《土木工程施工讲义(邵阳学院房屋建筑方向_杨宗耀)第15讲_预应力施工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程施工讲义(邵阳学院房屋建筑方向_杨宗耀)第15讲_预应力施工（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第15讲 预应力施工,第5章 预应力工程,1 先张法施工 2 后张法施工 3 无粘结预应力施工,邵阳学院 杨宗耀 （教授级高工）,1 先张法施工,先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋，并用夹具将其临时锚固在台座或钢模上，再浇筑构件砼，待其达到一定强度后(约75%)放松并切断预应力筋，预应力筋产生弹性回缩，借助砼与预应力筋间的粘结，对砼产生预压应力。,先张法施工工艺示意图,第15讲 预应力施工,先张法生产有台座法 和台模法 两种。,点击先张法施工动画,共64页 第1页,1.1 台座,台座承受全部预应力筋的拉力，故台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失。,
2、1 先张法施工,台座由台面、横梁和承力结构组成。按构造形式不同，可分为墩式台座、槽形台座和桩式台座等。台座可成批生产预应力构件。,墩式长线台座,台座,台面,共64页 第2页,1.1.1 墩式台座,墩式台座由现浇钢筋砼做成，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。,墩式台座近景 墩式台座构造示意图,1.1 台座,台座,钢横梁,线杆连接器,预应力筋,共64页 第3页, 抗倾覆验算： 式中：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； G台墩的自重力； L台墩重心至倾覆点的力臂； Ep台墩后面的被动土压力合力； e2被动土压力合力至倾覆点的力臂。,对于
3、与台面共同工作的台墩，倾覆点的位置宜选在砼台面下45cm处。,1.1 台座,墩式台座的计算简图,共64页 第4页, 抗滑移验算： 式中：K抗滑移安全系数，不小于1.3； N1抗滑移的力，对于独立台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力产生。,台墩与台面共同工作时，预应力筋的张拉力几乎全部传给了台面，可不进行抗滑移验算。,1.1 台座,共64页 第5页,1.1.2 槽式台座,由端柱、传力柱、横梁和台面组成，既可承受张拉力和倾覆力矩,加盖后又可作为蒸汽养护槽。适用于张拉吨位较大的吊车梁、屋架、箱梁等大型预应力砼构件。,槽式台座构造示意图,1.1 台座,共64页 第6页,钢模台座主要在工厂流水线上使用。它是将
4、制作构件的模板作为预应力钢筋锚固支座的一种台座。模板具有相当的刚度，可将预应力钢筋放在模板上进行张拉。,1.1.3 钢模台座,箱梁钢模组装 箱梁端部模板作张拉台座,1.1 台座,共64页 第7页,1.2 施工工艺,张拉预应力筋,支侧模、安设预埋件,预应力筋制作,支底模、安放钢筋 骨架及预应力筋,压 试 块,制作砼试块,浇 筑 砼,养护、拆模,放松预应力筋,构件起吊、堆放,张拉机具准备,调整初应力,1.2.1 工艺流程,1 先张法施工,先张法预应力筋张拉,共64页 第8页,1.2.2 预应力筋的张拉, 单根钢丝张拉：台座法多进行单根张拉，由于张拉力较小，一般可采用1020kN电动螺杆张拉机或电动
5、卷扬机单根张拉，弹簧测力计测力，优质锥销式夹具锚固。, 整体钢丝张拉：台模法多进行整体张拉，可采用台座式千斤顶设置在台墩与钢横梁之间进行整体张拉，优质夹片式夹具锚固。要求钢丝的长度相等，事先调整初应力。,1.2 施工工艺,数控式预应力 钢丝张拉机,共64页 第9页,镦头梳筋板夹具 张拉千斤顶与张拉钩,在预制厂生产预应力多孔板时，可在钢模上用镦头梳筋板夹具进行整体张拉。 方法是：钢丝两端镦粗，一端卡在固定梳筋板上，另一端卡在张拉端的活动梳筋板上。用张拉钩钩住活动梳筋板，再通过连接套筒将张拉钩和拉杆式千斤顶连接，即可张拉。,1.2 施工工艺,共64页 第10页, 单根钢绞线张拉：可采用前卡式千斤顶
6、张拉，单孔夹片工具锚固定。, 整体钢绞线张拉：一般在三横梁式台座上进行，台座式千斤顶与活动横梁组装在一起，利用工具式螺杆与连接器将钢绞线挂在活动横梁上，张拉前，先用小型千斤顶在固定端逐根调整钢绞线初应力。张拉时，台座式千斤顶推动活动横梁带动钢绞线整体张拉。,1.2 施工工艺,前卡式千斤顶 逐根张拉,共64页 第11页,活动横梁,固定横梁,工具锚,台座式千斤顶,高压油泵,墩式台座,预应力筋, 粗钢筋的张拉：分单根张拉和多根成组张拉。由于在长线台座上预应力筋的张拉伸长值较大，一般千斤顶行程多不能满足，张拉较小直径钢筋可用卷扬机。,张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的 1.5倍；张拉行程应不小于
7、预应力筋伸长值的 1.11.3倍。,1.2 施工工艺,钢筋预应力张拉机1 钢筋预应力张拉机2,共64页 第13页,1.2.3 预应力筋的张拉程序, 预应力钢丝：钢丝的张拉工作量大，宜采用一次张拉程序：,01.031.05con 锚固, 低松驰钢绞线：采用一次张拉程序：,对于单根张拉：0con 锚固,对于整体张拉：0初应力调整con 锚固,式中：con 预应力筋的张拉控制应力。,1.2 施工工艺,共64页 第14页,1.2.4 预应力值校核,钢丝张拉时，伸长值不作校核。张拉锚固后，用钢丝内力测定仪反复测定4次，取后3次的平均值为钢丝内力。其允许偏差为设计规定预应力值的5%。 每工作班检查预应力筋
8、总数的1%，且不少于3根。,1.2 施工工艺,2CN-1型双控钢丝内力测定仪,预应力钢丝 内力的检测 ，一般在张 拉锚固后1h 进行,共64页 第15页,业内俗称 “单控”,钢绞线张拉时，一般采用张拉力控制、伸长值校核。,业内俗称为“双控”！,张拉过程中随时测量伸长值 (量测千斤顶活塞行程 反算预应力筋伸长值),台座式 千斤顶,固定横梁,活动横梁,工具锚,量千斤顶行程,共64页 第16页,张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为6%。,张拉力控制的校核方法与钢丝相同.,1.2 施工工艺,1.3 先张法施工注意事项, 台座法张拉预应力筋时，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋，避免台座
9、承受过大的偏心压力。张拉宜分批、对称进行。, 采用应力控制法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。当实际伸长值与计算伸长值的偏差大于6%时，应暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。,1 先张法施工, 多根预应力筋同时张拉时，须事先调整初应力，使相互间的应力一致。预应力筋张拉锚固后的实际预应力值与设计规定检验值的相对允许偏差为5%。,共64页 第17页, 先张法中的预应力筋不允许出现断裂或滑脱。在浇筑砼前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。,1.3 先张法施工注意事项, 锚固时，张拉端预应力筋的回缩量应符合设计要求，设计无要求时不得大于施工规范规定。, 张拉锚固后，预应力筋对设计位置的偏
10、差不得大于5mm，且不得大于构件截面短边尺寸的4%。, 施工中必须注意安全，严禁正对钢筋张拉的两端站立人员，防止断筋回弹伤人。,预应力筋张拉的安全防护,共64页 第18页,1.4 砼的浇筑与养护,预应力筋张拉完成后，应尽快进行钢筋绑扎、模板拼装和砼浇筑等工作。砼浇筑时，振动器不得碰撞预应力筋。砼未达到强度前，也不允许碰撞或踩动预应力筋。,当构件在台座上进行湿热养护时，应防止温差引起的预应力损失。先张法在台座上生产砼构件，其最高允许的养护温度应根据设计规定的允许温差(张拉与养护时的温度之差)计算确定。当砼强度达到7.5Nmm2(粗钢筋配筋)或10Nmm2(钢丝、钢绞线配筋)以上时，则可不受设计规
11、定的温差限制。,1 先张法施工,共64页 第19页,1.5 预应力筋的放张,砼强度达到设计规定的数值(不小于标准强度的75%)后，才可放松预应力筋。, 轴心受预压构件，所有预应力筋应同时放张；,1.5.1 放张顺序,1 先张法施工, 偏心受预压构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋； 不能满足上述要求时，应分阶段、对称、交错地放张，防止构件在放张过程中产生弯曲、裂纹或预应力筋断裂。,共64页 第20页,1.5.2 放张方法, 当预应力筋采用钢丝时，配筋不多的中小型钢筋砼构件，钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方法放松。,1.5 预应力筋的放张,共64页 第21
12、页,长线台座上放松后预应力筋的切断顺序，一般由放松端开始,逐次切向另一端。,长线法生产预应力空心板,配筋多的钢筋砼构件，钢丝应同时放松，如逐根放松，则最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而突然断裂，易使构件端部开裂。, 预应力筋为钢筋时，对热处理钢筋及冷拉IV级钢筋不得用电弧切割，宜用砂轮锯或切断机切断。数量较多时，也应同时放松。多根钢丝或钢筋的同时放松，可用油压千斤顶放张、砂箱放张、楔块放张等方法。,1.5 预应力筋的放张,楔块放张 砂箱放张, 采用湿热养护的预应力砼构件，宜热态放松预应力筋，而不宜降温后再放松。,共64页 第22页,2 后张法施工,后张法是先制作构件并预留孔道，待构件砼达到规定
13、强度后，在孔道内穿入预应力筋，张拉并锚固，然后孔道灌浆。,第15讲 预应力施工,点击后张法施工动画,后张法不需台座，构件在张拉过程中完成砼的弹性压缩。广泛应用于现场生产的大型预应力构件和现浇砼结构中。,T梁预应力张拉,共64页 第23页,2.1 工艺流程,浇 筑 砼,抽管，养护拆模,预应力筋制作,埋 管 制 孔,压 试 块,制作砼试块,穿 筋,张拉预应力筋,孔 道 灌 浆,构件起吊、运输,张拉机具准备,调整初应力,制作砂浆试块,压砂浆试块,铺底模，钢筋及侧模,锚 具 制 作,灌浆机具准备,2 后张法施工,共64页 第24页,2.2 预应力筋制作,钢绞线是成盘状供应，不需要对焊接长。制作工序是：
14、开盘下料编束。,2.2.1 钢绞线,2 后张法施工, 下料：钢绞线下料宜用砂轮切割机切割，不得采用电弧切割。, 编束：钢绞线编束宜用20号铁丝绑扎，间距23m，编束前先将钢绞线理顺，使各根钢绞线松紧一致。,共64页 第25页,钢绞线加工, 钢绞线下料长度： 采用夹片锚具、穿心式千斤顶张拉时，按下式计算： 两端张拉：Ll +（l1 + l2 + l3 + 100） 一端张拉：Ll + 2（l1 + 100）+ l2 + l3,式中： l 构件的孔道长度； l1 夹片式工作锚厚度； l2 穿心式千斤顶长度； l3 夹片式工具锚厚度。,钢绞线下料长度计算简图,2.2 预应力筋制作,共64页 第26页
15、,2.2.2 钢丝, 下料：消除应力钢丝放开后是直的,可直接下料。钢丝在应力状态下切断下料，控制应力为300N/mm2。下料长度的误差要控制在L5000以内，且不大于5mm。 较常采用的是“钢管限位法下料”。,2.2 预应力筋制作, 编束：为保证钢丝束两端钢丝排列顺序一致，穿束与张拉不致紊乱，钢丝必须编束。 钢丝编束可分为空心束和实心束，都需用梳丝板理顺钢丝，在距钢丝端部510cm处编扎一道。实心束工艺简单，空心束孔道灌浆效果优于实心束。,共64页 第27页, 下料长度：采用钢质锥形锚具、锥锚式千斤顶张拉时，按下式计算： 两端张拉：Ll +2（l1 + l2 +80） 一端张拉：Ll +2（l
16、1 + 80）+ l2,式中： l 构件的孔道长度； l1 锚环厚度； l2 千斤顶分丝头至 卡盘外端距离。,采用钢质锥形锚具时 钢丝下料长度计算简图,2.2 预应力筋制作,共64页 第28页,2.2.3 粗钢筋,单根预应力钢筋一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除采用螺丝端杆锚具外，还可采用帮条锚具或镦头锚具。 其制作工序是：配料对焊冷拉。,下料长度应计算确定，计算时要考虑锚具种类、对焊接头或镦粗头的压缩量、张拉伸长值、冷拉率和弹性回缩率、构件长度等因素。,2.2 预应力筋制作,粗钢筋下料长度计算简图,共64页 第29页,2.3 孔道留设,预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种，其直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系
