預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及其材料舊

1、 概述：概述：預(yù)先建立一個(gè)與使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)大致相反的應(yīng)力效應(yīng)，從而能非常有效地改善結(jié)構(gòu)在正常使用階段的工作性能（混凝土不開裂或晚開裂）。預(yù)應(yīng)力混凝土可采用高強(qiáng)材料，大幅度的提高了構(gòu)件的承載能力及跨越能力。 內(nèi)容：內(nèi)容： 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念； 預(yù)應(yīng)力建立的方法及施工設(shè)備； 預(yù)應(yīng)力混凝土對(duì)材料的要求。http:/info.metla.fi/iufro95abs/d1pap97.htm國道318線二郎山隧道出口-2004/3/20預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋施工預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋施工（掛籃節(jié)段澆筑施工） 12.1 概述概述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用中存在的問題：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用中存在

2、的問題： （1）需要帶裂縫工作 使構(gòu)件剛度下降，不能應(yīng)用于不允許開裂的場(chǎng)合 。（2）無法充分利用高強(qiáng)材料 將裂縫寬度限制在（0.20.25）mm以內(nèi)時(shí)，鋼筋拉應(yīng)力只能達(dá)到（150250）MPa； 一、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理一、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理對(duì)混凝土或鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力，這種應(yīng)力的大小和分布規(guī)律，能有利于抵消使用荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因而使混凝土構(gòu)件在使用荷載作用下不致開裂，或推遲開裂，或者使裂縫寬度減小。 Lh/ehhbNppNe=h/L（壓）cubhMpNNpMMcpubud）e）qMbhcb（拉）Mbh（壓）h/h/（壓）bhMc）a）

3、b）圖12-1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基本原理圖 二、配筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類二、配筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類 0sMM其中： 式中：M0消壓彎矩；Ms作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩 三、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)三、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度 可以節(jié)省材料，減少自重 可以減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力 結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠 促進(jìn)了橋梁結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展 提高結(jié)構(gòu)的耐疲勞性能 缺點(diǎn)：工藝較復(fù)雜 需要有專門設(shè)備 預(yù)應(yīng)力反拱度不易控制 對(duì)于跨徑小、構(gòu)件數(shù)量少的工程，成本較高 一、預(yù)加應(yīng)力的主要方法一、預(yù)加應(yīng)力的主要方法 1、先張法：先在張拉臺(tái)座上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并進(jìn)行臨時(shí)錨固，再澆筑構(gòu)件

4、混凝土，待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，緩慢放松張拉力，通過預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土間的粘結(jié)作用使混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力。4優(yōu)點(diǎn)：(1)工序簡(jiǎn)單 (2)不必耗費(fèi)錨具 (3)質(zhì)量較穩(wěn)定4缺點(diǎn)：(1)僅適于中、小跨度結(jié)構(gòu) (2)需臺(tái)座和預(yù)制場(chǎng)地 2、后張法：先澆筑構(gòu)件混凝土，并在其中預(yù)留孔道（或設(shè)套管），待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并用特制的錨具將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固于混凝土構(gòu)件上，使混凝土獲得并保持其預(yù)壓應(yīng)力。 4優(yōu)點(diǎn)：(1)無需臺(tái)座 (2)適宜大跨度和曲線配筋4缺點(diǎn)：(1)工藝復(fù)雜 (2)錨具用量大 制作構(gòu)件，預(yù)留孔道 穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋，安裝千斤頂并張拉鋼筋 錨固鋼筋，拆除千斤頂、孔道壓力灌漿 12.2.2

5、 錨具錨具1、對(duì)錨具的要求受力安全可靠 預(yù)應(yīng)力損失小 構(gòu)造簡(jiǎn)單、緊湊，制作方便 用鋼量少 張拉錨固方便迅速，設(shè)備簡(jiǎn)單2、錨具的分類 按傳力錨固的受力原理來分 摩阻型錨具依靠摩阻力實(shí)現(xiàn)錨固 如楔形錨、錐形錨和夾片式群錨等 承壓型錨具依靠局部承壓實(shí)現(xiàn)錨固 如鐓頭錨、鋼筋螺紋錨等 粘結(jié)型錨具依靠粘結(jié)力實(shí)現(xiàn)錨固 如先張法的預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固，以及后張法固定端的鋼絞線壓花錨具等。 第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件組成及組裝組成及組裝1 1、單孔夾片錨、單孔夾片錨單孔夾片錨單孔夾片錨及相應(yīng)錨墊板及相應(yīng)錨墊板組成組成2 2、多孔夾片錨、多孔夾片錨多孔夾片錨、錨墊板及多孔夾片錨、錨墊板及螺旋筋螺旋筋組成組成3 3、扁錨

6、、扁錨扁錨扁錨扁錨施工現(xiàn)場(chǎng)扁錨施工現(xiàn)場(chǎng)第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件擠壓錨具錨杯及擠壓錨具錨杯及異形鋼絲環(huán)異形鋼絲環(huán)4 4、擠壓錨、擠壓錨第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件擠壓機(jī)擠壓機(jī)鐓頭錨及鐓頭錨及鐓頭器鐓頭器5 5、鐓頭錨、鐓頭錨鐓頭錨具鐓頭錨具高強(qiáng)鋼絲高強(qiáng)鋼絲組裝件組裝件壓花錨及壓花錨及壓花機(jī)壓花機(jī)6 6、壓花錨、壓花錨 壓花機(jī)是制作固定端錨具的專用擠壓設(shè)備，主要用于把預(yù)應(yīng)力鋼絞線的固定端壓成梨形散花狀。拉索錨具及其拉索錨具及其結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成7 7、拉索錨具、拉索錨具拉索錨具應(yīng)用拉索錨具應(yīng)用鋼筋長(zhǎng)度不足時(shí)，可通過連接器來接長(zhǎng)。普通鋼筋的連接：8 8、連接器、連接器單孔連接器單孔連接器預(yù)應(yīng)力筋的連接

7、器：預(yù)應(yīng)力筋的連接器：多孔連接器多孔連接器扁型錨具扁型錨具連接器連接器多孔連接器及多孔連接器及配套護(hù)筒配套護(hù)筒 12.2.3 千斤頂千斤頂 各種錨具都必須配置相應(yīng)的張拉設(shè)備，才能順利地進(jìn)行張拉、錨固。 12.2.4 12.2.4 預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備1、制孔器 后張法構(gòu)件的預(yù)留孔道是由制孔器來形成的。 (1)抽拔橡膠管：成本低，但摩阻系數(shù)大。 (2)螺旋金屬波紋管：重量輕，縱向彎曲性能好，徑向剛度較大，連接方便，與混凝土粘結(jié)良好，摩阻系數(shù)也小。 （3）塑料波紋管塑料波紋管：具有較高的粘結(jié)力，耐腐蝕性能好耐腐蝕性能好、孔道孔道摩擦損失小摩擦損失小，有利于提高結(jié)構(gòu)抗疲勞性能，但成本

8、高。 2、穿索機(jī) 對(duì)于大跨橋梁，有的預(yù)應(yīng)力鋼筋很長(zhǎng)，人工穿束十分吃力，故采用穿索（束）機(jī)。 (1) 液壓式 (2) 電動(dòng)式 3、灌孔水泥漿及壓漿機(jī) 1）水泥漿4作用：避免力筋銹蝕和錨具松動(dòng)，并使力筋與梁體混凝土結(jié)合為整體4配合比：水灰比0.400.45；適量的減水劑4強(qiáng)度等級(jí)：不低于構(gòu)件砼等級(jí)的80%；30MPa 2）壓漿機(jī) 它主要由灰漿攪拌桶、貯漿桶和壓送灰漿的灰漿泵以及供水系統(tǒng)組成。 4、張拉臺(tái)座 采用先張法生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，需設(shè)置用作張拉和臨時(shí)錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉臺(tái)座。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證它具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。 12.3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的材料預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的材料一、混凝土一

9、、混凝土1、對(duì)混凝土的要求 (1)強(qiáng)度高?？梢蕴岣咪摻钆c混凝土之間的粘結(jié)應(yīng)力；對(duì)采用后張法的構(gòu)件，可提高錨固端的局部承壓承載力，還可減小構(gòu)件截面尺寸。 (2)收縮、徐變小。以減小收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。 (3)快硬、早強(qiáng)?？杀M早施加預(yù)應(yīng)力，加快施工進(jìn)度。公路橋規(guī)規(guī)定：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40。而且，鋼材強(qiáng)度越高，混凝土強(qiáng)度級(jí)別也相應(yīng)要求提高。 2、收縮、徐變的影響及其計(jì)算 為了減小由于收縮和徐變對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，應(yīng)盡量設(shè)法減少混凝土的收縮和徐變，并能準(zhǔn)確計(jì)算。 3、混凝土的配制要求與措施1234F（）嚴(yán)格控制水灰比（ ）用高標(biāo)號(hào)水泥，在滿足強(qiáng)度要求下，

10、盡量減少水泥用量（ ）選用優(yōu)質(zhì)活性摻合料，如硅粉、 礦粉（ ）加強(qiáng)振搗與養(yǎng)護(hù) 二、預(yù)應(yīng)力鋼筋二、預(yù)應(yīng)力鋼筋1、對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求2、預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類 （1）鋼絞線 由2、3或7根高強(qiáng)鋼絲扭結(jié)而成并經(jīng)消除內(nèi)應(yīng)力后的盤卷狀鋼絲束。 其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為（14701860）MPa，并依松弛性能不同分成普通鋼絞線和低松弛鋼絞線兩種。 1234、 強(qiáng) 度 高、 塑 性 好、 粘 結(jié) 性 好、 低 松 弛 （2）高強(qiáng)度鋼絲 用優(yōu)質(zhì)碳素鋼（含碳量為0.7%1.4%）軋制成盤圓經(jīng)溫鉛浴淬火處理后，再冷拉加工而成的鋼絲。 公路橋規(guī)中采用的消除應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲有光面鋼絲、螺旋肋鋼絲和刻痕鋼絲。 （3）精軋螺紋鋼筋 在軋

11、制時(shí)沿鋼筋縱向全部軋有規(guī)律性的螺紋肋條，可用螺絲套筒連接和螺帽錨固，因此不需要再加工螺絲，也不需要焊接。 僅用于中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件或作為箱梁的豎向、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋。l 近年來，非金屬材料制成的預(yù)應(yīng)力筋已開始在處于某些特殊環(huán)境和條件下的橋梁中使用。工程結(jié)構(gòu)中常用的FRP主材主要有碳纖維( CFRP)、玻璃纖維( GFRP)、及芳綸纖維( AFRP), 其材料形式主要有片材(纖維布和板)、棒材(筋材和索材)及型材(格柵型、工字型、蜂窩型等)。l 這些材料的特點(diǎn)是：強(qiáng)度高、重量輕、抗腐蝕、抗磁性、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)與混凝土接近、彈性模量低、抗剪強(qiáng)度低等。 frp復(fù)合材料彩色人行過街天橋橋 12.4 按照預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)情況，分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 按照預(yù)應(yīng)力鋼筋是否布置在混凝土截面內(nèi)，分為體內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念 ： 1）預(yù)加應(yīng)力的目的是將混凝土變成彈性材料 預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用不是配筋而是施加預(yù)壓應(yīng)力以改變改變混凝土性能混凝土性能的一種手段。 2）預(yù)加應(yīng)力的目的