后张法是在混凝土浇筑的过程中,预留孔道,待混凝土构件达到设计强度后,在孔道内穿主要受力钢筋,张拉锚固建立预应力,并在孔道内进行压力灌浆,用水泥浆包裹保护预应力钢筋。后张法主要用于制作大型吊车梁、屋架以及用于提高闸墩的承载能力。其工艺流程如图5.51所示。

图5.51　预应力混凝土后张法生产示意图

(a)制作混凝土构件；(b)张拉钢筋；(c)锚固和孔道灌浆
1—混凝土构件；2—预留孔道；3—预应力筋；4—千斤顶；5—锚具

1.单根粗钢筋锚具

单根粗钢筋的预应力筋,如果采用一端张拉,则在张拉端用螺丝端杆锚具,固定端用帮条锚具或镦头锚具；如果采用两端张拉,则两端均用螺丝端杆锚具。螺丝端杆锚具如图5.52所示。帮条锚具如图5.53所示。镦头锚具由镦头和垫板组成。

(1)张拉设备。与螺丝端杆锚具配套的张拉设备为拉杆式千斤顶。常用的有YL20型、YL60型油压千斤顶。YL60型千斤顶是一种通用型的拉杆式液压千斤顶(图5.54)。YL60型千斤顶适用于张拉采用螺丝端杆锚具的粗钢筋、锥形螺杆锚具的钢丝束及镦头锚具的钢筋束。

(2)单根粗钢筋预应力筋制作。单根粗钢筋预应力筋的制作,包括配料、对焊、冷拉等工序。预应力筋的下料长度应计算确定,计算时要考虑结构构件的孔道长度、锚具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头的预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值等。如图5.55所示,两端用螺丝端杆锚具预应力筋的下料长度按下式计算。

图5.52　螺丝端杆锚具

1—螺丝端杆；2—螺母；3—垫板；4—焊接接头；5—钢筋

图5.53　帮条锚具

1—帮条；2—衬板；3—主筋

图5.54　拉杆式千斤顶张拉单根粗钢筋的工作原理图

1—主缸；2—主缸活塞；3—主缸进油孔；4—副缸；5—副缸活塞；6—副缸进油孔；7—连接器；8—传力架；9—拉杆；10—螺母；11—预应力筋；12—混凝土构件；13—预埋铁板；14—螺丝端杆

图5.55　粗钢筋下料长度计算示意图

1—螺丝端杆；2—预应力钢筋；3—对焊接头；4—垫板；5—螺母

式中　L——预应力筋钢筋部分的下料长度,mm；

l1——构件孔道长度,mm；

l2——螺丝端杆锚具处露在构件孔道长度,一般取120～150mm；

l3——螺丝端杆锚具长度,mm；

γ——预应力筋的冷拉率(由试验确定)；

δ——预应力筋的冷拉弹性回缩率(一般为0.4%～0.6%)；

n——对焊接头数量；(www.daowen.com)

Δ——每个对焊接头的压缩量(可取一倍预应力筋直径),mm。

2.钢筋束、钢绞线锚具

钢筋束、钢绞线采用的锚具有JM型、XM型、QM型和镦头锚具。JM型锚具由锚环与夹片组成(图5.56),锚环分甲型和乙型两种。JM型锚具与YL60型千斤顶配套使用,适用于锚固3～6根直径为12mm光面或螺纹钢筋束,也可用于锚固5～6根直径为12mm或15mm的钢绞线束。

图5.56　JM12型锚具(单位：mm)

(a)JM12型锚具；(b)JM12型锚具的夹片；(c)JM12型锚具的锚环
1—锚环；2—夹片；3—圆锚环；4—方锚环；5—预应力钢丝束

钢筋束、钢绞线的制作。钢筋束所用钢筋是成圆盘供应,不需对焊接头。钢筋束或钢绞线束预应力筋的制作包括开盘冷拉、下料、编束等工序。预应力钢筋束下料应在冷拉后进行。当采用镦头锚具时,则应增加镦头工序。

当采用JM型或XM型锚具,用穿心式千斤顶张拉时,钢筋束和钢丝束的下料长度L应等于构件孔道长度加上两端为张拉、锚固所需的外露长度。

3.钢丝束锚具

钢丝束用做预应力筋时,由几根到几十根直径为3～5mm的平行碳素钢丝组成。其固定端采用钢丝束镦头锚具,张拉端锚具可采用钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、XM型锚具。锥形螺杆锚具(图5.57)用于锚固14根、16根、20根、24根或28根直径为5mm的碳素钢丝。

图5.57　锥形螺杆锚具

1—螺杆锚具；2—套筒；3—螺帽；4—预应力钢丝束

锥形螺杆锚具、钢丝束镦头锚具宜采用拉杆式千斤顶(YL60型)或穿心式千斤顶(YC60型)张拉锚固。钢质锥形锚具应用锥锚式双作用千斤顶(常用YZ60型)张拉锚固。

钢丝束制作一般需经调直、下料、编束和安装锚具等工序。当用钢质锥形锚具、XM型锚具时,钢丝束的制作和下料长度计算基本上与预应力钢筋束相同。钢丝束镦头锚固体系,如采用镦头锚具一端张拉时,应考虑钢丝束张拉锚固后螺母位于锚环中部。用钢丝束镦头锚具锚固钢丝束时,其下料长度力求精确。编束是为了防止钢筋扭结。采用镦头锚具时,将内圈和外圈钢丝分别用铁丝按次序编排成片,然后将内圈放在外圈内绑扎成钢丝束。