先张法和后张法大比拼:哪个更适合你的项目?
先张法和后张法大比拼:哪个更适合你的项目
大家好啊我是你们的老朋友,一个在建筑行业摸爬滚打多年的老司机今天咱们要聊的话题,可是个让不少工程师、项目经理都头疼的大事儿——先张法和后张法,到底哪个更适合你的项目这俩可是预应力混凝土技术的两大巨头,用好了能省大钱、提效率,用不好那可就麻烦了
背景:先张法与后张法的由来与发展
话说这预应力混凝土技术,可是近代建筑史上的一个大飞跃简单来说,就是在混凝土浇筑之前,先给钢筋施加一个预应力,等混凝土硬化后再放松,这样就能抵消后来荷载产生的拉应力,让混凝土更耐压、更耐用而怎么施加这个预应力,就分出了先张法和后张法这两种主流技术
先张法
先张法,顾名思义,就是先张拉钢筋,再浇筑混凝土这技术最早是在1930年代由法国人弗拉西尼克(Eugne Flachiny)发明的,后过不断发展,现在广泛应用于预制构件厂生产各种预应力构件,比如空心板、槽板、T梁等我国在1950年始引进和应用先张法技术,经过几代人的努力,已经形成了比较成熟的生产工艺和设计规范
后张法
后张法则是另一种思路,它是先浇筑混凝土,再在混凝土上开孔,穿入预应力筋并张拉这技术最早由德国人莫泽(Friedrich Mothes)在1902年提出,后过工程师杰克逊(Ove Arup)等人的改进,成为现代桥梁和大型建筑常用的预应力技术后张法最大的优点是可以直接在施工现场张拉,不用预制构件,特别适合大型结构
这两种方法各有千秋,选哪个得看项目具体情况今天我就结合自己多年的经验,给大家好好掰扯掰扯,希望能帮大家做出最合适的选择
1. 先张法:预制厂里的"流水线"作业
说到先张法,我首先想到的就是那些预制构件厂,一大片厂房里,几十个台座上整齐地排列着正在张拉的钢筋,旁边是自动化的混凝土浇筑设备,整个场面就像一个大型工业流水线这种方法的精髓在于"工厂化生产",所有构件都在预制厂里完成,然后运到现场拼装
先张法的主要工艺流程是这样的:先在台座上张拉预应力筋,固定好,然后浇筑混凝土等混凝土达到一定强度后,放松预应力筋,钢筋就会给混凝土一个向心的压力,这样混凝土就处于预压状态了整个过程就像给混凝土穿上一层"紧身衣"
我给大家讲个实际案例吧咱们省的高架桥项目,当时就采用了先张法生产预应力空心板他们在预制厂里建了20个台座,每个台座都能同时张拉4根钢筋,一天能生产100多块空心板因为都是工厂化生产,质量控制特别严格,混凝土强度、钢筋张拉力都精确到毫米,现场安装时基本上不用怎么修补,大大缩短了工期
先张法的好处显而易见:
1. 生产效率高:工厂化生产,可以同时张拉多根钢筋,而且设备都是自动化的,一条生产线一天能生产几百上千块构件。
2. 质量稳定:在工厂里,温度、湿度、振捣等都能严格控制,构件质量比现场施工要稳定得多。
3. 成本相对较低:虽然预制厂的建设需要投入,但批量生产后,单件成本比后张法要低。特别是对于大量使用的构件,比如桥梁的空心板、楼房的预制梁板等,先张法非常有优势。
先张法也有它的局限性:
1. 只适合生产中、小型的构件:因为需要台座来张拉钢筋,大型构件用先张法就不太合适了。
2. 运输限制:预制构件要运到现场,对于运输条件不好的地区,会增加运输成本和时间。
3. 不适合现场施工:如果结构是现浇的,比如大型梁板、薄壁结构等,就无法使用先张法。
先张法适合那些需要大量预制构件的项目,特别是桥梁、建筑楼层等我建议大家在选择时,先算算项目需要多少预应力构件,如果数量很大,先张法肯定是首选
2. 后张法:施工现场的"定制化"服务
如果说先张法是预制厂的"流水线",那么后张法就是施工现场的"定制化"服务这种方法不需要台座,直接在混凝土结构上开孔,穿入预应力筋并张拉这种方法的灵活性是先张法比不了的,特别适合大型结构、异形结构和现场施工
后张法的工艺流程是这样的:先浇筑混凝土结构,等混凝土达到一定强度后,在需要的位置开孔,穿入预应力筋,然后安装锚具和张拉设备,最后张拉钢筋,并用锚具固定整个过程就像给已经做好的衣服缝上一条"高腰带"
我给大家讲个后张法的经典案例——北京会主体育场""的预应力结构这个巨大的体育场,如果用先张法,别说生产了,连运输都成了问题所以设计师选择了后张法,在整个结构中布置了大量的预应力筋,通过后张法施加预应力,既保证了结构的安全性,又实现了建筑的美观性
后张法的主要优势有:
1. 适用性强:无论是大型结构还是异形结构,只要能开孔的地方都能用后张法。
2. 现场施工:不需要预制厂,可以直接在现场施工,特别适合工期紧、场地有限的项目。
3. 可以分段施工:大型结构可以分段浇筑、分段张拉,便于管理和控制。
后张法也不是完美无缺的,它也有自己的短板:
1. 施工复杂:后张法需要在混凝土中开孔,安装锚具,张拉设备也较复杂,对施工技术要求高。
2. 成本较高:后张法现场施工,人工、设备成本都比较高,而且张拉过程需要精确控制,否则容易出问题。
3. 质量控制难度大:现场施工受环境因素影响大,混凝土浇筑、预应力筋布置、张拉力控制等环节都需要严格把关。
后张法适合那些大型、异形、现场施工的项目我建议大家在选择时,先看看项目结构的特点,如果结构复杂、尺寸大,或者工期紧、场地有限,后张法可能更合适
3. 对比分析:先张法与后张法的优劣势
为了让大家更清楚地了解这两种方法,我给大家做个对比表:
| 特点 | 先张法 | 后张法 |
|------------|--------------------------------------|------------------------------------------|
| 生产方式 | 工厂化生产,预制构件 | 现场施工,现浇结构 |
| 适用范围 | 中、小型构件,如空心板、槽板等 | 大型结构,如桥梁、大型梁板、薄壁结构等 |
| 生产效率 | 高,可以批量生产 | 较低,需要逐段施工 |
| 质量控制 | 容易控制,自动化程度高 | 难度大,受环境因素影响大 |
| 成本 | 单件成本低,但预制厂建设投入大 | 单件成本高,但无需预制厂 |
| 运输要求 | 需要运输预制构件 | 无需运输 |
| 施工灵活性 | 较低,构件类型固定 | 较高,可以适应各种结构形式 |
| 适用工期 | 适合工期较长的项目 | 适合工期较紧的项目 |
| 安全性 | 预制厂环境好,安全性高 | 现场施工,安全性要求高 |
从表中可以看出,先张法和后张法各有千秋,没有绝对的优劣之分选择哪种方法,关键要看项目的具体情况
1. 如果项目需要大量预制构件,且运输条件良好,先张法更合适。
2. 如果项目结构复杂、尺寸大,或者工期紧、场地有限,后张法更合适。
3. 如果项目预算有限,可以先张法生产预制构件,再现场拼装。
4. 如果项目对质量要求极高,后张法更合适,因为现场施工更容易控制。
4. 成本效益分析:哪个更省钱?
成本效益是项目选择时最重要的因素之一那么,先张法和后张法哪个更省钱呢这个问题其实比较复杂,因为影响因素很多,我给大家详细分析一下
先张法的成本构成主要包括:
1. 预制厂建设成本:包括台座、张拉设备、混凝土浇筑设备等,这部分是一次性投入。
2. 构件生产成本:包括钢筋、混凝土、人工、水电等,这部分是每生产一块构件都要发生的成本。
3. 运输成本:预制构件需要运输到现场,这部分成本取决于运输距离和方式。
后张法的成本构成主要包括:
1. 现场施工成本:包括预应力筋、锚具、