預(yù)應(yīng)力混凝土工程6.4

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：預(yù)應(yīng)力混凝土工程的先張法、后張法的預(yù)應(yīng)力混凝土工程的先張法、后張法的施工工藝，機(jī)具設(shè)備和施工方法。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混施工工藝，機(jī)具設(shè)備和施工方法。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。凝土施工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。 什么是預(yù)應(yīng)力混凝土？什么是預(yù)應(yīng)力混凝土？1 1、定義定義：利用鋼筋對(duì)受拉區(qū)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力的鋼筋混：利用鋼筋對(duì)受拉區(qū)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力的鋼筋混凝土。凝土。2 2、作用作用: :推遲裂縫的出現(xiàn)、限制裂縫的開展。推遲裂縫的出現(xiàn)、限制裂縫的開展。. .提高了結(jié)構(gòu)的剛度、抗裂度和耐久性提高了結(jié)構(gòu)的剛度、抗裂度和耐久性. .充分利用材料充分利用材料. .3 3、特點(diǎn)特點(diǎn)：增加

2、構(gòu)件耐久性，減輕自重，制作工藝較復(fù)雜。：增加構(gòu)件耐久性，減輕自重，制作工藝較復(fù)雜。4 4、適用范圍適用范圍：大柱網(wǎng)和大跨度結(jié)構(gòu)。：大柱網(wǎng)和大跨度結(jié)構(gòu)。5、預(yù)應(yīng)力筋的種類 冷拔低碳鋼絲，直徑：35； 冷拉鋼筋； 碳素鋼絲，直徑：38； 鋼絞線，由6根碳素鋼絲纏繞而成； 熱處理鋼筋，直徑：610； 精軋螺紋鋼筋，直徑：25，32。要求：具有一定塑性，高強(qiáng)度，與混凝土有較好粘結(jié)要求：具有一定塑性，高強(qiáng)度，與混凝土有較好粘結(jié)度，良好加工性能。度，良好加工性能。6、對(duì)混凝土要求強(qiáng)度不低于C30，盡可能做到快硬早強(qiáng)等。7、預(yù)應(yīng)力混凝土分類：（1）按施工方法分：先張法、后張法（2）按有無粘結(jié)分為： 有粘結(jié)預(yù)

3、應(yīng)力混凝土和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。（3）按預(yù)應(yīng)力度的大小分： 全預(yù)應(yīng)力、部分預(yù)應(yīng)力 第一節(jié)第一節(jié) 先張法先張法一、定義一、定義 先張拉預(yù)應(yīng)力筋，后澆筑混凝土的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)方法。適用：生產(chǎn)中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。如空心板、屋面板、吊車梁等。二、方法1、臺(tái)座法：構(gòu)件在固定的臺(tái)座上生產(chǎn)，預(yù)應(yīng)力筋的張拉力由臺(tái)座承受，應(yīng)用較廣，可用于現(xiàn)場。2、機(jī)組流水法：構(gòu)件連同鋼模通過固定機(jī)組，按流水方式完成（張拉、錨固、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)）每一生產(chǎn)過程，預(yù)應(yīng)力筋放松前，其拉力由鋼模承受，用于預(yù)制廠。三、臺(tái)座法施工三、臺(tái)座法施工1、臺(tái)座：作用：承受預(yù)應(yīng)力筋的全部張拉力。 要求：具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性（確保構(gòu)

4、件質(zhì)量） 型式：墩式臺(tái)座、槽式臺(tái)座。（1 1）墩式臺(tái)座（地上）墩式臺(tái)座（地上）：長度100150m 以混凝土墩作為承力結(jié)構(gòu)的臺(tái)座稱為墩式臺(tái)座。 一般用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件。 組成：臺(tái)墩、臺(tái)面和橫梁等組成。 臺(tái)墩：主要受力結(jié)構(gòu)，體積大，埋設(shè)深。 臺(tái)面：構(gòu)件成型胎膜. 橫梁：錨固夾具臨時(shí)固定預(yù)應(yīng)力筋支座。（2）槽式臺(tái)座（便于構(gòu)件運(yùn)輸和蒸汽養(yǎng)護(hù)）4576m用于張拉力和傾覆力矩較大的構(gòu)件生產(chǎn)。2 2、張拉機(jī)具和夾具、張拉機(jī)具和夾具（1）鋼絲的夾具和張拉機(jī)具鋼絲夾具 錨固夾具：錐形、楔形。 張拉夾具：偏心式、鉗式、楔形。 墩頭錨具： 采用冷墩形成。張拉機(jī)具 要求： 簡易可靠，準(zhǔn)確控制鋼絲的拉力，穩(wěn)速增大拉力

5、。 種類： A、卷揚(yáng)機(jī)張拉： B、電動(dòng)螺桿張拉機(jī)張拉：構(gòu)造簡單，體積小，重量輕， 操作靈活，移動(dòng)方便。 （2）鋼筋的夾具和張拉機(jī)具鋼筋?yuàn)A具鋼筋?yuàn)A具 錨固夾具：工具式螺桿螺絲端桿錨具； 穿心式夾具自錨； 墩頭錨固：d 12mm 冷墩 d 22mm 加熱鍛打 張拉夾具：壓銷式、穿心式。鋼筋張拉機(jī)具 油壓千斤頂、拉伸機(jī)、穿心式千斤頂、電動(dòng)螺桿張拉機(jī)。螺絲端桿錨具：四、先張法施工工藝四、先張法施工工藝工藝流程圖：（一）張拉（一）張拉1、張拉控制應(yīng)力和超張拉最大應(yīng)力 張拉控制應(yīng)力（規(guī)范規(guī)定） 冷拉鋼筋 0.9fPYK 冷拔低碳鋼絲 0.70fPUK 碳素刻痕鋼絲、鋼絞線 0.75fPUK 超張拉最大應(yīng)力

6、 冷拉鋼筋 0.95fPtK 其 它 0.75fPtK2、張拉程序（1）超張拉法： 0 1.05 0 1.03 concon持荷2分鐘con（2）一次張拉法 0con超張拉目的：減少應(yīng)力松弛引起的損失。5 5、張拉順序、張拉順序 （1）多根同時(shí)張拉； （2）單根張拉。3、預(yù)應(yīng)力值校核（用伸長值校核）實(shí)際伸長值與計(jì)算伸長值的相對(duì)允許偏差為6%l=Fpl/ApEs4、預(yù)應(yīng)力筋張拉力的計(jì)算Fp=mconAp（二）混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)（二）混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù) 1、澆筑要求： 同一生產(chǎn)線的構(gòu)件應(yīng)一次澆筑完畢，不允許留施工縫； 構(gòu)件應(yīng)避開溫度縫； 振搗時(shí)不應(yīng)碰撞鋼絲； 疊層生產(chǎn)時(shí)，下層混凝土強(qiáng)度達(dá)810MP

7、a，方可澆筑上層構(gòu)件； 混凝土的水灰比應(yīng)嚴(yán)格控制，振搗應(yīng)密實(shí)。 2、養(yǎng)護(hù)： 自然養(yǎng)護(hù)； 蒸汽養(yǎng)護(hù)。（三）預(yù)應(yīng)力筋放張1、放張要求 混凝土強(qiáng)度應(yīng)大于75C設(shè)；（重疊生產(chǎn)指最上層構(gòu)件） 放張過程中，應(yīng)使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件自由伸縮，避免過大的沖擊與偏心。同時(shí)還應(yīng)使臺(tái)座承受的傾覆力矩及偏心力減??； 保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)。2、放張方法 鋼絲：數(shù)量少，逐根放張(剪切、割斷）；數(shù)量多，同時(shí)放張。 粗鋼筋：數(shù)量少，逐根加熱熔斷；數(shù)量多，同時(shí)放張。 同時(shí)放張：油壓千斤頂、楔塊、沙箱3 3、放張順序、放張順序 軸心受壓構(gòu)件：同時(shí)放張。 偏心構(gòu)件：先同時(shí)放張預(yù)應(yīng)力較小區(qū)域內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋；再同時(shí)放張預(yù)應(yīng)力較大區(qū)域內(nèi)的

8、預(yù)應(yīng)力筋。 如不能滿足上述要求，應(yīng)分階段、對(duì)稱、相互交錯(cuò)進(jìn)行放張。 注意：放張時(shí)，應(yīng)拆除側(cè)模。注意：放張時(shí)，應(yīng)拆除側(cè)模。第二節(jié) 后張法施工1 1、定義：、定義： 先澆筑混凝土，后張拉預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)方法。2 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 混凝土的彈性壓縮對(duì)預(yù)應(yīng)力值的建立無直接影響； 錨具不能重復(fù)使用，成本高； 工藝比較復(fù)雜（構(gòu)件制作、留孔、穿筋、張拉、灌漿）； 可拼裝預(yù)制構(gòu)件（現(xiàn)場拼裝）。3、適用范圍現(xiàn)場制作大型構(gòu)件，避免大型構(gòu)件運(yùn)輸?shù)穆闊?。一、錨具一、錨具對(duì)錨具的要求：常用預(yù)應(yīng)力筋單根粗鋼筋、鋼筋束（鋼絞線束）、鋼絲束三類。 尺寸準(zhǔn)確； 不致產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力筋的滑移； 有足夠剛度和強(qiáng)度。2、鋼

9、筋束和鋼絞線束錨具1、單根粗鋼筋錨具一端張拉： 張拉端：螺絲端桿錨具 固定端：幫條錨具或墩頭錨具兩端張拉：螺絲端桿錨具張拉端：JM12型錨具固定端：墩頭錨具3 3、鋼絲束預(yù)應(yīng)力筋錨具、鋼絲束預(yù)應(yīng)力筋錨具（1）鋼質(zhì)錐形錨具 適用于6、12、18、24根直徑5mm碳素鋼絲（2）鋼絲束鐓頭錨具 用于錨具1254根直徑5mm碳素鋼絲的鋼絲束。（3）錐形螺桿錨具 適用于14、16、20、24、28根直徑5mm的鋼絲束。二、張拉機(jī)械1、拉桿式千斤頂：適于張拉配有螺絲端桿錨具的粗鋼筋和配有墩頭錨具的鋼絲束。2、穿心式千斤頂：適于張拉鋼絲束、鋼筋和鋼絞線束。YC型千斤頂是目前最常用的張拉千斤頂之一。3、錐錨式

10、千斤頂：適于張拉鋼絞線束以及鋼質(zhì)錐型錨具為張拉錨具的鋼絲束。三、預(yù)應(yīng)力筋的制作1、單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的制作： 包括配料、對(duì)焊、冷拉等工序。（1）兩端用螺絲端桿錨具時(shí) 預(yù)應(yīng)力筋的成品長度L1（冷拉后的全長）為：212llL 預(yù)應(yīng)力筋中鋼筋冷拉完成后的長度為L0：1102lLL預(yù)應(yīng)力筋中的鋼筋冷拉前的下料長度L為：001nlLL式中：l構(gòu)件的孔道長度。2l螺絲端桿伸出構(gòu)件外的長度。1l螺絲端桿的長度，一般為320mm。預(yù)應(yīng)力筋的冷拉率。預(yù)應(yīng)力筋的冷拉彈性回縮率。 n 對(duì)焊接頭數(shù)量。0l每個(gè)對(duì)焊接頭的壓縮量。2一端用螺絲端桿，另一端用幫條錨具時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的成品長度：321lllL預(yù)應(yīng)力筋中的鋼筋冷拉完

11、成后的長度：110lLL預(yù)應(yīng)力筋中的鋼筋下料長度：001nlLL3l式中：幫條或鐓頭錨具長度（包括墊板厚度）例：21m預(yù)應(yīng)力屋架的孔道長為20.8m，預(yù)應(yīng)力筋為冷拉HRB400鋼筋，直徑為22mm，每根長度為8m，實(shí)測冷拉率為4%,彈性回縮率為0.4%，張拉應(yīng)力為0.85fpyk。螺絲端桿長度為320mm，幫條長為50mm，墊板厚15mm，計(jì)算下列各項(xiàng)：（1）兩端用螺絲端桿錨具固定時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的下料長度為多少？（2）一端用螺絲端桿，另一端為幫條錨具時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的下料長度為多少？（3）預(yù)應(yīng)力筋的張拉力為多少？2、鋼筋束或鋼絞線束的制作（1）制作工序： 開盤下料編束（2）下料長度計(jì)算（與張拉設(shè)備和選用

12、的錨具有關(guān)） 兩端張拉 L=l+2a一端張拉 L=l+a+b a張拉端留量 b固定端留量四、后張法施工工藝(一）一）孔道留設(shè)孔道留設(shè) 預(yù)應(yīng)力筋的孔道形狀有預(yù)應(yīng)力筋的孔道形狀有直線直線、曲線曲線和和折線折線三種，三種，其直徑與布置根據(jù)構(gòu)件的受力性能、張拉錨固體系其直徑與布置根據(jù)構(gòu)件的受力性能、張拉錨固體系特點(diǎn)及尺寸確定。特點(diǎn)及尺寸確定。 預(yù)制構(gòu)件的孔道留設(shè)預(yù)制構(gòu)件的孔道留設(shè) 現(xiàn)澆構(gòu)件的孔道留設(shè)現(xiàn)澆構(gòu)件的孔道留設(shè)共共64頁頁 第第30頁頁2、孔道布置、孔道布置 孔道至構(gòu)件邊緣的孔道至構(gòu)件邊緣的凈距凈距不小于不小于40mm，孔道之間，孔道之間的的凈距凈距不小于不小于50mm；端部的預(yù)埋鋼板應(yīng)；端部的

13、預(yù)埋鋼板應(yīng)垂直于垂直于孔道孔道中心線；凡需起拱的構(gòu)件，中心線；凡需起拱的構(gòu)件，預(yù)留孔道應(yīng)隨構(gòu)件同時(shí)起預(yù)留孔道應(yīng)隨構(gòu)件同時(shí)起拱拱。 1、 孔道直徑孔道直徑 粗鋼筋的孔道直徑應(yīng)比粗鋼筋的孔道直徑應(yīng)比對(duì)焊接頭外徑對(duì)焊接頭外徑或需穿過孔或需穿過孔道的道的錨具、連接器外徑錨具、連接器外徑大大1015mm；鋼絲、鋼鉸線；鋼絲、鋼鉸線的孔道直徑應(yīng)比的孔道直徑應(yīng)比預(yù)應(yīng)力束外徑預(yù)應(yīng)力束外徑或或錨具外徑錨具外徑大大510mm，且孔道面積宜為預(yù)應(yīng)力筋凈面積的，且孔道面積宜為預(yù)應(yīng)力筋凈面積的34倍。倍。3、 孔道成型方法孔道成型方法 孔道成型有孔道成型有鋼管抽芯法、膠管抽芯法鋼管抽芯法、膠管抽芯法和和預(yù)埋波紋管法預(yù)埋

14、波紋管法。 孔道成型的要求是：孔道成型的要求是：孔道的尺寸與位置正確，孔道平順，孔道的尺寸與位置正確，孔道平順，接頭不漏漿。接頭不漏漿。 鋼管抽芯法鋼管抽芯法用于用于直線孔道直線孔道。 鋼管要求：鋼管要求：平直、表面光平直、表面光滑，每根不超過滑，每根不超過15m，超過超過15m用兩根鋼管，用兩根鋼管，中間套管連中間套管連接接； 構(gòu)件中固定：構(gòu)件中固定：用鋼筋井字用鋼筋井字架，間距不大于架，間距不大于1m； 兩根鋼管的套管連接兩根鋼管的套管連接鋼管固定鋼管固定井字架井字架 防止粘結(jié)措施：防止粘結(jié)措施：澆筑后，每隔澆筑后，每隔1015min時(shí)間時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管；鋼管； 抽管時(shí)機(jī)：抽管時(shí)機(jī)：初凝后

15、、終凝前，以手指按壓砼，初凝后、終凝前，以手指按壓砼，無明顯壓痕又不沾漿無明顯壓痕又不沾漿即可抽管；常溫下一般在砼澆即可抽管；常溫下一般在砼澆筑后筑后35h； 抽管順序：抽管順序：先上后下先上后下；先中間，后周邊先中間，后周邊；當(dāng)部；當(dāng)部分孔道有擴(kuò)孔時(shí)，先抽無擴(kuò)孔管道，后抽擴(kuò)孔管道；分孔道有擴(kuò)孔時(shí)，先抽無擴(kuò)孔管道，后抽擴(kuò)孔管道；抽管時(shí)抽管時(shí)邊抽邊轉(zhuǎn)、速度均勻、與孔道成一直線邊抽邊轉(zhuǎn)、速度均勻、與孔道成一直線。 質(zhì)量控制：質(zhì)量控制：抽管后，及時(shí)抽管后，及時(shí)檢查孔道檢查孔道并做好并做好孔道孔道清理清理工作，以防止穿筋困難。工作，以防止穿筋困難。2.3 2.3 孔道留設(shè)孔道留設(shè) 膠管抽芯法膠管抽芯法

16、可用于可用于直線直線或或曲線孔道曲線孔道。 膠管要求：膠管要求：膠管有夾布膠管或鋼絲網(wǎng)膠管兩種。膠管有夾布膠管或鋼絲網(wǎng)膠管兩種。使用前，一端封堵，另一端與閥門連接，使用前，一端封堵，另一端與閥門連接，充水充水( (氣氣) )加壓加壓至至0.50.8MPa，使膠皮管直徑使膠皮管直徑增大增大約約3mm。 構(gòu)件中固定：構(gòu)件中固定：用鋼筋井字架，間距不大于用鋼筋井字架，間距不大于0.6m； 防止粘結(jié)措施：防止粘結(jié)措施：澆筑后不需轉(zhuǎn)動(dòng)膠管，只需在澆筑后不需轉(zhuǎn)動(dòng)膠管，只需在抽管前抽管前放水放水( (氣氣) )降壓降壓，待管徑，待管徑縮小縮小與砼與砼脫離脫離即可抽即可抽管；管； 抽管時(shí)機(jī)：抽管時(shí)機(jī)：抽管時(shí)間

17、比鋼管略遲；抽管時(shí)間比鋼管略遲； 抽管順序：抽管順序：先上后下；先曲后直先上后下；先曲后直。 預(yù)埋波紋管法預(yù)埋波紋管法預(yù)埋管法可采用薄鋼預(yù)埋管法可采用薄鋼管、鍍鋅鋼管和管、鍍鋅鋼管和金屬螺旋管金屬螺旋管、塑料波紋管塑料波紋管，埋入后，埋入后不再抽出，可用于各類形狀的孔道，是目前不再抽出，可用于各類形狀的孔道，是目前大力推大力推廣的孔道留設(shè)方法廣的孔道留設(shè)方法。 波紋管要求：波紋管要求：在在1KN徑向力作用下不變形，使徑向力作用下不變形，使用前進(jìn)行用前進(jìn)行灌水試驗(yàn)灌水試驗(yàn)，檢查有無滲漏，防止水泥漿流，檢查有無滲漏，防止水泥漿流入管內(nèi)堵塞孔道；安裝就位過程中避免反復(fù)彎曲，入管內(nèi)堵塞孔道；安裝就位過

18、程中避免反復(fù)彎曲，以防管壁開裂。以防管壁開裂。塑料波紋管塑料波紋管 金屬螺旋管金屬螺旋管 構(gòu)件中固定：構(gòu)件中固定：用鋼筋井字架用鋼筋井字架, ,間距不大于間距不大于0.81.0m;螺旋管固定后，必須用鉛絲與鋼筋螺旋管固定后，必須用鉛絲與鋼筋扎牢扎牢，防，防止?jié)仓艜r(shí)止?jié)仓艜r(shí)螺旋管上浮螺旋管上浮而造成嚴(yán)重事故。而造成嚴(yán)重事故。曲線孔道的固定曲線孔道的固定 （二）預(yù)應(yīng)力筋的張拉核心問題預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力控制1、張拉控制應(yīng)力和超張拉最大應(yīng)力 （1）張拉控制應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力鋼材品種 先張法 后張法 碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線 0.75 0.70 熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲 0.70 0.60 冷拉鋼筋 0.90 0.85pukfpukfpukfpukfpykfpykf（2）超張拉最大應(yīng)力冷拉鋼筋（軟鋼） 0.90鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋（硬鋼） 0.75pykfpukf2、預(yù)應(yīng)力筋張拉順序 應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行，如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，應(yīng)采取分批分階段對(duì)稱進(jìn)行。5、張拉注意事項(xiàng)（1）混凝土強(qiáng)度要求：張拉時(shí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；若設(shè)計(jì)無要求 時(shí)，不應(yīng)低于75C設(shè)計(jì)。 塊體拼裝，立縫處混凝土或砂漿強(qiáng)度， 不應(yīng)低于15MPa或40C設(shè)計(jì)。（2）多根預(yù)應(yīng)力筋張拉：當(dāng)不可能同時(shí)張拉時(shí)，宜分批、分階 段、對(duì)稱地張拉。（3）重疊多層張拉：現(xiàn)場生產(chǎn)構(gòu)件，重疊多層構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力的 施加，其損失自上而下逐層增加。 重疊構(gòu)件張拉宜先上