缩空气或压力水，胶管孔径变小，并与混凝土脱离，随即抽出胶管，形成孔道。抽管顺序，一般应为先上后下，先曲后直。

一般采用钢筋井字形网架固定管子在模内的位置。井字网架间距：钢管1～2m；胶管直线段一般为500mm左右，曲线段为300～400mm。

2.预埋管法

预埋管采用一种金属波纹软管，由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成，具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土黏结较好等优点。波纹管的内径为50～100mm，管壁厚0.25～0.3mm。除圆形管外，近年来又研制成一种扁形波纹管，可用于板式结构中，扁管的长边边长为短边边长的2.5～4.5 倍。

这种孔道成型的方法一般用于采用钢丝或钢绞线作为预应力钢筋的大型构件或结构中，可直接把下好料的钢丝、钢绞线在孔道成型前就穿入波纹管中，这样可以省掉穿束工序，亦可待孔道成型后再进行穿束。

对连续结构中呈波浪状布置的曲线束，且高差较大时，应在孔道的每个峰顶处设置泌水孔；起伏较大的曲线孔道，应在弯曲的低点处设置排水孔；对于较长的直线孔道，应每隔12～15m设置排气孔。泌水孔、排气孔必要时可考虑作为灌浆孔用。波纹管的连接可采用大一号的同型波纹管，接头管的长度为200mm，密封胶带封口。

（二）预应力钢筋张拉

1.混凝土的张拉强度

预应力钢筋的张拉是制作预应力构件的关键，必须按规范有关规定精心施工。张拉时构件或结构的混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体要求时，不应低于设计强度标准值的75%。

2.张拉控制应力及张拉程序

预应力张拉控制应力应符合设计要求及最大张拉控制应力有关规定。其中后张法控制应力值低于先张法，这是因为后张法构件在张拉钢筋的同时，混凝土已受到弹性压缩，张拉力可以进一步补足；而先张法构件是在预应力钢筋放松后，混凝土才受到弹性压缩，这时张拉力无法补足。此外，混凝土的收缩、徐变引起的预应力损失，后张法也比先张法小。

为了减小预应力钢筋的松弛损失等，与先张法一样采用超张拉法，其张拉程序为：或0→1.03σcon。σcon为张拉控制应力。

3.张拉方法(https://www.chuimin.cn)

张拉方法有一端张拉和两端张拉。两端张拉，宜先在一端张拉，再在另一端补足张拉力。如有多根可一端张拉的预应力钢筋，宜将这些预应力钢筋的张拉端分别设在结构的两端。

对于长度不大的直线预应力钢筋，可一端张拉；曲线预应力钢筋应两端张拉。抽芯成孔的直线预应力钢筋，长度大于24m时应两端张拉，不大于24m 时可一端张拉。预埋波纹管成孔的直线预应力钢筋，长度大于30m 时应两端张拉，不大于30m 时可一端张拉。竖向预应力结构宜采用两端分别张拉的方法，且以下端张拉为主。

安装张拉设备时，应使直线预应力钢筋张拉力的作用线与孔道中心线重合；曲线预应力钢筋张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。

4.预应力值的校核

张拉控制应力值除了靠油压表读数来控制外，在张拉时还应测定预应力钢筋的实际伸长值。若实际伸长值与计算伸长值相差10%以上，应检查原因，修正后再重新张拉。预应力钢筋的计算伸长值可由下式求得

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式中　△L——预应力钢筋的伸长值，mm；

σcon——预应力钢筋张拉控制应力，N/mm2（如需超张拉，σcon取实际超张拉的应力值）；

Es——预应力钢筋的弹性模量，N/mm2；

L——预应力钢筋的长度，m。

5.张拉顺序

选择合理的张拉顺序是保证质量的重要一环。当构件或结构有多根预应力钢筋（束）时，应分批张拉，此时按设计规定进行，如设计无规定或受设备限制必须改变时，则应经核算确定。张拉时宜对称进行，避免引起偏心。在进行预应力钢筋张拉时，可采用一端张拉法，亦可采用两端同时张拉法。当采用一端张拉时，为了克服孔道摩擦力的影响，使预应力钢筋的应力得以均匀传递，反复张拉2～3 次，可以达到较好的效果。

采用分批张拉时，应考虑后批张拉预应力钢筋所产生的混凝土弹性压缩对先批预应力钢筋的影响，即应在先批张拉的预应力钢筋的张拉应力中增加

先批张拉的预应力钢筋的控制应力 pagenumber_ebook=243,pagenumber_book=235 。应为

式中　σ1con——先批预应力钢筋张拉控制应力；

σcon——设计控制应力（即后批预应力钢筋张拉控制应力）；

Es——预应力钢筋的弹性模量；

Eh——混凝土的弹性模量；

σh——张拉后批预应力钢筋时在已张拉预应力钢筋重心处产生的混凝土法向应力。

对于平卧叠层浇制的构件，张拉时应考虑由于上下层间的摩阻引起的预应力损失，可由上至下逐层加大张拉力。对于钢丝、钢绞线、热处理钢筋，底层张拉力不宜比顶层张拉力大5%；对于冷拉Ⅱ～Ⅳ级钢筋，底层张拉力不宜比顶层张拉力大9%，且不得超过最大张拉控制应力允许值。如果隔离层效果较好，亦可采用同一张拉值。

（三）孔道灌浆

后张法预应力钢筋张拉、锚固完成后，应立即进行孔道灌浆工作，以防锈蚀，提高结构的耐久性。

灌浆用的水泥浆除应满足强度和黏结力的要求外，应具有较大的流动性和较小的干缩性和泌水性，应采用强度等级不低于42.5 的普通硅酸盐水泥；水灰比宜为0.4 左右。对于空隙大的孔道可采用水泥砂浆灌浆，水泥浆及水泥砂浆的强度均不得小于20N/mm2。为增加灌浆密实度和强度，可使用一定比例的膨胀剂和减水剂。减水剂和膨胀剂均应事前检验，不得含有导致预应力钢材锈蚀的物质；建议拌和后的收缩率应小于2%，自由膨胀率不大于5%。

灌浆前孔道应湿润、洁净。对于水平孔道，灌浆顺序应先灌下层孔道，后灌上层孔道。对于竖直孔道，应自下而上分段灌注，每段高度视施工条件而定，下段顶部及上段底部应分别设置排气孔和灌浆孔。灌浆压力以0.5 ～0.6MPa为宜，灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，并应排气通畅。不掺外加剂的水泥浆可采用二次灌浆法，以提高密实度。

后张法——适用于预制构件和特种结构的新型预应力技术

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