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1、第五章 预应力混凝土工程,概述 先张拉法施工 后张拉法施工 电热张拉法施工,第一节 概述,一、预应力混凝土的特点和应用 1.特点： 普通砼构件当裂缝宽度限制在0.20.3mm时受拉钢筋的应力也只能达到150250 N/mm2，不能充分发挥钢筋作用。通过对钢筋进行张拉 、锚固（放松），使砼获得预压应力。当构件受力时，首先与压缩变形抵消，然后才被拉伸，这就延缓了裂缝的出现和开展。提高了构件的刚度、抗裂性和耐久性。 2.应用： 单厂的预制构件、多层厂房、高层建筑、大型桥梁、核电站、电视塔和大跨度薄壁结构等。,二、预应力筋的种类 1.冷拔低碳钢丝：一般直径35mm，适用于小型构件的预应力筋。 2.冷拉
2、钢筋：可直接做预应力钢筋。 3.碳素钢丝 ：钢丝直径一般为38mm，最大12mm； 直径34mm主要用于先张法，直径58mm主要用于后张法。 4.钢绞线：一般由7根钢丝绞合而成，直径一般为915mm。施工方便但价格较贵。 5.热处理钢筋：普通中碳钢经调质处理制成，直径612mm，屈 、强点1325、1470M Pa。 6.精轧螺纹钢筋：接长用连接器，端头锚固直接用螺母。连接可靠、施工方便。,三、对混凝土的要求： 预应力砼结构中，一般要求砼的强度等级不低于C30；当采用碳素钢丝、钢绞线、级热处理钢筋作预应力筋时，砼的强度等级不低于C40。 目前一些重要的预应力结构中，已开始用C50C60高强砼。
3、 预应力砼中，不宜掺用对钢筋有锈蚀作用的氯盐。,第二节 先张法施工,一、先张法原理 1.原理（附图） 2.先张法施工可采用台座法或机组流水法（台模法）。,二、先张法施工设备 （一）台座 台座是预应力张拉时的承力结构，必须有足够的强度、刚度和稳定性。台座分墩式台座和槽式台座。 1.墩式台座 其构造如图，一般用于生产中小型构件。台座一般长度为100150m，可一次生产多根构件。墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。 （1）台墩 一般由现浇钢筋砼构成。台墩除应具有足够的强度和刚度外，还应进行抗倾覆与抗滑移等稳定性验算。 1）抗倾覆验算 2）抗滑移验算,（2）台面 （3）横梁：按承受均布荷载的简支梁计算。
4、 2.槽式台座 由端柱、传力柱、柱垫、横梁和台面组成。设计时也应进行强度和抗倾覆稳定性验算。多用于生产较大型构件。,（二）张拉设备与夹具 1.夹具 （1）墩头式夹具：分单根墩头夹具和墩头梳筋板夹具，适用于有墩粗头的、级螺纹钢筋和钢丝。 （2）锥销式夹具：适用于夹持直径的冷拔低碳钢丝和碳素钢丝。 （3）夹片式夹具：分圆套筒三片式（12、14单根冷拉钢筋）；方套筒二片式（8.2热处理钢筋）；单根钢绞线夹具（12和15钢绞线）。,墩头式夹具,夹片式夹具,2.张拉设备 （1）钢丝张拉设备： 1）单根张拉可用小型卷扬机或电动螺杆张拉机（附图） ，用弹簧测力计控制张拉力。 2）多根同时张拉可用台座式千斤顶
5、（YT1200)。 （2）钢筋张拉设备：钢筋张拉多采用穿心式千斤顶（YC200） （附图） ，也可张拉单根钢绞线或小型钢丝束；成组张拉粗钢筋多用台座式千斤顶。,电动螺杆张拉机,三、先张法施工工艺 先张法工艺流程： （一）预应力筋的铺设 （二）预应力筋张拉 1.张拉方法 （1）单根预应力筋张拉 1）冷拔低碳钢丝用10kN电动卷扬张拉机张拉，锥销式夹具锚固。 2）高强刻痕钢丝用20kN电动卷扬张拉机张拉，优质锥销式夹具或墩头螺杆夹具锚固。 3）冷拉钢筋、热处理钢筋和钢绞线用穿心式千斤顶张拉，夹片式夹具锚固。,（2）多根预应力筋成组张拉 1）用梳筋板夹具张拉 2）用多横梁装置张拉,2.预应力筋张拉
6、（1）张拉控制应力 1）张拉控制应力的确定 张拉控制应力con设计最大值,2）与最大张拉控制应力允许值的关系,（2）张拉程序 1）预应力钢丝采用一次张拉程序： 01.03con锚固 2）粗钢筋张拉程序： 01.05 con 持荷2min con锚固 超张拉的目的是为减少应力松弛损失。 成组张拉时应预先调整初应力。 （3）张拉 张拉力 N j=m con A p 张拉顺序 （4）预应力值校核 预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。 预应力钢丝用钢丝内力测定仪测内力校核。 （三）混凝土的浇筑与养护 多层叠浇时，下层构件强度达到810N/mm2 后，方可浇筑上层构件砼。 蒸气养护时注意问题。,（四）
7、预应力筋的放张 1.放张预应力筋时，对砼强度的要求。 放张时混凝土的强度不得低于设计强度标准值的75。 2.放张顺序 放张顺序应符合设计要求，若无专门要求，应符合下列规定： （1）对承受轴心预压应力的构件，应同时放张。 （2）对承受偏心预压应力的构件，应先放张预应力较小的预应力筋。 （3）不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、相互交错地放张。 3.放张方法 （1）预应力筋为钢丝或细钢筋可用钢丝钳或氧炔焰切割。 （2）预应力筋为数量较少的粗钢筋可用氧炔焰放张。 （3）多根钢丝或钢筋的同时放张，可用千斤顶、砂箱、楔块等方法放张。,4.放张的检验 测定钢丝的回缩情况。,第三节 后张法施工,一、预应力
8、锚、夹具标准及其检验方法 锚具按锚固性能分成两类：类锚具和类锚具。 1.静载锚固性能 由锚具效率系数a和总应变apu.tot确定。 2.动载锚固性能 （1）疲劳荷载性能 （2）周期荷载性能 3.其它要求 （1）满足工艺要求 （2）满足灌浆的要求 （3）连接器 4.锚具的质量检验,二、锚具 （一）常用锚具,按使用锚具常分为 ： 1.单根钢筋的锚具 （1）螺丝端杆锚具 由螺丝端杆螺母及垫板组成（附图） 。也可用作先张法夹具。适用于1836、级钢筋。 （2）帮条锚具 由衬板和三根帮条焊接而成（附图） ，是单根粗钢筋非张拉端用锚具。 （3）精轧螺纹钢筋锚具 由螺母和垫板组成（附图） ，适用于锚固25、
9、32mm高强精轧螺纹钢筋。 （4）单根钢绞线锚具 由锚环与夹片组成（附图） ，适用于锚固12和15钢绞线。,2.预应力钢筋束、钢绞线束锚具 （1）KT-Z型锚具 由锚环与锚塞组成（附图） ，适用于锚固36根12的冷拉螺纹钢筋与钢绞线束。 （2）JM型锚具 由锚环与夹片组成（附图） ，用于锚固36根12冷拉级钢筋束和钢绞线束。 （3）XM型锚具 由锚板和夹片组成（附图） ，适用于锚固单根至多根15钢绞线束和钢丝束。 （4）QM型锚具 由锚板和夹片组成，适用于锚固单根至多根钢绞线束。,JM锚具,3.预应力钢丝束锚具 （1）锥形螺杆锚具 由锥形螺杆、套筒、螺母、垫板组成（附图） 。适用于锚固1428
10、s5钢丝束。 （2）钢丝束墩头锚具（附图） 适用于锚固任意根数s5钢丝束。 （3）钢质锥形锚具 由锚环和锚塞组成（附图） 。适用于锚固6、12、18与24 s5钢丝束。,锥形螺杆锚具,墩头锚具,钢质锥形锚,锚具的自锁与自锚 1.锥销式锚具的自锁与自锚 （1）锚具的自锁(不会反弹而脱出能力) 1NQ0cosNQ0sin 以1= tg1代入，得： 1 （2）锚具的自锚(不被从夹具中拉出的能力) P= 2N+S= 2N+N tg 2.夹片式锚具的自锁与自锚 3.顶压力对锚具锚固性能的影响,三、张拉设备 主要根据锚具型式和总张拉力的大小进行选择。 常用的有拉杆式千斤顶、穿心式千斤顶和锥锚式千斤顶等。 1.拉杆式千斤顶(YL) （附图） 2.穿心式千
