预应力混凝土工程64

1、主要内容：主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后张法的预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工工艺，机具设备和施工方法。无粘结预应力混施工工艺，机具设备和施工方法。无粘结预应力混凝土施工原理、特点及应用。凝土施工原理、特点及应用。 什么是预应力混凝土？什么是预应力混凝土？1 1、定义定义：利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混：利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土。凝土。2 2、作用作用: :推迟裂缝的出现、限制裂缝的开展。推迟裂缝的出现、限制裂缝的开展。. .提高了结构的刚度、抗裂度和耐久性提高了结构的刚度、抗裂度和耐久性. .充分利用材料充分利用材料. .3 3、特点特点：增加

2、构件耐久性，减轻自重，制作工艺较复杂。：增加构件耐久性，减轻自重，制作工艺较复杂。4 4、适用范围适用范围：大柱网和大跨度结构。：大柱网和大跨度结构。5、预应力筋的种类 冷拔低碳钢丝，直径：35； 冷拉钢筋； 碳素钢丝，直径：38； 钢绞线，由6根碳素钢丝缠绕而成； 热处理钢筋，直径：610； 精轧螺纹钢筋，直径：25，32。要求：具有一定塑性，高强度，与混凝土有较好粘结要求：具有一定塑性，高强度，与混凝土有较好粘结度，良好加工性能。度，良好加工性能。6、对混凝土要求强度不低于C30，尽可能做到快硬早强等。7、预应力混凝土分类：（1）按施工方法分：先张法、后张法（2）按有无粘结分为： 有粘结预

3、应力混凝土和无粘结预应力混凝土。（3）按预应力度的大小分： 全预应力、部分预应力 第一节第一节 先张法先张法一、定义一、定义 先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的预应力混凝土构件的生产方法。适用：生产中小型预应力混凝土构件。如空心板、屋面板、吊车梁等。二、方法1、台座法：构件在固定的台座上生产，预应力筋的张拉力由台座承受，应用较广，可用于现场。2、机组流水法：构件连同钢模通过固定机组，按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一生产过程，预应力筋放松前，其拉力由钢模承受，用于预制厂。三、台座法施工三、台座法施工1、台座：作用：承受预应力筋的全部张拉力。 要求：具有足够强度、刚度和稳定性（确保构

4、件质量） 型式：墩式台座、槽式台座。（1 1）墩式台座（地上）墩式台座（地上）：长度100150m 以混凝土墩作为承力结构的台座称为墩式台座。 一般用于生产中小型构件。 组成：台墩、台面和横梁等组成。 台墩：主要受力结构，体积大，埋设深。 台面：构件成型胎膜. 横梁：锚固夹具临时固定预应力筋支座。（2）槽式台座（便于构件运输和蒸汽养护）4576m用于张拉力和倾覆力矩较大的构件生产。2 2、张拉机具和夹具、张拉机具和夹具（1）钢丝的夹具和张拉机具钢丝夹具 锚固夹具：锥形、楔形。 张拉夹具：偏心式、钳式、楔形。 墩头锚具： 采用冷墩形成。张拉机具 要求： 简易可靠，准确控制钢丝的拉力，稳速增大拉力

5、。 种类： A、卷扬机张拉： B、电动螺杆张拉机张拉：构造简单，体积小，重量轻， 操作灵活，移动方便。 （2）钢筋的夹具和张拉机具钢筋夹具钢筋夹具 锚固夹具：工具式螺杆螺丝端杆锚具； 穿心式夹具自锚； 墩头锚固：d 12mm 冷墩 d 22mm 加热锻打 张拉夹具：压销式、穿心式。钢筋张拉机具 油压千斤顶、拉伸机、穿心式千斤顶、电动螺杆张拉机。螺丝端杆锚具：四、先张法施工工艺四、先张法施工工艺工艺流程图：（一）张拉（一）张拉1、张拉控制应力和超张拉最大应力 张拉控制应力（规范规定） 冷拉钢筋 0.9fPYK 冷拔低碳钢丝 0.70fPUK 碳素刻痕钢丝、钢绞线 0.75fPUK 超张拉最大应力

6、 冷拉钢筋 0.95fPtK 其 它 0.75fPtK2、张拉程序（1）超张拉法： 0 1.05 0 1.03 concon持荷2分钟con（2）一次张拉法 0con超张拉目的：减少应力松弛引起的损失。5 5、张拉顺序、张拉顺序 （1）多根同时张拉； （2）单根张拉。3、预应力值校核（用伸长值校核）实际伸长值与计算伸长值的相对允许偏差为6%l=Fpl/ApEs4、预应力筋张拉力的计算Fp=mconAp（二）混凝土的浇筑与养护（二）混凝土的浇筑与养护 1、浇筑要求： 同一生产线的构件应一次浇筑完毕，不允许留施工缝； 构件应避开温度缝； 振捣时不应碰撞钢丝； 叠层生产时，下层混凝土强度达810MP

7、a，方可浇筑上层构件； 混凝土的水灰比应严格控制，振捣应密实。 2、养护： 自然养护； 蒸汽养护。（三）预应力筋放张1、放张要求 混凝土强度应大于75C设；（重叠生产指最上层构件） 放张过程中，应使预应力构件自由伸缩，避免过大的冲击与偏心。同时还应使台座承受的倾覆力矩及偏心力减小； 保证预应力筋与混凝土之间的粘结。2、放张方法 钢丝：数量少，逐根放张(剪切、割断）；数量多，同时放张。 粗钢筋：数量少，逐根加热熔断；数量多，同时放张。 同时放张：油压千斤顶、楔块、沙箱3 3、放张顺序、放张顺序 轴心受压构件：同时放张。 偏心构件：先同时放张预应力较小区域内的预应力筋；再同时放张预应力较大区域内的

8、预应力筋。 如不能满足上述要求，应分阶段、对称、相互交错进行放张。 注意：放张时，应拆除侧模。注意：放张时，应拆除侧模。第二节 后张法施工1 1、定义：、定义： 先浇筑混凝土，后张拉预应力筋的预应力混凝土构件生产方法。2 2、特点：、特点： 混凝土的弹性压缩对预应力值的建立无直接影响； 锚具不能重复使用，成本高； 工艺比较复杂（构件制作、留孔、穿筋、张拉、灌浆）； 可拼装预制构件（现场拼装）。3、适用范围现场制作大型构件，避免大型构件运输的麻烦。一、锚具一、锚具对锚具的要求：常用预应力筋单根粗钢筋、钢筋束（钢绞线束）、钢丝束三类。 尺寸准确； 不致产生预应力筋的滑移； 有足够刚度和强度。2、钢

9、筋束和钢绞线束锚具1、单根粗钢筋锚具一端张拉： 张拉端：螺丝端杆锚具 固定端：帮条锚具或墩头锚具两端张拉：螺丝端杆锚具张拉端：JM12型锚具固定端：墩头锚具3 3、钢丝束预应力筋锚具、钢丝束预应力筋锚具（1）钢质锥形锚具 适用于6、12、18、24根直径5mm碳素钢丝（2）钢丝束镦头锚具 用于锚具1254根直径5mm碳素钢丝的钢丝束。（3）锥形螺杆锚具 适用于14、16、20、24、28根直径5mm的钢丝束。二、张拉机械1、拉杆式千斤顶：适于张拉配有螺丝端杆锚具的粗钢筋和配有墩头锚具的钢丝束。2、穿心式千斤顶：适于张拉钢丝束、钢筋和钢绞线束。YC型千斤顶是目前最常用的张拉千斤顶之一。3、锥锚式

10、千斤顶：适于张拉钢绞线束以及钢质锥型锚具为张拉锚具的钢丝束。三、预应力筋的制作1、单根粗钢筋预应力筋的制作： 包括配料、对焊、冷拉等工序。（1）两端用螺丝端杆锚具时 预应力筋的成品长度L1（冷拉后的全长）为：212llL 预应力筋中钢筋冷拉完成后的长度为L0：1102lLL预应力筋中的钢筋冷拉前的下料长度L为：001nlLL式中：l构件的孔道长度。2l螺丝端杆伸出构件外的长度。1l螺丝端杆的长度，一般为320mm。预应力筋的冷拉率。预应力筋的冷拉弹性回缩率。 n 对焊接头数量。0l每个对焊接头的压缩量。2一端用螺丝端杆，另一端用帮条锚具时预应力筋的成品长度：321lllL预应力筋中的钢筋冷拉完

11、成后的长度：110lLL预应力筋中的钢筋下料长度：001nlLL3l式中：帮条或镦头锚具长度（包括垫板厚度）例：21m预应力屋架的孔道长为20.8m，预应力筋为冷拉HRB400钢筋，直径为22mm，每根长度为8m，实测冷拉率为4%,弹性回缩率为0.4%，张拉应力为0.85fpyk。螺丝端杆长度为320mm，帮条长为50mm，垫板厚15mm，计算下列各项：（1）两端用螺丝端杆锚具固定时预应力筋的下料长度为多少？（2）一端用螺丝端杆，另一端为帮条锚具时预应力筋的下料长度为多少？（3）预应力筋的张拉力为多少？2、钢筋束或钢绞线束的制作（1）制作工序： 开盘下料编束（2）下料长度计算（与张拉设备和选用

12、的锚具有关） 两端张拉 L=l+2a一端张拉 L=l+a+b a张拉端留量 b固定端留量四、后张法施工工艺(一）一）孔道留设孔道留设 预应力筋的孔道形状有预应力筋的孔道形状有直线直线、曲线曲线和和折线折线三种，三种，其直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系其直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系特点及尺寸确定。特点及尺寸确定。 预制构件的孔道留设预制构件的孔道留设 现浇构件的孔道留设现浇构件的孔道留设共共64页页 第第30页页2、孔道布置、孔道布置 孔道至构件边缘的孔道至构件边缘的净距净距不小于不小于40mm，孔道之间，孔道之间的的净距净距不小于不小于50mm；端部的预埋钢板应；端部的

13、预埋钢板应垂直于垂直于孔道孔道中心线；凡需起拱的构件，中心线；凡需起拱的构件，预留孔道应随构件同时起预留孔道应随构件同时起拱拱。 1、 孔道直径孔道直径 粗钢筋的孔道直径应比粗钢筋的孔道直径应比对焊接头外径对焊接头外径或需穿过孔或需穿过孔道的道的锚具、连接器外径锚具、连接器外径大大1015mm；钢丝、钢铰线；钢丝、钢铰线的孔道直径应比的孔道直径应比预应力束外径预应力束外径或或锚具外径锚具外径大大510mm，且孔道面积宜为预应力筋净面积的，且孔道面积宜为预应力筋净面积的34倍。倍。3、 孔道成型方法孔道成型方法 孔道成型有孔道成型有钢管抽芯法、胶管抽芯法钢管抽芯法、胶管抽芯法和和预埋波纹管法预埋

14、波纹管法。 孔道成型的要求是：孔道成型的要求是：孔道的尺寸与位置正确，孔道平顺，孔道的尺寸与位置正确，孔道平顺，接头不漏浆。接头不漏浆。 钢管抽芯法钢管抽芯法用于用于直线孔道直线孔道。 钢管要求：钢管要求：平直、表面光平直、表面光滑，每根不超过滑，每根不超过15m，超过超过15m用两根钢管，用两根钢管，中间套管连中间套管连接接； 构件中固定：构件中固定：用钢筋井字用钢筋井字架，间距不大于架，间距不大于1m； 两根钢管的套管连接两根钢管的套管连接钢管固定钢管固定井字架井字架 防止粘结措施：防止粘结措施：浇筑后，每隔浇筑后，每隔1015min时间时间转动转动钢管；钢管； 抽管时机：抽管时机：初凝后

15、、终凝前，以手指按压砼，初凝后、终凝前，以手指按压砼，无明显压痕又不沾浆无明显压痕又不沾浆即可抽管；常温下一般在砼浇即可抽管；常温下一般在砼浇筑后筑后35h； 抽管顺序：抽管顺序：先上后下先上后下；先中间，后周边先中间，后周边；当部；当部分孔道有扩孔时，先抽无扩孔管道，后抽扩孔管道；分孔道有扩孔时，先抽无扩孔管道，后抽扩孔管道；抽管时抽管时边抽边转、速度均匀、与孔道成一直线边抽边转、速度均匀、与孔道成一直线。 质量控制：质量控制：抽管后，及时抽管后，及时检查孔道检查孔道并做好并做好孔道孔道清理清理工作，以防止穿筋困难。工作，以防止穿筋困难。2.3 2.3 孔道留设孔道留设 胶管抽芯法胶管抽芯法

16、可用于可用于直线直线或或曲线孔道曲线孔道。 胶管要求：胶管要求：胶管有夹布胶管或钢丝网胶管两种。胶管有夹布胶管或钢丝网胶管两种。使用前，一端封堵，另一端与阀门连接，使用前，一端封堵，另一端与阀门连接，充水充水( (气气) )加压加压至至0.50.8MPa，使胶皮管直径使胶皮管直径增大增大约约3mm。 构件中固定：构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于用钢筋井字架，间距不大于0.6m； 防止粘结措施：防止粘结措施：浇筑后不需转动胶管，只需在浇筑后不需转动胶管，只需在抽管前抽管前放水放水( (气气) )降压降压，待管径，待管径缩小缩小与砼与砼脱离脱离即可抽即可抽管；管； 抽管时机：抽管时机：抽管时间

17、比钢管略迟；抽管时间比钢管略迟； 抽管顺序：抽管顺序：先上后下；先曲后直先上后下；先曲后直。 预埋波纹管法预埋波纹管法预埋管法可采用薄钢预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和管、镀锌钢管和金属螺旋管金属螺旋管、塑料波纹管塑料波纹管，埋入后，埋入后不再抽出，可用于各类形状的孔道，是目前不再抽出，可用于各类形状的孔道，是目前大力推大力推广的孔道留设方法广的孔道留设方法。 波纹管要求：波纹管要求：在在1KN径向力作用下不变形，使径向力作用下不变形，使用前进行用前进行灌水试验灌水试验，检查有无渗漏，防止水泥浆流，检查有无渗漏，防止水泥浆流入管内堵塞孔道；安装就位过程中避免反复弯曲，入管内堵塞孔道；安装就位过

18、程中避免反复弯曲，以防管壁开裂。以防管壁开裂。塑料波纹管塑料波纹管 金属螺旋管金属螺旋管 构件中固定：构件中固定：用钢筋井字架用钢筋井字架, ,间距不大于间距不大于0.81.0m;螺旋管固定后，必须用铅丝与钢筋螺旋管固定后，必须用铅丝与钢筋扎牢扎牢，防，防止浇筑砼时止浇筑砼时螺旋管上浮螺旋管上浮而造成严重事故。而造成严重事故。曲线孔道的固定曲线孔道的固定 （二）预应力筋的张拉核心问题预应力筋的应力控制1、张拉控制应力和超张拉最大应力 （1）张拉控制应力 预应力钢材品种 先张法 后张法 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 0.75 0.70 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 0.70 0.60 冷拉钢筋 0.90 0.85pukfpukfpukfpukfpykfpykf（2）超张拉最大应力冷拉钢筋（软钢） 0.90钢丝、钢绞线、热处理钢筋（硬钢） 0.75pykfpukf2、预应力筋张拉顺序 应按设计规定进行，如设计无规定时，应采取分批分阶段对称进行。5、张拉注意事项（1）混凝土强度要求：张拉时应符合设计要求；若设计无要求 时，不应低于75C设计。 块体拼装，立缝处混凝土或砂浆强度， 不应低于15MPa或40C设计。（2）多根预应力筋张拉：当不可能同时张拉时，宜分批、分阶 段、对称地张拉。（3）重叠多层张拉：现场生产构件，重叠多层构件中预应力的 施加，其损失自上而下逐层增加。 重叠构件张拉宜先上