第3讲 预应力施工工艺1

1、第三讲第三讲 预应力施工工艺预应力施工工艺 Construction Technologies of Prestressed Concrete Structure Prestressed Concrete Structures 3-1 预应力锚具预应力锚具 第三讲第三讲 预应力施工工艺预应力施工工艺 3-2 预应力施工工艺预应力施工工艺 3-1 预应力锚具预应力锚具 一一. 预应力锚具的要求预应力锚具的要求 根据设计取用的预应力筋种类、预应力大小及布束的需要根据设计取用的预应力筋种类、预应力大小及布束的需要 选择预应力锚具选择预应力锚具 锚具应具有足够的强度和刚度，安全可靠锚具应具有足够的强度

2、和刚度，安全可靠 构造简单，加工制作方便构造简单，加工制作方便 施工方便，节省材料，价格低廉施工方便，节省材料，价格低廉 。 先张法构件中的锚具可重复使用；先张法构件中的锚具可重复使用； 后张法构件依靠锚具传递预应力，锚具也是构件的后张法构件依靠锚具传递预应力，锚具也是构件的组成部组成部 分分，不能重复使用不能重复使用。 二二. 预应力锚具的分类预应力锚具的分类 现在国内外的锚具、夹具种类繁多，按构造形式及锚固现在国内外的锚具、夹具种类繁多，按构造形式及锚固 原理，可分为三种基本类型。原理，可分为三种基本类型。 锚块锚塞型锚块锚塞型 螺杆螺帽型螺杆螺帽型 镦头型镦头型 1. 锚块锚塞型锚具锚块

3、锚塞型锚具 锥形锚具锥形锚具 锥形锚具由锥形锚具由锚圈锚圈和和锚塞锚塞两部分组成，两部分组成， 主要用于锚固主要用于锚固钢丝束钢丝束。 锥形锚具尺寸较小，便于分散布置锥形锚具尺寸较小，便于分散布置 钢丝回缩量大，所引起的应力损失也钢丝回缩量大，所引起的应力损失也 大，预应力施加难以控制，且无法重复大，预应力施加难以控制，且无法重复 张拉或接长。张拉或接长。 夹片锚具（楔形锚具）夹片锚具（楔形锚具） 夹片锚具由夹片锚具由夹片夹片、锚板锚板及及锚垫片锚垫片等部分组成。夹片按等部分组成。夹片按楔块楔块 作用原理作用原理夹持钢绞线，在钢绞线夹持钢绞线，在钢绞线回缩过程回缩过程中将其拉紧进行锚中将其拉紧

4、进行锚 固。夹片式锚具的夹片接缝有平行钢绞线轴向的固。夹片式锚具的夹片接缝有平行钢绞线轴向的直接缝直接缝和呈和呈 一定角度的一定角度的斜接缝斜接缝两种。两种。 锚固性能稳定，应力均匀，安全可靠锚固性能稳定，应力均匀，安全可靠 单孔夹片锚的组成及组装单孔夹片锚的组成及组装 单孔夹片锚单孔夹片锚 多孔夹片锚组成多孔夹片锚组成 多孔夹片锚多孔夹片锚 多孔夹片锚、锚垫板及螺旋筋多孔夹片锚、锚垫板及螺旋筋 扁锚的组成扁锚的组成 扁锚扁锚 扁锚扁锚 扁锚施工现场扁锚施工现场 2. 螺杆螺帽型（轧丝锚具）螺杆螺帽型（轧丝锚具） 适用于锚固适用于锚固预应力螺纹钢筋预应力螺纹钢筋 。 制作简单，用钢量省，张拉操

5、作方便制作简单，用钢量省，张拉操作方便 锚具作用明确可靠，锚具作用明确可靠，预应力损失预应力损失小，适用于短小预应力小，适用于短小预应力 混凝土构件，也能用简单的套筒接长，还能多次重复张拉和混凝土构件，也能用简单的套筒接长，还能多次重复张拉和 放松。放松。 3. 镦头型锚具镦头型锚具 预应力靠预应力靠镦头镦头的承压力传到的承压力传到锚杯锚杯，再依靠，再依靠螺纹螺纹上的承压力传上的承压力传 到到螺帽螺帽，再经过，再经过支承垫板支承垫板传到传到混凝土构件混凝土构件上。镦头锚具主要用上。镦头锚具主要用 于张拉于张拉钢丝或钢丝束钢丝或钢丝束。 操作简便迅速，不会出现滑丝的现象，与锥形锚具相比一般操作简

6、便迅速，不会出现滑丝的现象，与锥形锚具相比一般 可节约预应力钢丝可节约预应力钢丝20左右，锚具费用按吨位计算约节省左右，锚具费用按吨位计算约节省40 下料长度要求精确，如果误差太大，在张拉时会因各钢丝受下料长度要求精确，如果误差太大，在张拉时会因各钢丝受 力不均匀而发生断丝现象。力不均匀而发生断丝现象。 镦头锚及镦头器镦头锚及镦头器 钢丝镦头器钢丝镦头器 在施工中会遇到钢筋长度不足的情况，为接长钢筋满足结在施工中会遇到钢筋长度不足的情况，为接长钢筋满足结 构要求，常通过连接器来实现。构要求，常通过连接器来实现。 钢筋连接钢筋连接 单孔连接器单孔连接器 多孔连接器多孔连接器 扁锚连接器扁锚连接器

7、 多孔连接器多孔连接器 桥梁逐跨浇筑逐跨张拉，在桥梁逐跨浇筑逐跨张拉，在 跨与跨接缝处预应力钢筋锚跨与跨接缝处预应力钢筋锚 具和连接器的安装。具和连接器的安装。 连接器连接器 夹片锚夹片锚 补充内容：补充内容： 国家标准国家标准GB/T14370-2000预应力筋用锚具、夹具和连接器预应力筋用锚具、夹具和连接器 及及行业标准行业标准JGJ85-2002预应力筋用锚具、夹具和连接器应预应力筋用锚具、夹具和连接器应 用技术规程用技术规程 预应力锚具的锚固性能包括预应力锚具的锚固性能包括静载锚固性能静载锚固性能、疲劳荷载性疲劳荷载性 能能和和周期荷载性能周期荷载性能。 由预应力筋组装件静载试验确定的

8、由预应力筋组装件静载试验确定的锚固效率锚固效率 系数系数 和达到实测极限拉应力时的和达到实测极限拉应力时的总应变总应变 确定确定。 apu,tot apu apu a c p F F apu F 锚具组装件的实测极限拉力锚具组装件的实测极限拉力 p 预应力筋的效率系数，当预应力筋为预应力筋的效率系数，当预应力筋为1-5根时取根时取1， 预应力筋为预应力筋为6-12根时取根时取0.99，预应力筋为，预应力筋为13-19根时取根时取 0.98，20根以上取根以上取0.97 apu c F 锚具组装件中各预应力钢材的计算极限拉力之和锚具组装件中各预应力钢材的计算极限拉力之和 21 apu,tot 0

9、 100% LLa L 1 L千斤顶活塞初始行程读数千斤顶活塞初始行程读数 2 L试件破坏时活塞终了行程读数试件破坏时活塞终了行程读数 a预应力钢材与锚具、夹具或连接器在预应力筋达预应力钢材与锚具、夹具或连接器在预应力筋达 到极限拉力时的相对位移到极限拉力时的相对位移 apu c ptmpm FfA 锚具的静载锚固性能要求锚具的静载锚固性能要求 锚具的预应力筋锚具组装件除必须满足静载锚固性能锚具的预应力筋锚具组装件除必须满足静载锚固性能 外，还需满足循环次数为外，还需满足循环次数为200万次的万次的疲劳性能试验疲劳性能试验。试验应。试验应 力上限取预应力钢材抗拉强度标准值的力上限取预应力钢材抗

10、拉强度标准值的65%，应力幅度取，应力幅度取 80MPa。试件经受。试件经受200万次循环荷载后预应力筋因锚具影响万次循环荷载后预应力筋因锚具影响 发生疲劳破坏的面积不应大于试件总截面面积的发生疲劳破坏的面积不应大于试件总截面面积的5%。 在抗震结构中，还应满足循环次数为在抗震结构中，还应满足循环次数为50次的次的低周反复低周反复 作用作用载荷试验。载荷试验。试验应力上限取预应力钢材抗拉强度标准试验应力上限取预应力钢材抗拉强度标准 值的值的80%，下限取预应力钢材抗拉强度标准值的下限取预应力钢材抗拉强度标准值的40%。试试 件经件经50次循环荷载后预应力筋不应发生破断次循环荷载后预应力筋不应发

11、生破断。 aapu,tot 0.95, 2.0% gpu gpu g c p F F 夹具的静载锚固性能，由夹具组装件静载试验测定的夹具效夹具的静载锚固性能，由夹具组装件静载试验测定的夹具效 率系数率系数 确定：确定：g gpu F 夹具组装件的实测极限拉力夹具组装件的实测极限拉力 apu c F 夹具组装件中各预应力筋的夹具组装件中各预应力筋的 计算极限拉力之和计算极限拉力之和 夹具的静载锚固性能应符合夹具的静载锚固性能应符合 g 0.95 张拉设备由张拉设备由油泵油泵和和千斤顶千斤顶及及配套油管配套油管组成，通过油泵液组成，通过油泵液 压系统传力给千斤顶，常用的千斤顶类型有以下几种：压系统

12、传力给千斤顶，常用的千斤顶类型有以下几种： 可用于无粘结和有粘结预可用于无粘结和有粘结预 应力钢绞线的单根张拉，或应力钢绞线的单根张拉，或 者多孔锚具的逐根张拉。新者多孔锚具的逐根张拉。新 式的该类型千斤顶内设有止式的该类型千斤顶内设有止 转装置，能有效防止张拉时转装置，能有效防止张拉时 千斤顶和钢绞线旋转，张拉千斤顶和钢绞线旋转，张拉 力可达力可达260kN。 前卡式千斤顶前卡式千斤顶 张拉设备张拉设备 前卡式千斤顶前卡式千斤顶 前卡式千斤顶前卡式千斤顶 用于狭小空间的张拉施工，也可用于一般的张拉施工，用于狭小空间的张拉施工，也可用于一般的张拉施工， 能节省大量的钢绞线，张拉力可达能节省大量

13、的钢绞线，张拉力可达2460kN。 施工现场施工现场 穿心内卡式千斤顶穿心内卡式千斤顶 穿心内卡式千斤顶穿心内卡式千斤顶 施工现场施工现场 穿心拉杆式千斤顶穿心拉杆式千斤顶 穿心拉杆式千斤顶穿心拉杆式千斤顶 油泵的吨位和型式油泵的吨位和型式 油泵油泵 3-2 预应力施工工艺预应力施工工艺 预应力施工工艺是指在混凝土结构中建立预加应力的施预应力施工工艺是指在混凝土结构中建立预加应力的施 工方法。工方法。 一一. 施加预应力方法分类施加预应力方法分类 内部预应力内部预应力 外部预应力外部预应力 通过机械方法调节外部反力。如在通过机械方法调节外部反力。如在混凝土混凝土与与支墩支墩之间用之间用 千斤顶

14、千斤顶建立预应力。建立预应力。 通过机械方法即张拉预应力筋建立预应力。内部预应力通过机械方法即张拉预应力筋建立预应力。内部预应力 还可用还可用电热法电热法等方法进行。等方法进行。 二二. 机械法预应力施工工艺分类机械法预应力施工工艺分类 先张法预应力施工工艺先张法预应力施工工艺 先张法通常适合在先张法通常适合在（50200m）上成批生产配）上成批生产配 直线预应力筋的混凝土构件，如屋面板、空心楼板、檩条直线预应力筋的混凝土构件，如屋面板、空心楼板、檩条 等。等。 先张法的优点是生产效率高、施工工艺简单、锚具、夹先张法的优点是生产效率高、施工工艺简单、锚具、夹 具可多次重复使用等。具可多次重复使

15、用等。 先张法是依靠预应力筋与混凝土之间的先张法是依靠预应力筋与混凝土之间的来传递预来传递预 应力的。应力的。 后张法预应力施工工艺后张法预应力施工工艺 有粘结有粘结后张法预应力施工工艺后张法预应力施工工艺 但施工工艺较为复杂，锚具、夹具消耗量大，成本较高。但施工工艺较为复杂，锚具、夹具消耗量大，成本较高。 有粘结后张法预应力施工不需要专门台座，便于在现场有粘结后张法预应力施工不需要专门台座，便于在现场 制作大型构件，适用于配直线及制作大型构件，适用于配直线及曲线预应力筋曲线预应力筋的构件。的构件。 无粘结后张法预应力施工工艺无粘结后张法预应力施工工艺 与有粘结的施工工艺与有粘结的施工工艺 基

16、本特点相似，区别基本特点相似，区别 在于：在于： 1. 避免了预留孔道、穿避免了预留孔道、穿 预应力筋以及灌浆等预应力筋以及灌浆等 施工工艺，无粘结预施工工艺，无粘结预 应力的施工过程较为应力的施工过程较为 简单；简单； 2. 预应力筋与混凝土无预应力筋与混凝土无 粘结，预应力完全依粘结，预应力完全依 靠锚具传递，因此对靠锚具传递，因此对 锚具的要求高。锚具的要求高。 无粘结预应力混凝土结构一无粘结预应力混凝土结构一 般指在预应力筋外面般指在预应力筋外面涂防腐涂防腐 油脂外包塑料套管油脂外包塑料套管防止与混防止与混 凝土粘结、按凝土粘结、按后张法后张法制作的制作的 预应力混凝土结构。预应力混凝土结构。 体外体外预应