《预应力工程》ppt课件

1、第五章第五章 预应力砼工程预应力砼工程5.1 5.1 概述概述 5.1.1 5.1.1 预应力砼的原理、特点预应力砼的原理、特点 原理：在外荷载作用前，在构造或构件受拉区域，经原理：在外荷载作用前，在构造或构件受拉区域，经过对钢筋进展张拉、锚固、放松，来预先建立起有内应力过对钢筋进展张拉、锚固、放松，来预先建立起有内应力的砼。内应力的大小与分布应能抵消或减少运用荷载作用的砼。内应力的大小与分布应能抵消或减少运用荷载作用所产生的内力。所产生的内力。 特点：提高钢筋砼构件的刚度、抗裂性、耐久性，有特点：提高钢筋砼构件的刚度、抗裂性、耐久性，有效利用高强度钢筋和高强度等级砼。减小构件的截面尺寸、效利

2、用高强度钢筋和高强度等级砼。减小构件的截面尺寸、自重轻、节省资料，扩展预制装配化程度。自重轻、节省资料，扩展预制装配化程度。 5.1.2 5.1.2 预应力砼分类预应力砼分类 按施加预应力的方式分：先张法、后张法；按施加预应力的方式分：先张法、后张法； 按预应力筋与砼的粘结形状分：有粘结、无粘结；按预应力筋与砼的粘结形状分：有粘结、无粘结； 按施加预应力的方法分：机械张拉、电热张拉；按施加预应力的方法分：机械张拉、电热张拉； 按施加预应力大小的程度分：全预应力、部分预应力；按施加预应力大小的程度分：全预应力、部分预应力； 按施工方法分：预制、现浇、组合预应力砼。按施工方法分：预制、现浇、组合预

3、应力砼。 5.1.3 5.1.3 预应力砼资料预应力砼资料 预应力砼构造钢筋有非预应力钢筋和预应力钢筋。预应力砼构造钢筋有非预应力钢筋和预应力钢筋。 预应力钢筋：预应力钢绞线、高强钢丝、热处置钢筋等预应力钢筋：预应力钢绞线、高强钢丝、热处置钢筋等。 预应力砼：预应力砼：C30C30。 5.1.4 5.1.4 预应力夹具和锚具预应力夹具和锚具 锚具：后张法预应力砼构件中为坚持预应力筋的拉力并锚具：后张法预应力砼构件中为坚持预应力筋的拉力并将其传送给砼所用的永久性锚固安装。将其传送给砼所用的永久性锚固安装。 夹具：先张法预应力砼构件施工时为坚持预应力筋的拉夹具：先张法预应力砼构件施工时为坚持预应力

4、筋的拉力并将其固定在张拉台座上的暂时锚固工具。力并将其固定在张拉台座上的暂时锚固工具。 5.1.5 5.1.5 常用预应力张拉锚固体系常用预应力张拉锚固体系 1 1单根钢筋螺杆锚具：螺丝端杆、螺母、垫板组成。单根钢筋螺杆锚具：螺丝端杆、螺母、垫板组成。 螺丝端杆与预应力筋焊接应在预应力筋冷拉前进展。螺丝端杆与预应力筋焊接应在预应力筋冷拉前进展。 适用于适用于141436mm36mm的冷拉的冷拉、级钢筋。级钢筋。 2 2单根钢筋帮条锚具：帮条钢筋、衬板、冷拉钢筋组单根钢筋帮条锚具：帮条钢筋、衬板、冷拉钢筋组成。成。 帮条钢筋采用与冷拉钢筋同级别的钢筋，三根，施焊方帮条钢筋采用与冷拉钢筋同级别的钢

5、筋，三根，施焊方向由里向外。向由里向外。 3 3精轧螺纹钢筋用锚具：精轧螺纹钢筋外形为无纵肋精轧螺纹钢筋用锚具：精轧螺纹钢筋外形为无纵肋而横肋不相连的螺扣。而横肋不相连的螺扣。 4 4KT-ZKT-Z型锚具。由锚环和锚塞组成，适用于锚固型锚具。由锚环和锚塞组成，适用于锚固3-63-6根直径根直径12mm12mm的冷拉螺纹钢筋与钢绞线束。的冷拉螺纹钢筋与钢绞线束。1-锚环；2-锚塞 5 5固定端用墩头锚具。由锚固板和带墩头的预应力筋固定端用墩头锚具。由锚固板和带墩头的预应力筋组成。常用的钢丝束镦头锚具分组成。常用的钢丝束镦头锚具分A A型与型与B B型。型。A A型由锚环与螺母型由锚环与螺母组成

6、，可用于张拉端；组成，可用于张拉端；B B型为锚板，用于固定端。型为锚板，用于固定端。 a) A型； b) B型 1-锚环；2-螺母；3-锚板 ；4-钢丝束 6 6多孔夹片锚具：在一块多孔锚板上，利用每个锥形多孔夹片锚具：在一块多孔锚板上，利用每个锥形孔装一副夹片夹持一根钢绞线的一种锲紧式锚具。这种锚具孔装一副夹片夹持一根钢绞线的一种锲紧式锚具。这种锚具的优点是任何一根钢绞线锚固失效，都不会引起整束锚固失的优点是任何一根钢绞线锚固失效，都不会引起整束锚固失效，并且每束钢绞线的根数不受限制。效，并且每束钢绞线的根数不受限制。 5.2 5.2 先张法施工先张法施工 先张法：在浇筑砼前张拉预应力筋并

7、将预应力筋暂时固先张法：在浇筑砼前张拉预应力筋并将预应力筋暂时固定在台座或钢模上，然后浇筑砼，待砼到达一定强度后放松定在台座或钢模上，然后浇筑砼，待砼到达一定强度后放松预应力筋，借助砼与预应力筋的粘结，使砼产生预压应力。预应力筋，借助砼与预应力筋的粘结，使砼产生预压应力。适用于中小型预制预应力构件消费。适用于中小型预制预应力构件消费。 5.2.1 5.2.1 台座台座 消费工艺分为长线台座法与短线钢模板法。消费工艺分为长线台座法与短线钢模板法。 台座按构造方式不同分墩式和槽式台座。台座按构造方式不同分墩式和槽式台座。 5.2.3 5.2.3 施工工艺施工工艺 台座预备台座预备刷隔离剂刷隔离剂铺

8、放预应力筋铺放预应力筋张拉张拉安侧模绑安侧模绑横向筋横向筋浇砼浇砼养护养护放松预应力筋放松预应力筋脱模。脱模。夹具夹具横梁横梁台座台座预应力筋预应力筋台面台面A A、张拉预应力筋、张拉预应力筋砼构件砼构件B B、浇筑砼构件、浇筑砼构件C C、放张施加预应力、放张施加预应力 张拉夹具：月牙形夹具、张拉夹具：月牙形夹具、偏心式夹具、楔形夹具等，偏心式夹具、楔形夹具等，适用于张拉钢丝和直径适用于张拉钢丝和直径16mm16mm以下的钢筋。以下的钢筋。 钢筋种类钢筋种类张拉控制应力限值张拉控制应力限值超张拉最大张拉超张拉最大张拉控制应力控制应力先张法先张法后张法后张法消除应力钢丝、钢绞线消除应力钢丝、钢

9、绞线0.75fptk0.75fptk0.75fptk0.75fptk0.80fptk0.80fptk热处置钢筋热处置钢筋0.70fptk0.70fptk0.65fptk0.65fptk0.75fptk0.75fptk精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋0.90fpyk0.90fpyk0.85fpyk0.85fpyk0.95fpyk0.95fpyk 3. 3.预应力筋张拉预应力筋张拉 张拉控制应力确实定张拉控制应力确实定最大张拉控制应力允许值最大张拉控制应力允许值 张拉程序：张拉程序： 预应力筋由初始应力到达控制应力的加载过程和方法。预应力筋由初始应力到达控制应力的加载过程和方法。 预应力钢丝由于张拉任务量

10、大，宜采用一次张拉程序：预应力钢丝由于张拉任务量大，宜采用一次张拉程序： 001.031.031.051.05concon锚固锚固 粗钢筋宜采用超张拉程序：粗钢筋宜采用超张拉程序： 01.05con01.05con持荷持荷2min2mincon con 锚固锚固 超张拉：就是指张拉应力超越规范规定的控制应力值。超张拉：就是指张拉应力超越规范规定的控制应力值。 目的：为了减少应力松弛损失。目的：为了减少应力松弛损失。 应力松弛：指钢材在常温高应力下由于塑性变形而使应应力松弛：指钢材在常温高应力下由于塑性变形而使应力随时间的延续而降低的景象。力随时间的延续而降低的景象。 3 3预应力值校核预应力值

11、校核 预应力钢筋的张拉力普通用伸长值校核。当实测伸长值预应力钢筋的张拉力普通用伸长值校核。当实测伸长值与实际伸长值的差值与实际伸长值相比在与实际伸长值的差值与实际伸长值相比在-5%-5%10%10%之间时，之间时，阐明张拉后建立的预应力值满足设计要求。阐明张拉后建立的预应力值满足设计要求。 4 4砼浇筑、养护砼浇筑、养护 砼一次浇完，砼砼一次浇完，砼C30C30； 防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比0.50.5，级配良好，振捣密实特别是端部；，级配良好，振捣密实特别是端部； 防止碰撞、踩踏钢丝；防止碰撞、踩踏钢丝； 采取湿热养护，采取湿

12、热养护，( (开场温差开场温差2020，达，达10MPa10MPa后按正常速后按正常速度升温。度升温。 5 5预应力筋放张预应力筋放张 条件：砼到达设计规定，条件：砼到达设计规定，75%75%强度值后。放张顺序，设强度值后。放张顺序，设计无规定时，按以下规定：计无规定时，按以下规定： 轴心受压构件，同时放张；轴心受压构件，同时放张； 偏心受压构件，先同时放张预压应力较小区域，再同时偏心受压构件，先同时放张预压应力较小区域，再同时放张预压应力大的区域；放张预压应力大的区域； 叠层消费的预应力构件，宜自上而下放张；板类构件从叠层消费的预应力构件，宜自上而下放张；板类构件从两边逐渐向中心放张。两边逐

13、渐向中心放张。 其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张。其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张。 6 6方法：方法： 锯断、剪断。锯断、剪断。 放张方法：放张方法： 放张单根预应力筋，普通采用千斤顶放张。放张单根预应力筋，普通采用千斤顶放张。 构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔块等放松安装。块等放松安装。 对于配置预应力筋数量不多的砼构件放张时，可以采用对于配置预应力筋数量不多的砼构件放张时，可以采用钢丝钳剪断、锯割等。钢丝钳剪断、锯割等。5.3 5.3 后张法施工后张法施工 后张法：浇筑砼构件时，在放置预应力筋的位置处预留后张法：浇筑

14、砼构件时，在放置预应力筋的位置处预留孔道，浇筑砼并养护，将预应力筋穿入孔道中，待砼到达设孔道，浇筑砼并养护，将预应力筋穿入孔道中，待砼到达设计规定强度后，张拉预应力筋，并用锚具将预应力筋锚固在计规定强度后，张拉预应力筋，并用锚具将预应力筋锚固在构件端部，使砼产生预压应力；最后进展孔道灌浆与封头。构件端部，使砼产生预压应力；最后进展孔道灌浆与封头。 适用于：大型构件及现浇预应力砼构造。适用于：大型构件及现浇预应力砼构造。 特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能反复特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能反复利用。利用。 5.3.1 5.3.1 孔道留设孔道留设 孔道外形：直线、曲线、折

15、线。端部或中部设置灌浆孔孔道外形：直线、曲线、折线。端部或中部设置灌浆孔，间距不宜大于，间距不宜大于12m12m。 孔道成型：钢管抽芯、胶管抽芯、预埋波纹管法。孔道成型：钢管抽芯、胶管抽芯、预埋波纹管法。 抽管：先上后下、先曲后直。抽管：先上后下、先曲后直。 孔道成型根本要求：尺寸与位置正确，线性平顺，接头孔道成型根本要求：尺寸与位置正确，线性平顺，接头不漏浆；孔道端部预埋钢板垂直于孔道中心线。不漏浆；孔道端部预埋钢板垂直于孔道中心线。 5.3.2 5.3.2 预应力筋张拉预应力筋张拉 砼强度符合设计规定，砼强度符合设计规定，75%75%。 张拉控制应力：应符合设计要求，控制应力低于先张法张拉

16、控制应力：应符合设计要求，控制应力低于先张法。 张拉程序：张拉程序： 用超张拉减少预应力筋的松弛损失时：用超张拉减少预应力筋的松弛损失时： 01.05con01.05con持荷持荷2min2minconcon 设计中应力松弛损失按一次张拉取值：设计中应力松弛损失按一次张拉取值：0con0con 预应力筋张拉吨位不大、根数很多，设计要求采用超张预应力筋张拉吨位不大、根数很多，设计要求采用超张拉减少应力松弛：拉减少应力松弛：0con0con 张拉方法：一端张拉、两端张拉。张拉方法：一端张拉、两端张拉。 曲线预应力筋：两端张拉；曲线预应力筋：两端张拉； 抽芯成孔直线预应力筋：长度大于抽芯成孔直线预应

17、力筋：长度大于24m24m两端张拉，不大于两端张拉，不大于24m24m可一端张拉；可一端张拉； 预埋波纹管预应力筋：大于预埋波纹管预应力筋：大于30m30m宜两端张拉，不大于宜两端张拉，不大于30m30m可一端张拉；可一端张拉； 竖向预应力构造，宜采用两端分别张拉，以下端张拉为竖向预应力构造，宜采用两端分别张拉，以下端张拉为主；主； 同一截面中有多根一端张拉预应力筋时，张拉端设在两同一截面中有多根一端张拉预应力筋时，张拉端设在两端。端。 张拉顺序：张拉顺序： 按设计要求。设计无要求时，分批、分阶段对称张拉，按设计要求。设计无要求时，分批、分阶段对称张拉，防止构件接受过大偏心压力；减少张拉机械的

18、挪动次数。防止构件接受过大偏心压力；减少张拉机械的挪动次数。 目的：使砼不产生超应力，构件不改动、侧弯，构造不目的：使砼不产生超应力，构件不改动、侧弯，构造不变位。变位。 叠浇构件：宜自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力减叠浇构件：宜自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力减少上下层之间因摩阻引起的预应力损失。少上下层之间因摩阻引起的预应力损失。 5.3.3 5.3.3 孔道灌浆孔道灌浆 作用：维护预应力筋，防止锈蚀；使预应力筋与构件砼作用：维护预应力筋，防止锈蚀；使预应力筋与构件砼有效粘结，以控制裂痕开展并减轻两端锚具负荷。有效粘结，以控制裂痕开展并减轻两端锚具负荷。 资料要求：水泥浆应具有较大流动性、较小干缩性与泌资料要求：水泥浆应具有较大流动性、较小干缩性与泌水性，强度水性，强度20MPa20MPa。水泥。水泥42.5MPa42.5MPa，水灰比：，水灰比：0.40.40.50.5；可掺入木质磺酸钙或其他减水剂。可掺入木质磺酸钙或其他减水剂。 灌浆前孔道应潮湿干净，灌浆应延续进展。灌满孔道并灌浆前孔道应潮湿干净，灌浆应延续进展。灌满孔道并封锁排气孔后，宜继续加压至封锁排气孔后，宜继续加压至0.