《情景6：项目2先张法教学情景设计教师用活页》由会员分享，可在线阅读，更多相关《情景6：项目2先张法教学情景设计教师用活页（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目 2 先张法教学情景设计1 资讯1.1 布置任务，让学生了解项目，并采集信息（咨讯）进行分组，每 5-8 人为一组，明确各自的任务：了解先张法施工的知识。 思考题：1. 预应力混凝土有何特点？2. 在预应力构件生产过程中，造成预应力损失有哪些原因？3. 叙述先张法（台座法）施工主要工艺流程。4. 叙述后张法施工的主要工艺流程。5. 简述后张法预应力筋张拉端的设置原则。6. 简述后张法预应力筋的张拉程序及建立超张拉的原因。7. 分批张拉的预应力损失是如何产生的？又是如何弥补的？8. 后张法孔道灌浆的作用有那些？9. 无粘结预应力混凝土对预应力钢筋外包层的要求有哪些？1.2 收集信息（1）现有
2、的相关规范和规程混凝土结构设计规范(GB50010 2002)建筑抗震设计规范(GB50011 2001)混凝土结构工程施工质量验收规范 (GB50204 2002)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）（2）相关教材土木工程施工毛鹤琴主编，武汉理工大学出版社建筑施工技术本院自编施工技术王仕川主编，冶金工业出版社（3）地方工艺标准四川省混凝土结构施工工艺规程本院主编（4）参考资料先张法施工是在浇筑混凝土前在台座上或钢模上张拉预应力筋，并用锚具将张拉完毕的预应力筋临时固定在台座的横梁上或钢模上，然后进行非预应力筋的绑扎，支设模板，浇筑混凝土，养护混凝土至规定强度（
3、一般不低于混凝土设计强度标准值的 75%） ，保证预应力筋与混凝土之间有足够的粘结力时，放张或切断预应力筋，使预应力筋弹性回缩，通过混凝土与预应力筋之间的粘结力传递预应力，使之对钢筋混凝土构件受拉区的混凝土产生预压应力。如图 1 所示。图 1 先张法台座示意图a）预应力筋张拉；b）混凝土浇筑与养护；c ）放松预应力筋1台座承力结构；2横梁；3台面；4预应力筋；5锚固夹具；6混凝土构件先张法可采用台座法、机组流水法和传送带法。采用台座法生产时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土构件的浇筑、养护和预应力筋的放张等工序均在台座上进行，预应力筋的张拉力由台座承受。用机组流水法和传送带法生产时，预应力筋的张拉
4、力由钢模承受。先张法施工时，由于台座或钢模承受预应力筋张拉力的能力受到限制，并考虑到构件的运输条件，所以一般适用于生产中小型预应力混凝土构件，如预应力空心板、预应力屋面板、中小型预应力吊车梁等构件。下面着重介绍用台座法生产预应力混凝土构件。1 先张法施工的设备和机具1） 台座台座是先张法生产的主要设备之一，它承受预应力筋的全部张拉力，因而要求台座必须具有足够的强度、刚度和稳定性，同时要满足生产工艺要求。台座法一般用于钢丝或预应力筋的中小型构件的生产。台座的构造形式有墩式台座、槽式台座和构架式台座，选用时根据构件种类、张拉吨位和施工条件而定。（1）墩式台座墩式台座由台墩、台面与横梁等组成（图 2
5、） 。目前常用的是现浇钢筋混凝土制成的、由台座与台面共同受力的台座，横梁用于锚固预应力筋。台座的长度和宽度由场地大小、构件类型和产量而定，一般长度 100150m ，这样既可利用钢丝长的特点，张拉一次可生产多根构件，又可减少因钢丝滑动或台座横梁变形引起的预应力损失。图 10.2.2 墩式台座1台墩；2横梁；3台面；4预应力筋1）台座的抗倾覆验算台座稍有变形、滑移或倾角，均会引起较大的应力损失。所以台座设计时应进行稳定性和强度验算（图 3） ，稳定性是指台座的抗倾覆能力和抗滑移能力。 台座的抗倾覆验算可按下式进行： 12p1eNEGLMK5.（1）式中 K抗倾覆安全系数；M倾覆力矩，由预应力筋的
6、张拉力产生；N预应力筋的张拉力；e1张拉力合力作用点至倾覆点的力臂；M1抗倾覆力矩，由台座自重力和土压力等产生；G台座的自重力； 图 3 墩式台座稳定性验算简图L台墩重心至倾覆点的力臂；Ep台座后面的被动土压力合力，当台墩埋置深度较浅时，可忽略不计；e1被动土压力合力至倾覆点的力臂。台墩倾覆点位置，对台墩与台面共同工作的台墩，按理论计算，倾覆点应在混凝土台面表面处，但考虑到台墩的倾覆趋势使台面端部顶点出现局部应力集中，倾覆点应在混凝土台面面层下 4050mm 处。2）台座抗滑移验算台座抗滑移验算可按下式进行： NK103.（2）式中 K0抗滑移安全系数；N张拉力合力；N1抗滑移的力。对独立的台
7、墩，由侧壁土压力和底部摩阻力等产生。对与台面共同工作的台墩，因台面混凝土的弹性模量（C20 混凝土为2.6104N/mm2）和土的压缩模量（低压缩土为 20N/mm2）相差极大，二者不可能共同工作，而底部摩阻力也较小（约占 5%） ，实际上台墩的水平推力几乎全部传递给台面，不存在滑移问题。因此，台墩与台面共同工作时，可不作抗滑移计算。而应验算台面强度，即台面承载力。3）台座强度验算台座强度验算时，支承横梁的牛腿按柱子牛腿计算方法计算其配筋；台墩与台面接触的外伸部分，按偏心受压构件计算；台面按轴心受压杆件计算，台面承载力按下式计算：21cKAfP（3）式中 轴心受压纵向弯曲系数，取 =1；A台面
8、截面面积；fc混凝土轴心抗压强度计算值； K1超载系数，取 1.25；K2考虑台面截面不均匀和其他影响因素的附加安全系数，取 1.5。台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层 60100mm 的 C15C20 混凝土而成，台面要求平整、光滑，沿其纵向设 3%的排水坡度。台面伸缩缝可根据当地温差和经验设置，一般大约 10m 设置一条伸缩缝。横梁是锚固夹具临时固定预应力筋的支点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座，常采用型钢或钢筋混凝土制作，横梁需有足够的刚度，受力后挠度不应大于 2mm，并不得产生翘曲。横梁按承受均布荷载的简支梁计算。预应力筋的定位板必须安装准确，受力后其挠度不应大于 1mm。（2）槽式
9、台座图 4 槽式台座1钢筋混凝土压杆；2砖墙；3下横梁；4上横梁槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下横梁和砖墙等组成，既可承受张拉力，又可作蒸气养护槽，适用于张拉吨位较高的大构件，如吊车梁、屋架、薄腹梁等（图 4） 。槽式台座长度一般为 45m（可生产 6 根 6m 吊车梁）或 76m（可生产 10 根 6m 吊车梁） 。为便于混凝土运输与蒸气养护，台座宜低于地面。槽式台座也需进行强度和稳定性计算。 2） 夹具 夹具是先张法施工时为保持预应力筋拉力并将其固定在台座上的临时性锚固装置，构件制作完毕可取下重复使用。对夹具的要求是应具有良好的自锚性能、松锚性能和重复使用性能，需敲击才能松开的夹具，必须保证
10、其对预应力筋的锚固没有影响，且对操作人员的安全不造成危险。夹具应符合现行国家标准预应力筋锚具、夹具和连接器 （GB/T 14370）的要求。夹具按作用可分为两类，一类是将预应力筋固定在台座上的锚固夹具，另一类是张拉时夹持预应力筋用的张拉夹具。（1）锚固夹具1）锥形夹具：锥形夹具是用来锚固预应力钢丝的（图 5） ，是常用的单根钢丝夹具，适用于锚固直径 35mm 的冷拔低碳钢丝或碳素（刻痕）钢丝。既可用于固定端，也可用于张拉端。2）圆套筒三片式夹具：圆套筒三片式夹具是用于锚固预应力钢筋的，由中间开有圆锥形孔的套筒和三片夹片组成（图 6） 。套筒的内孔成圆锥形，三个夹片互成 120o，钢筋夹持在三片
11、夹片中心，夹片内槽上有齿纹，以保证钢筋的锚固。这种夹具适用于夹持直径12mm 和 14mm 的单根预应力钢筋。图 5 锥形夹具 1套筒；2钢丝；3锥体 图 6 圆套筒三片式夹具1套筒；2夹片3）镦头夹具：镦头夹具用于预应力筋固定端锚固（图 7） 。冷拔低碳钢丝可采用冷冲镦粗的方法制作镦头，碳素钢丝宜采用液压冷镦的方法制作镦头，直径小于 22mm 的钢筋可在焊机上采用电热镦粗的方法制作镦头，大直径的钢筋只能采用热锻方法锻制镦头。图 7 固定端墩头夹具1垫片；2镦头钢丝；3承力板（2）张拉夹具 张拉夹具是将预应力筋与张拉机具连接起来，进 行预应力张拉的工具。常用的夹具有月牙形夹具、偏心式夹具和楔型
12、夹具等（图 8） 。3）张拉设备张拉设备要求简易可靠，控制应力准确，能以稳定的速率增加拉力。先张法施工中预应力筋可单根进行张拉或多根成组张拉，常用的张拉机具有油压千斤顶、卷扬机、电动螺杆张拉机等。应力控制方面有弹簧测力计、杠杆测力器、荷重控制及 油压表等不同方法。张拉机具设备应与锚具配套使用，且 图 8 张拉夹具张拉机具及仪表应定期维护和校验。千斤 a）楔型夹具： 1锚板；2楔块；3钢筋顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与 b）钳式夹具：1倒齿形夹板；2拉柄；3拉环压力表之间的关系曲线，校验应在经主管 c）月牙形夹具： 1偏心块；2环；3钢筋部门授权的法定计量技术机构定期进行。对长期不使用的张
13、拉机具设备，应在使用前进行全面校验。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定，当千斤顶使用超过 6 个月或 200 次或使用过程中出现不正常现象以及在检修以后应重新校验。弹簧测力计的校验期限不宜超过 2 个月。 千斤顶一般张拉力较大，适于预应力筋成组张拉，用弹簧测力计或杠杆测力计控制应力。目前，随着电阻应变技术的日益广泛的应用，有些预制厂已采用电阻应变式传感器控制张拉力，可达到很高的精度。 （图 9、图 10） 。选择张拉机具时，为了保证设备、人身安全和张拉力准确，张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的 1.5 倍，张拉机具的张拉行程应不小于预应力筋张拉伸长值的 1.11.3倍。图 9 预应
14、力筋成组张拉 图 10 电动螺杆张拉机1台座；2、3前后横梁；4钢筋 1螺杆；2、3拉力架；3张拉机具；5顶杆；6电动机；5、6拉力架横梁；7大螺丝杆； 7齿轮减速箱；8测力计；9、10车轮；11底盘；8油压千斤顶；9放松装置 12把手；13横梁；14钢筋；15锚固夹具2 先张法施工工艺1. 先张法（台座法）施工工艺流程：清理台座、刷隔离剂 预应筋制作、非预应筋骨架制作 穿预应筋及安放非预应钢筋骨架 安放预埋铁件 调整初应力 张拉预应力筋 安装模板 浇筑混凝土 养护混凝土 拆除模板 放张、切断预应力筋 构件起吊堆放2. 涂刷隔离剂 台座表面在铺放预应力筋前应涂刷隔离剂，选用非油质类模板隔离剂，隔离剂不得污染预应力筋，以
