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1、 预应力砼工程预应力砼工程第五章第五章 预应力砼工程预应力砼工程 n5.1 先张法施工先张法施工 n5.2 后张法施工后张法施工 n5.3 无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工 预应力砼工程预应力砼工程 普通构件抗拉极限应变为普通构件抗拉极限应变为110-4 510-4,正常使用条件下正常使用条件下,受拉区砼开裂受拉区砼开裂,构构件刚度小件刚度小,挠度大。要使砼不开裂挠度大。要使砼不开裂,受拉钢筋受拉钢筋的应力只能达到的应力只能达到19.6 29.4N/mm2；当缝宽；当缝宽控制在控制在0.20.3mm受拉钢筋的应力只能达到受拉钢筋的应力只能达到147245N/mm2 。为了克服砼过早
2、出现裂缝。为了克服砼过早出现裂缝,且充分发挥钢筋的作用且充分发挥钢筋的作用,人们创造预应力混凝土人们创造预应力混凝土 预应力砼工程预应力砼工程n预应力：预应力： 在结构或者构件受拉区域通过对钢筋在结构或者构件受拉区域通过对钢筋进行张拉、锚固、放松，使砼获得预压进行张拉、锚固、放松，使砼获得预压应力，产生一定的压缩变形，当结构或应力，产生一定的压缩变形，当结构或构件受力后，受拉区砼的拉伸变形首先构件受力后，受拉区砼的拉伸变形首先与压缩变形抵消，然后随着外力的增加，与压缩变形抵消，然后随着外力的增加，砼才继续拉伸，这就延缓了裂缝的出现、砼才继续拉伸，这就延缓了裂缝的出现、限制了裂缝的发展、充分发挥
3、钢筋的作限制了裂缝的发展、充分发挥钢筋的作用。用。 预应力砼工程预应力砼工程预应力混凝土的特点预应力混凝土的特点: : 1.充分发挥了砼和钢筋各自的特性，能提高充分发挥了砼和钢筋各自的特性，能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，有效地利用高强砼和高强钢筋。有效地利用高强砼和高强钢筋。2.与普通砼同条件下比较，截面小、自重轻、与普通砼同条件下比较，截面小、自重轻、质量好、材料省质量好、材料省,(可节约钢筋可节约钢筋40%50%,砼砼20%40%)，并能扩大预制装配化程度。，并能扩大预制装配化程度。应用广泛：应用广泛：已成为一个国家建筑技术水平的已成为一
4、个国家建筑技术水平的 重要标致之一。重要标致之一。施工工艺施工工艺: 先张法、后张法、电张法、自张法。先张法、后张法、电张法、自张法。 预应力砼工程预应力砼工程5.1 先张法施工先张法施工 5.1.1 台座台座5.1.2 张拉机具和夹具张拉机具和夹具5.1.3 先张法施工工艺先张法施工工艺一、预应力钢筋张拉一、预应力钢筋张拉二、预应力钢筋的放张二、预应力钢筋的放张 预应力砼工程预应力砼工程先张法先张法 ： 浇筑砼前张拉钢浇筑砼前张拉钢筋并将其固定在台筋并将其固定在台座或钢模上，然后座或钢模上，然后浇筑砼，待砼达到浇筑砼，待砼达到规定强度，保证预规定强度，保证预应力钢筋与砼有足应力钢筋与砼有足够
5、粘结力时，放松够粘结力时，放松预应力钢筋，借助预应力钢筋，借助于预应力钢筋的弹于预应力钢筋的弹性回缩及其与砼的性回缩及其与砼的粘结，使砼产生预粘结，使砼产生预压应力。压应力。 预应力砼工程预应力砼工程5.1.1 台座台座承受预应力全部张拉力，应有足够的强度和稳定承受预应力全部张拉力，应有足够的强度和稳定性，以免台座变形、倾覆、滑移。性，以免台座变形、倾覆、滑移。 n一、墩式台座一、墩式台座 平卧生产中小型构件，平卧生产中小型构件，L=100150m B=2m；张；张拉一次可生产多根构件，拉一次可生产多根构件，减少张拉及临时固定工作，减少张拉及临时固定工作，可减少钢丝滑动或台座横可减少钢丝滑动或
6、台座横梁变形引起的应力损失。梁变形引起的应力损失。n组成组成:台墩、台面、横梁台墩、台面、横梁 预应力砼工程预应力砼工程台墩抗倾覆稳定性验算、抗滑移验算和强台墩抗倾覆稳定性验算、抗滑移验算和强度验算：度验算： 台台 墩墩 的的 稳稳 定定 性性 验验 算算 ， 可可 按按 下下 式式 进进 行行 （ 图图 5 3） K=M1/M=(G*L+Ep*e2)/N*e1 1.5 台台墩墩： 预应力砼工程预应力砼工程注意：注意： 台台 墩墩 倾倾 覆覆 点点 位位 置置 ， 对对 台台 墩墩 与与 台台 面面 共共 同同 工工 作作 的的 台台 墩墩 ， 按按 理理 论论 计计 算算 ， 倾倾 覆覆 点
7、点 应应 在在 混混 凝凝 土土 台台 面面 表表 面面 处处 ， 但但 考考 虑虑 到到 台台 墩墩 的的 倾倾 覆覆 趋趋 势势 使使 台台 面面 端端 部部 顶顶 点点 出出 现现 局局 部部 应应 力力 集集 中中 ， 倾倾 覆覆 点点 应应 在在 该该 面面 层层 下下 4cm 5cm处处 。 台台 墩墩 抗抗 滑滑 移移 验验 算：算： K0=N1/N1.3 K。 抗抗 滑滑 移移 安安 全全 系系 数数 。 NI 抗抗 滑滑 移移 的的 力力 。 预应力砼工程预应力砼工程台面台面: 夯实的碎石垫层上浇筑一层夯实的碎石垫层上浇筑一层 60100mm厚的混凝土。厚的混凝土。 横梁横梁
8、: 台座两端设置固定预应力钢丝的钢制台座两端设置固定预应力钢丝的钢制 横梁。横梁。 预应力砼工程预应力砼工程二、二、槽式台座槽式台座 既可承受张拉力，又可作蒸气养护槽。适用于张拉较高既可承受张拉力，又可作蒸气养护槽。适用于张拉较高的大型构件，如吊车梁和屋架。的大型构件，如吊车梁和屋架。n组成组成:钢筋混凝土压杆、上下横梁、台面。钢筋混凝土压杆、上下横梁、台面。n L50m；低于地面，便于运输，养护。；低于地面，便于运输，养护。n多为装配式，便于拆迁。多为装配式，便于拆迁。 预应力砼工程预应力砼工程5.1.2 张拉机具与夹具张拉机具与夹具 n一、张一、张 拉拉 机机 具具n要求要求:操作方便，可
9、靠，能准确控制应力操作方便，可靠，能准确控制应力;能以稳定的速率能以稳定的速率增大拉力。增大拉力。n类型类型:n张拉预应力钢丝时：张拉预应力钢丝时：卷扬机、电动螺杆张拉机；卷扬机、电动螺杆张拉机；n张拉预应力钢筋时：张拉预应力钢筋时：千斤顶千斤顶 电动螺杆张拉机、千斤顶：电动螺杆张拉机、千斤顶： 预应力砼工程预应力砼工程 预应力砼工程预应力砼工程n二、夹具：二、夹具： 先张法中为保先张法中为保持预应力筋的拉持预应力筋的拉力并将其固定在力并将其固定在张拉台座或设备张拉台座或设备上所使用的临时上所使用的临时性锚固装置。性锚固装置。n要求要求:重复使用、重复使用、工作可靠、使用工作可靠、使用方便、构
10、造简单、方便、构造简单、加工容易、能多加工容易、能多次周转使用。次周转使用。 预应力砼工程预应力砼工程5.1.3 先张法施工工艺先张法施工工艺 一、一、 预应力钢筋张拉预应力钢筋张拉1.张拉方法张拉方法:n单根预应力钢筋张拉单根预应力钢筋张拉:设备构造简单设备构造简单,易于易于保证应力均匀保证应力均匀,效率低效率低,钢筋过密、间距不钢筋过密、间距不大时张拉锚固较困难。大时张拉锚固较困难。 (现场现场)n多根预应力筋张拉多根预应力筋张拉:张拉力大张拉力大,设备构造复设备构造复杂杂,工效高。工效高。 (预制厂预制厂) 预应力砼工程预应力砼工程二、预应力筋张拉二、预应力筋张拉:(关键工序关键工序,严
11、格按设计要求进行严格按设计要求进行,确保施工质量确保施工质量) n1.控制应力控制应力:n 低低: 影响预应力效果，抗裂度和刚度。影响预应力效果，抗裂度和刚度。n 过高过高: 塑性低，破坏无明显警告塑性低，破坏无明显警告,超张拉超张拉过大使钢筋应力超过屈服点过大使钢筋应力超过屈服点,产生塑性变产生塑性变形将影响预应力值的准确和张拉工艺的形将影响预应力值的准确和张拉工艺的安全性；控制应力较大安全性；控制应力较大,造成构件反拱过造成构件反拱过大或预拉区出现裂缝也是不利的。大或预拉区出现裂缝也是不利的。 预应力砼工程预应力砼工程 故预应筋的张拉控制应力故预应筋的张拉控制应力,应符合设应符合设 计要求
12、计要求,当施工中需要超张拉时可比设计当施工中需要超张拉时可比设计 要求提高要求提高5%但不能超过规范的规定值。但不能超过规范的规定值。 预应力砼工程预应力砼工程2.张拉程序张拉程序 一次性张拉一次性张拉: 0 1.03con 1. 05con 超张拉超张拉: 0 1.05con(2min)con 应力松驰应力松驰: 预应力砼工程预应力砼工程3.张拉张拉确定张拉力确定张拉力: Nj=mcon*Ap (m：超张拉系：超张拉系数，数，1.031.05)配套校验张拉设备配套校验张拉设备:张拉张拉: 以稳定速率逐渐加大拉力，断丝或滑以稳定速率逐渐加大拉力，断丝或滑脱钢丝应予以更换；锚固时用力不要过脱钢丝
13、应予以更换；锚固时用力不要过猛猛,保持所需张拉力。保持所需张拉力。 预应力砼工程预应力砼工程4.校核校核 位置：位置：偏差偏差5mm且且4%b(短边短边) 应力：应力：偏差偏差5%钢筋伸长值钢筋伸长值 ： -5%10% 钢丝内力测定仪钢丝内力测定仪检查量：检查量： 5%(生产线上全部钢筋）生产线上全部钢筋）安全安全: 台座两端应有防护设施，台座长度方向应台座两端应有防护设施，台座长度方向应有防护架有防护架45m，两端严禁站人，两端严禁站人,也不准进入也不准进入台座。台座。 预应力砼工程预应力砼工程三、三、预应力钢筋的放张预应力钢筋的放张 1. 放放 张张 要要 求求: 混凝土强度符合设计要求混
14、凝土强度符合设计要求,(否则否则应应75%FCK)； 放张过程中，应使预应力构件放张过程中，应使预应力构件自由压缩，避免过大的冲击与偏心。自由压缩，避免过大的冲击与偏心。 预应力砼工程预应力砼工程2. 放放 张张 顺顺 序序:放张顺序符合设计要求放张顺序符合设计要求,如无如无 则则:1) 轴心受预压构件轴心受预压构件,同时放张；同时放张；2) 偏心受预压构件偏心受预压构件,先小后大；先小后大；3) 分阶段、对称、交错放张。分阶段、对称、交错放张。 预应力砼工程预应力砼工程3.放张方法放张方法: : 钢丝或细钢筋的板类构件钢丝或细钢筋的板类构件: 钢钳或氧炔焰钢钳或氧炔焰数量少的粗钢筋构件数量少
15、的粗钢筋构件: 氧炔焰在烘烤区轮换加热氧炔焰在烘烤区轮换加热预应力筋较多的构件预应力筋较多的构件:（不允许剪断（不允许剪断或割断的方式突然放张或割断的方式突然放张,防止冲防止冲击击) 千斤顶逐根放张千斤顶逐根放张 预应力砼工程预应力砼工程 砂箱放张砂箱放张 楔块放张楔块放张 预应力砼工程预应力砼工程5.2 后张法施工后张法施工 n后张法施工：后张法施工：先制作先制作构件，预留孔道，待构件，预留孔道，待构件砼强度达到设计构件砼强度达到设计值后，穿入预应力钢值后，穿入预应力钢筋进行张拉、锚固，筋进行张拉、锚固，张拉力由锚具传递给张拉力由锚具传递给砼构件，产生预压应砼构件，产生预压应力，张拉完毕几小
16、时力，张拉完毕几小时后在孔道内灌浆。后在孔道内灌浆。n后张法施工的特点：后张法施工的特点：n不需台座设备，大型不需台座设备，大型构件可分块制作，运构件可分块制作，运到现场拼装，利用预到现场拼装，利用预应筋连成整体。施工应筋连成整体。施工工序多，锚具耗钢量工序多，锚具耗钢量大。大。 有粘结后张法工艺流程有粘结后张法工艺流程 l混凝土构件；混凝土构件；2预留孔道；预留孔道；3预应力筋；预应力筋；4张拉千斤顶；张拉千斤顶；5锚具锚具 预应力砼工程预应力砼工程5.2.1 锚具锚具锚具：后张法结构或构件中为保持预应力筋拉力锚具：后张法结构或构件中为保持预应力筋拉力并将其传递到砼上用的永久性锚固装置。并将其传递到砼上用的永久性锚固装置。 1、类型：、类型： 螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具单根钢筋锚具：单根钢筋锚具： 帮条锚具帮条锚具 镦头锚具镦头锚具 精轧螺纹钢筋锚具精轧螺纹钢筋锚具钢筋束锚具：钢筋束锚具： JM型锚具型锚具 XM型锚具型锚具 预应力砼工程预应力砼工程钢丝束锚具：钢丝束锚具： 镦头锚具镦头锚具 钢质锥形锚具钢质锥形锚具 预应力砼工程预应力砼工程5.2.2 张拉机具和设备：张拉机具和设备：
