预应力混凝土的张拉PPT课件

第四节预应力混凝土工程,一、预应力用钢材二、预应力张拉锚固体系三、预应力用千斤顶四、预应力混凝土施工工艺,概述：1、预应力混凝土：在结构或构件承受使用荷载前，对受拉区的混凝土预先施加压应力,以抵消或减少使用荷载作用下产生的拉应力。2、施加预应力的目的：提高结构或构件的抗裂度；提高结构或构件的刚度；充分发挥高强钢材的作用；把散件拼成整体。,3、施加预应力的方法：张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋，并锚固在其端部，将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，即产生预应力。4、预应力混凝土的施工方法：按施工顺序分：先张法；后张法。按张拉方法分：机械张拉（液压或电动螺杆）电热张拉,.,预应力材料准备,预应力设备准备,预应力筋安装,安装锚具并张拉,留孔材料准备、锚具准备,预应力钢材准备,有粘结预应力：安装波纹管、穿钢束,预应力工程施工工艺流程,千斤顶配套标定,灌浆设备准备,无粘结预应力：安装无粘结预应力筋,灌浆并封锚,有粘结灌浆,一、预应力用钢材,预应力混凝土结构的钢筋有非预应力钢筋和预应力筋。,预应力筋,冷拉钢筋,冷拔低碳钢丝,预应力钢绞线,热处理钢筋钢筋,精轧螺纹钢筋等,预应力筋的发展趋势为高强度、粗直径、低松弛和耐腐蚀,预应力钢绞线,钢绞线是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合，再经低温回火处理即可。高强钢丝，常用的高强钢丝分为冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。常用的高强钢丝的直径（mm）有：4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等几种。,预应力钢绞线的截面,D钢绞线直径；d0中心钢丝直径；d外层钢丝直径,二、预应力张拉锚固体系,锚具是后张法预应力混凝土构件中为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置夹具是先张法预应力混凝土构件施工时为保持预应力筋拉力并将其固定在张拉台座（设备）上的临时锚固装置。,按锚固原理,支承式锚（夹）具,锲紧式锚（夹）具,第一节先张法施工,工艺过程：张拉固定钢筋浇混凝土养护（至75%强度）放松钢筋适用于：构件厂生产中、小型构件（楼板、屋面板、吊车梁、薄腹梁）,一、先张法施工的设备,（一）台座：1、要求：有足够的强度、刚度和稳定性；满足生产工艺的要求。2、形式：墩式（传力墩、台面、横梁）长度100150m，适于中、小型构件。槽式（传力柱、上下横梁、砖墙）长4576m，适于双向预应力构件，易于蒸汽养护。钢模台座,重力式,墩式台座的几种形式,与台面共同作用式,构架式,锚桩式台座,槽式台座,（二）夹具：,1、锚固夹具：锥形（锥销式、二片式、三片式）锚固单根直径1214预应力筋；镦头锚具带槽螺栓、梳子板。用于：冷拉筋（热镦），冷拔丝（热、冷镦），碳素钢丝（冷镦）。要求：镦头强度不低于材料强度的98%，钢丝束长度差值L/5000、5mm。成组张拉长度10m的钢丝，长度极差2mm2、张拉夹具：偏心式、楔形。,锥销夹具,圆套筒三片式夹具,方套筒二片式夹具,圆套筒二片式夹具,固定端镦头夹具,单根镦头钢筋螺杆夹具,镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板用）,（三）张拉机械,1、穿心式千斤顶：YC20型，最大拉力20t、行程200mm,适于1220单根钢筋。2、电动螺杆：拉力3060t、行程800mm，用于：钢筋、钢丝。3、卷扬机滑车组。,电动螺杆张拉机的工作原理图,二、先张法施工工艺,（一）张拉预应力筋：1、张拉程序01.05con（持荷2分钟）con01.03con超张拉减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损失。,2、控制应力及最大应力：,预应力筋种类先张法后张法碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线0.80fptk0.75fptk热处理钢筋、冷拔低碳钢丝0.75fptk0.7fptk冷拉钢筋0.95fpyk0.9fpykfptk：极限抗拉强度标准值fpyk：屈服强度标准值,超张拉可比设计要求提高5%，但最大张拉控制应力不得超过下列规定：,3、张拉要点：,（1）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算值的偏差不得超过6%，否则应停拉；（2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座)（3）多根成组张拉，初应力应一致(测力计抽查)（4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松（5）拉完的筋位置偏差5mm，且构件截面短边的4%（6）冬施张拉时，温度15（7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。,（二）混凝土浇筑与养护：,1、混凝土一次浇完，混凝土C30。2、防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比0.5，级配良好，振捣密实（特别是端部）。3、防止碰撞、踩踏钢丝。4、减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，(开始温差20，达10MPa后按正常速度升温）。,(三)预应力筋放松：,1.条件：混凝土达到设计规定且75%强度值后。2.方法：锯断，剪断，熔断（仅限于级冷拉筋）3.要点：放张顺序：轴心受压构件同时放；偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的，再同时放大的区域的；其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张.粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶).,第二节后张法施工,工艺过程：浇筑混凝土结构或构件（留孔）养护拆模（达75%强度后）穿筋张拉固定孔道灌浆（浆达15N/mm2,混凝土达100%后）移动、吊装。适于：大构件及结构的现场施工预制拼装，结构张拉。特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。,一、预应力筋、锚具和张拉机具,锚具按锚固性能分两类：锚具性能类类锚具效率系数a0.95a0.9锚具的总应变u2.0%u1.7%用途：类承受动、静载的无粘结、有粘结的预应力混凝土；类有粘结、预应力筋的应力变化不大的部位。,（一）单根粗筋（直径1836mm）：,1、锚具：（1）螺丝端杆锚具螺杆45#钢，钢筋冷拉前焊接好;螺母、垫板用Q235钢）适于:直径1836mm筋。,（2）帮条锚具（帮条与预应力筋同级，互成120，E50焊条；垫板用3#钢），适于:冷拉HRB335、HRB400级筋,（3）镦头锚具,螺丝端杆锚具,帮条锚具,2、预应力筋制作：,工序：下料对焊冷拉。下料长度计算：当两端用螺丝端杆锚具时,钢筋下料长度：,当一端用螺杆、一端用帮条时:,钢筋下料长度：,3、张拉设备：,拉杆式千斤顶（YL60）；穿心式千斤顶（YC60、YC20、YC18）。,YL-60拉杆式千斤顶,配装撑脚和拉杆后的外貌图,（二）钢筋束、钢绞线束：,1、锚具：张拉端JM12型锚具：锚环、夹片用45#钢。可锚36根直径12的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线;KTZ型锚具：可锚36根直径12的HRB400500级筋单孔夹片式锚具：二片式、三夹片（直、斜开缝）；多孔夹片式锚具：XM型、QM型、OV型、BS型非张拉端钢筋可用镦头锚具（固定板）；钢绞线可用挤压锚具,JM126锚具,(b)锚环,(c)三夹片式夹片,单孔夹片式锚具,多孔夹片锚固体系,多孔锚固体系构造图,2、筋的制作：工序：冷拉下料编束。下料长度l：两端张拉：ll02a一端张拉：ll0aba张拉端留量（600850mm，由机具定）b非张拉端外露长度（80100mm）3、张拉设备：锥锚式千斤顶（YZ60、YZ85）用于KTZ及钢制锥形锚具；穿心式千斤顶（YC60、YC120）用于KTZ及JM12、JM15锚具大孔径穿心式千斤顶（YCD、YCQ、YCW型）用于大吨位钢绞线束（群锚）,锥锚式千斤顶构造简图,YCD型千斤顶工作示意图,YCQ型千斤顶的操作顺序,（三）钢丝束：,1、锚具：张拉端锥形螺杆锚具（由锥形螺杆、套筒、螺母组成，锚14、16、20、24、28根b5钢丝束等）；钢质锥形锚具（由锚环、锚塞组成，锚18根以下5钢丝）；镦头锚具（DM5A，锚1254根5钢丝）。非张拉端用镦头锚具（锚板），DM5B,锥形螺杆锚具,钢质锥形锚具,镦头锚具,2、钢丝束制作：下料编束安锚具。（1）下料长度：用钢质锥形锚具时，同钢筋束;用锥形螺杆锚具时（2）下料方法：采取应力下料，控制应力取300N/mm2。（3）编束：测量直径，同束误差0.1mm；3、张拉设备：锥锚式双作用千斤顶；拉杆式千斤顶；穿心式千斤顶。,钢丝束的编束,锥形螺杆锚具的预紧,锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶的安装示意图,二、后张法施工工艺（一）孔道留设：,1、要求：位置准确；内壁光滑；端部预埋钢板垂直于孔道轴线（中心线）；直径、长度、形状满足设计要求（直径与锚具及筋有关）。2、方法：钢管抽芯法（直孔）钢管应平直、光滑，用前刷油；每根长15米，每端伸出500mm；两根接长，中间用木塞及套管连接；用钢筋井字架固定，1米；浇混凝土后每1015分钟转动一次；混凝土初凝后、终凝前抽管；抽管先上后下，边转边拔。（灌浆孔间距12米）胶管抽芯法用于长孔或曲线孔。有一定刚度或充压；钢筋井字架0.5米；混凝土达一定强度后拔管。埋管法预埋螺旋管。可先穿筋，接头严密，有一定刚度；井字架0.8米；灌浆孔间距30米；波峰设排气泌水管.,胶管与阀门连接,钢管的连接,胶管的封端处理,金属螺旋管,螺旋管及锚座安装,螺旋管的连接,螺旋管上留灌浆孔,螺旋管的固定,(二)预应力筋张拉：,1.张拉条件：结构的混凝土强度符合设计要求或达75%强度标准值；做好各种准备工作。2.张拉控制应力和超张拉最大应力：（比先张法均低0.05f）,3、张拉顺序：,配有多根钢筋或多束钢丝的构件分批对称张拉（注意：后批对先批产生应力影响）；叠浇构件自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力，但顶底相差5%（钢丝、钢绞线、热处理筋）9%（冷拉筋）。,4.张拉方式：,（1）对抽芯法：长度24m直孔一端张拉（多根筋时，张拉端设在结构两端）；长度24m直孔、曲线孔两端张拉（一端锚固后，另一端补足再锚固）。（2）对埋螺旋管法：长度30m直孔一端张拉；长度30m直孔、曲线孔两端张拉。5、张拉程序：同先张法。,（三）孔道灌浆：,1.目的：防止生锈；增加整体性。2.基本要求：（尽早进行，饱满、密实）水泥32.5级普硅；水泥浆强度30MPa；水灰比0.4左右，不得大于0.45；泌水率：拌后三小时宜2%，最大3%可掺无腐蚀性外加剂：铝粉（水泥重的0.51/万），木钙（0.25%），微膨胀剂；孔道湿、洁净，由下层孔到上层；灌满孔道并封闭排气孔后，加压0.50.6MPa，稍后再封闭灌浆孔；不掺外加剂时，可用二次灌浆法。,（四）无粘结预应力混凝土施工：,特点：无需留孔与灌浆，施工简单；张拉摩阻力小，预应力筋受力均匀；可做成多跨曲线状；构件整体性略差，锚固要求高。适用：现场整浇结构（梁板等）。1.无粘结筋的制作：钢丝束、钢绞线束外包涂料层：2070不变脆，不侵蚀其它材料，稳定性好，防腐、润滑，不透水、不吸湿。包裹层：塑料布或塑料管，0.81mm厚。2.存放：有明显标记，成盘立放，不挤压，不暴晒。,无粘结筋张拉端凹口