预应力混凝土工程 (2)课件.ppt

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1、关于预应力混凝土工程(2)第1页，此课件共90页哦 在外荷载作用于构件之前，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区的混凝土预先施加压力，产生预压应力，延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝土预应力混凝土。n施加预应力的目的：n 提高结构或构件的抗裂度；n 提高结构或构件的刚度；n 充分发挥高强钢材的作用；n 把散件拼成整体。第2页，此课件共90页哦分类1：先张法和后张法混凝土2：有粘结和无粘结混凝土3：全预应力和部分预应力混凝土优点:能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和

2、高强度等级的混凝土。与普通混凝土相比，在同样条件下具有截面小、自重轻、质量好、材料省（要节约钢材2040），并能扩大预制装配化程度。为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。当采用冷拉HRB335、HRB400钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30；当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。第3页，此课件共90页哦4.4.1 4.4.1 先先 张张 法法先先张张法法：在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，进行绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待混凝土达到规定的强度，保

3、证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。第4页，此课件共90页哦夹具横梁台座预应力筋台面A、张拉预应力筋、张拉预应力筋混凝土构件B、浇筑混凝土构件、浇筑混凝土构件C、放张施加预应力、放张施加预应力第5页，此课件共90页哦先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。先张法生产时，可采用台座法和钢模法。采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋放松前，其拉力由台座承受。采用钢模法时，构件连同钢模通过固定的机组，按流水方

4、式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。第6页，此课件共90页哦一一 先张法施工准备先张法施工准备 台座由台面、横梁和承力结构等组成，是先张法生产的主要设备。预应力筋全部施工过程都在台座上完成；预应力筋放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台座应有足够的强度、刚度和稳定性。（1）墩式台座 墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。（一）（一）台座台座 第7页，此课件共90页哦重力式重力式墩式台座的几种形式墩式台座的几种形式与台面共同作用式与台面共同作用式构架式构架式桩基构架式桩基构架式第8页

5、，此课件共90页哦 台墩 台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。台面 台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚150mm夯实碎石垫层上，浇筑60100mm厚C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有3%的排水坡度。第9页，此课件共90页哦 横梁 横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。墩式台座一般用于生产小型构件。生产钢弦混凝土

6、构件的墩式台座，其长度常为100150米，这样既可利用钢丝长的特点，张拉一次可生产多根构件，减少张拉及临时固定工作，又可减少钢丝滑动或台座横梁变形引起的应力损失。第10页，此课件共90页哦（2）槽式台座n槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成。n槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。n台座长度应便于生产多种构件：一般为45米（可生产6根6米长的吊车梁）或76米（可生产10根6米长的吊车梁，或24米屋架3榀，或18米屋架4榀）。此外，在施工现场亦可利用条石或已预制好的柱、桩和基础梁等构件，装配成简易式台座。第11页，此课件共90页哦槽式台座槽式台

7、座传力传力柱柱砖墙砖墙上横梁上横梁下横梁下横梁砖墙砖墙传力传力柱柱第12页，此课件共90页哦n夹具是预应力筋进行张拉和临时固定的工具，要求夹具工作可靠，构造简单，施工方便，成本低。n按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。1张拉夹具 张拉夹具是将预应力筋与张拉机械连接起来，进行预应力张拉的工具。常用的张拉夹具有：（1）偏心式夹具 偏心式夹具是由一对带齿的月牙形偏心块组成的。（2）楔形夹具 楔形夹具是由锚板和楔块组成的。（二）（二）夹具夹具 第13页，此课件共90页哦(a)偏心式夹具(b)偏心式夹具(c)楔形夹具第14页，此课件共90页哦2锚固夹具 锚固夹具是将预应力筋临时固定在台座横梁上的工具

8、。常用的锚固夹具有：（1）锥形夹具n 锥形夹具是用来锚固预应力钢丝的，由中间开有圆锥形孔的套筒和刻有细齿的锥形齿板或锥销组成。分别称为圆锥齿板式夹具和圆锥三槽式夹具。(2)圆套筒三片式夹具 n钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成。第15页，此课件共90页哦锥销夹具锥销夹具圆套筒三片式夹具圆套筒三片式夹具方套筒二片式夹具方套筒二片式夹具圆套筒二片式夹具圆套筒二片式夹具第16页，此课件共90页哦钢质锥形夹具钢质锥形夹具第17页，此课件共90页哦固定端镦头夹具固定端镦头夹具单根镦头钢筋螺杆夹具单根镦头钢筋螺杆夹具（3）镦头夹具预应力钢丝或钢筋的固定端常采用镦头锚固。第18页，此课件共90页

9、哦穿心式千斤顶用于直径1220mm的单根钢筋、钢绞线或钢丝束的张拉。YC20型穿心式千斤顶的最大张拉力为20kN，最大行程为200mm。适用于用圆套筒三片式夹具张拉锚固1220mm单根冷拉HRB335、HRB400和RRB400钢筋。第19页，此课件共90页哦第20页，此课件共90页哦第21页，此课件共90页哦第22页，此课件共90页哦第23页，此课件共90页哦第24页，此课件共90页哦第25页，此课件共90页哦第26页，此课件共90页哦二二 先张法施工工艺先张法施工工艺 1）张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，应按设计规定采用。预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。其张拉控制

10、应力不得超过下下表表的规定，施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高3%5%。1 1张拉控制应力和张拉程序张拉控制应力和张拉程序 第27页，此课件共90页哦张拉控制应力限值 钢筋种类 张拉方法 先张法 后张法 消除应力钢丝、钢绞线 热处理钢筋 冷拉钢筋0.75fptk 0.70fptk0.9fpyk0.70fptk0.65fptk0.85fpyk第28页，此课件共90页哦2）张拉程序可按下列之一进行：或其中con为预应力筋的张拉控制应力为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用的张力程序。预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序0103%con。第29页，此课件共90页哦n预应力钢筋的张拉

11、力，一般用伸长值校核。n预应力筋理论伸长值L按下式计算：式中 FP 预应力筋平均张拉力，kN；轴线张拉取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；L 预应力筋的长度，mm；AP 预应力筋的截面面积，mm2；ES 预应力筋的弹性模量，kN/mm2。n预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为10%con时测量，并加初应力以内的推算伸长值。2 2预应力值的校核预应力值的校核 第30页，此课件共90页哦（1）预应力钢筋的接长与冷拉 预应力钢筋的接长及预应力钢筋与螺丝端杆的连接，宜采用对焊连接，且应先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的强度。3 3张拉前的准备张拉前的准

12、备 第31页，此课件共90页哦(3)预应力筋的张拉力计算 控制张拉力：FP=conAPn超张拉力：F=（103105）%conAPn第32页，此课件共90页哦（1）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算值的偏差不得超过6%，否则应停拉；（2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座)（3）多根成组张拉，初应力应一致（10%con），(测力计抽查)（4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松（5）拉完的筋位置偏差5mm，且构件截面短边的4%（6）冬施张拉时，温度15（7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。4 4预应力筋的张拉预应力筋的张拉 第33页，此课件共90页哦条件：混凝土达到

13、设计规定且75%强度值后。(1)放张顺序 n预应力筋放张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可按下列要求进行：n承受轴心预压力构件的所有预应力筋应同时放张；承受偏心预压力构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋。n当不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、互相交错地放张。n放张后预应力筋的切断顺序宜由放张端开始，逐次切向另一端。5 5预应力筋放张预应力筋放张 第34页，此课件共90页哦（2）放张方法 对于预应力钢丝混凝土构件，配筋不多的预应力丝放张采用剪切、割断和熔断的方法，从中间向两侧逐根进行；配筋较多的预应力钢丝放张采用同时放张的方法，以免最后的钢丝因应

14、力突然增大而断裂或使构件端部开裂。对于预应力钢筋混凝土构件，配筋不多的预应力筋放张采用逐根加热熔断或借预先设置在钢筋锚固端的楔块等单根放张。构件预应力筋较多时，所有钢筋应同时放张，可采用砂箱、楔块等放松装置。v砂箱装置如图图所示。v楔块放张装置如图图所示。第35页，此课件共90页哦横梁螺杆螺母承力板台座钢块钢块钢楔块楔块放张法楔块放张法活塞钢套箱进砂口出砂口砂子钢套箱底板砂箱放张法砂箱放张法第36页，此课件共90页哦4.4.2 4.4.2 4.4.2 4.4.2 后后后后 张张张张 法法法法后后张张法法：先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入

15、预应力筋进行张拉，并利用锚具把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。预应力混凝土后张法生产工艺见图图所示。第37页，此课件共90页哦第38页，此课件共90页哦后张法施工由于直接在钢筋混凝土构件上进行预应力筋的张拉，所以不需要固定台座设备，不受地点限制，它既适用于预制构件生产，也适用于现场施工大型预应力构件，而且后张法又是预制构件拼装的手段。后张法施工工序较多，工艺复杂，锚具作为预应力筋的组成部分将永远留置在构件上，不能重复使用。第39页，此课件共90页哦第40页，此课件共90页哦第41页，此课件共90页哦一一 预应力筋、锚具和张拉机具预应力筋、锚具和张拉机具 1 1单根粗钢筋单根粗钢筋 (1)锚具

16、单根粗钢筋的预应力筋，如果采用一端张拉，则在张拉端用螺丝端杆锚具，固定端用帮条锚具或镦头锚具；如果采用两端张拉，则两端均用螺丝端杆锚具。第42页，此课件共90页哦螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具第43页，此课件共90页哦LM型螺丝端杆锚具 用于预应力钢筋的张拉锚固，依靠对焊与预应力钢筋连接。第44页，此课件共90页哦帮条锚具帮条锚具第45页，此课件共90页哦(2)张拉设备 张拉设备由液压千斤顶、供油用的高压油泵和外接油管三部分组成。n 千斤顶 在后张法中，目前常用的千斤顶有 拉杆式千斤顶（代号为YDL)穿心式千斤顶(代号为YDC).锥锚式千斤顶（代号为YDZ)千斤顶的选择主要依据锚具型式和总张拉力的大

17、小。第46页，此课件共90页哦YDL-600拉拉杆式千杆式千斤顶斤顶第47页，此课件共90页哦YDC600型千斤顶型千斤顶工作原理图工作原理图配装撑脚和配装撑脚和拉杆后的外拉杆后的外貌图貌图第48页，此课件共90页哦第49页，此课件共90页哦2 2钢筋束、钢绞线钢筋束、钢绞线 (1)锚具 钢筋束、钢绞线采用的锚具有JM型、XM型、QM型和镦头锚具。第50页，此课件共90页哦JM12锚具镦头锚具JM12锚具JM12锚具(a)l1JM126锚具锚具第51页，此课件共90页哦第52页，此课件共90页哦第53页，此课件共90页哦 XM型和QM型锚具 由锚环和夹片组成。第54页，此课件共90页哦 QM型

18、锚具 QM型锚具与XM型锚具相似，它也是由锚板和夹片组成。但锚孔是直的，锚板顶面是平的，夹片垂直开缝。此外，备有配套喇叭形铸铁垫板与弹簧等。第55页，此课件共90页哦 镦头锚具用于固定端，它由锚固板和带镦头的预应力筋组成。第56页，此课件共90页哦二二 施工工艺施工工艺 后张法施工工艺与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。1 1孔道留设 构件中留设孔道主要为穿预应力钢筋（束）及张拉锚固后灌浆用。孔道留设的基本要求：孔道直径应保证预应力筋（束）能顺利穿过。一般应比预应力筋的外径（包括钢筋对焊接头的外径或需穿入孔道的锚具外径）大10-15mm。第57页，此课件共90页哦 孔道

19、的尺寸与位置应正确，孔道的线形应平顺，接头不漏浆等。在设计规定位置上留设灌浆孔，如孔道的端部或中部，其孔距不宜大于12m。孔道端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线。在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，必要时可在最低点设置排水管，灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。第58页，此课件共90页哦 预留孔道形状有直线、曲线和折线形，孔道留设方法：（1）钢管抽芯法预先将平直、表面圆滑的钢管埋设在模板内预应力筋孔道位置上。在开始浇筑至浇筑后拔管前，间隔一定时间要缓慢匀速地转动钢管；待混凝土初凝后至终凝之前，用卷扬机匀速拔出钢管即在构件中形成孔道。第59页，此课件共90页哦钢管抽芯法只用于留设直线孔道

20、，钢管用钢筋井字架固定，间距不宜大于1m，钢管长度不宜超过15m，钢管两端各伸出构件500mm左右，以便转动和抽管。构件较长时，可采用两根钢管，中间用套管连接（图图）。抽管时间与水泥品种、浇筑气温和养护条件有关，常温下在混凝土浇筑后3-6h。抽管顺序宜先上后下，抽管方法可用人工或卷扬机。抽管要边抽边转，速度均匀，并与孔道成一直线。第60页，此课件共90页哦胶管与阀门连接胶管与阀门连接钢管的连接钢管的连接胶管的封端处理胶管的封端处理第61页，此课件共90页哦（2）胶管抽芯法 胶管采用57层帆布夹层，壁厚67mm的普通橡胶管，用于直线、曲线或折线孔道成型。胶管一端密封，另一端接上阀门，安放在孔道设

21、计位置上；使用前先充气或充水，保持压力0.8-1.0MPa，固定胶管的井字架间距不宜大于500mm。抽管时，待混凝土初凝后、终凝前，将胶管阀门打开放水（或放气）降压，胶管回缩与混凝土自行脱落。一般按先上后下、先曲后直的顺序将胶管抽出。第62页，此课件共90页哦（3）预埋管法 预埋管法是用钢筋井字架将黑铁皮管、薄钢管或金属螺旋管固定在设计位置上，在混凝土构件中埋管成型的一种施工方法。波纹管质量轻、刚度好、弯折方便、连接容易、与混凝土粘结性能好，可做成各种形状的孔道并省去抽管工序，具有较大的推广价值。适用于预应力筋密集或曲线预应力筋的孔道埋设，但电热后张法施工中，不得采用波纹管或其他金属管埋设的管

22、道。第63页，此课件共90页哦金属螺旋管金属螺旋管第64页，此课件共90页哦第65页，此课件共90页哦螺旋管的连接螺旋管的连接螺旋管上留灌浆孔螺旋管上留灌浆孔螺旋管的固定螺旋管的固定第66页，此课件共90页哦2 2预应力筋张拉 预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求，施工时预应力筋需超张拉，可比设计要求提高3%5%。（1）穿筋 成束的预应力筋将一头对齐，按顺序编号套在穿束器上。第67页，此课件共90页哦（2）预应力筋张拉程序 预应力筋的张拉程序，主要根据构件类型、张锚体系、松弛损失取值等因素来确定。用超张拉方法减少预应力筋的松弛损失时，预应力筋的张拉程序宜为：如果预应力筋张拉吨位不大，根数很多，

23、而设计中又要求采取超张拉以减少应力松弛损失时，其张拉程序可为：第68页，此课件共90页哦（3）预应力筋的张拉方法 张拉方法 有一端张拉和两端张拉。（1）对抽芯法：长度24 m直孔一端张拉（多根筋时，张拉端设在结构两端）；长度24 m直孔、曲线孔两端张拉。（2）对埋螺旋管法：长度30 m直孔一端张拉；长度30 m直孔、曲线孔两端张拉。第69页，此课件共90页哦（4）预应力筋的张拉顺序 预应力筋张拉顺序应按设计规定进行；如设计无规定时，应采取分批分阶段对称地进行。图图所示是预应力混凝土屋架下弦预应力筋张拉顺序。图图所示是预应力混凝土吊车梁预应力筋采用两台千斤顶的张拉顺序，对配有多根不对称预应力筋的

24、构件，应采用分批分阶段对称张拉。平卧重叠浇筑的预应力混凝土构件，张拉预应力筋的顺序是先上后下，逐层进行。第70页，此课件共90页哦第71页，此课件共90页哦第72页，此课件共90页哦3 3 孔道灌浆1.目的：防止生锈；使预应力筋与构件混凝土有效粘结，以控制裂缝的开展并减轻梁端锚具的负荷，增加整体性。2.基本要求：（尽早进行，饱满、密实）水泥42.5级普硅；水泥浆强度20MPa；水灰比0.4左右，不得大于0.45；泌水率：拌后三小时宜2%，最大3%可掺无腐蚀性外加剂：铝粉（水泥重的0.51/万），木钙（0.25%），微膨胀剂；施工时，孔道湿润、洁净，连续由下层孔到上层；灌满孔道并封闭排气孔后，加

25、压0.50.6MPa，稍后再封闭灌浆孔；不掺外加剂时，可用二次灌浆法。第73页，此课件共90页哦4 单根粗钢筋预应力筋制作（P193）单根粗钢筋预应力筋的制作，包括配料、对焊、冷拉等工序。预应力筋的下料长度应计算确定，计算时要考虑结构构件的孔道长度、锚具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头的预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值等。第74页，此课件共90页哦n下料长度计算：下料长度计算：n当两端用螺丝端杆锚具时钢筋下料长度：钢筋下料长度：22n第75页，此课件共90页哦当一端用螺杆、一端用帮条时:钢筋下料长度：钢筋下料长度：213n第76页，此课件共90页哦4.4.3 4.4.3 4.4.3 4.4.3

26、无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工 后后张张法法无需预留管道与灌浆，而是将无粘结预应力筋同普通钢筋一样铺设在结构模板设计位置上，用2022号铁丝与非预应力钢丝绑扎牢靠后浇筑混凝土；待混凝土达到设计强度后，对无粘结预应力筋进行张拉和锚固，借助于构件两端锚具传递预压应力。第77页，此课件共90页哦1 1 无粘结预应力筋无粘结预应力筋 无粘结预应力筋是由7根5mm高强钢丝组成的钢丝束或扭结成的钢绞线，通过专门设备涂包涂料层和包裹外包层构成的。涂料层一般采用防腐沥青。无粘结预应力混凝土中，锚具必须具有可靠的锚固能力，要求不低于无粘结预应力筋抗拉强度

27、的95%。第78页，此课件共90页哦第79页，此课件共90页哦无粘结预应力筋 第80页，此课件共90页哦2 2 无粘结预应力混凝土施工工艺无粘结预应力混凝土施工工艺 铺设双向配筋的无粘结预应力筋时，应先铺设标高低的钢丝束，再铺设标高较高的钢丝束，以避免两个方向钢丝束相互穿插。无粘结预应力筋应在绑扎完底筋以后进行铺放。无粘结预应力筋应铺放在电线管下面。（1 1）无粘结预应力筋的铺放与定位 第81页，此课件共90页哦（1）无粘结钢丝束镦头锚具 如图图所示。张拉端钢丝束从外包层抽拉出来，穿过锚杯孔眼镦粗头。（2）无粘结钢绞线夹片式锚具 如图图所示。无粘结钢绞线夹片式锚具常采用XM型锚具，其固定端采用

28、压花成型埋置在设计部位，待混凝土强度等级达到设计强度后，方能形成可靠的粘结式锚头。（2 2）端部锚具节点安装 第82页，此课件共90页哦第83页，此课件共90页哦第84页，此课件共90页哦第85页，此课件共90页哦混凝土强度达到设计强度时才能进行张拉。张拉程序采用0103%con。张拉顺序应根据设计顺序，先铺设的先张拉，后铺设的后张拉。锚具外包浇筑钢筋混凝土圈梁。（3 3）无粘结预应力筋的张拉及锚头处理 第86页，此课件共90页哦蓝色塑料管包裹的无粘结筋，带锚固端（挤压锚具）蓝色塑料管包裹的无粘结筋，带锚固端（挤压锚具）第87页，此课件共90页哦带张拉端的一张，张拉端用白色高密度的泡沫块作为穴模带张拉端的一张，张拉端用白色高密度的泡沫块作为穴模第88页，此课件共90页哦有破损的，应该用胶布包起来，以免漏油。尤其天热的时候。有破损的，应该用胶布包起来，以免漏油。尤其天热的时候。第89页，此课件共90页哦15.09.2022感感谢谢大大家家观观看看第90页，此课件共90页哦