1、第六章 预应力砼工程,6-1 概述,一、预应力砼的特点 1、普通砼受力的分析砼的抗拉极限应变值0.00010.00015,每米拉长0.10.15mm钢 筋应力2030N/mm2，若裂缝宽度按规范要求限制在0.20.3mm时,钢筋应力150250N/mm2。 2、预应力砼的概念砼结构构件在承受荷载前（施工阶段）、制作过程中对结构构件的受拉区砼施加预压应力,使砼产生一定的压缩变形,当结构构件的砼在使用阶段承受荷载作用下产生的拉应力首先要抵消预压应力，然后砼才逐渐受拉(受拉区砼的拉伸变形首先与压缩变形抵消,然后才被拉伸)，从而推迟了裂缝的出现，并限制了裂缝的开展,提高了结构构件的抗裂度和刚度(承载力
2、).,3、预应力砼的优点：提高结构构件中的抗裂度和刚度；减轻结构构件的自重、节约材料；增加结构构件的耐久性；降低造价；扩大砼结构构件的应用范围。 4、预应力砼的发展： 二、预应力筋的种类： 1、冷拨低碳钢丝； 2、碳素钢丝,3、钢绞线4、冷拉钢筋； 5、热处理钢筋,6、精轧螺纹钢筋三、预应力砼结构预压应力对砼的要求：不低于C30，当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋时不低于C40. 四、预应力砼的施工工艺：按砼构件中制作与预应力钢筋张拉的先后顺序分：先张法后张法 按对预应力筋张拉的方法分：机械张拉电热张拉自张法.,6-2 先张法,概念：是在浇筑预应力砼结构构件的砼之前，在结构构件受力的受拉区张拉
3、设计配置的预应力筋，将其临时固定在承力结构的台座上或钢模上然后浇筑砼，待砼达到一定的强度、砼与预应力筋之间有足够的粘结力时，放松预应力筋，预应力筋弹性回缩，借助于砼与预应力筋的粘结对砼产生预压应力。 传递预应力的特点:是通过砼与预应力筋的粘结力对砼施加压应力. 适应范围：适应于预制构件厂生产定型的预应力砼中小型构件。 施工方法：台座法机组流水法（或台模法） 一、先张法施工工艺流程：台座准备支底模或刷隔离剂放置非预应力钢筋和预应力钢筋张拉预应力钢筋扎横向钢筋安装侧模板、预埋件 浇筑砼养护放松预应力钢筋堆放,先张法施工工艺流程图：,二、先张法施工设备 1、台座：要求：应有足够的强度、刚度和稳定性；
4、组成：台面、横梁和承力结构等；分类：墩式台座、槽式台座、桩式台座等； 墩式台座： 槽式台座：,2、夹具：按作用不同分：张拉时夹持预应力钢筋的张拉夹具；将预应力钢筋锚固在台座上的锚固夹具。按预应力钢筋的类型不同分：钢丝夹具；钢筋夹具。要求：尺寸形状准确、有足够的强度和刚度、工作方便可靠、构造简单、加工方便。,3、 张拉设备要求:张拉力不小于预应力筋的张拉力的1.5倍。张拉行程不小于 张拉预应力 筋的伸长值1.11.3倍工作可靠,能准确控制张拉应力,能以稳定的速率加大拉力.常用有:液压千斤顶、卷扬机、电动螺杆张拉机等。 三、先张法施工工艺 1、预应力筋张拉多根成组张拉时，应调整初应力。初应力值一般
5、为设计控制的应力10%。 张拉控制应力张拉时的控制应力应按设计规定。超张拉,设计值提高5%,最大的张拉控制应力不能超过以下值：预应力筋为:碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线不超过抗拉极限强度的80%(0.8fPtk);热处理钢筋,冷拔低碳钢丝不超过抗拉极限强度的75%(0.75fPtk);冷拉钢筋不超过屈服强度的95%(0.95fPyk)。, 张拉程序预应力筋为钢丝时：01.031.05con锚固。con为预应力筋的张拉控应力1.031.05为超张拉系数预应力筋为钢筋时：0 1.05con (持荷2分钟) con 锚固所谓“松弛”：是钢材在常温、高应力状态下具有不断产生塑性变形的特性。用应力控制预应力
6、筋张拉时，为了校核预应力值，在张拉过程中一般是测定预应力筋的伸长值。实测伸长值与理论伸长值差值应控制在-5%10%之内。多根预应力筋同时张拉时，张拉过程中应抽查预应力值，其偏差不得大于或小于按构件全部预应力筋预应力总值的5%，其断丝或滑脱的量不得大于预应力筋总数的3%。,张拉端锚固时，张拉端的预应力筋回缩量不得大于设计规定。预应力筋锚固后，预应力筋的设计位置偏差不得大于5mm，或不大于构件截面短边长度的4%。 2、砼的浇筑与养护控制预应力砼的配合比，并选择好水泥品种，控制水泥的用量和水灰比及骨料孔隙率。砼的浇筑成型中，砼应连续浇筑并振捣密实，捣实时注意振捣器不得碰撞预应力筋，砼未达到强度前，也
7、不允许碰撞或踩动预应力筋。采取正确的砼养护制度。 3、预应力筋的放松（张）构件砼的强度必须符合设计要求，如设计未说明时，不得低于设计砼强度等级的75%。,放张顺序 A、对承受轴心预压力的构件（如压杆、桩等），所有的预应力筋应同时放张； B、对承受偏心预压力的构件（如梁等），应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； C、当不能按上述要求放张时,应分阶段、对称、相互交错的放张。放张方法：对配筋不多的钢丝，可用剪断、锯割等方法放张；对配筋多的钢丝，应同时用砂箱整体或楔块整体放张。对张拉力大的多根冷拉钢筋或钢绞线，可采用氧乙炔焰轮换预热放张法，或千斤顶逐根循环放张法及砂
8、箱整体放张法、楔块整体放张法。,6-3 后张法,一、概念是先制作结构构件，并在设计的预应力筋位置预留孔道，待结构构件的砼达到设计规定的强度后，将预应力筋穿入孔道,用张拉机具夹持预应力筋张拉至设计规定的控制应力，然后用锚具将预应力筋锚固在构件端部。最后进行孔道灌浆施工制作的预应力砼结构构件。后张法施工示意图：,传递预应力的方式：锚具 特点：预应力筋的张拉不需要台座承力设备，预应力筋的张拉过程和锚固是在结构构件上进行。 适用范围：适宜于现场生产大型预应力砼构件，特种结构等。 缺点：后张法施工工序多，锚具不能重复使用，耗钢量大。 后张法预应力砼的工艺流程：安装底模安装制作非预应力钢筋骨架支模埋管制孔
9、浇筑砼抽管砼养护拆模孔道清理穿入预应力筋张拉预应力筋锚固预应力筋孔道灌浆 二、后张法预应力砼施工工艺 1、 孔道留设：孔道的直径应比预应力筋外径或穿过孔道的锚具外径大10-15mm(粗钢筋)或6-10mm(钢丝束或钢绞线等),孔道面积应大于预应力筋面积的2倍。,孔道的形状：直线、曲线和折线。要求：孔道尺寸、位置准确,孔道的线形应平顺,对块体拼装的 砼结构孔道接头不漏浆,孔道端部的预埋件位置应准确. 钢管抽芯法钢管要平直，表面要光滑，安放位置应准确每根钢管长度最好不超过15m恰当掌握抽管时间掌握好抽管的顺序和方法 胶管抽芯法 预埋波纹管法 2、预应力筋的制作 3、预应力筋的张拉要求：构件的砼强度
10、应按设计规定，如无设计规定时，砼的强度应不低于砼设计强度值的75%。用块体拼装的预应力构件，其拼装处连接的砼强度或砂浆强度，应不低于块体砼强度的40%，其不低于15N/mm2。,张拉控制应力预应力筋的张拉控制应力应按设计规定，若张拉预应力筋时考虑施工过程中因锚具的变形，张拉机具的误差，操作读数偏差等造成的预应力损失，进行超张拉时，其最大的超强张拉控制应力应符合下列规定：预应力筋为：碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线不大于预应力筋抗拉极限强度的0.75(0.75fPtK)；热处理钢筋、冷拔低碳钢丝不大于预应力筋抗拉极限强度0.70 (0.70fPtK)；冷拉钢筋,不大于预应力筋屈服强度的0.90 (0.
11、75fPyK). 预应力筋的张拉程序若设计未考虑预应力筋的应力松弛损失，或设计要求用超强张拉的方法减少预应力筋的应力松弛损失时，张拉预应力筋的张拉程序为： 0 1.05con (持荷2分钟) con或0 1.03con,若设计考虑了预应力筋的应力松弛损失时，可按一次张拉取值,预应力筋的张拉程序为： 0 con 张拉方法：一端张拉两端张拉 张拉顺序预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计无要求时，可采用分批、分阶段对称张拉。当采用分批、分阶段对称张拉时，应计算分批张拉的预应力损失值，即补足先批张拉的预应力筋受到后批张拉的预应力筋对先批张拉的预应力筋产生的压缩变形预应力损失值，以保证先批张拉的预应
12、力筋的预应力值符合设计要求。实际张拉时按以下方法进行： A、预应力筋张拉时采用同一张拉值，张拉完后逐根复位补足到设计的张拉控制应力； B、预应力筋张拉时采用同一张拉值，在设计中扣除弹性压缩损失的平均值； C、预应力筋张拉时，统一提高张拉力，即在张拉力中增加弹性 压缩损失的平均值；,D、对重要的预应力砼结构，为了使结构均匀受力并减少弹性压缩应力损失值，可分两阶段建立预应力值，即全部预应力筋先张拉到控制应力的50%以后做临时固定，再第二次张拉到设计的控制应力值。 张拉伸长值校核实际伸长值与控制计算的伸长值的差应不大于10%,宜不小于5%. 4、孔道灌浆灌浆目的：是保护预应力筋，防止预应力筋的锈蚀；
13、使预应力筋与结构构件砼有效粘结,增大结构构件的整体性和耐久性，提高结构构件的抗震性和承载力；减少预应力筋的松弛损失；同时减轻锚具的负载。 灌浆材料的要求：足够的强度粘结力具有较大的流动性和较小的干缩性及泌水性。 灌浆的施工,其它预应力砼结构施工简介 A、无粘结后张法预应力砼施工时，在预应力筋表面刷涂料并包塑料后，如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内然后浇注砼，待砼达到要求的强度后，进行预应力筋张拉锚固。优点：无需留设孔道和进行孔道灌浆；施工简便，张拉摩阻力小，预应力筋易弯曲； B、后张自锚法预应力砼无需锚具，依靠预应力筋的锚固长度形成自锚头；优点：减少结构构件的含钢量，结构构件的稳定性提高。 C、电张法预应力砼利用预应力筋热胀冷缩的原理张拉预应力筋。特点：避免了张拉机具施加张拉力的不安全因素，便于高空作业等。,D、自张法预应力砼利用组成砼的胶凝材料采用膨胀水泥拌制制作的砼结构构件。原理：砼凝结硬化时体积要膨胀使钢筋获得拉应力而使砼受压的方法。,
