预应力混凝土工程—先张法ppt课件

1、主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工工艺，机具设备和施工方法。电张法的施工工艺，机具设备和施工方法。电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理、特热张法、无粘结预应力混凝土施工原理、特点及运用。点及运用。教学目的：了解预应力混凝土的概念，及其教学目的：了解预应力混凝土的概念，及其在工程运用中的优点；熟习先张法、后张法在工程运用中的优点；熟习先张法、后张法的施工工艺；了解电热张法、无粘结预应力的施工工艺；了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理及运用混凝土施工原理及运用 普通砼构件当裂痕宽度限制在普通砼构件当裂痕宽度限制在0.20.3mm时受拉时受拉钢

2、筋的应力也只能到达钢筋的应力也只能到达150250MPa,不能充分发扬钢不能充分发扬钢筋作用。预应力砼在外荷载作用于构件之前，利用钢筋作用。预应力砼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，充分发扬钢筋抗拉强度高和加压力，产生预压应力，充分发扬钢筋抗拉强度高和混凝土抗压才干强的特点，可以提高构件的承载才干。混凝土抗压才干强的特点，可以提高构件的承载才干。 特点：当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先特点：当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着荷载不断添加，受拉区混凝土抵消预应力

3、，然后随着荷载不断添加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂痕的出现和限制了裂才受拉开裂，从而延迟了构件裂痕的出现和限制了裂痕的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。痕的开展，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。钢筋混凝土，叫做预应力混凝土。 先张法先张法(pre-tensioning method)(pre-tensioning method)在浇筑混凝土在浇筑混凝土之前，在台座或模板上先张拉预应力钢筋，用夹具暂之前，在台座或模板上先张拉预应力钢筋，用夹具暂时固定，然后浇筑混凝土。待混凝土到

4、达规定强度时固定，然后浇筑混凝土。待混凝土到达规定强度普通不低于混凝土设计强度规范值的普通不低于混凝土设计强度规范值的7575，保证，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放张或切断预预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放张或切断预应力筋，应力筋， 借助于它们之间的粘结力，借助于它们之间的粘结力， 在预应力筋弹性回缩时，在预应力筋弹性回缩时， 使混凝土构件受拉区的使混凝土构件受拉区的 混凝土获得预压应力。混凝土获得预压应力。先张法主要工序表示图先张法主要工序表示图 (a) 张拉钢筋；张拉钢筋；(b) 支模并浇捣混凝土；支模并浇捣混凝土；(c)放松并截断预应力钢筋放松并截断预应力钢筋 先张法普通用

5、于预制构件厂消费定型的中小型先张法普通用于预制构件厂消费定型的中小型构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。 先张法消费时，可采用台座法和机组流水法。先张法消费时，可采用台座法和机组流水法。 采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混采用台座法时，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凝土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进展；预应力筋放松前，其拉力由台座接受。运进展；预应力筋放松前，其拉力由台座接受。运用较广，可用于现场。用较广，可用于现场。 采用机组流水法时，构件连同钢模经过固定采用机组流水法时，构件连同钢模经过固定的机组，按

6、流水方式完成张拉、锚固、混凝土的机组，按流水方式完成张拉、锚固、混凝土浇筑和养护每一消费过程；预应力筋放松前，浇筑和养护每一消费过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模接受。只用在预制厂。其拉力由钢模接受。只用在预制厂。一、一、 先张法施工设备先张法施工设备 一一 台座台座 台座由台面、横梁和承力构造等组成，是先张法消费的主要台座由台面、横梁和承力构造等组成，是先张法消费的主要设备。台座应有足够的强度、刚度和稳定性，以免台座变形、倾设备。台座应有足够的强度、刚度和稳定性，以免台座变形、倾覆、滑移而引起预应力损失。覆、滑移而引起预应力损失。 按照构外型式可分为墩式和槽式两类。按照构外型式可分为墩式和槽

7、式两类。1 1 墩式台座墩式台座 墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩 和台面共同接受拉力。长度和台面共同接受拉力。长度100100150m150m，墩式台，墩式台 座用以消费各种方式的中小型构件。座用以消费各种方式的中小型构件。2 2槽式台座槽式台座 组成：由端柱、传力柱、柱垫、横梁和台面组成；组成：由端柱、传力柱、柱垫、横梁和台面组成； 适用范围：适用于张拉吨位较高的大型构件。如吊适用范围：适用于张拉吨位较高的大型构件。如吊车梁、屋架等；车梁、屋架等；锚固夹具锚固夹具 二夹具二夹具 夹具是预应力筋张拉和暂时固定的锚固安装，可夹具是预应力筋张拉和暂时固

8、定的锚固安装，可分为锚固夹具和张拉夹具。分为锚固夹具和张拉夹具。 锚固夹具：用来锚固预应力筋暂时固定在台座横梁上锚固夹具：用来锚固预应力筋暂时固定在台座横梁上的工具。的工具。张拉夹具：张拉夹具：将预应力筋与张拉将预应力筋与张拉机械衔接起来，进机械衔接起来，进展预应力筋张展预应力筋张 拉的工具。拉的工具。 三张拉机械三张拉机械 主要有：油压千斤顶、卷扬机、电动螺杆主要有：油压千斤顶、卷扬机、电动螺杆张拉机。它们的张拉才干不同，张拉机具的张拉张拉机。它们的张拉才干不同，张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的力应不小于预应力筋张拉力的1.51.5倍；张拉机具的倍；张拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸

9、长值的张拉行程不小于预应力筋伸长值的1.11.11.31.3倍。倍。 要求：任务可靠、控制力准确，能以稳定的速要求：任务可靠、控制力准确，能以稳定的速率增大张拉。率增大张拉。电动螺杆张拉机由螺杆、顶杆、张拉夹具、弹簧测力器及电动电动螺杆张拉机由螺杆、顶杆、张拉夹具、弹簧测力器及电动机组成。机组成。 二、二、 先张法施工工艺先张法施工工艺 张拉预应力筋浇筑混凝土、养护张拉预应力筋浇筑混凝土、养护 预预应力筋放张应力筋放张制造试块台座预备刷隔离剂铺放预应力筋张拉安侧模扎横向筋灌筑混凝土养护放松预应力筋试块试压脱模出槽堆放先张法施工工艺流程 预应力筋下料预应力铺设预应力铺设预应力筋固定端锚具挤压 一

10、预应力筋的铺设、张拉一预应力筋的铺设、张拉 在铺放钢丝前，应清扫并涂刷隔离剂。普通涂在铺放钢丝前，应清扫并涂刷隔离剂。普通涂刷皂角水溶性隔离剂，易枯燥，污染钢筋易去除。涂刷皂角水溶性隔离剂，易枯燥，污染钢筋易去除。涂刷均匀不得漏涂，待其枯燥后，铺设预应力筋，一端刷均匀不得漏涂，待其枯燥后，铺设预应力筋，一端用夹具锚固在台座横梁的定位承力板上，另一端卡在用夹具锚固在台座横梁的定位承力板上，另一端卡在台座张拉端的承力板上待张拉。在消费过程中，应防台座张拉端的承力板上待张拉。在消费过程中，应防止雨水或养护水冲刷掉台面隔离剂。止雨水或养护水冲刷掉台面隔离剂。 施工中为减少由于松弛等缘由呵斥的预应力损施

11、工中为减少由于松弛等缘由呵斥的预应力损失，普通要进展超张拉，预应力筋的最大超张拉应力失，普通要进展超张拉，预应力筋的最大超张拉应力不得超越下表的规定。不得超越下表的规定。 最大张拉控制应力允许值最大张拉控制应力允许值 注：注：fptk为预应力筋极限抗拉强度标准值；为预应力筋极限抗拉强度标准值； fpyk为预应力筋屈服强度标准值。为预应力筋屈服强度标准值。钢钢 种种 张张 拉拉 方方 法法 先张法先张法 后张法后张法 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 0.80fptk0.75 fptk热处理钢筋、冷拔低碳钢丝热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 0.75 fptk0.70fptkptk

12、冷冷 拉拉 钢钢 筋筋 0.95 fpyk0.90fpyk张拉程序可按以下之一进展：张拉程序可按以下之一进展： 或或其中其中concon为预应力筋的张拉控制应力为预应力筋的张拉控制应力 如先超张拉如先超张拉5 5concon再持荷几分钟，那么可减少再持荷几分钟，那么可减少大部分松弛损失。超张拉大部分松弛损失。超张拉3 3concon亦是为了弥补松弛亦是为了弥补松弛引起的预应力损失。引起的预应力损失。 用应力控制张拉时，为了校核预应力值，在张拉用应力控制张拉时，为了校核预应力值，在张拉过程中应测出预应力筋的实践伸长值。照实践伸长值过程中应测出预应力筋的实践伸长值。照实践伸长值大于计算伸长值大于计

13、算伸长值1010或小于计算伸长值或小于计算伸长值5 5，应暂停，应暂停张拉，查明缘由并采取措施予以调整后，方可继续张张拉，查明缘由并采取措施予以调整后，方可继续张拉。拉。 按照某一控制张拉应力值张拉好的预应力钢筋的按照某一控制张拉应力值张拉好的预应力钢筋的初始张拉应力，由于初始张拉应力，由于 张拉工艺和资料特性等缘由，会从构件制造张拉工艺和资料特性等缘由，会从构件制造到安装运用各个过程到安装运用各个过程 中不断降低。这种预应力降低的景象称为预中不断降低。这种预应力降低的景象称为预应力损失。应力损失。 所谓所谓“松弛，即钢材在常温、高应力形状松弛，即钢材在常温、高应力形状下具有不断产生塑性变下具

14、有不断产生塑性变 形的特性。形的特性。 2minconcon0105% 持荷con0103% 预应力钢筋的张拉力，普通用伸长值校核。预应力钢筋的张拉力，普通用伸长值校核。 预应力筋实际伸长值预应力筋实际伸长值LL按下式计算：按下式计算： 式中式中FPFP预应力筋平均张拉力，预应力筋平均张拉力，kNkN；轴线张拉；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；与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值； L L预应力筋的长度，预应力筋的长度，mmmm； AP AP预应力筋的截面面积，预应力筋的截面面积，mm2m

15、m2； ES ES预应力筋的弹性模量，预应力筋的弹性模量，kN/mm2kN/mm2。ppsF LA EL预应力筋的实践伸长值，宜在初应力约为预应力筋的实践伸长值，宜在初应力约为10%con10%con时丈量，并加初应力以内的推算伸长时丈量，并加初应力以内的推算伸长值。值。国产国产2CN-12CN-1型钢丝内力测定仪如下图。型钢丝内力测定仪如下图。 二混凝土的浇筑、养护二混凝土的浇筑、养护浇筑：张拉、绑扎和立模完成之后，应立浇筑：张拉、绑扎和立模完成之后，应立刻浇筑混凝土，每条消费线应一次浇筑终刻浇筑混凝土，每条消费线应一次浇筑终了；浇筑时不应碰撞钢丝，且混凝土未到了；浇筑时不应碰撞钢丝，且混凝

16、土未到达规定的强度前不允许碰撞或踩踏钢丝。达规定的强度前不允许碰撞或踩踏钢丝。 混凝土的收缩是水泥浆在硬化过程中脱水密结和构成混凝土的收缩是水泥浆在硬化过程中脱水密结和构成的毛细孔紧缩的结果。的毛细孔紧缩的结果。 混凝土的徐变是荷载长期作用下混凝土的塑性变形，混凝土的徐变是荷载长期作用下混凝土的塑性变形，因水泥石内凝胶体的存在而产生。因水泥石内凝胶体的存在而产生。 为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级采

17、用低水灰比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。配等技术措施。混凝土的徐变混凝土的徐变 混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的景象称为徐变。景象称为徐变。 徐变会使构造构件的挠度变形增大，引起预应力徐变会使构造构件的挠度变形增大，引起预应力损失，在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。损失，在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。 徐变有利于构造构件产生内应力重分布，降低构造的徐变有利于构造构件产生内应力重分布，降低构造的受力如支座不均匀沉降，减小大体积混凝土内的温度应受力如支座不均匀沉降，减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可

18、延缓收缩裂痕的出现。力，受拉徐变可延缓收缩裂痕的出现。 影响徐变的要素有：内在要素、环境影响和初始应力。影响徐变的要素有：内在要素、环境影响和初始应力。 混凝土在水中硬化时体积会膨胀，但其值较小，对混凝土混凝土在水中硬化时体积会膨胀，但其值较小，对混凝土影响不大。影响不大。 混凝土在空气中硬化时体积会减少，这种景象称为混凝土混凝土在空气中硬化时体积会减少，这种景象称为混凝土的收缩。的收缩。 收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。 当这种自发的变形遭到外部支座或内部钢筋的约当这种自发的变形遭到外部支座或内部钢筋的约束时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。混束时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。混凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失。凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失。 某些对跨度比较敏感的超静定构造如拱构造，收缩也某些对跨度比较敏感的超静定构造如拱构造，收缩也会引起不利的内力。会引起不利的内力。养护：经常采用自然养护或蒸汽养护养护：经常采用自然养护或蒸汽养护/ /湿热养护。湿热养护。自然养护不得少于自然养护不得少于14d14d。干硬性混凝土浇筑终了后，应。干硬性混凝土浇筑终了后，应立刻覆盖进展养护。立刻覆盖进展养护。当预应力混凝