1、第五章 预应力混凝土工程,先张法施工 后张法施工,概述：1、预应力混凝土：在结构或构件承受使用荷载前，对受拉区的混 凝土预先施加压应力, 以抵消或减少使用荷载作用 下产生的拉应力。2、施加预应力的目的：提高结构或构件的抗裂度；提高结构或构件的刚度；充分发挥高强钢材的作用；,3、施加预应力的方法：张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋，并锚固在 其端部，将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，即 产生预应力。 4、预应力混凝土的施工方法： 按施工顺序分：先张法；后张法。按张拉方法分：机械张拉（液压或电动螺杆）电热张拉,第一节 先张法施工,工艺过程：张拉固定钢筋浇混凝土养护（至75%强度）放松钢筋 适用
2、于：构件厂生产中、小型构件:楼板 屋面板 吊车梁 薄腹梁,一、先张法施工的设备,（一）台座： 1、要求：足够的强度、刚度和稳定性；满足生产工艺的要求。 2、形式：墩式长度100150m，适于中、小型构件。槽式长4576m，适于双向预应力构件， 易于蒸汽养护。钢模台座,重力式,墩式台座的几种形式,与台面共同作用式,构架式,（二）夹具：,1、锚固夹具：锥形（锥销式、二片式、三片式） 锚固单根直径1214预应力筋；,锥销夹具,圆套筒二片式夹具,镦头锚具用于：冷拉筋、冷拔丝、碳素钢丝（冷镦）。要求：镦头强度不低于材料强度的98%，,2、张拉夹具： 偏心式、楔形。,（三）张拉机械,1、穿心式千斤顶：YC
3、20型，最大拉力20t、行程200mm;适于：1220单根钢筋。 2、电动螺杆：拉力3060t、行程800mm;用于：钢筋、钢丝。 3、卷扬机滑车组。,二、先张法施工工艺,（一）张拉预应力筋： 1、张拉程序01.05con（持荷2分钟）con01.03con超张拉：减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损失。,2、控制应力及最大应力：,预应力筋种类 先张法 后张法 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 0.80fptk 0.75fptk 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 0.75fptk 0.7fptk 冷拉钢筋 0.95fpyk 0.9fpyk fptk：极限抗拉强度标准值fpyk：屈服强度标准值,超张拉可比设计要
4、求提高5%，但最大张拉控制应力不得超过下列规定：,3、张拉要点：,（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6mm； （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 （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。,（二）混凝土浇筑与养护：,1、混凝土一次浇完，混凝土C30。 2、防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水 泥，水灰比0.5，级配良好，振捣密实（特别 是端部）。 3、防止碰撞、踩踏钢丝。 4、减少应力
5、损失：非钢模台座生产，采取二次 升温养护，(开始温差20，达10MPa后按正常 速度升温）。,(三) 预应力筋放松：,1.条件：混凝土达到设计规定且75%强度值。 2.方法： 锯断，剪断，熔断 3.要点： 放张顺序：轴心受压构件: 同时放；偏心受压构件: 先同时放 预压应力小的区域的，再同 时放大的区域的；其它构件:应分阶段、对称、相互交错放张。 粗筋放张应缓慢 （砂箱法、楔块法）。,第二节 后张法施工,工艺过程：浇筑混凝土结构或构件（留孔） 养护拆模（达75%强度后）穿筋张拉固定孔道灌 浆（浆达15N/mm2,混凝土达100%后）移动、吊装。 适于：大构件及结构的现场施工。 特点：不需台座；
6、但工序多、工艺复杂，锚具不能重 复利用。,一、预应力筋、锚具和张拉机具 （一）单根粗筋（直径1836mm）,1、锚具： （1）螺丝端杆锚具螺杆45#钢，钢筋冷拉前焊接好；螺母、垫板适于:直径1836mm筋。,（2）帮条锚具（帮条与预应力筋 同级，互成120， E50焊条； 垫板 用3#钢）适于:冷拉HRB335、HRB400级筋；,2、预应力筋制作：,工序：下料对焊冷拉。 下料长度计算： 当两端用螺丝端杆锚具时,钢筋下料长度：,某车间采用21m后张预应力屋架，下弦预应力用28mm的钢筋， 两端均用螺丝端杆锚具，已知构件下旋孔道长20.8m,测得钢筋的冷拉率3，弹性回缩率0.5 ，端杆螺丝长32
7、0mm,外露在构件 外面长度120mm,预应力钢筋采用三段钢筋焊接 而成，试计算钢 筋下料长度。每个钢筋焊接接头损耗量n=4 d=0.025mm,n=4 d=0.025mm,=20m,（二）钢筋束、钢绞线束：,1、锚具： 张拉端: JM12型锚具：锚环、夹片用45#钢。,非张拉端钢筋可用镦头锚具（固定板）；钢绞线可用挤压锚具,（三）钢丝束：,1、锚具：张拉端：锥形螺杆锚具（由锥形螺杆、套筒、螺母组成，锚14、16、20、24、28根b5钢丝束等）；,钢质锥形锚具（由锚环、锚塞组成，锚18根以下5钢丝）；,非张拉端用镦头锚具（锚板），DM5B,二、后张法施工工艺 （一）孔道留设： 1、要求：位置
8、准确；内壁光滑； 直径、长度、形状满足设计要求 2、方法：钢管抽芯法 （直孔:钢管应平直、光滑，用前刷油； 每根长15米，每端伸出500mm；两根接 长，中间用木塞及套管连接；用钢筋井字 架固定，1米；浇混凝土后每1015分 钟转动一次；混凝土初凝后、终凝前抽管。胶管抽芯法:用于长孔或曲线孔。 有一定刚度或充压； 钢筋井字架0.5米； 混凝土达一定强度后拔管。埋管法:预埋螺旋管。可先穿筋，接头严密，有一定刚度；井字架0.8米；灌浆孔间距30米；波峰设排气泌水管。,(二)预应力筋张拉：,1.张拉条件：结构的混凝土强度符合设计要求或达75%强度标准值；做好各种准备工作。 2.张拉控制应力和超张拉最
9、大应力：（比先张法均低0.05f）,3、张拉顺序：,配有多根钢筋或多束钢丝的构件: 分批对称张拉（注意：后批对先批产生应力影响）； 叠浇构件:自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力，,4.张拉方式：,（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（一端锚固后，另一端补足再锚固）。 （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。 5、张拉程序：同先张法。,（三）孔道灌浆：,1.目的：防止生锈；增加整体性。 2.基本要求：（尽早进行，饱满、密实）水泥32.5级普硅；水泥浆强度30MPa；水灰比0.4左右
10、，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；孔道湿、洁净，由下层孔到上层；灌满孔道并封闭排气孔后，加压0.50.6MPa，稍后再封闭灌浆孔；不掺外加剂时，可用二次灌浆法。,（四）无粘结预应力混凝土施工：,特点：无需留孔与灌浆，施工简单；张拉摩阻力小， 预应力筋受力均匀； 可做成多跨曲线状；构件整体性略差，锚固要求高。适用：现场整浇结构（梁板等）。 1.无粘结筋的制作： 钢丝束、钢绞线束外包涂料层：20 70不变脆，不侵蚀其它材料，稳定性好，防腐、润 滑，不透水、不吸湿。 包裹层：塑料布或塑料管，0.81mm厚。2.存放： 有明显标记，成盘立放，不挤压，不暴晒。,3.铺设：,条件其它钢筋安装后。 顺序纵横交叉者，先低后高。 就位固定垫铁、马凳，或与其它筋固定。 避免两向相互穿插，端头与承压板垂直、贴紧 4.张拉： 顺序符合设计要求 25m内一端张拉；2550m，一端张拉锚固后，另端补强。 先用千斤顶抽动12次； 滑脱、断裂数量2%（同一截面总量的）。 5、端部处理： 锚固后在锚具夹片外保留30mm切断； 分散、弯折后浇混凝土封闭，防止锈蚀。,
