《预应力混凝土工程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《预应力混凝土工程（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 预应力混凝土工程概述1、预应力混凝土结构的由来钢筋混凝土结构使用中存在的两个问题：带裂缝工作，使构件刚度下降，且不能用于不允许开裂的场合；无法充分利用高强度材料。2、预应力混凝土结构的基本原理在结构或构件承受使用荷载前，对受拉区的混凝土预先施加压应力 , 以抵消或减少使用荷载作用下产生的拉应力。预应力混凝土 ：事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。预应力混凝土结构 ：配置预应力钢筋再通过张拉或其他方法建立预应力的结构，称为预应力混凝土结构。 3、施加预应力的目的提高结构或构件的抗裂度；提高结构或构件的刚度；
2、充分发挥高强钢材的作用；减小构件截面尺寸，减轻自重；把散件拼成整体。 4、预应力混凝土结构的分类按预应力大小：全预应力混凝土、部分预应力混凝土。按施加应力方式：先张法、后张法。按黏结状态：有黏结、无黏结。按施工方法分：预制预应力混凝土、现浇预应力混凝土、叠合预应力混凝土。5.1 先张法施工(动画) 先张法预应力混凝土是先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的预应力混凝土生产方法，这种方法需要专用的张拉台座和夹具，以便张拉和临时固定预应力筋。待混凝土达到设计强度等级后，放松预应力筋。预应力是靠钢筋与混凝土之间的黏结力传递给混凝土的。 工艺过程：张拉预应力钢筋浇注混凝土养护（至75%强度）放松预应力钢筋 /
3、(详见流程图) 适用于：预制厂生产中、小型预应力混凝土构件(楼板、屋面板、吊车梁、薄腹梁 ）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、先张法施工的设备 （一）台座 1、要求：有足够的强度、刚度和稳定性； 满足生产工艺的要求。 2、形式( 了解) 墩式（传力墩、台面、横梁） 长度100 150m，适于中、小型构件。 槽式（传力柱、上下横梁、砖墙） 长4576m， 适于双向预应力构件， 易于蒸汽养护。 钢模台座重力式墩式台座的几种形式与台面共同作用式构架式 桩基构架式锚桩式台座（二）夹具1、锚固夹具 ： 锥形锚（锚固钢丝束）锚固单根直径1214mm预
4、应力筋； 镦头锚 (锚固钢丝束)工作原理：先将钢丝逐一穿过锚杯的蜂窝眼，然后用镦头机将钢丝端头镦粗如蘑菇形，借镦头直接将钢丝锚固于锚杯上。用于： 冷拉筋（热镦），冷拔丝（热、冷镦），碳素钢丝（冷镦）。 螺丝端杆锚固或螺纹锚具 (高强粗钢筋)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（三）张拉机械 (了解 )1、穿心式千斤顶：YC20型，最大拉力20t、行程200mm,适于1220单根钢筋。2、电动螺杆：拉力3060t、行程800mm，用于：钢筋、钢丝。3、卷扬机滑车组。二、先张法施工工艺先张法施工是在浇筑混凝土之
5、前，先将预应力筋张拉到设计的控制应力值，并用夹具将张拉的预应力筋临时固定在台座或钢模上，然后再浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度 (不低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的 75%)，预应力筋与混凝土具有足够的黏结力时，放松预应力钢筋，借助于混凝土与预应力筋的黏结，使混凝土产生预压应力。先张法施工工艺流程图见教材。（一）张拉预应力筋 ：1、张拉程序01.05 con（持荷2分钟） con01.03 concon-张拉控制应力；超张拉系数1.03 1.05,考虑弹簧测力计的误差、温度影响、台座横梁或定位板刚度不足、台座长度不符合设计取值、工人操作影响等产生的预应力损失。超张拉 减少由于钢筋松弛变形
6、造成的预应力损失。2、张拉要点：（ 1）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计 计算值的偏差不得超过6%，否则应停拉；（ 2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座 )；（ 3）多根成组张拉，初应力应一致( 测力计抽查 )；（ 4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松；（ 5）拉完的筋位置偏差5mm，且构件截面短边的4%；（ 6）冬施张拉时，温度 15；（ 7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。（二）混凝土浇筑与养护1、混凝土一次浇完，混凝土 C30。2、防止较大徐变和收缩： 选收缩变形小的水泥，水灰比 0.5，级配良好，振捣密实 （特别是端部）。3、防止碰撞、踩踏钢丝。4、减少
7、应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，( 开始温差 20，达 10MPa后按正常速度升温）。(三) 预应力筋放松1.条件： 混凝土达到设计规定且75%强度值后。2.方法： 锯断，剪断，熔断（仅限于级冷拉筋）3.放张顺序：轴心受压构件同时放；偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的，再同时放大的区域的；其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张.粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶).5.2 后张法施工(动画) 概述：后张法预应力混凝土是先浇筑混凝土后张拉预应力筋的预应力混凝土生产方法，构件制作时需要预留孔道和使用专门的锚具。在混凝土达到规定强度后张拉钢筋。 预应力是通过锚具传递给混凝土的。
8、张拉锚固的预应力筋要求进行孔道灌浆。 工艺过程：浇筑混凝土结构或构件（留孔）养护拆模（达75%强度后）穿筋张拉固定孔道灌浆（浆达15N/mm2,混凝土达100%后）移动、吊装。 适于：现场生产大型预制预应力混凝土构件； 现场浇筑预应力混凝土结构； 预制构件的拼装。 特点：不需台座、灵活性大；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用，成本较高。一 、 预应力筋、锚具和张拉机具 锚具按锚固性能分两类： 锚具性能 类 类 锚具效率系数 a0.95 a0.9 锚具的总应变 u2.0% u1.7% 用途： 类 承受动、静载的无粘结、有粘结的预应力混凝土； 类 有粘结、预应力筋的应力变化不大的部位。（一）单根
9、粗筋 （直径 18 36mm） ： 1、锚具：（ 1）螺丝端杆锚具螺杆45#钢，钢筋冷拉前焊接好 ;螺母、垫板用 Q235钢） 适于: 直径1836mm筋。（ 2）帮条锚具 （帮条与预应力筋同级， 互成120 ，E50 焊条； 垫板用 3#钢）， 适于: 冷拉HRB335、HRB400级筋（ 3）镦头锚具螺丝端杆锚具帮条锚具2、张拉设备拉杆式千斤顶（ YL 60）； 穿心式千斤顶（YC 60、 YC 20、 YC18）。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）钢筋束、钢绞线束： 1、锚具： 张拉端 JM 12型锚具：锚环、夹片用45#钢。 可锚3 6根直径
10、12的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线; KT Z型锚具：可锚3 6根直径 12的 HRB400500级筋 单孔夹片式锚具：二片式、三夹片（直、斜开缝）； 多孔夹片式锚具： XM型、 QM型、 OV型、BS 型 非张拉端 钢筋可用镦头锚具（固定板）； 钢绞线可用挤压锚具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)四夹片式夹片单孔夹片式锚具多孔夹片锚固体系多孔锚固体系构造图 2、张拉设备： 锥锚式千斤顶（YZ60、YZ85） 用于KTZ及钢制锥形锚具； 穿心式千斤顶（YC
11、60、YC120） 用于KTZ及JM12、JM15锚具 大孔径穿心式千斤顶（YCD、YCQ、YCW型） 用于大吨位钢绞线束（群锚）（三）钢丝束 1、锚具： 张拉端锥形螺杆锚具（由锥形螺杆、套筒、螺母组成，锚14、16、20、24、28根 b5钢丝束等）；钢质锥形锚具（由锚环、锚塞组成，锚18根以下 5钢丝）；镦头锚具（DM5A，锚1254根 5钢丝）。 非张拉端用镦头锚具（锚板），DM5B锥形螺杆锚具钢质锥形锚具镦头锚具 2、钢丝束制作 ：下料编束安锚具。 3、张拉设备 ：锥锚式双作用千斤顶；拉杆式千斤顶；穿心式千斤顶 。二、后张法施工工艺 ( )后张法施工在浇筑混凝土构件时，在放置预应力筋的
12、位置处留设孔道，待混凝土达到一定强度 (不低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的 75%)时，将预应力筋穿入孔道中并进行张拉，然后用锚具将预应力筋锚固在构件上，最后进行孔道灌浆。锚具作为预应力筋的组成部分永远留在构件上，不能重复使用。后张法施工工艺流程见教材。 1、要求 ：位置准确；内壁光滑； 端部预埋钢板垂直于孔道轴线（中心线）； 直径、长度、形状满足设计要求（直径与锚具及筋有关）。 2、方法 ：钢管抽芯法（直孔 ） 钢管应平直、光滑，用前刷油；每根长15米，每端伸出500mm；两根接长，中间用木塞及套管连接；用钢筋井字架固定， 1米；浇混凝土后每1015分钟转动一次；混凝土初凝后、终凝前抽
13、管；抽管先上后下，边转边拔。（一）孔道留设：胶管抽芯法 用于直线或曲线孔、长孔。 57层帆布胶管，有一定刚度或浇筑混凝土前充压 (压缩空气或压力水 )；混凝土达一定强度后(一般在初凝后)拔管。预埋波纹管法 埋在构件中不再取出，特别适用于留设曲线孔道。金属波纹管(螺旋管) ：需满足径向刚度、抗渗漏、外观等要求。可先穿筋，接头严密，有一定刚度；固定后用铁丝扎牢，防止浇筑混凝土时波纹管上浮引起严重质量事故。 塑料波纹管用于预应力筋孔道有若干优点(，见教材)胶管与阀门连接钢管的连接胶管的封端处理金属螺旋管螺旋管的连接螺旋管上留灌浆孔螺旋管的固定(二)预应力筋张拉 1.张拉条件： 结构的混凝土强度符合设
14、计要求或达75% 强度标准值； 做好各种准备工作。 2.张拉控制应力和超张拉最大应力： （比先张法均低0.05 f）3.张拉方式：（ 1）对抽芯法：长度 24 m直孔一端张拉（多根筋时，张拉端设在结构两端）；长度 24 m直孔、曲线孔 两端张拉（一端锚固后，另一端补足再锚固）。（ 2）对预埋波纹管法：长度30 m直孔 一端张拉；长度 30 m直孔、曲线孔 两端张拉。4、张拉顺序应使混凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变位等，故宜对称张拉。 配有多根钢筋或多束钢丝的构件 分批对称张拉（注意：后批对先批产生应力影响）； 叠浇构件 自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力，但顶底相差 5%（钢丝、钢绞线、热处理筋） 9%（冷拉筋）。（三）孔道灌浆： 1.目的：防止生锈；增加整体性。 2.基本要求： （尽早进行，饱满、密实）水泥32.5级普硅；水泥浆强度30MPa；水灰比0.4左右，不得大于0.45 ；泌水率：拌后三小时宜2%，最大3%；可掺无腐蚀性外加剂：铝粉（水泥重的0.51/万），木钙（0.25%），微膨胀剂；孔道湿、洁净，由下层孔到上层；灌满孔道并封闭排气孔后，加压0.50.6MPa，稍后再封闭灌浆孔；不掺外加剂时，可用二次灌浆法。5.3无粘结预应力混凝土 工艺过程：铺设无黏结预应力筋浇筑混凝土
