05-第五章-预应力混凝土工程

第五五章章预应应力力混混凝凝土土工工程程先张张法法施施工工后张张法法施施工工概述述：：1、、预预应应力力混混凝凝土土：在结结构构或或构构件件承承受受使使用用荷荷载载前前，，对对受受拉拉区区的的混混凝凝土土预预先先施施加加压压应应力力,以以抵抵消消或或减减少少使使用用荷荷载载作作用用下下产产生生的的拉拉应应力力。。2、、施施加加预预应应力力的的目目的的：：①提高高结构构或构构件的的抗裂度度；②提高高结构构或构构件的的刚度；③充分分发挥挥高强强钢材材的作作用；；④把散散件拼成整整体。3、施施加预预应力力的方方法：：张拉结结构或或构件件受拉拉区中中的预预应力力钢筋筋，并并锚固固在其其端部部，将将钢筋筋的弹弹性收收缩力力传递递到混混凝土土构件件上，，即产产生预预应力力。4、预预应力力混凝凝土的的施工工方法法：按施加加应力力方式式分：：先张法法后张法法按预应应力筋筋的粘粘结状状态分分：有粘结结预应应力混混凝土土无粘结结预应应力混混凝土土第一节节先张法法施工工工艺过过程：：张拉固固定钢钢筋→浇混混凝土土→养养护（（至75%强度度）→→放松松钢筋筋适用于于：构件厂厂生产产中、、小型型构件件（楼板板、屋屋面板板、吊吊车梁梁、薄薄腹梁梁………）夹具横梁台座预应力筋台面A、张拉预应力筋混凝土构件B、浇筑混凝土构件C、放张施加预应力一、先先张法法施工工的设设备（一））台座座：1、要求：有足够够的强强度、、刚度度和稳稳定性性；满足生生产工工艺的的要求求。2、形式：①墩式（传力力墩、、台面面、横横梁））长度100～150m，适于中中、小小型构构件。。②槽式（传力柱柱、上上下横横梁、、砖墙墙）长45～76m，适于双双向预应力力构件，，易易于蒸蒸汽养养护。。③钢模台台座重力式墩式台台座的的几种种形式式与台面共同作用式构架式桩基构架式锚桩式台座槽式台台座压杆砖墙上横梁下横梁砖墙压杆（二））夹具具：1、锚锚固夹夹具：①锥形（锥销销式、、二片片式、、三片片式））——锚锚固单单根直直径12～～14预应力力筋；；②镦头锚锚具—带槽槽螺栓栓、梳梳子板板。用于：冷拉筋筋（热热镦）），冷拔丝丝（热热、冷冷镦）），碳素钢钢丝（（冷镦镦）。。要求：镦头头强度度不低低于材材料强强度的的98%，，钢丝束束长度度差值值≯L/5000、、≯5mm。成组张张拉长长度≯≯10m的的钢丝丝，长度极极差≯2mm2、张张拉夹夹具：偏心心式、、楔形形。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高强镦头钢丝用梳筋板夹具接千斤顶镦头梳梳筋板板夹具具（制制作预预应力力圆孔孔板用用）拉杆式千斤顶张拉钩连接套筒承力架（三））张拉拉机械械1、穿穿心式式千斤斤顶：YC－－20型，，最大大拉力力20t、、行程程200mm,适于12～～20单根根钢筋筋。2、电电动螺螺杆：：拉力30～～60t、、行程程800mm，，用于：：钢筋筋、钢钢丝。。3、卷卷扬机机＋滑滑车组组。电动螺螺杆张张拉机机的工工作原原理图图二、先先张法法施工工工艺艺（一））张拉拉预应应力筋筋：1、张张拉程程序0→1.05σcon（持荷荷2分分钟））→σcon0→1.03σcon超张拉拉——减减少由由于钢钢筋松松弛变变形造造成的的预应应力损损失。2、控控制应应力及及最大大应力力：预应力力筋种种类先先张法法后后张法法超超张拉拉消除应应力钢钢丝、、钢绞绞线0.75fptk0.75fptk0.80fptk冷轧带带肋钢钢筋0.70fptk0.75fptk精轧螺螺纹钢钢筋0.85fpyk0.95fpykfptk：极限限抗拉拉强度度标准准值fpyk：屈服服强度度标准准值超张拉拉可比比设计计要求求提高高5%，但但最大大张拉拉控制制应力力不得得超过过下列列规定定：3、张张拉要要点：：（1））张拉拉时应应校核核预应应力筋筋的伸伸长值值。实实际伸伸长值值与设设计计计算值值的偏偏差不不得超超过±6%，，否则则应停停拉；；（2））从台台座中中间向向两侧侧进行行（防防偏心心损坏坏台座座)（3））多根根成组组张拉拉，初初应力力应一一致(测力力计抽抽查)（4））拉速速平稳稳，锚锚固松松紧一一致，，设备备缓慢慢放松松（5））拉完完的筋筋位置置偏差差≯5mm，，且≯≯构件件截面面短边边的4%（6））冬施张张拉时时，温温度≮－15℃℃（7））注意安全：两端端严禁禁站人人，敲敲击楔楔块不不得过过猛。。（二））混凝凝土浇浇筑与与养护护：1、混混凝土土一次次浇完完，混混凝土土≮C30。2、防防止较较大徐徐变和和收缩缩：选收缩缩变形形小的的水泥泥，水水灰比比≯0.5，级级配良良好，，振捣捣密实实（特别别是端端部））。3、防防止碰碰撞、、踩踏踏钢丝丝。4、减减少应应力损损失：：非钢模模台座座生产产，采采取二二次升升温养养护，，(开开始温温差≯≯20℃，，达10MPa后按按正常常速度度升温温）。。(三)预预应力力筋放放松：：1.条条件：：混凝土土达到到设计计规定定且≮≮75%强强度值值后。。2.方方法：：锯断，，剪断断，熔熔断（（仅限限于ⅠⅠ～ⅢⅢ级冷冷拉筋筋）3.要要点：：放张顺顺序：：轴心受受压构构件同同时放放；偏心受受压构构件先先同时时放预预压应应力小小的区区域的的，再再同时时放大大的区区域的的；其它构构件，，应分分阶段段、对对称、、相互互交错错放张张.粗筋放放张应应缓慢慢（砂砂箱法法、楔楔块法法、千千斤顶顶).横梁螺杆螺母承力板台座钢块钢块钢楔块楔块放张法活塞钢套箱进砂口出砂口砂子钢套箱底板砂箱放张法第二节节后张法法施工工工艺过过程：：浇筑混混凝土土结构构或构构件（（留孔孔）→→养护护拆模模→（（达75%强度度后））穿筋筋张拉拉→固固定→→孔道道灌浆浆→（（浆达达15N/mm2,混凝凝土达达100%后））移动动、吊吊装。。适于：：大构件件及结结构的的现场场施工工———预制制拼装装，结结构张张拉。。特点：：不需台台座；；但工工序多多、工工艺复复杂，，锚具具不能能重复复利用用。一、预应力力筋、、锚具具和张张拉机机具锚具按按锚固固性能能分两两类：：锚具性性能Ⅰ类Ⅱ类锚具效效率系系数ηa≧0.95ηa≧0.9锚具的的总应应变εu≧2.0%εu≧1.7%用途：：Ⅰ类———承受受动、、静载载的无无粘结结、有有粘结结的预预应力力混凝凝土；；Ⅱ类———有粘粘结、、预应应力筋筋的应应力变变化不不大的的部位位。（一））单根根粗筋筋（直径径18～36mm））：1、锚锚具：：（1））螺丝丝端杆杆锚具具螺杆45#钢，钢钢筋冷冷拉前前焊接接好;螺母、、垫板板用Q235钢）适于:直径18～～36mm筋筋。（2））帮条条锚具具（帮条条与预预应力力筋同同级，，互成120°，E50焊条；；垫板用用3#钢）），适于:冷拉HRB335、、HRB400级筋（3））镦头头锚具具螺丝端杆锚具帮条锚具下料长长度的的计算算对于采采用夹夹片锚锚具，，以穿穿心式式千斤斤顶在在构件件上张张拉时时，钢钢绞线线束的的下料料长度度L计计算见P1313、张张拉设设备：拉杆式式千斤斤顶（（YL－60））；穿心式式千斤斤顶（（YC－60、、YC－20、、YC－18））。YL-60拉杆式千斤顶YC60型千斤顶工作原理图配装撑脚和拉杆后的外貌图（二））钢筋筋束、、钢绞绞线束束：1、锚锚具：：张拉端端———JM－－12型锚具具：锚环环、夹夹片用用45#钢。可锚3～6根直直径12的的光圆圆、螺螺纹HRB500级筋或或钢绞绞线;KT－－Z型型锚具具：可锚锚3～～6根根直径径12的HRB400~500级级筋单孔夹夹片式式锚具具：二片片式、、三夹夹片（（直、、斜开开缝））；多孔夹夹片式式锚具具：XM型、、QM型、、OV型、、BS型……非张拉拉端———钢筋可可用镦头锚锚具（固定定板））；钢绞线线可用用挤压锚锚具JM12锚具镦头锚具JM12锚具JM12锚具(a)l1JM12－－6锚具KTZ型锚具锚环锚塞(a)组装图锚环夹片钢绞线(b)锚环(c)三夹片式夹片(e)斜开缝夹片(d)二夹片式夹片单孔夹夹片式式锚具具多孔夹片锚固体系多孔锚固体系构造图2、筋筋的制制作：：工序：冷拉拉→下料料→编编束。。下料长长度l：两端张张拉：：l＝l0＋2a一端张张拉：：l＝l0＋a＋ba－－－张拉拉端留留量（（600～～850mm，，由机机具定定）b－－－非张张拉端端外露露长度度（80～～100mm））3、张张拉设设备：：锥锚式式千斤斤顶（YZ60、YZ85））――用用于KT－－Z及钢制制锥形形锚具具；穿心式式千斤斤顶（YC60、、YC120））――用用于KT－－Z及及JM－12、、JM－15锚具大孔径径穿心心式千千斤顶顶（YCD、YCQ、YCW型））－－用用于大大吨位位钢绞绞线束束（群群锚））锥锚式式千斤斤顶构构造简简图YCD型千斤斤顶工工作示示意图图工具锚缸体顶压器工作锚活塞YCQ型千斤斤顶的的操作作顺序序（三））钢丝丝束：：1、锚具：：张拉端端——锥形螺螺杆锚锚具（由锥锥形螺螺杆、、套筒筒、螺螺母组组成，，锚14、、16、20、、24、28根根φb5钢丝束束等）；钢质锥锥形锚锚具（由锚锚环、、锚塞塞组成成，锚锚18根以以下φ5钢丝）；镦头锚锚具（DM5A，锚锚12～54根根φ5钢丝）。非张拉拉端——用用镦头锚锚具（锚板板），，DM5B锥形螺杆锚具钢质锥形锚具镦头锚具2、钢钢丝束束制作作：下料料→编束束→安安锚具具。（1））下料长长度：用钢钢质锥锥形锚锚具时时，同同钢筋筋束;用锥形形螺杆杆锚具具时———（2））下料料方法法：采取应应力下下料，，控制制应力力取300N/mm2。（3））编束束：测量直直径，，同束束误差差≯0.1mm；3、张张拉设设备：锥锚式式双作作用千斤顶顶；拉杆式式千斤顶顶；穿心式式千斤顶顶。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、后后张法法施工工工艺艺（一））孔道留留设：：1、要求：位置置准确确；内内壁光光滑；；端部预预埋钢钢板垂垂直于于孔道道轴线线（中中心线线）；；直径、、长度度、形形状满满足设设计要要求（（直径径与锚锚具及及筋有有关））。2、方方法：①钢管抽抽芯法法（直孔孔）———钢钢管应应平直直、光光滑，，用前前刷油油；每每根长长≯15米米，每每端伸伸出500mm；；两根根接长长，中中间用用木塞塞及套套管连连接；；用钢钢筋井井字架架固定定，@≯1米米；浇浇混凝凝土后后每10～～15分钟钟转动动一次次；混混凝土土初凝凝后、、终凝凝前抽抽管；；抽管管先上上后下下，边边转边边拔。。（灌浆孔孔间距距≯12米米）②胶管管抽芯芯法－－－用于长长孔或或曲线线孔。。有一一定刚刚度或或充压压；钢筋井井字架架@≯0.5米米；混混凝土土达一一定强强度后后拔管管。③埋管管法－－预预埋螺螺旋管管。可可先穿穿筋，，接头头严密密，有有一定定刚度度；井井字架架@≯0.8米米；灌浆孔孔间距距≯30米米；波波峰设设排气气泌水水管.胶管与阀门连接钢管的连接胶管的封端处理金属螺螺旋管管螺旋管管及锚锚座安安装螺旋管的连接螺旋管上留灌浆孔螺旋管的固定(二)预应应力筋筋张拉拉：1.张拉拉条件：：①结构的的混凝土土强度符符合设计计要求或或达75%强度度标准值值；②做好各种种准备工工作。2.张拉拉控制应应力和超超张拉最最大应力力：（比先张张法均低低0.05f）3、张拉拉顺序：：配有多根根钢筋或或多束钢钢丝的构件－－分批批对称张张拉（注注意：后后批对先先批产生生应力影影响）；；叠浇构件件——自上上而下逐逐层张拉拉，逐层层加大拉拉应力，，但顶底底相差≯≯5%（（钢丝、、钢绞线线、热处处理筋））≯≯9%（（冷拉筋筋）。4.张拉拉方式：：（1）对对抽芯法法：长度≤24m直孔——一端端张拉（（多根筋筋时，张张拉端设设在结构构两端））；长度>24m直孔、、曲线孔孔——两端端张拉（（一端锚锚固后，，另一端端补足再再锚固））。（2）对对埋螺旋旋管法：长度≤30m直孔———一端端张拉；；长度＞30m直孔、、曲线孔孔——两两端张拉拉。5、张拉拉程序：：同先张法法。（三）孔孔道灌浆浆：1.目的的：防止生锈锈；增加加整体性性。2.基本本要求：：（尽早进进行，饱饱满、密密实）①水泥≮≮32.5级普普硅；②水泥浆浆强度≮≮30MPa；；③水灰比比0.4左右，，不得大大于0.45；；④泌水率率：拌后后三小时时宜≯2%，最最大≯3%⑤可掺无无腐蚀性性外加剂剂：铝粉粉（水泥泥重的0.5～～1/万万），木木钙（0.25%），，微膨胀胀剂；⑥孔道湿湿、洁净净，由下下层孔到到上层；；⑦灌满孔孔道并封封闭排气气孔后，，加压0.5～～0.6MPa，稍后后再封闭闭灌浆孔孔；⑧不掺外外加剂时