第四章預應力混凝土施工

1、第四章 預應力混凝土施工先張法施工先張法施工后張法施工后張法施工當時最高的一幢無粘結無梁樓蓋建筑，樓板跨度9.14m，板厚20.3cm，與普通混凝土梁板式樓蓋相比，整幢大樓高度降了12.2m。雙曲拋物面懸臂薄殼屋頂混凝土混凝土高強混凝土高強混凝土鋼筋鋼筋高強鋼材高強鋼材鋼筋混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土預應力混凝土 預應力混凝土：預應力混凝土：在結構或構件承受使用荷載前，張拉受拉區(qū)的預應力鋼筋使受拉區(qū)混凝土產生預壓應力, 以抵消或減少使用荷載作用下產生的拉應力。預應力混凝土的基本概念預應力混凝土的基本概念 預應力構件預應力構件基本原理基本原理 ： 預先在混凝土預先在混凝土受受拉區(qū)施加壓應力拉區(qū)施

2、加壓應力，使其減小或抵消荷使其減小或抵消荷載引起的拉應力，載引起的拉應力，將構件受到的拉應將構件受到的拉應力控制在較小范圍，力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài)，甚至處于受壓狀態(tài)，即可即可控制構件裂縫控制構件裂縫寬度寬度，甚至可以使，甚至可以使構件構件不產生裂縫不產生裂縫。預應力與木桶雞：預應力與木桶雞： 木桶在制作過程中，用鐵箍木桶在制作過程中，用鐵箍把木板箍緊，目的是為了使木板把木板箍緊，目的是為了使木板間產生環(huán)向預壓力，裝水或裝湯間產生環(huán)向預壓力，裝水或裝湯后，由水產生環(huán)向拉力，預壓力后，由水產生環(huán)向拉力，預壓力抵消掉全部拉力，就不會漏水。抵消掉全部拉力，就不會漏水。 預應力混凝土的分類預

3、應力混凝土的分類 按是否允許出現裂縫分為：按是否允許出現裂縫分為：和和兩類。兩類。 在使用荷載作用下，不允許在使用荷載作用下，不允許截面上混凝土出現拉應力的構截面上混凝土出現拉應力的構件，稱為件，稱為全預應力混凝土全預應力混凝土，屬，屬嚴格要求不出現裂縫的構件；嚴格要求不出現裂縫的構件；允許出現裂縫，但最大裂縫允許出現裂縫，但最大裂縫寬度不超過允許值的構件，則寬度不超過允許值的構件，則稱為稱為部分預應力混凝土部分預應力混凝土，屬允，屬允許出現裂縫的構件。許出現裂縫的構件。 預應力混凝土的分類預應力混凝土的分類 按照按照粘結方式粘結方式，預應力混凝，預應力混凝土還可分為土還可分為和和。無粘結預應

4、力混凝土，是指無粘結預應力混凝土，是指配置無粘結預應力鋼筋的后配置無粘結預應力鋼筋的后張法預應力混凝土。張法預應力混凝土。 無粘結預應力鋼筋是將預應力鋼筋的外表面涂以瀝清、油脂或其他潤滑防無粘結預應力鋼筋是將預應力鋼筋的外表面涂以瀝清、油脂或其他潤滑防銹材料，以減小摩擦力并防銹蝕，并用塑料套管或以紙帶、塑料帶包裹，銹材料，以減小摩擦力并防銹蝕，并用塑料套管或以紙帶、塑料帶包裹，以防止施工中碰壞涂層，并使之與周圍混凝土隔離，而在張拉時可沿縱向以防止施工中碰壞涂層，并使之與周圍混凝土隔離，而在張拉時可沿縱向發(fā)生相對滑移的后張預應力鋼筋。發(fā)生相對滑移的后張預應力鋼筋。 從從9090年代開始，無粘結束

5、技術已在我國的某些橋梁工程中得到應用，目前最大跨度可達到年代開始，無粘結束技術已在我國的某些橋梁工程中得到應用，目前最大跨度可達到20m20m。預應力混凝土的特點預應力混凝土的特點 2 2、減小構件截面尺寸，減輕自重：、減小構件截面尺寸，減輕自重：3 3、充分利用高強材料：充分利用高強材料：4 4、增強結構抗裂性和抗?jié)B性：增強結構抗裂性和抗?jié)B性：5 5、良好的經濟性：、良好的經濟性：6 6、工序較多，施工較復雜，且需張拉設備和錨具等。工序較多，施工較復雜，且需張拉設備和錨具等。 注意注意： 預應力混凝土不能提高構件的承載能力。也就是說，當截面和材預應力混凝土不能提高構件的承載能力。也就是說，當

6、截面和材料相同時，預應力混凝土與普通鋼筋混凝土受彎構件承載能力相同。料相同時，預應力混凝土與普通鋼筋混凝土受彎構件承載能力相同。1 1、提高結構與構件的剛度，減少變形：提高結構與構件的剛度，減少變形：預應力結構的適用范圍預應力結構的適用范圍 預應力砼平板結構：預應力砼平板結構：預應力轉換層結構預應力轉換層結構地下室頂板地下室頂板：預應力砼框架結構預應力砼框架結構：預應力鋼絞線截面圖預應力鋼絞線截面圖D鋼絞線直徑；d0中心鋼絲直徑；d外層鋼絲直徑 預應力混凝土構件的構造要求預應力混凝土構件的構造要求 對混凝土的要求：對混凝土的要求：混凝土強度等級混凝土強度等級不宜低于不宜低于C40C40；不應低

7、于不應低于C30C30。對鋼筋的要求：對鋼筋的要求：預應力鋼筋宜采用預應預應力鋼筋宜采用預應力鋼絲、鋼絞線和預應力鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋。力螺紋鋼筋。鋼絞線與鋼絞線束的橫斷面圖鋼絞線與鋼絞線束的橫斷面圖第一節(jié)第一節(jié) 先張法施工先張法施工先張法先張法先張拉預應力鋼先張拉預應力鋼筋，然后澆筑混筋，然后澆筑混凝土的施工方法，凝土的施工方法，稱為稱為先張法先張法主要主要工藝過程工藝過程：穿鋼筋穿鋼筋張拉鋼筋張拉鋼筋澆筑混凝土并養(yǎng)護澆筑混凝土并養(yǎng)護切斷鋼筋切斷鋼筋先張法施工演示1夾具橫梁臺座預應力筋臺面A、張拉預應力筋張拉預應力筋混凝土構件B、澆筑混凝土構件澆筑混凝土構件C、放張施加預應力放張施加

8、預應力一、先張法施工設備（一）臺座：（一）臺座：1 1、要求要求：有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性； 滿足生產工藝的要求。2 2、形式形式： 墩式墩式（傳力墩、臺面、橫梁） 長度100150m，適于中、小型構件。 槽式槽式（傳力柱、上下橫梁、磚墻） 長4576m， 適于雙向預應力構件， 易于蒸汽養(yǎng)護。 墩式臺座的幾種形式墩式臺座的幾種形式a，靠自重平衡張拉力產生的傾覆力矩；b，靠土壓力平衡張拉力產生的傾覆力矩槽式臺座槽式臺座壓桿壓桿磚墻磚墻上橫梁上橫梁下橫梁下橫梁磚墻磚墻壓桿壓桿（二）夾具：（二）夾具： 錐形夾具錐形夾具（錐銷式、二片式、三片式） 錨固單根1214預應力筋； 鐓頭夾具鐓頭夾具帶槽螺栓

9、、梳子板。 圓套筒三片式夾具圓套筒三片式夾具套筒、三個夾片錐銷夾具錐銷夾具圓套筒三片式夾具圓套筒三片式夾具方套筒二片式夾具方套筒二片式夾具圓套筒二片式夾具圓套筒二片式夾具固定端鐓頭夾具固定端鐓頭夾具單根鐓頭鋼筋螺桿夾具單根鐓頭鋼筋螺桿夾具高強鐓頭鋼絲用梳筋板夾具高強鐓頭鋼絲用梳筋板夾具接千斤頂接千斤頂鐓頭梳筋板夾具（制作預應力圓孔板用）鐓頭梳筋板夾具（制作預應力圓孔板用）（三）張拉機械（三）張拉機械1、穿心式千斤頂、穿心式千斤頂 YC20型，最大拉力20t、行程200mm， 適于1220單根鋼筋。2、電動螺桿、電動螺桿 拉力3060t、行程800mm，用于：鋼筋、鋼絲。3、液壓千斤頂：、液壓千

10、斤頂：單根或多根鋼筋夾片錨張拉千斤頂夾片錨張拉千斤頂電動螺桿張拉機的工作原理圖電動螺桿張拉機的工作原理圖（一）張拉預應力筋（一）張拉預應力筋1 1. .施工過程施工過程 臺座準備預應力一端錨固 另一端張拉固定另一端張拉固定支模板綁非預應力筋 澆砼澆砼養(yǎng)護養(yǎng)護(至75%強度)放松鋼筋放松鋼筋2 2. .張拉控制應力張拉控制應力conLyfykbfptk預應力鋼筋種類先張法后張法鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.75fptk熱處理鋼筋0.70fptk0.65fptk3 3. .張拉要點張拉要點（1）從臺座中間向兩側對稱張拉(防偏心損壞臺座)（2）多根成組張拉，初應力應一致(測力計抽查)（3）拉速平穩(wěn)

11、，錨固松緊一致，設備緩慢放松（4）拉完的筋位置偏差5mm，且構件截面短邊的4%2.2.張拉程序張拉程序 01.05con（持荷持荷2 2分鐘）分鐘）con 01.03con 超張拉超張拉減少鋼筋松弛造成的預應力損失 不得超過鋼筋的屈服強度fyk（二）混凝土澆筑與養(yǎng)護1、混凝土一次澆完，混凝土、混凝土一次澆完，混凝土 C30。2、防止較大徐變和收縮：防止較大徐變和收縮：選收縮變形小的水泥，水灰比 0.5，級配良好，振搗密實（特別是端部）。3、防止碰撞、踩踏鋼絲。、防止碰撞、踩踏鋼絲。4、減少應力損失：、減少應力損失：非鋼模臺座生產，采取二次升溫養(yǎng)護，(開始溫差 20，達10MPa后按正常速度升溫

12、）。（三） 預應力筋放松1.1.張放時間張放時間：砼強度75%強度設計值2.2.放張順序放張順序 軸心受壓構件：同時放張 偏心受壓構件：先同時放預壓應力小的區(qū)域，再同時放大的區(qū)域； 其它構件：應分階段、對稱、相互交錯放張。3.3.放張方法放張方法 鋸斷，剪斷，熔斷(僅限于級冷拉筋) 放張應緩慢(砂箱法、楔塊法、千斤頂)橫梁螺桿螺母承力板臺座鋼塊鋼塊鋼楔塊楔塊放張法楔塊放張法活塞鋼套箱進砂口出砂口砂子鋼套箱底板砂箱放張法砂箱放張法第二節(jié)第二節(jié) 后張法施工后張法施工支模綁扎非預應力筋預留孔道預留孔道澆砼養(yǎng)護拆模抽管穿筋張拉穿筋張拉錨具固定錨具固定孔道灌漿現場施工不需臺座；但工序多、工藝復雜，錨具不

13、能重復利用。 單根粗鋼筋錨具單根粗鋼筋錨具 鋼絞線錨具鋼絞線錨具 鋼絲束錨具鋼絲束錨具 螺桿錨具螺桿錨具螺桿與鋼筋張拉前焊接好； (螺母、墊板用Q235鋼)(直徑1836mm)幫條錨具幫條錨具幫條與預應力筋同級；互成120，E50焊條；墊板用Q235鋼單根預應力筋制作單根預應力筋制作 工序：工序：下料對焊冷拉。 下料長度計算：下料長度計算：當兩端用螺絲端桿錨具時nd)(llll15211)1(22鋼筋下料長度：鋼筋下料長度：當一端用螺桿、一端用幫條時:ndlllll)1)(1(13521鋼筋下料長度：鋼筋下料長度：張拉設備張拉設備拉桿式千斤頂（YL60）； 穿心式千斤頂（YC60、YC20、Y

14、C18）。YL-60拉桿式拉桿式千斤頂千斤頂YC60型千斤頂型千斤頂張拉過程張拉過程錨具頂壓過程錨具頂壓過程工作原理圖工作原理圖配裝撐腳和配裝撐腳和拉桿后的外拉桿后的外貌圖貌圖（二）鋼筋束、鋼絞線束（二）鋼筋束、鋼絞線束1 1、錨具、錨具張拉端張拉端 JM12型錨具型錨具：錨環(huán)、夾片?？慑^鋼絞線； KTZ型錨具型錨具：可錨36根直徑12的HRB400500級筋 單孔夾片式錨具單孔夾片式錨具：二片式、三夾片（直、斜開縫）； 多孔夾片式錨具多孔夾片式錨具：XM型、QM型、OV型、BS型 非張拉端非張拉端鋼筋可用鐓頭錨具鐓頭錨具（固定板）； 鋼絞線可用擠壓錨具擠壓錨具6j15.24JM12錨具鐓頭錨

15、具JM12錨具JM12錨具(a)l1JM126錨具錨具KTZ型錨具型錨具錨環(huán)錨環(huán)錨塞錨塞(a)組裝圖組裝圖錨環(huán)錨環(huán)夾片夾片鋼絞線鋼絞線(b)錨環(huán)錨環(huán)(c)三夾片式夾片三夾片式夾片(e)斜開縫夾片斜開縫夾片(d)二夾片式夾片二夾片式夾片單孔夾片式錨具單孔夾片式錨具多孔夾片錨具多孔夾片錨具多孔夾片錨具構造圖多孔夾片錨具構造圖(群錨群錨)2 2、筋的制作、筋的制作 工序工序：冷拉下料編束。 下料長度下料長度 l ： 兩端張拉： l l02a 一端張拉： l l0ab a張拉端預應力筋外露長度（600850mm） b非張拉端外露長度（80100mm）3 3、張拉設備、張拉設備 錐錨式千斤頂錐錨式千斤頂

16、（YZ60、YZ85） 用于KTZ及鋼制錐形錨具； 穿心式千斤頂穿心式千斤頂（YC60、YC120） 用于KTZ及JM12、JM15錨具 大孔徑穿心式千斤頂大孔徑穿心式千斤頂（YCD、YCQ、YCW型） 用于大噸位鋼絞線束（群錨） 錐錨式千斤頂構造簡圖錐錨式千斤頂構造簡圖YCD型千斤頂工作示意圖型千斤頂工作示意圖工具錨工具錨缸體缸體頂壓器頂壓器工作錨工作錨活塞活塞YCQ型千斤頂的操作順序型千斤頂的操作順序（三）鋼絲束（三）鋼絲束1 1、錨具、錨具張拉端張拉端 錐形螺桿錨具錐形螺桿錨具（由錐形螺桿、套筒、螺母組成，錨14、16、20、24、28根b5鋼絲束等）； 鋼質錐形錨具鋼質錐形錨具（由錨環(huán)

17、、錨塞組成，錨18根以下5鋼絲）； 鐓頭錨具鐓頭錨具（DM5A，錨1254根 5鋼絲）。非張拉端非張拉端用鐓頭錨具鐓頭錨具（錨板），DM5B錐形螺桿錨具錐形螺桿錨具鋼質錐形錨具鋼質錐形錨具鐓頭錨具鐓頭錨具2、鋼絲束制作、鋼絲束制作：下料編束安錨具。（1 1）下料長度下料長度：用鋼質錐形錨具時，同鋼筋束； 用錐形螺桿錨具時（2）下料方法）下料方法： 采取應力下料，控制應力取300N/mm2。（3）編束編束： 測量直徑，同束誤差0.1mm；3、張拉設備、張拉設備 錐錨式雙作用錐錨式雙作用千斤頂； 拉桿式拉桿式千斤頂； 穿心式穿心式千斤頂。鋼絲束的編束鋼絲束的編束錐形螺桿錨具的預緊錐形螺桿錨具的預緊

18、錐形螺桿錨具與拉桿式千斤頂的安裝示意圖錐形螺桿錨具與拉桿式千斤頂的安裝示意圖二、后張法施工工藝1、孔道形狀孔道形狀：直線、曲線、折線；2、孔道成型方法、孔道成型方法： 鋼管抽芯法鋼管抽芯法 膠管抽芯法膠管抽芯法用于長孔或曲線孔。有一定剛度或充壓；混凝土達一定強度后拔管。 埋波紋管法埋波紋管法預埋螺旋管?？上却┙睿宇^嚴密，有一定剛度（一）孔道留設孔道留設施工工藝：支模綁扎非預應力筋預留孔道預留孔道澆砼養(yǎng)護拆模抽管穿筋張拉穿筋張拉錨具固定錨具固定孔道灌漿膠管與閥門連接膠管與閥門連接鋼管的連接鋼管的連接膠管的封端處理膠管的封端處理金屬螺旋管金屬螺旋管螺旋管及錨座安裝螺旋管及錨座安裝螺旋管的連接螺旋

19、管的連接螺旋管上留灌漿孔螺旋管上留灌漿孔螺旋管的固定螺旋管的固定(二二)預應力筋張拉預應力筋張拉1.1.張拉強度張拉強度 砼強度符合設計要求或達75%強度標準值； 2.2.張拉控制應力和超張拉最大應力張拉控制應力和超張拉最大應力（比先張法均低0.05f）3 3. .張拉順序張拉順序 配有多根鋼筋或多束鋼絲的構件配有多根鋼筋或多束鋼絲的構件分批對稱張拉（注意：后批對先批產生應力影響） 疊澆構件疊澆構件自上而下逐層張拉，逐層加大拉應力，但頂底相差 5%（鋼絲、鋼絞線、熱處理筋） 9%（冷拉筋）。4.張拉方式張拉方式（1 1）對抽芯法）對抽芯法 長度長度24 m直孔直孔：一端張拉 長度長度24 m直

20、孔、曲線孔直孔、曲線孔：兩端張拉（2 2）對埋螺旋管法）對埋螺旋管法 長度長度3030 m直孔直孔：一端張拉 長度長度30 m直孔、曲線孔直孔、曲線孔：兩端張拉5.張拉程序：張拉程序：同先張法同先張法1.1.目的：目的：防止生銹；增加整體性。2.2.基本要求：基本要求：（盡早進行，飽滿、密實） 水泥42.5級普硅； 水灰比0.4左右，不得大于0.45； 孔道濕、潔凈，由下層孔到上層； 特點：特點：無需與，施工簡單；可做成多跨曲線狀；錨固要求高。適用：適用：現澆結構（梁板等）。1、無粘結筋的制作、無粘結筋的制作鋼絲束、鋼絞線外包 套管和鋼絞線之間充滿油脂錨固端錨固端(擠擠壓錨具壓錨具)張拉端張拉

21、端(泡泡沫穴模沫穴模)張拉端凹口作法張拉端凹口作法（b）塑料穴模塑料穴模（a）泡沫穴模泡沫穴模2315（b）鐓頭錨具固定端鐓頭錨具固定端1243（a）擠壓錨具固定端擠壓錨具固定端固定端錨固方式固定端錨固方式5鐓頭錨具鐓頭錨具4擠壓錨具擠壓錨具 順序順序：底部鋼筋、預應力鋼筋、支座負筋。 就位固定就位固定墊鐵、馬凳，或與其它筋固定。 25m內：一端張拉； 2550m：一端張拉錨固后，另端補強。錨固后在錨具夾片外保留30mm切斷；分散、彎折后澆混凝土封閉，防止銹蝕。預應力筋預應力筋鋪設鋪設有破損的有破損的要包扎要包扎錨固端端部處理方法錨固端端部處理方法張拉端凹入式構造張拉端凹入式構造6混凝土圈梁混

22、凝土圈梁張拉端突出式構造張拉端突出式構造6完成后的完成后的無梁樓蓋無梁樓蓋預應力工程施工預應力工程施工 金瑪商城為框架結構，地下金瑪商城為框架結構，地下1層，地上層，地上6層，總高層，總高度度35m，總建筑面積，總建筑面積60000m2，柱網尺寸，柱網尺寸12m12m?？蚣苤髁翰捎煤髲埛A應力體系，斷面框架主梁采用后張法預應力體系，斷面500700，每，每根主梁布置根主梁布置24個預應力孔道，孔道內配置個預應力孔道，孔道內配置5 j15.24、7 j15.24鋼絞線鋼絞線，預應力筋有直線束和曲線束，樓板，預應力筋有直線束和曲線束，樓板中沿跨度方向配置無粘結預應力筋中沿跨度方向配置無粘結預應力筋

23、2 j15.24鋼絞線鋼絞線，fptk=1860Mpa，間距，間距500，均采用曲線形布置方式，均采用曲線形布置方式，梁板砼等級為梁板砼等級為C40。 確定預應力結構梁板施工方案確定預應力結構梁板施工方案預應力梁板結構施工工藝流程預應力梁板結構施工工藝流程 支撐排架搭設支撐排架搭設無粘結預應力筋制作無粘結預應力筋制作預應力筋下預應力筋下料編號料編號梁板底模鋪設梁板底模鋪設普通鋼筋綁扎普通鋼筋綁扎波紋管鋪波紋管鋪設設穿預應力筋穿預應力筋安裝錨墊板、螺旋筋安裝錨墊板、螺旋筋預應力孔預應力孔道綁扎固定，矢高、數量檢查道綁扎固定，矢高、數量檢查綁扎梁板普通鋼筋綁扎梁板普通鋼筋模板封閉，隱蔽工程驗收模板

24、封閉，隱蔽工程驗收澆搗砼澆搗砼砼養(yǎng)護，張砼養(yǎng)護，張拉端拆模、清理拉端拆模、清理安裝預應力錨具安裝預應力錨具梁預應力筋張梁預應力筋張拉拉板內無粘結預應力筋張拉板內無粘結預應力筋張拉有粘結預應力梁灌有粘結預應力梁灌漿漿無粘結預應力筋安裝錨具保護套，有粘結預應力無粘結預應力筋安裝錨具保護套，有粘結預應力筋切割筋切割張拉端部砼封閉張拉端部砼封閉拆模拆模 本工程預應力梁板施工特點本工程預應力梁板施工特點 連續(xù)式梁板結構，且跨度大，給預應力筋錨固端、固連續(xù)式梁板結構，且跨度大，給預應力筋錨固端、固定端布置和鋼筋張拉帶來困難。采取下列措施：定端布置和鋼筋張拉帶來困難。采取下列措施： 固定端、張拉端采用內錨式，布置在梁柱內；固定端、張拉端采用內錨式，布置在梁柱內； 板中雙向預應力筋的布置和張拉板中雙向預應力筋的布置和張拉 施工技術措施施工技術措施1.框架