預應力混凝土工程

1、預應力混凝土工程概述 預應力混凝土：在結構承受外荷載之前，預先對其在外荷載作用下的受拉區(qū)施加壓應力，以改善結構使用性能的這種結構形式稱之為預應力結構。 預應力結構具有如下的一些特點：改善結構的使用性能，提高結構的耐久性；減小構件截面高度，減輕自重；充分利用高強鋼材；具有良好的裂縫閉合性能與變形恢復性能；提高抗剪承載力；提高抗疲勞強度，此外，預應力混凝土結構具有良好的經(jīng)濟性。 預應力筋 對預應力筋的基本要求是高強度、較好的塑性以及較好的粘結性能。 預應力筋通常由單根或成束的鋼絲、鋼絞線或鋼筋組成。 高強鋼筋：分為冷拉熱軋低合金鋼筋和熱處理低合金鋼筋兩種。 高強鋼絲：分為冷拉和矯直回火兩種，按外形

2、分為光面、刻痕和螺旋肋三種。常用的高強鋼絲的直徑（mm）有： 4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等幾種。 預應力筋 鋼絞線：是用冷拔鋼絲絞扭而成，其方法是在絞線機上以一種稍粗的直鋼絲為中心，其余鋼絲則圍繞其進行螺旋狀絞合（如圖），再經(jīng)低溫回火處理即可。 預應力筋 非金屬預應力筋：主要是指用纖維增強塑料（簡稱FRP）制成的預應力筋，主要有玻璃纖維增強塑料（GFRP）、芳綸纖維增強塑料（AFRP）及碳纖維增強塑料（CFRP）預應力筋等幾種形式。 預應力的施加方法 先張法、后張法、后張自錨法、電熱法、自張法。第一節(jié) 先張法 先張法： 先張法預應力的產生：預應力筋的回彈力。 先張法預應力的

3、傳遞：通過預應力筋與混凝土之間的粘結力。 先張法施工的應用：預制廠長線臺座生產預應力構件。先張法施工示意圖 a）張拉預應力鋼筋； b）制作混凝土構件； c）構件獲得預應力。一、先張法施工的機具和設備 先張法施工的機具和設備主要包括：臺座、夾具、張拉機具等。（一）臺座 臺座的作用：臺座承受全部預應力筋的拉力，所以臺座應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，以防止因臺座的變形、傾覆和滑移引起的預應力損失。 常用的臺座有：墩式臺座、槽式臺座、樁式臺座等。1、墩式臺座其他臺座形式臺座的穩(wěn)定驗算 抗傾覆驗算： 抗滑移驗算：22110(5 . 1lGlGMeTMMMK+=穩(wěn)定力矩）傾覆力矩）3 . 110TTK

4、=2、槽式臺座 1、鋼筋混凝土壓桿；2、磚墻；3、下橫梁；4、上橫梁。（二）夾具（J） 根據(jù)夾具的作用分：張拉夾具和錨固夾具。 根據(jù)夾持的鋼筋類型分：鋼絲夾具和鋼筋夾具。1、鋼絲張拉夾具 鋼絲張拉夾具有：偏心夾具 鉗式夾具 楔形夾具2、鋼絲錨固夾具 圓錐齒板式夾具 圓錐齒槽式夾具 楔形夾具 固定端鐓頭夾具3、鋼筋張拉夾具 偏心夾具 鉗式夾具 楔形夾具 壓銷式夾具 螺絲端桿夾具4、鋼筋錨固夾具 圓套筒兩片式夾具 圓套筒三片式夾具 固定端的鐓頭夾具（三）張拉機具 電動螺桿張拉機、液壓張拉機（拉桿式千斤頂、穿心式千斤頂、錐錨式千斤頂）、卷揚機等張拉設備。張拉機具 油壓千斤頂成組張拉張拉機具 卷揚機張

5、拉單根預應力鋼筋張拉機具 電動螺桿張拉機張拉預應力鋼筋張拉機具 YC20穿心式千斤頂張拉預應力筋二、先張法施工工藝 先張法施工工藝流程圖： 臺座 預應力筋的制作 支底模、安放骨架及預應力鋼筋 張拉機具準備 調整初應力 張拉預應力鋼筋 支側模、安放預埋件 混凝土制備 澆注混凝土 制作混凝土試塊 養(yǎng)護 拆模 構件脫模 放松預應力筋 試塊試壓（一）預應力筋的張拉 初應力的調整： 張拉控制應力和超張拉最大應力： 張拉程序：0 105con 持荷2分鐘 con；0 103con 張拉伸長值的計算：預應力筋種類張拉控制應力超張拉最大應力碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線0.75fpuk0.8fpuk冷拔低碳鋼絲、

6、熱處理鋼筋0.7fpuk0.75fpuk冷拉熱軋鋼筋0.9fpyk0.95fpykPconPSPPAmFEAlFl=（二）混凝土的澆筑和養(yǎng)護 混凝土的收縮和徐變（三）預應力筋的放張 1、放張對混凝土強度的要求：75 2、放張的一般規(guī)定： （1）軸心受預壓構件（如壓桿、樁等），所有預應力筋應同時放張； （2）偏心受預壓構件（如梁等），應先同時放張預應力較小區(qū)域的預應力筋，再同時放張預應力較大區(qū)域的預應力筋。 （3）如不能滿足（1）、（2）的放張要求，應分階段、對稱、相互交錯地放張預應力筋。3、預應力筋同時放張方法 預應力筋同時放張常采用： （a）千斤頂放張法、 （b）楔塊放張法、 （c）砂箱放張

7、法。第二節(jié) 后張法 后張法： 后張法預應力的產生：預應力筋的回彈力。 后張法預應力的傳遞：通過預應力筋兩端的錨具，將預應力筋的回彈力施加在混凝土構件的兩端，形成預壓應力。 后張法施工的應用：現(xiàn)場生產預應力構件（如：預應力屋架、預應力吊車梁等）。后張法施工示意圖（a）制作混凝土構件；（b）張拉預應力筋；（c）預應力筋錨固和孔道灌漿一、后張法施工的錨具（M） （一）單根鋼筋錨具 1、螺絲端桿錨具2、幫條錨具3、鐓頭錨具（二）鋼筋束（鋼絞線束）錨具 常用錨具： JM型錨具、KTZ型錨具、鐓頭錨具、XM和QM型錨具 1、JM型錨具2、KTZ型錨具3、鐓頭錨具4、XM和QM型錨具 錨固七根鋼絲的XM型錨

8、具 單根粗鋼筋兩端采用螺絲端桿錨具0121-122-nllllL+=預應力筋的制作單根粗鋼筋一端螺絲端桿錨具，另一端幫條錨具（或鐓頭錨具）0142101321-1-1-nlllllLnlllllL+=+=或三、張拉設備 1、拉桿式千斤頂（YL）： 2、穿心式千斤頂（YC）： 3、錐錨式千斤頂（YZ）：四、后張法施工工藝 后張法施工流程圖：（一）孔道的留設 1、鋼管抽芯法： 2、膠管抽芯法： 3、預埋波紋管法：（二）預應力筋的張拉 1、一般規(guī)定： 2、張拉控制應力和張拉程序： 3、張拉方法： 4、張拉順序：（三）孔道灌漿 孔道灌漿材料： 孔道灌漿方法：第四節(jié) 無粘結預應力簡介 無粘結預應力結構的

9、主要施工工序為：將無粘結預應力筋準確定位，并與普通鋼筋一起綁扎形成鋼筋骨架，然后澆筑混凝土；待混凝土達到預期強度后（一般不低于混凝土設計強度的75%）進行張拉（一端錨固一端張拉或兩端同時張拉）。張拉完成后，在張拉端用錨具將預應力筋錨住，形成無粘結預應力結構 。特點 無粘結預應力施工工藝的基本特點與有粘結后張法預應力比較相似，區(qū)別在于無粘結預應力的施工過程較為簡單，它避免了預留孔道、穿預應力筋以及壓力灌漿等施工工序，此外，無粘結預應力其預應力的傳遞完全依靠構件兩端的錨具，因此對錨具的要求要高得多。 預應力筋鋪設 無粘結預應力筋在平板結構中常常為雙向曲線配置，因此其鋪設順序很重要。如鋼絲束的鋪設一

10、般根據(jù)雙向鋼絲束交點的標高差，繪制鋼絲束的鋪設順序圖，鋼絲束波峰低的底層鋼絲束先行鋪設，然后依次鋪設波峰高的上層鋼絲束，這樣可以避免鋼絲束之間的相互穿插。鋼絲束鋪設波峰的形成是用鋼筋制成的“馬凳”來架設。一般施工順序是依次放置鋼筋馬凳，然后按順序鋪設鋼絲束，鋼絲束就位后，進行調整波峰高度及其水平位置，經(jīng)檢查無誤后，用鉛絲將無粘結預應力束與非預應力鋼筋綁扎牢固，防止鋼絲束在澆筑混凝土施工過程中位移。 預應力張拉 無粘結預應力筋的張拉與普通后張法帶有螺母錨具的有粘結預應力鋼絲束張拉方法相似。張拉程序一般采用0 l03%con進行錨固。由于無粘結預應力筋多為曲線配筋，故應采用兩端同時張拉。無粘結預應

11、力筋的張拉順序，應根據(jù)其鋪設順序，先鋪設的先張拉，后鋪設的后張拉。 預應力筋的張拉 無粘結預應力筋一般長度大，有時又呈曲線形布置，如何減少其摩阻損失值是一個重要的問題。影響摩阻損失值的主要因素是潤滑介質、包裹物和預應力筋截面形式。摩阻損失值，可用標準測力計或傳感器等測力裝置進行測定。施工時，為降低摩阻損失值，宜采用多次重復張拉工藝。 錨頭端部的處理 無粘結預應力筋由于一般采用鐓頭錨具，錨頭部位的外徑比較大，因此，鋼絲束兩端應在構件上預留有一定長度的孔道，其直徑略大于錨具的外徑。鋼絲束張拉錨固以后，其端部便留下孔道，并且該部分鋼絲沒有涂層，為此應加以處理保護預應力鋼絲。 錨頭端部的處理 無粘結預應力筋錨頭端部處理，目前常采用兩種方法：第一種方法系在孔道中注入油脂并加以封閉，如圖4-a所示。第二種方法系在兩端留設的孔道內注入環(huán)氧樹脂水泥砂漿，其抗壓強度不低于35 MPa。灌漿時