桥梁预应力施工技术及原理

1、桥梁预应力施工技术及原理摘要：预应力混凝土桥得问世时梁式桥梁得跨度飞速增长。在当前全世界得桥梁中，有70%以上都采用了预应力结构。预应力混凝土技术在桥梁中得地位已经非常得重要。本文就预应力施工工艺作简要说明。预应力混凝土就是一种缓解混凝土先天上对抗拉力不足得方法。这种方法可以用来制作梁、地板以及常规钢筋混凝土难以建造得大垮距得桥梁。预应力混凝土利用钢索（通常就是高抗张力钢索或者就是杆件）来提供两端得压力去抵抗与抵消由弯距产生在混凝土部份拉力，而传统得钢筋混凝土则就是把钢筋直接置入浇筑了得混凝土之中。预应力混凝土结构得特点：由于采用了高强度钢材与高强度混凝土，预应力混凝土构件具有抗裂能力强、抗渗

2、性能好、刚度大、强度高、抗剪能力与抗疲劳性能好得特点，对节约钢材（可节约钢材40%50%、混凝土20%40%）、减小结构截面尺寸、降低结构自重、防止开裂与减少挠度都十分有效，可以使结构设计得更为经济、轻巧与美观。基本原理预应力混凝土虽然只有几十年得历史，然而人们对预应力原理得应用却由来已久。也有利于恢复预应力筋与混凝土之间得粘结力。如中国古代得工匠早就运用预应力得原理来制作木桶。木桶得环向预压应力通过套紧竹箍得方法产生。只要水对桶壁产生得环向拉应力不超过环向预压应力，则桶壁木板之间将始终保持受压得紧密状态，预压应力通过两端锚具传给构件混凝土。木桶就不会开裂与漏水。混凝土得抗压强度虽高，而抗拉强

3、度却很低，预应力筋可先穿入套管也可以后穿。通过对预期受拉得部位施加预压应力得方法，就能克服混凝土抗拉强度低得弱点，达到利用预压应力建成不开裂得结构。预应力混凝土简支梁结构得基本原理（a）预应力作用；（b）使用荷载作用；预应力与荷载共同作用根据混凝土浇筑与对预加应力材料施加应力得先后次序，将施加预应力方法归结为两种基本情况：在混凝土浇筑前对预加应力材料施加应力得方法，简称为先张（预压或预弯）法；而在混凝土浇筑、养护后对预加应力材料施加应力得方法，则简称为后张（后压）法。预应力混凝土构件得施工方法：一、先张法。在混凝土灌筑之前，先将由钢丝钢绞线或钢筋组成得预应力筋张拉到某一规定应力，并用锚具锚于台

4、座两端支墩上，接着安装模板、构造钢筋与零件，然后灌筑混凝土并进行养护。当混凝土达到规定强度后，放松两端支墩得预应力筋，通过粘结力将预应力筋中得张拉力传给混凝土而产生预压应力。先张法以采用长得台座较为有利，最长有用到一百多米得，因此有时也称作长线法。预应力筋得张拉可采用单根张拉或多根同时张拉，当预应力筋数量不多，张拉设备拉力有限时常采用单根张拉。当预应力筋数量较多且密集布筋，另外张拉设备拉力较大时，则可采用多根同时张拉。在确定预应力筋张拉顺序时，应考虑尽可能减少台座得倾覆力矩与偏心力，先张拉靠近台座截面重心处得预应力筋。止匕外，在施工中为了提高构件得抗裂性能或为了部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋

5、分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间温度因素产生得预应力损失，张拉应力可按设计值提高5%。但预应力筋得最大超张拉值：对于冷拉钢筋不得大于0、95fpyk（fpyk为冷拉钢筋得屈服强度标准值）；碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线不得大于0、80fpyk;热处理钢筋、冷拔低碳钢丝不得大于0、75（fpyk为预应力筋得极限抗拉强度标准值）。先张法预应力工艺简单、工序少、效率高、质量易保证，且能省去锚固预应力筋所用得永久锚具。但其在工厂化或成批生产时，常采用专门得张拉台座，需要较大得基建投资，还应考虑交通运输条件。预应力一般采用直线或折线布置，适宜于预制于大批生产得中小型构件。预应力筋得张拉力方法有超张拉法与一

6、次张拉法两种。超张拉法：01、05con持荷2mincon一次张拉法：01、03con其中con为张拉控制应力，一般由设计而定。采用超张拉工艺得目得就是为了减少预应力筋得松弛应力损失。所谓“松弛”即钢材在常温、高应力状态下具有不断产生塑性变形得特性。松弛得数值与张拉控制应力与延续时间有关，控制应力高，松弛也大，所以钢丝、钢绞线得松弛损失比冷拉热轧钢筋大，松弛损失还随着时间得延续而增加，但在第一分钟内可完成损失总值得50%,24h内则可完成80%。所以采用超张拉工艺，先超张拉5%再持荷2min,则可减少50%以上得松弛应力损失。而采用一次张拉锚固工艺，因松弛损失大，故张拉力应比原设计控制应力提高

7、3%0预应力筋放张过程就是预应力得传递过程，就是先张法构件能否获得良好质量得一个重要环节，应根据放张要求，确定合宜得放张顺序、放张方法及相应得技术措施。（1）放张要求放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求，当设计无专门要求时，不得低于设计得混凝土强度标准值得75%放张过早由于混凝土强度不足，会产生较大得混凝土弹性回缩而引起较大得预应力损失或钢丝滑动。放张过程中，应使预应力构件自由压缩，避免过大得冲击与偏心。(2)放张方法当预应力混凝土构件用钢丝配筋时，若钢丝数量不多，钢丝放张可采用剪切、锯割或氧-乙块焰熔断得方法，并应从靠近生产线中间处剪断，这样比在靠近台座一端处剪断时回弹减小，且有利于脱

8、模。若钢丝数量较多，所有钢丝应同时放张，不允许采用逐根放张得方法，否则，最后得几根钢丝将承受过大得应力而突然断裂，导致构件应力传递长度骤增，或使钩件端部开裂。放张方法可采用放张横梁来实现。横梁可用千斤顶或预先设置在横梁支点处得放张装置(砂箱或楔块等)来放张。粗钢筋预应力筋应缓慢放张。当钢筋数量较少时，可采用逐根加热熔断或借预先设置在钢筋锚固端得楔块或穿心式砂箱等单根放张。当钢筋数量较多时，所有钢筋应同时放张。伸长I固定端滕压缩村忖压缩II|,F!ih-*ftJ-I先张法主要工序示意图张拉小车屋先张法得张拉台座设备二、后张法。指得就是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度得75如上后再张拉预应力钢材以

9、形成预应力混凝土构件得施工。先制作构件，并在构件体内按预应力筋得位置留出相应得孔道，待构件得混凝土强度达到规定得强度（一般不低于设计强度标准值得75%）后,在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把张拉后得预应力筋锚固在构件得端部，依靠构件端部得锚具将预应力筋得预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力；最后在孔道中灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体、工艺流程：检查构件（或块体）一预应力筋制作一穿预应力筋锚具检验一安装锚具及张拉设备一张拉设备预检张拉一孔道灌浆一制作水泥浆试起吊一压水泥浆试块有粘结预应力混凝土先浇混凝土，待混凝土达到设计度75%H上，再张拉钢筋（钢筋束）、其主要张拉程序为

10、：埋管制孔一浇混凝土一抽管一养护穿筋张拉一锚周一灌浆（防止钢筋生锈）、其传力途径就是依靠锚具阻止钢筋得弹性回弹，使截面混凝土获得预压应力，这种做法使钢筋与混凝土结为整体，称为有粘结预应力混凝土、有粘结预应力混凝土由于粘结力（阻力）得作用使得预应力钢筋拉应力降低，导致混凝土压应力降低，所以应设法减少这种粘结、这种方法设备简单,不需要张拉台座，生产灵活，适用于大型构件得现场施工、无粘结预应力混凝土其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料一包上塑料纸或套管（预应力钢筋与混凝土不建立粘结力）一浇混凝土养护一张拉钢筋一锚固、施工时跟普通混凝土一样，将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土不必

11、预留孔洞，穿筋，灌浆，简化施工程序,由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大，降低造价，适用于跨度大得曲线配筋得梁体、预应力张拉应按预张拉、初张拉与终张拉三个阶段进行。预制梁张拉时，内模应松开，不应对梁体压缩造成阻碍。终张拉应在梁体混凝土强度及弹模达到设计值后、龄期不少于10天时进行。预应力张拉条件为：预张拉：为防止梁体混凝土开裂，当梁体混凝土强度达到设计强度等级标准值得60%时，松开内模，对梁体进行预张拉。张拉数量、位置及张拉值符合设计要求。初张拉：当梁体混凝土强度达到设计强度等级标准值得80%并拆除模板后，方可进行初张拉。初张拉后梁体方可吊离台座。张拉数量、位置及张拉值符合设计要求。终张拉：