第五章-預(yù)應(yīng)力混凝土工程-《建筑施工技術(shù)》(第二版)中國電力出版社-張長友-白鋒-主編--周兆銀-副主編.ppt

石巖主講教師,第五章,預(yù)應(yīng)力混凝土工程,5預(yù)應(yīng)力混凝土工程,主要內(nèi)容：預(yù)應(yīng)力混凝土工程的先張法、后張法的施工工藝，機具設(shè)備和施工方法。電熱張法、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理、特點及應(yīng)用。學(xué)習(xí)要求：了解預(yù)應(yīng)力混凝土的概念，及其在工程應(yīng)用中的優(yōu)點；熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土的材料品種、規(guī)格及要求；,熟悉先張法、后張法、電熱張法的施工工藝；掌握先張法、預(yù)應(yīng)力筋的控制應(yīng)力、張拉程序和放張順序的確定和注意事項；掌握后張法孔道留設(shè)、錨具選擇、預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序、孔道灌漿等施工方法及注意要點；了解電熱張法、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理及應(yīng)用；熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量保證措施及安全技術(shù)。,課前提問,1,鋼筋混凝土的材料組成及其特點？,2,你對預(yù)應(yīng)力的了解？,鋼筋材料特點,鋼筋是一種強度很高的結(jié)構(gòu)材料，但作為抗壓試用時，由于受到截面尺寸和形狀的影響，會產(chǎn)生壓曲效應(yīng)（材料受壓時，未達到破壞強度而發(fā)生彎曲，失去穩(wěn)定，不能承受壓力的現(xiàn)象），不能充分發(fā)揮其強度作用。,混凝土材料特點,優(yōu)點可以根據(jù)不同要求,改變組分的品種和比例,配制出不同性質(zhì)的混凝土;混凝土在凝結(jié)前具有良好的可塑性,可以澆注成各種形狀和大小的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物;混凝土的抗壓強度較高,具有良好的耐久性,與鋼筋有牢固的黏結(jié)力,可制成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件;混凝土原材料資源豐富、價廉，并且可以就地取材。,缺點抗拉強度低；受拉變形能力小，呈脆性破壞；自重大。,預(yù)應(yīng)力生活中應(yīng)用實例,預(yù)應(yīng)力原理在木桶上的應(yīng)用竹箍的木桶，當(dāng)套緊竹箍時，竹箍由于伸長而產(chǎn)生拉應(yīng)力，而由模板拼成的桶壁則產(chǎn)生環(huán)向壓應(yīng)力。如木板板縫之間預(yù)先施加的壓應(yīng)力超過水壓引起的拉應(yīng)力，木桶就不會開裂和漏水。,混凝土為什么要施加預(yù)應(yīng)力,普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，由于混凝土的抗拉強度及極限拉應(yīng)變很小，其抗拉強度約為抗壓強度的1/81/17，極限拉應(yīng)變（0.00010.0005）也僅為極限壓應(yīng)變的1/201/30。因此，在使用荷載作用下，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件及受拉構(gòu)件的受拉區(qū)混凝土開裂較早，這時受拉區(qū)鋼筋的應(yīng)力只有2030Mpa?；炷灵_裂后，顯著降低了構(gòu)件的剛度，導(dǎo)致構(gòu)件變形過大，同時也會降低構(gòu)件的使用壽命。為了使構(gòu)件滿足變形和裂縫控制要求，則需增加構(gòu)件的截面尺寸和用鋼量，這將導(dǎo)致截面尺寸和自重過大，致使其在大跨度結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用受到限制。,混凝土為什么施加預(yù)應(yīng)力,裂縫,構(gòu)件自重大,鋼筋強度利用率低,水泥超過安全含堿量（以Na2O計，為水泥質(zhì)量的0.6%）,預(yù)應(yīng)力混凝土最早是在1928年由著名的法國工程師EFreyssinet研究成功。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)作為一種先進的結(jié)構(gòu)形式，其應(yīng)用的范圍和數(shù)量是衡量一個國建建筑技術(shù)水平的重要指標(biāo)之一。我國1950年開始采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在無論在數(shù)量以及結(jié)構(gòu)類型方面均得到迅速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)以開始的單個構(gòu)件發(fā)展到預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的新階段。,預(yù)應(yīng)力混凝土的出現(xiàn),預(yù)應(yīng)力混凝土能充分發(fā)揮高強度鋼材的作用，即在外荷載作用于構(gòu)件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓力，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，使混凝土結(jié)構(gòu)在作用狀態(tài)下充分發(fā)揮鋼筋抗拉強度高和混凝土抗壓能力強的特點，可以提高構(gòu)件的承載能力。當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時，首先抵消預(yù)應(yīng)力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝土才受拉開裂，從而延遲了構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂縫的開展，提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。這種利用鋼筋對受拉區(qū)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力的鋼筋混凝土，叫做預(yù)應(yīng)力混凝土。,預(yù)加應(yīng)力的方法，可以分為先張法和后張法兩類。先張法是先張拉鋼筋，后澆筑混凝土，預(yù)應(yīng)力靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞給混凝土。后張法是先澆筑混凝土并預(yù)留孔道，待混凝土達到一定強度后張拉鋼筋，預(yù)應(yīng)力靠錨具傳遞給混凝土。為了達到較高的預(yù)應(yīng)力值，宜優(yōu)先采用高標(biāo)號混凝土。當(dāng)采用冷拉HRB335、HRB400鋼筋和冷軋帶肋鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，其混凝土強度不宜低于C30；當(dāng)采用消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。,5.1先張法,5.4無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工,本章內(nèi)容,End,5.2后張法,5.3電熱法施工,5.5液壓張拉設(shè)備儀表的使用安全技術(shù)、校驗與操作,本章小結(jié),5.1先張法,先張法：在澆筑混凝土構(gòu)件之前將預(yù)應(yīng)力筋張拉到設(shè)計控制應(yīng)力，用夾具將其臨時固定在臺座或鋼模上，進行綁扎鋼筋，安裝鐵件，支設(shè)模板，然后澆筑混凝土；待混凝土達到規(guī)定的強度，保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土有足夠的粘結(jié)力時，放松預(yù)應(yīng)力筋，借助于它們之間的粘結(jié)力，在預(yù)應(yīng)力筋彈性回縮時，使混凝土構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力。先張法生產(chǎn)示意圖見圖5.1所示。,先張法施工（點擊播放flash）,先張法一般用于預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)定型的中小型構(gòu)件，如樓板、屋面板、檁條及吊車梁等。先張法生產(chǎn)時，可采用臺座法和機組流水法。采用臺座法時，預(yù)應(yīng)力筋的張拉、錨固，混凝土的澆筑、養(yǎng)護及預(yù)應(yīng)力筋放松等均在臺座上進行；預(yù)應(yīng)力筋放松前，其拉力由臺座承受。采用機組流水法時，構(gòu)件連同鋼模通過固定的機組，按流水方式完成（張拉、錨固、混凝土澆筑和養(yǎng)護）每一生產(chǎn)過程；預(yù)應(yīng)力筋放松前，其拉力由鋼模承受。先張法施工工藝流程如圖5.2所示。,工藝流程簡化：張拉固定鋼筋澆混凝土養(yǎng)護（至75%強度）放松鋼筋。,5.1.1先張法施工準(zhǔn)備,臺座由臺面、橫梁和承力結(jié)構(gòu)等組成，是先張法生產(chǎn)的主要設(shè)備。預(yù)應(yīng)力筋張拉、錨固，混凝土澆筑、振搗和養(yǎng)護及預(yù)應(yīng)力筋放張等全部施工過程都在臺座上完成；預(yù)應(yīng)力筋放松前，臺座承受全部預(yù)應(yīng)力筋的拉力。因此，臺座應(yīng)有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。（1）墩式臺座墩式臺座由臺墩、臺面與橫梁等組成。臺墩和臺面共同承受拉力。墩式臺座用以生產(chǎn)各種形式的中小型構(gòu)件。,5.1.1.1臺座,墩式臺座的幾種形式,重力式,構(gòu)架式,與臺面共同作用式,樁基構(gòu)架式,臺墩臺墩是承力結(jié)構(gòu)，由鋼筋混凝土澆筑而成。承力臺墩設(shè)計時，應(yīng)進行穩(wěn)定性和強度驗算。穩(wěn)定性驗算一般包括抗傾覆驗算與抗滑移驗算。抗傾覆系數(shù)不得小于1.5，抗滑移系數(shù)不得小于1.3?？箖A覆驗算的計算簡圖如圖5.3所示，按下式計算：,臺面臺面是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件成型的胎模，要求地基堅實平整，它是在厚150mm夯實碎石墊層上，澆筑6080mm厚C20混凝土面層，原漿壓實抹光而成。臺面要求堅硬、平整、光滑，沿其縱向有3%的排水坡度。橫梁橫梁以墩座牛腿為支承點安裝其上，是錨固夾具臨時固定預(yù)應(yīng)力筋的支承點，也是張拉機械張拉預(yù)應(yīng)力筋的支座。橫梁常采用型鋼或鋼筋混凝土制作。,（2）槽式臺座槽式臺座由端柱、傳力柱、橫梁和臺面組成。槽式臺座既可承受拉力，又可作蒸汽養(yǎng)護槽，適用于張拉噸位較高的大型構(gòu)件，如屋架、吊車梁等。槽式臺座構(gòu)造如圖5.4所示。槽式臺座需進行強度和穩(wěn)定性計算。端柱和傳力柱的強度按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)偏心受壓構(gòu)件計算。槽式臺座端柱抗傾覆力矩由端柱、橫梁自重力矩及部分張拉力矩組成。,夾具是先張法構(gòu)件施工時保持預(yù)應(yīng)力筋拉力，并將其固定在張拉臺座（或設(shè)備）上的臨時性錨固裝置。按其工作用途不同分為錨固夾具和張拉夾具。（1）鋼絲錨固夾具圓錐齒板式夾具（錐銷夾具）錐銷夾具可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具，如圖5.5所示。鐓頭夾具如圖5.6所示，采用鐓頭夾具時，將預(yù)應(yīng)力筋端部熱鐓或冷鐓，通過承力分孔板錨固。,5.1.1.2夾具,(2)鋼筋錨固夾具鋼筋錨固常用圓套筒三片式夾具，由套筒和夾片組成（圖5.7）。其型號有YJ12、YJ14，適用于先張法；用YC-18型千斤頂張拉時，適用于錨固直徑為12mm、14mm的單根冷拉HRB335、HRB400、RRB400級鋼筋。,(3)張拉夾具張拉夾具是夾持住預(yù)應(yīng)力筋后，與張拉機械連接起來進行預(yù)應(yīng)力筋張拉的機具。常用的張拉夾具有月牙形夾具、偏心式夾具、楔形夾具等，如圖5.8所示，適用于張拉鋼絲和直徑16mm以下的鋼筋。,張拉機具的張拉力應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉力的1.5倍；張拉機具的張拉行程不小于預(yù)應(yīng)力筋伸長值的1.11.3倍。(1)鋼絲張拉設(shè)備鋼絲張拉分單根張拉和成組張拉。用鋼模以機組流水法或傳送帶法生產(chǎn)構(gòu)件時，常采用成組鋼絲張拉。在臺座上生產(chǎn)構(gòu)件一般采用單根鋼絲張拉，可采用電動卷揚機、電動螺桿張拉機進行張拉。,5.1.1.3張拉設(shè)備,電動卷揚機張拉、杠桿測力裝置如圖5.10所示。電動螺桿張拉機如圖5.11所示，電動螺桿張拉機由螺桿、頂桿、張拉夾具、彈簧測力器及電動機組成。,(2)鋼筋張拉設(shè)備穿心式千斤頂用于直徑1220mm的單根鋼筋、鋼絞線或鋼絲束的張拉。用YC20型穿心式千斤頂（圖5.12）張拉時，高壓油泵啟動，從后油嘴進油，前油嘴回油，被偏心夾具夾緊的鋼筋隨液壓缸的伸出而被拉伸。YC20型穿心式千斤頂?shù)淖畲髲埨?0kN，最大行程為200mm。適用于用圓套筒三片式夾具張拉錨固1220mm單根冷拉HRB335、HRB400和RRB400鋼筋。,5.1.2先張法施工工藝,張拉控制應(yīng)力是指在張拉預(yù)應(yīng)力筋時所達到的規(guī)定應(yīng)力，應(yīng)按設(shè)計規(guī)定采用。張拉控制應(yīng)力的數(shù)值直接影響預(yù)應(yīng)力的效果，控制應(yīng)力越高，建立的預(yù)應(yīng)力值則越大。但控制應(yīng)力過高，預(yù)應(yīng)力筋處于高應(yīng)力狀態(tài)，是構(gòu)件出現(xiàn)裂縫時的荷載與破壞荷載接近，破壞前無明顯的預(yù)兆，這是不允許的。因此預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力con應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定；為了部分抵消由于應(yīng)力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預(yù)應(yīng)力筋與張拉臺座之間的溫差因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失，施工中預(yù)應(yīng)力筋需要超張拉時，可比設(shè)計要求提高3%5%，但其最大張拉控制應(yīng)力不的超過表5.1的規(guī)定。,5.1.2.1張拉控制應(yīng)力和張拉程序,施工中采用超張拉工藝的目的是為了減少預(yù)應(yīng)力的松弛損失。所謂“松弛”，即鋼筋在常溫、高應(yīng)力狀態(tài)下具有不斷產(chǎn)生塑性變形的特性。松弛的數(shù)值與控制應(yīng)力和延續(xù)時間有關(guān)，控制應(yīng)力高，松弛亦大，但在第1min內(nèi)可完成損失值的50%左右，24h則可完成80%。上述張拉程序，如第一種先超張拉5%并持荷2min，則可減少50%以上的松弛損失。第二種超張拉3%亦是為了彌補含應(yīng)力松弛在內(nèi)的各種預(yù)應(yīng)力損失。,表5.1張拉控制應(yīng)力限值,注fptk為預(yù)應(yīng)力筋極限抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。,張拉程序可按下列之一進行：或其中con為預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力為了減少應(yīng)力松弛損失，預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用的張力程序。預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉工作量大時，宜采用一次張拉程序。,預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力，一般用伸長值校核。預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值L按下式計算：式中：FP預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力，kN；軸線張拉取張拉端的拉力；兩端張拉的曲線筋取張拉端的拉力與跨中扣除孔道摩阻損失后拉力的平均值；L預(yù)應(yīng)力筋的長度，mm；AP預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，mm2；ES預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，kN/mm2。,5.1.2.2預(yù)應(yīng)力值的校核,預(yù)應(yīng)力筋的實際伸長值，宜在初應(yīng)力約為10%con時測量，并加初應(yīng)力以內(nèi)的推算伸長值。國產(chǎn)2CN-1型鋼絲內(nèi)力測定儀如圖5.13所示。,（1）鋼筋的接長與冷拉鋼絲的接長一般用鋼絲拼接器用2022號鐵絲密排綁扎(圖5.14)。綁扎長度的規(guī)定：冷拔低碳鋼絲不得小于40倍鋼絲直徑；高強度鋼絲不得小于80倍鋼絲直徑。,5.1.2.3張拉前的準(zhǔn)備,預(yù)應(yīng)力鋼筋的接長與冷拉預(yù)應(yīng)力鋼筋一般采用冷拉HRB335、HRB400和RRB400熱軋鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋的接長及預(yù)應(yīng)力鋼筋與螺絲端桿的連接，宜采用對焊連接，且應(yīng)先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的強度。預(yù)應(yīng)力鋼筋的制作，一般有對焊和冷拉兩道工序。預(yù)應(yīng)力鋼筋鋪設(shè)時，鋼筋與鋼筋、鋼筋與螺絲端桿的連接可采用套筒雙拼式連接。,(2)鋼筋（絲）的鐓頭預(yù)應(yīng)力筋（絲）固定端采用鐓頭夾具錨固時，鋼筋（絲）端頭要鐓粗形成鐓粗頭。鐓頭一般有熱鐓和冷鐓兩種工藝。熱鐓在手動電焊機上進行，鋼筋（絲）端部在喇叭口紫銅模具內(nèi)，進行多次脈沖式通電加熱、加壓形成鐓粗頭（圖5.15）。,(3)預(yù)應(yīng)力筋的張拉力和伸長值的計算控制張拉力：FP=conAPn超張拉力：F=（103105）%conAPn伸長值：式中con預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力，kN/mm2；AP預(yù)應(yīng)力筋截面面積，mm2；n同時張拉預(yù)應(yīng)力筋的根數(shù)；ES預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，kN/mm2；L預(yù)應(yīng)力筋的長度，mm。,（4）張拉機具設(shè)備及儀表定期維護和校驗張拉設(shè)備應(yīng)配套校驗，以確定張拉力與儀表讀數(shù)的關(guān)系曲線，保證張拉力的準(zhǔn)確，每半年校驗一次。設(shè)備出現(xiàn)反?，F(xiàn)象或檢修后應(yīng)重新校驗。張拉設(shè)備宜定崗負責(zé)，專人專用。（5）預(yù)應(yīng)力筋（絲）的鋪設(shè)長線臺座面（或胎模）在鋪放鋼絲前，應(yīng)清掃并涂刷隔離劑。一般涂刷皂角水溶性隔離劑，易干燥，污染鋼筋易清除。涂刷均勻不得漏涂，待其干燥后，鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，一端用夾具錨固在臺座橫梁的定位承力板上，另一端卡在臺座張拉端的承力板上待張拉。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)防止雨水或養(yǎng)護水沖刷掉臺面隔離劑。,（2）預(yù)應(yīng)力筋張拉注意事項為避免臺座承受過大的偏心力，應(yīng)先張拉靠近臺座截面重心處的預(yù)應(yīng)力筋。鋼質(zhì)錐形夾具錨固時，敲擊錐塞或楔塊應(yīng)先輕后重，同時倒開張拉設(shè)備并放松預(yù)應(yīng)力筋，兩者應(yīng)密切配合，既要減少鋼絲滑移，又要防止錘擊力過大導(dǎo)致鋼絲在錨固夾具處斷裂。對重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如吊車梁、屋架等）的預(yù)應(yīng)力筋，用應(yīng)力控制方法張拉時，應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。同時張拉多根預(yù)應(yīng)力鋼絲時，應(yīng)預(yù)先調(diào)整初應(yīng)力（10%con），使其相互之間的應(yīng)力一致。,（1）張拉前的準(zhǔn)備檢查預(yù)應(yīng)力筋的品種、級別、規(guī)格、數(shù)量（排數(shù)、根數(shù)）是否符合設(shè)計要求。預(yù)應(yīng)力筋的外觀質(zhì)量應(yīng)全數(shù)檢查，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)符合展開后平順，沒有彎折，表面無裂紋、小刺、機械損傷、氧化鐵皮和油污等。張拉設(shè)備是否完好，測力裝置是否校核準(zhǔn)確。橫梁、定位承力板是否貼合及嚴密穩(wěn)固。,5.1.2.4預(yù)應(yīng)力筋的張拉,預(yù)應(yīng)力筋張拉后，對設(shè)計位置的偏差不得大于5mm，也不得大于構(gòu)件截面最短邊長的4%。在澆筑混凝土前發(fā)生斷裂或滑脫的預(yù)應(yīng)力筋必須予以更換。張拉、錨固預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)專人操作，實行崗位責(zé)任制，并做好預(yù)應(yīng)力筋張拉記錄。在已張拉鋼筋（絲）上進行綁扎鋼筋、安裝預(yù)埋鐵件、支承安裝模板等操作時，要防止踩踏、敲擊或碰撞鋼絲。,（2）張拉要點,（1）張拉時應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。實際伸長值與設(shè)計計算值的偏差不得超過6%，否則應(yīng)停拉；L計L實=10%con時量取+以后的推算值（2）從臺座中間向兩側(cè)進行（防偏心損壞臺座）（3）多根成組張拉，初應(yīng)力應(yīng)一致(測力計抽查)（4）拉速平穩(wěn)，錨固松緊一致，設(shè)備緩慢放松（5）拉完的筋位置偏差5mm，且構(gòu)件截面短邊的4%（6）冬施張拉時，溫度15（7）注意安全：兩端嚴禁站人，敲擊楔塊不得過猛。,混凝土一次澆完，混凝土C30?；炷恋氖湛s是水泥漿在硬化過程中脫水密結(jié)和形成的毛細孔壓縮的結(jié)果。混凝土的徐變是荷載長期作用下混凝土的塑性變形，因水泥石內(nèi)凝膠體的存在而產(chǎn)生。為了減少混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失，在確定混凝土配合比時，應(yīng)優(yōu)先選用干縮性小的水泥，采用低水灰比(0.5)，控制水泥用量，對骨料采取良好的級配等技術(shù)措施。預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉、綁扎鋼筋、預(yù)埋鐵件安裝及立模工作完成后，應(yīng)立即澆筑混凝土，每條生產(chǎn)線應(yīng)一次連續(xù)澆筑完成。,5.1.2.5混凝土的澆筑與養(yǎng)護,采用機械振搗密實時，要避免碰撞鋼絲?；炷廖催_到一定強度前，不允許碰撞或踩踏鋼絲。預(yù)應(yīng)力混凝土可采用自然養(yǎng)護或濕熱養(yǎng)護，自然養(yǎng)護不得少于14d。干硬性混凝土澆筑完畢后，應(yīng)立即覆蓋進行養(yǎng)護。當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土采用濕熱養(yǎng)護時，要盡量減少由于溫度升高而引起的預(yù)應(yīng)力損失。為了減少溫差造成的應(yīng)力損失，采用濕熱養(yǎng)護時，在混凝土未達到一定強度前，溫差不要太大，一般不超過20,達10MPa后按正常速度升溫。,(1)放張順序預(yù)應(yīng)力筋放張時，應(yīng)緩慢放松錨固裝置，使各根預(yù)應(yīng)力筋緩慢放松。預(yù)應(yīng)力筋放張順序應(yīng)符合設(shè)計要求，當(dāng)設(shè)計未規(guī)定時，可按下列要求進行：承受軸心預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時放張；承受偏心預(yù)壓力構(gòu)件，應(yīng)先同時放張預(yù)壓力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋，再同時放張預(yù)壓力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋。長線臺座生產(chǎn)的鋼弦構(gòu)件，剪斷鋼絲宜從臺座中部開始；疊層生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，宜按自上而下的順序進行放松；板類構(gòu)件放松時，從兩邊逐漸向中心進行。,5.1.2.6預(yù)應(yīng)力筋放張（混凝土達到設(shè)計規(guī)定且75%強度值后）,（2）放張方法對于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力絲的放張宜從生產(chǎn)線中間處開始，以減少回彈量且有利于脫模；對于構(gòu)件應(yīng)從外向內(nèi)對稱、交錯逐根放張，以免構(gòu)件扭轉(zhuǎn)、端部開裂或鋼絲斷裂。放張單根預(yù)應(yīng)力筋，一般采用千斤頂放張，如圖5.16(a)所示。構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋較多時，整批同時放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。砂箱裝置如圖5.16（b）所示。楔塊放張裝置如圖5.16（c）所示。,5.2后張法,后張法：先制作混凝土構(gòu)件，并在預(yù)應(yīng)力筋的位置預(yù)留出相應(yīng)孔道，待混凝土強度達到設(shè)計規(guī)定的數(shù)值后，穿入預(yù)應(yīng)力筋進行張拉，并利用錨具把預(yù)應(yīng)力筋錨固，最后進行孔道灌漿。預(yù)應(yīng)力混凝土后張法生產(chǎn)工藝見圖5.17所示。,后張法施工（點擊播放flash）,后張法施工由于直接在鋼筋混凝土構(gòu)件上進行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，所以不需要固定臺座設(shè)備，不受地點限制，它既適用于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)，也適用于現(xiàn)場施工大型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，而且后張法又是預(yù)制構(gòu)件拼裝的手段。后張法的工藝流程見圖5.18所示。,工藝流程：澆筑混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件（留孔）養(yǎng)護拆模（達75%強度后）穿筋張拉固定孔道灌漿（漿達15N/mm2,混凝土達100%后）移動、吊裝。,5.2.1預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機具,5.2.1.1單根粗鋼筋,(1)錨具單根粗鋼筋的預(yù)應(yīng)力筋，如果采用一端張拉，則在張拉端用螺絲端桿錨具，固定端用幫條錨具或鐓頭錨具；如果采用兩端張拉，則兩端均用螺絲端桿錨具。螺絲端桿錨具如圖5.19所示。幫條錨具如圖5.20所示。鐓頭錨具由鐓頭和墊板組成。,JM12錨具（點擊播放flash）,(2)張拉設(shè)備與螺絲端桿錨具配套的張拉設(shè)備為拉桿式千斤頂。常用的有YL20型、YL60型油壓千斤頂。YL60型千斤頂是一種通用型的拉桿式液壓千斤頂（圖5.21）。YL60型千斤頂適用于張拉采用螺絲端桿錨具的粗鋼筋、錐形螺桿錨具的鋼絲束及鐓頭錨具的鋼筋束。YC60型穿心式千斤頂（預(yù)應(yīng)力鋼筋束和鋼絞線束）。,穿心式千斤頂（點擊播放flash）,配裝撐腳和拉桿后的外貌圖,(3)單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋制作單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的制作，包括配料、對焊、冷拉等工序。預(yù)應(yīng)力筋的下料長度應(yīng)計算確定，計算時要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的孔道長度、錨具厚度、千斤頂長度、焊接接頭或鐓頭的預(yù)留量、冷拉伸長值、彈性回縮值等。現(xiàn)以兩端用螺絲端桿錨具以及一端錨固一端張拉預(yù)應(yīng)力筋為例（圖5.22）來說明其下料長度計算方法。,【例5.1】21m預(yù)應(yīng)力屋架的孔道長為20.80m，預(yù)應(yīng)力筋為冷拉HRB400鋼筋，直徑為22mm，每根長度為8m，實測冷拉率r=4%，彈性回縮率=0.4%，張拉應(yīng)力為0.85fpyk。螺絲端桿長為320mm，幫條長為50mm，墊板厚為15mm。計算：（1）兩端用螺絲端桿錨具錨固時預(yù)應(yīng)力筋的下料長度?（2）一端用螺絲端桿，另一端為幫條錨具時預(yù)應(yīng)力筋的下料長度?（3）預(yù)應(yīng)力筋的張拉力為多少?,【解】（1）螺絲端桿錨具，兩端同時張拉，螺母厚度取36mm，墊板厚度取16mm，則螺絲端桿伸出構(gòu)件外的長度l2=2H+h+5=236+16+5=93m；對焊接頭個數(shù)n=2+2=4；每個對焊接頭的壓縮量=22mm，則預(yù)應(yīng)力筋下料長度L=(L0-2l1+2l2)/(1+r-)+n=19727（mm）,(2)幫條長為50mm，墊板厚15mm，則預(yù)應(yīng)力筋的成品長度L1=l+l2+l3=20800+93+（50+15）=20958（mm）預(yù)應(yīng)力筋（不含螺絲端桿錨具）冷拉后長度：L0=L1-l1=20958-320=20638（mm）L=L0/(1+r-)+n=20638/(1+0.04-0.004)+422=20009（mm）(3)預(yù)應(yīng)力筋的張拉力FP=conAP=0.855003.14/4222=161475（N）=161.475（kN）,5.2.1.2鋼筋束、鋼絞線,(1)錨具鋼筋束、鋼絞線采用的錨具有JM型、XM型、QM型和鐓頭錨具。JM型錨具JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成（圖5.23），錨環(huán)分甲型和乙型兩種。JM型錨具與YL60型千斤頂配套使用，適用于錨固36根直徑為12mm光面或螺紋鋼筋束，也可用于錨固56根直徑為12mm或15mm的鋼絞線束。,XM型和QM型錨具XM型和QM型錨具是一種新型錨具，利用楔形夾片，將每根鋼絞線獨立地錨固在帶有錐形的錨環(huán)上，形成一個獨立的錨固單元。XM型錨具由錨環(huán)和三塊夾片組成，如圖5.24所示。,（2）鋼筋束、鋼絞線的制作鋼筋束所用鋼筋是成圓盤供應(yīng)，不需對焊接頭。鋼筋束或鋼絞線束預(yù)應(yīng)力筋的制作包括開盤冷拉、下料、編束等工序。預(yù)應(yīng)力鋼筋束下料應(yīng)在冷拉后進行。當(dāng)采用鐓頭錨具時，則應(yīng)增加鐓頭工序。,當(dāng)采用JM型或XM型錨具，用穿心式千斤頂張拉時，鋼筋束和鋼絲束的下料長度L應(yīng)等于構(gòu)件孔道長度加上兩端為張拉、錨固所需的外露長度，如圖5.25所示?？砂聪率接嬎悖簝啥藦埨瓡r：一端張拉時：,5.2.1.3鋼絲束,(1)錨具鋼絲束用做預(yù)應(yīng)力筋時，由幾根到幾十根直徑35mm的平行碳素鋼絲組成。其固定端采用鋼絲束鐓頭錨具，張拉端錨具可采用鋼質(zhì)錐形錨具、錐形螺桿錨具、XM型錨具。錐形螺桿錨具（圖5.26）用于錨固14、16、20、24或28根直徑為5mm的碳素鋼絲。,鋼絲束鐓頭錨具圖5.27適用于1254根直徑為5mm的碳素鋼絲。常用鐓頭錨具分為A型與B型。A型由錨杯與螺母組成，用于張拉端。B型為錨板，用于固定端。鋼質(zhì)錐形錨具鋼質(zhì)錐形錨具圖5.28用于錨固以錐錨式雙作用千斤頂張拉的鋼絲束，適用于錨固6、12、18或24根直徑5mm的鋼絲束。,（2）張拉設(shè)備錐形螺桿錨具、鋼絲束鐓頭錨具宜采用拉桿式千斤頂（YL60型）或穿心式千斤頂（YC60型）張拉錨固。鋼質(zhì)錐形錨具應(yīng)用錐錨式雙作用千斤頂（常用YZ60型）張拉錨固。穿心式千斤頂如圖5.29所示，沿千斤頂縱軸線有一直穿心通道，供穿過預(yù)應(yīng)力筋用。沿千斤頂?shù)膹较蚍謨?nèi)外兩層油缸。外層油缸為張拉油缸，工作時張拉預(yù)應(yīng)力筋；內(nèi)層為頂壓油缸，工作時進行錨具的頂壓錨固，故稱YC60型為穿心式雙作用千斤頂。,錐錨式雙作用千斤頂錐錨式雙作用千斤頂構(gòu)造如圖5.30所示。其主缸和主缸活塞用于張拉預(yù)應(yīng)力筋。,（3）鋼絲束制作鋼絲束制作一般需經(jīng)調(diào)直、下料、編束和安裝錨具等工序。當(dāng)用鋼質(zhì)錐形錨具、XM型錨具時，鋼絲束的制作和下料長度計算基本上與預(yù)應(yīng)力鋼筋束相同。鋼絲束鐓頭錨固體系，如采用鐓頭錨具一端張拉時，應(yīng)考慮鋼絲束張拉錨固后螺母位于錨環(huán)中部，鋼絲的下料長度L，可按圖5.31所示，用下式計算：,用鋼絲束鐓頭錨具錨固鋼絲束時，其下料長度力求精確。編束是為了防止鋼筋扭結(jié)。采用鐓頭錨具時，將內(nèi)圈和外圈鋼絲分別用鐵絲按次序編排成片，然后將內(nèi)圈放在外圈內(nèi)綁扎成鋼絲束。,【例5.2】某預(yù)應(yīng)力混凝土屋架，采用機械張拉法施工。孔道長度為23.80m，預(yù)應(yīng)力筋為18b5（甲級1組）冷拉低碳鋼絲束。兩端采用鐓頭錨具，一端張拉，張拉控制應(yīng)力為0.65fptk。計算預(yù)應(yīng)力鋼絲的下料長度和預(yù)應(yīng)力筋張拉力。解：張拉端錨具為DM5A-18型鐓頭錨具；固定端為DM5B-18型鐓頭錨具，張拉機械為YC-60型穿心式雙作用千斤頂。錨杯高度H為70mm，螺帽高度H1為25mm，錨板厚度a為30mm，鋼絲鐓頭留量取=25=10mm。,預(yù)應(yīng)力筋張拉力Fp=conAp=0.65650(183.1452/4)=149248N張拉時鋼絲伸長值L=con（l/E3）=0.65650(23800/200000）=50mm預(yù)應(yīng)力鋼絲的下料長度L=L0+2a+2-0.5（H-H1）-L-C=23800+230+210-0.5(70-25)-50-0=23808mm,5.2.2施工工藝,后張法施工工藝與預(yù)應(yīng)力施工有關(guān)的是孔道留設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋張拉和孔道灌漿三部分。,5.2.2.1孔道留設(shè),構(gòu)件中留設(shè)孔道主要為穿預(yù)應(yīng)力鋼筋（束）及張拉錨固后灌漿用?？椎懒粼O(shè)的基本要求：孔道直徑應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋（束）能順利穿過。,孔道應(yīng)按設(shè)計要求的位置、尺寸埋設(shè)準(zhǔn)確、牢固，澆筑混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)移位和變形。在設(shè)計規(guī)定位置上留設(shè)灌漿孔。在曲線孔道的曲線波峰部位應(yīng)設(shè)置排氣兼泌水管，必要時可在最低點設(shè)置排水管。灌漿孔及泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。,預(yù)留孔道形狀有直線、曲線和折線形，孔道留設(shè)方法：（1）鋼管抽芯法預(yù)先將平直、表面圓滑的鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋孔道位置上。在開始澆筑至澆筑后拔管前，間隔一定時間要緩慢勻速地轉(zhuǎn)動鋼管；待混凝土初凝后至終凝之前，用卷揚機勻速拔出鋼管即在構(gòu)件中形成孔道。,鋼管抽芯法只用于留設(shè)直線孔道，鋼管長度不宜超過15m，鋼管兩端各伸出構(gòu)件500mm左右，以便轉(zhuǎn)動和抽管。構(gòu)件較長時，可采用兩根鋼管，中間用套管連接（圖5.33）。抽管時間與水泥品種、澆筑氣溫和養(yǎng)護條件有關(guān)。采用鋼筋束鐓頭錨具和錐形螺桿錨具留設(shè)孔道時，張拉端的擴大孔也可用鋼管成型，留孔時應(yīng)注意端部擴孔應(yīng)與中間孔道同心。,（2）膠管抽芯法膠管采用57層帆布夾層，壁厚67mm的普通橡膠管，用于直線、曲線或折線孔道成型。膠管一端密封，另一端接上閥門，安放在孔道設(shè)計位置上；待混凝土初凝后、終凝前，將膠管閥門打開放水（或放氣）降壓，膠管回縮與混凝土自行脫落。一般按先上后下、先曲后直的順序?qū)⒛z管抽出。,（3）預(yù)埋管法預(yù)埋管法是用鋼筋井字架將黑鐵皮管、薄鋼管或金屬螺旋管固定在設(shè)計位置上，在混凝土構(gòu)件中埋管成型的一種施工方法。適用于預(yù)應(yīng)力筋密集或曲線預(yù)應(yīng)力筋的孔道埋設(shè)，但電熱后張法施工中，不得采用波紋管或其他金屬管埋設(shè)的管道。,膠管與閥門連接,單波紋金屬螺旋管,雙波紋金屬螺旋管,螺旋管及錨座安裝,螺旋管上留灌漿孔,預(yù)應(yīng)力螺旋管點擊播放video,5.2.2.2預(yù)應(yīng)力筋張拉,預(yù)應(yīng)力筋張拉時，結(jié)構(gòu)的混凝土強度應(yīng)符合設(shè)計要求，當(dāng)設(shè)計無要求時，不應(yīng)低于設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)值的75%，以確保在張拉過程中，混凝土不至于受壓而破壞。預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力應(yīng)符合設(shè)計要求，施工時預(yù)應(yīng)力筋需超張拉，可比設(shè)計要求提高3%5%。（1）穿筋成束的預(yù)應(yīng)力筋將一頭對齊，按順序編號套在穿束器上（圖5.34）。,（2）預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序預(yù)應(yīng)力筋張拉順序應(yīng)按設(shè)計規(guī)定進行；如設(shè)計無規(guī)定時，應(yīng)采取分批分階段對稱地進行。圖5.35所示是預(yù)應(yīng)力混凝土屋架下弦預(yù)應(yīng)力筋張拉順序。圖5.36所示是預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁預(yù)應(yīng)力筋采用兩臺千斤頂?shù)膹埨樞?，對配有多根不對稱預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件，應(yīng)采用分批分階段對稱張拉。平臥重疊澆筑的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，張拉預(yù)應(yīng)力筋的順序是先上后下，逐層進行。,（3）預(yù)應(yīng)力筋張拉程序預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序，主要根據(jù)構(gòu)件類型、張錨體系、松弛損失取值等因素來確定。用超張拉方法減少預(yù)應(yīng)力筋的松弛損失時，預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序宜為：如果預(yù)應(yīng)力筋張拉噸位不大，根數(shù)很多，而設(shè)計中又要求采取超張拉以減少應(yīng)力松弛損失時，其張拉程序可為：,（4）預(yù)應(yīng)力筋的張拉方法對于曲線預(yù)應(yīng)力筋和長度大于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)采用兩端同時張拉的方法；長度等于或小于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋，可一端張拉，但張拉端宜分別設(shè)置在構(gòu)件兩端。對預(yù)埋波紋管孔道曲線預(yù)應(yīng)力筋和長度大于30m的直線預(yù)應(yīng)力筋宜在兩端張拉，長度等于或小于30m的直線預(yù)應(yīng)力筋可在一端張拉。安裝張拉設(shè)備時，對于直線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)使張拉力的作用線與孔道中心線重合；對于曲線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線方向重合。,（5）張拉安全事項在張拉構(gòu)件的兩端應(yīng)設(shè)置保護裝置，如用麻袋、草包裝土筑成土墻，以防止螺帽滑脫、鋼筋斷裂飛出傷人；在張拉操作中，預(yù)應(yīng)力筋的兩端嚴禁站人，操作人員應(yīng)在側(cè)面工作。,5.2.2.1孔道灌漿,1、目的：防止生銹；增加整體性。2、基本要求：（盡早進行，飽滿、密實）水泥32.5級普硅；水泥漿強度30MPa；水灰比0.4左右，不得大于0.45；泌水率：拌后三小時宜2%，最大3%可摻無腐蝕性外加劑：鋁粉（水泥重的0.51/萬），木鈣（0.25%），微膨脹劑；孔道濕、潔凈，由下層孔到上層；灌滿孔道并封閉排氣孔后，加壓0.50.6MPa，稍后再封閉灌漿孔；不摻外加劑時，可用二次灌漿法。,3、注意事項預(yù)應(yīng)力筋張拉后，應(yīng)盡快地用灰漿泵將水泥漿壓灌到預(yù)應(yīng)力孔道中去。灌漿用水泥漿應(yīng)有足夠的粘結(jié)力，且應(yīng)有較大的流動性，較小的干縮性和泌水性。灌漿前，用壓力水沖洗和濕潤孔道。灌漿順序應(yīng)先下后上，以免上層孔道漏漿把下層孔道堵塞。灌漿工作應(yīng)緩慢均勻連續(xù)進行，不得中斷。,5.3電熱法施工,電熱法是利用鋼筋熱脹冷縮原理來張拉預(yù)應(yīng)力筋的一種施工方法。電熱法適用于冷拉HRB335、HRB400、RRB400鋼筋或鋼絲配筋的先張法、后張法和模外張拉構(gòu)件。電熱法的施工工藝流程如圖5.37所示。,5.3.1鋼筋伸長值的計算,電熱張拉時的預(yù)應(yīng)力是以鋼筋的伸長值來控制的，伸長值的計算公式為：,式中L鋼筋電熱所需的伸長值，mm；con設(shè)計預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力，kN/mm2；E電熱后預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，MPa；L電熱前鋼筋總長度，mm；30考慮鋼筋不直以及鋼筋在高溫和應(yīng)力狀態(tài)下的塑性變形而產(chǎn)生的附加預(yù)應(yīng)力損失值。,5.3.2鋼筋電熱時的溫度計算,電熱時，鋼筋伸長值達到設(shè)計要求時所需增高的溫度T，按下式計算：,式中鋼筋的線膨脹系數(shù)，取1.210-5-1；T電張后鋼筋溫度，；T0電張前鋼筋溫度，。,鋼筋電熱伸長到L時，其溫度為：,5.3.3電熱設(shè)備的計算和選擇,電熱設(shè)備的選擇包括電熱變壓器（或電焊機）、導(dǎo)線材質(zhì)及截面和夾具形式等機具的計算和選擇。,式中sP變壓器（或電焊機）所需功率，kVA；G同時張拉的鋼筋質(zhì)量，kg；c鋼筋的熱容量，取0.48kJ/（kgK）；t鋼筋通電加熱時間，h；T-電熱時鋼筋伸長值達到設(shè)計要求時所需增高的溫度。,變壓器的功率主要根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的規(guī)格、長度和伸長值，按下列近似公式計算：,5.3.3.1變壓器的選擇,鋼筋加熱至所需溫度的電能消耗，可按近似公式計算：,根據(jù)W值即可選擇電熱設(shè)備，最好選用低壓變壓器或電焊機。,一次導(dǎo)線（從電源至變壓器的線路）用普通絕緣硬銅線或鋁線，二次導(dǎo)線（從變壓器接到預(yù)應(yīng)力筋的線路）宜用絕緣軟銅線，長度愈短愈好，一般不超過30m。導(dǎo)線的截面面積由二次流的大小確定。銅線的控制電流密度不超過0.05A/mm2，鋁線不宜超過0.03A/mm2，以確保導(dǎo)線溫度在50以下。,5.3.3.2導(dǎo)線的選擇,二次導(dǎo)線與預(yù)應(yīng)力筋須用導(dǎo)線夾具連接（圖5.38）。,5.3.3.3導(dǎo)線夾具的選擇,5.3.4電張工藝,電張法的預(yù)應(yīng)力筋可采用螺絲端桿、鐓粗頭或幫條錨具，后兩種應(yīng)配有U型墊板。張拉前，用絕緣紙墊在預(yù)應(yīng)力筋與端部墊板之間，使預(yù)埋鐵件隔離絕緣，防止通電后產(chǎn)生分流和短路的現(xiàn)象。冷拉鋼筋作預(yù)應(yīng)力筋時，反復(fù)電熱次數(shù)不宜超過3次，因為電熱次數(shù)過多，會使鋼筋失去冷強效應(yīng)，降低鋼筋強度。,5.4無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工,后張法無需預(yù)留管道與灌漿，而是將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋表面刷涂料并包塑料布（管）后同普通鋼筋一樣鋪設(shè)在結(jié)構(gòu)模板設(shè)計位置上，用2022號元絲與非預(yù)應(yīng)力鋼絲綁扎牢靠后澆筑混凝土；待混凝土達到設(shè)計強度后，對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進行張拉和錨固，借助于構(gòu)件兩端錨具傳遞預(yù)壓應(yīng)力。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝優(yōu)點：無須預(yù)留孔道和進行孔道灌漿，施工簡單，張拉時摩阻力小，預(yù)應(yīng)力筋易彎成曲線形狀等。,5.4.1無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是由7根5mm高強鋼絲組成的鋼絲束或扭結(jié)成的鋼絞線，通過專門設(shè)備涂包涂料層和包裹外包層構(gòu)成的（圖5.39）。預(yù)應(yīng)力筋束外包層:外包層必須具有一定的抗拉強度，防滲透性能，同時還須符合下列要求：在-2070溫度范圍內(nèi)，低溫不脆化，高溫化學(xué)穩(wěn)定性好；具有足夠的韌性，抗破壞性強；對周圍材料無侵蝕作用；防水性好。涂料層一般采用防腐瀝青。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土中，錨具必須具有可靠的錨固能力，要求不低于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋抗拉強度的95%。,5.4.2無粘結(jié)預(yù)