第3讲-预应力施工工艺1

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1、第三讲 预应力施工工艺Construction Technologies of Prestressed Concrete Structure预应力混凝土结构预应力混凝土结构Prestressed Concrete Structures 预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系3-1 预应力锚具第三讲 预应力施工工艺3-2 预应力施工工艺预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系3-1 预应力锚具一. 预应力锚具的要求根据设计取用的预应力筋种类、预应力大小及布束的需要选择预应力锚具 锚具应具有足够的强度和刚度，安全可靠 构造简单，加工制作方便 施工方便，节省材料，价格低廉锚

2、具锚具是预应力混凝土构件锚固预应力筋的装置，它对在构是预应力混凝土构件锚固预应力筋的装置，它对在构 件中建立有效预应力起着至关重要的作用件中建立有效预应力起着至关重要的作用。 先张法构件中的锚具可重复使用； 后张法构件依靠锚具传递预应力，锚具也是构件的组成部 分，不能重复使用。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系二. 预应力锚具的分类现在国内外的锚具、夹具种类繁多，按构造形式及锚固 原理，可分为三种基本类型。锚块锚塞型螺杆螺帽型镦头型预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系1. 锚块锚塞型锚具 锥形锚具锥形锚具由锚圈和锚塞两部分组成， 主要用于锚固钢丝束。 锥形锚具

3、尺寸较小，便于分散布置 钢丝回缩量大，所引起的应力损失也 大，预应力施加难以控制，且无法重复 张拉或接长。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系夹片锚具（楔形锚具）夹片锚具由夹片、锚板及锚垫片等部分组成。夹片按楔块 作用原理夹持钢绞线，在钢绞线回缩过程中将其拉紧进行锚 固。夹片式锚具的夹片接缝有平行钢绞线轴向的直接缝和呈 一定角度的斜接缝两种。 锚固性能稳定，应力均匀，安全可靠预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系单孔夹片锚的组成及组装 单孔夹片锚预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系多孔夹片锚组成

4、多孔夹片锚预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系多孔夹片锚、锚垫板及螺旋筋预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系扁锚的组成 扁锚预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系扁锚预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系扁锚施工现场预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系2. 螺杆螺帽型（轧丝锚具 ） 适用于锚固预应力螺纹钢筋 。 制

5、作简单，用钢量省，张拉操作方便 锚具作用明确可靠，预应力损失小，适用于短小预应力混 凝土构件，也能用简单的套筒接长，还能多次重复张拉和放 松。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系3. 镦头型锚具预应力靠镦头的承压力传到锚杯，再依靠螺纹上的承压力传 到螺帽，再经过支承垫板传到混凝土构件上。镦头锚具主要用 于张拉钢丝或钢丝束。 操作简便迅速，不会出现滑丝的现象，与锥形锚具相比一般 可节约预应力钢丝20左右，锚具费用按吨位计算约节省40 下料长度要求精确，如果误差太大，在张拉时会因各钢丝受力 不均匀而发生断丝现象。预应力混凝土结构湘

6、潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系镦头锚及镦头器钢丝镦头器预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系在施工中会遇到钢筋长度不足的情况，为接长钢筋满足结 构要求，常通过连接器来实现。钢筋连接预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系单孔连接器预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系多孔连接器扁锚连接器预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系多孔连接器预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系桥梁逐跨浇筑逐跨张拉，在 跨与跨接缝处预应力钢筋锚 具和连接器的安装。连接器夹片锚预应力混凝土结构湘潭

7、大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系补充内容： 国家标准GB/T14370-2000预应力筋用锚具、夹具和连接器 及行业标准JGJ85-2002预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程预应力锚具的锚固性能包括静载锚固性能、疲劳荷载性 能和周期荷载性能。静载锚固性能静载锚固性能由预应力筋组装件静载试验确定的锚固效率 系数 和达到实测极限拉应力时的总应变 确定。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系锚具组装件的实测极限拉力预应力筋的效率系数，当预应力筋为1-5根时取1， 预应力筋为6-12根时取0.99，预应力筋为13-19根时取 0.98，20根以上取0.97 锚具组装件中各预应力钢材

8、的计算极限拉力之和千斤顶活塞初始行程读数试件破坏时活塞终了行程读数预应力钢材与锚具、夹具或连接器在预应力筋达 到极限拉力时的相对位移预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系锚具的静载锚固性能要求 锚具的预应力筋锚具组装件除必须满足静载锚固性能外 ，还需满足循环次数为200万次的疲劳性能试验。试验应力 上限取预应力钢材抗拉强度标准值的65%，应力幅度取 80MPa。试件经受200万次循环荷载后预应力筋因锚具影响 发生疲劳破坏的面积不应大于试件总截面面积的5%。 在抗震结构中，还应满足循环次数为50次的低周反复作用载荷试验。试验应力上限取预应力钢材抗拉强度标准值 的80%，下限取预应力

9、钢材抗拉强度标准值的40%。试件 经50次循环荷载后预应力筋不应发生破断。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系夹具的静载锚固性能，由夹具组装件静载试验测定的夹具效 率系数 确定：夹具组装件的实测极限拉力 夹具组装件中各预应力筋的 计算极限拉力之和夹具的静载锚固性能应符合预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系张拉设备由油泵和千斤顶及配套油管组成，通过油泵液 压系统传力给千斤顶，常用的千斤顶类型有以下几种：可用于无粘结和有粘结预 应力钢绞线的单根张拉，或者多孔锚具的逐根张拉。新式的该类型千斤顶内设有止转装置，能有效防止张拉时千斤顶和钢绞线旋转，张拉 力可达260kN。

10、前卡式千斤顶张拉设备前卡式千斤顶预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系前卡式千斤顶预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系用于狭小空间的张拉施工，也可用于一般的张拉施工， 能节省大量的钢绞线，张拉力可达2460kN。施工现场穿心内卡式千斤顶 穿心内卡式千斤顶预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系施工现场穿心拉杆式千斤顶 穿心拉杆式千斤顶预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系油泵的吨位和型式预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系油泵预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系3-2 预应力施工工艺预应力施工工艺是指在混凝

11、土结构中建立预加应力的施 工方法。一. 施加预应力方法分类 内部预应力 外部预应力通过机械方法调节外部反力。如在混凝土与支墩之间用 千斤顶建立预应力。通过机械方法即张拉预应力筋建立预应力。内部预应力 还可用电热法等方法进行。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系二. 机械法预应力施工工艺分类 先张法预应力施工工艺预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系先张法通常适合在长线台座长线台座（50200m）上成批生产配 直线预应力筋的混凝土构件，如屋面板、空心楼板、檩条 等。先张法的优点是生产效率高、施工工艺简单、锚具、夹

12、具可多次重复使用等。先张法是依靠预应力筋与混凝土之间的粘结力粘结力来传递预 应力的。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系后张法预应力施工工艺有粘结后张法预应力施工工艺预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系但施工工艺较为复杂，锚具、夹具消耗量大，成本较 高。有粘结后张法预应力施工不需要专门台座，便于在现场 制作大型构件，适用于配直线及曲线预应力筋的构件。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系无粘结预应力筋定位、绑扎无粘结预应力筋定位、绑扎浇筑混凝土、养生浇筑混凝土、养生张拉预应力筋，混凝土预压张拉预应力筋，混凝土预压锚固预应力筋锚固预应力筋无粘结后张法

13、预应力施工工艺与有粘结的施工工艺 基本特点相似，区别 在于： 1. 避免了预留孔道、 穿预应力筋以及灌浆 等施工工艺，无粘结 预应力的施工过程较 为简单； 2. 预应力筋与混凝土 无粘结，预应力完全 依靠锚具传递，因此 对锚具的要求高。无粘结预应力混凝土结构一 般指在预应力筋外面涂防腐 油脂外包塑料套管防止与混 凝土粘结、按后张法制作的 预应力混凝土结构。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系转向块定位转向块定位穿预应力筋束，安装锚具穿预应力筋束，安装锚具张拉预应力筋，混凝土预压张拉预应力筋，混凝土预压锚固预应力筋锚固预应力筋体外预应力施工工艺 与有粘结后张法 预应力结构相比，预

14、 应力筋布置灵活，便 于更换。 预应力筋的防 火、防腐蚀以及防冲 撞等措施较为复杂。体外预应力主要用 于加固工程，如桥 梁、楼板的加固等。预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系所谓张拉是指借助油泵、千斤顶和锚具拉伸并锚固预应力 筋，对结构构件建立预加力的过程。张拉预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力智能张拉系 统与大循环智能压 浆系统演示动画预应力混凝土结构湘潭大学建筑工程系湘潭大学建筑工程系预应力混凝土结构