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1、第五章 预应力混凝土工程,先张法施工后张法施工,概述： 1、预应力混凝土： 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。 2、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； 充分发挥高强钢材的作用； 把散件拼成整体。,3、施加预应力的方法： 张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋，并锚固在其端部，将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，即产生预应力。4、预应力混凝土的施工方法： 按施工顺序分： 先张法； 后张法。 按钢筋张拉方法不同分： 机械张拉（液压或电动螺杆） 电热张拉,5-1 先张法施工,工艺过程：张拉固定钢筋浇混凝
2、土养护（至75%强度）放松钢筋适用于：构件厂生产中、小型构件（楼板、屋面板、吊车梁、薄腹梁）,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： 墩式（传力墩、台面、横梁） 长度100150m，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,锚桩式台座,槽式台座,（二）夹具：,1、锚固夹具： 锥形（锥销式、二片式、三片式）锚固单根直径1214预应力筋； 镦头锚具带槽螺栓、梳子板。 用于：冷拉筋（热镦）， 冷拔丝（热、冷镦
3、）， 碳素钢丝（冷镦）。 要求：镦头强度不低于材料强度的98%， 钢丝束长度差值L/5000、5mm。 成组张拉长度10m的钢丝，长度极差2mm2、张拉夹具：偏心式、楔形。,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,镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板用）,（三）张拉机械,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。,电动螺杆张拉机的工作原理图,20,二、先张法施工工艺,（一）张拉预应力筋：1、张拉程序 01.0
4、5con（持荷2分钟）con 01.03con 超张拉减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损失。2）预应力筋伸长计算 （计算值） 实际伸长值与计算值 相差大于6%，应停止张拉3）预应力张拉力计算,2、控制应力及最大应力：,fptk：极限抗拉强度标准值,超张拉可比设计要求提高5%，但最大张拉控制应力不得超过下列规定：,3、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
5、%（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。2.方法：锯断，剪断，熔断（仅限于级冷拉筋）。3.要点：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
6、、相互交错放张。粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶）。,第二节 后张法施工,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：大构件及结构的现场施工预制拼装，结构张拉。特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。,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）单根粗筋（直径1836mm）：,1
7、、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筋；,（3）镦头锚具,螺丝端杆锚具,帮条锚具,2、,二 预应力筋的制作1 单根钢筋制作-制作工序：配料、对焊、冷拉 1）两端采用螺丝杆锚具下料长度计算 预应力筋全长- 预应力筋部分加工后 的长度- 下料长度,钢筋冷拉率,冷拉回弹率,接头压缩量,2）一端螺丝杆，另一端墩头锚具下料长度计算 预应力筋全长- 预应力筋部分加工后 的长度- 下料长度,3、张拉设备：,拉
8、杆式千斤顶（YL60）；穿心式千斤顶（YC60、YC20、YC18）。,YL-60拉杆式千斤顶,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 JM12型锚具：锚环、夹片用45#钢。可锚36根直径12的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线； KTZ型锚具：可锚36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,JM126锚具,(b)锚环,(c)三夹片式夹片,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、筋的制作： 工序：冷
9、拉下料编束。 下料长度 l ： 两端张拉： l l02a 一端张拉： l l0aba张拉端留量（600850mm，由机具定）b非张拉端外露长度（80100mm）3、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（YC60、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）,锥锚式千斤顶构造简图,YCD型千斤顶工作示意图,YCQ型千斤顶的操作顺序,（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
10、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。（1）下料长度：用钢质锥形锚具时，同钢筋束；（2）下料方法： 采取应力下料，控制应力取300N/mm2。（3）编束： 测量直径，同束误差0.1mm；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。,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、后张法施工工艺（一）孔道留设：,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
11、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、终凝前抽管；抽管先上后下，边转边拔。（灌浆孔间距12米）胶管抽芯法用于长孔或曲线孔。有一定刚度或充压；钢筋井字架0.5米；混凝土达一定强度后拔管。予埋管法预埋螺旋管。可先穿筋，接头严密，有一定刚度；井字架0.8米；灌浆孔间距30米；波峰设排气泌水管。,胶管与阀门连接,钢管的连接,胶管的封端处理,金属螺旋管,螺旋管及锚座安装,螺旋管的连接,螺旋管上留灌浆
12、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0.05f）,3、张拉顺序：,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）。,4.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）对埋螺旋管法： 长度30 m直孔一端张拉； 长度3
13、0 m直孔、曲线孔两端张拉。5、张拉程序：同先张法。,（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。,（四）无粘结预应力混凝土施工：,特点：无需留孔与灌浆，施工简单；张拉摩阻力小，预应力筋受力均匀；可做成多跨曲线状；构件整
14、体性略差，锚固要求高。 适用：现场整浇结构（梁板等）。1.无粘结筋的制作： 钢丝束、钢绞线束外包涂料层：2070不变脆，不侵蚀其它材料，稳定性好，防腐、润滑，不透水、不吸湿。 包裹层：塑料布或塑料管，0.81mm厚。 2.存放：有明显标记，成盘立放，不挤压，不暴晒。,无粘结筋张拉端凹口作法,（b）塑料穴模,（a）泡沫穴模,非张拉端锚固方式,3.铺设： 条件其它钢筋安装后。 顺序纵横交叉者，先低后高。 就位固定垫铁、马凳，或与其它筋固定。避免两向相互穿插，端头与承压板垂直、贴紧4.张拉：顺序符合设计要求25m内一端张拉；2550m，一端张拉锚固后，另端补强。先用千斤顶抽动12次；滑脱、断裂数量2%（同一截面总量的）。5、端部处理：锚固后在锚具夹片外保留30mm切断；分散、弯折后浇混凝土封闭，防止锈蚀。,
