第6章预应力混凝土工程施工课件

1、第6章 预应力混凝土工程 本章主要内容：本章主要内容： 6.1 6.1 先张法先张法 6.2 6.2 后张法后张法 6.3 6.3 无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工 6.4 6.4 预应力混凝土工程施工质量验收与安全技术预应力混凝土工程施工质量验收与安全技术 本章重点：本章重点： 先张法张拉设备及夹具、先张法预应力筋的放张顺序、先张法张拉设备及夹具、先张法预应力筋的放张顺序、后张法的常用锚具及张拉机械、预应力筋制作技术、后张后张法的常用锚具及张拉机械、预应力筋制作技术、后张法的施工工艺技术要点、先张法施工工艺、台座构造、先法的施工工艺技术要点、先张法施工工艺、台座构造、先张法预应力

2、筋的张拉技术要点、预应力工程的质量标准、张法预应力筋的张拉技术要点、预应力工程的质量标准、安全技术、预应力混凝土施工的分类。安全技术、预应力混凝土施工的分类。 6.1 6.1 先张法先张法 先张法施工工艺是先将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具临时固先张法施工工艺是先将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具临时固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土；待混凝土达到一定强度后，放松预定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土；待混凝土达到一定强度后，放松预应力筋，靠预应力筋与混凝土之间的粘结力使混凝土构件获得预应力。应力筋，靠预应力筋与混凝土之间的粘结力使混凝土构件获得预应力。 一、台座一、台座 按构造型式不同分为

3、墩式台座（图按构造型式不同分为墩式台座（图6-16-1）和槽式台座（图）和槽式台座（图6-26-2）两类。）两类。 墩式台座用于生产屋架、空心板、平板等。一般长度为墩式台座用于生产屋架、空心板、平板等。一般长度为100m150m100m150m，又称长线台座。台座宽度约，又称长线台座。台座宽度约2m2m。 台墩稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。台墩的牛腿和延台墩稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。台墩的牛腿和延伸部分，分别按钢筋混凝土的牛腿和偏心受压构件计算。伸部分，分别按钢筋混凝土的牛腿和偏心受压构件计算。 台墩横梁的挠度不应大于台墩横梁的挠度不应大于2mm2mm。 台面一般是

4、在夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为610cm610cm的混凝土而的混凝土而成。台面伸缩缝一般约为成。台面伸缩缝一般约为10m10m设置一条，也可采用预应力混凝土滑动台面设置一条，也可采用预应力混凝土滑动台面而不留施工缝。而不留施工缝。 槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面等组成，既可承受张拉力，又槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面等组成，既可承受张拉力，又可作蒸气养护槽，适用于张拉吨位较大的大型构件，如吊车梁、屋架等。可作蒸气养护槽，适用于张拉吨位较大的大型构件，如吊车梁、屋架等。槽式台座亦需进行强度和稳定性计算。端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土槽式台座亦需

5、进行强度和稳定性计算。端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受压构件计算；端柱的牛腿按钢筋混凝土的牛腿计算；槽式台座结构偏心受压构件计算；端柱的牛腿按钢筋混凝土的牛腿计算；槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力及部分张拉力组成。端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力及部分张拉力组成。 第6章 预应力混凝土工程 二、张拉设备及夹具二、张拉设备及夹具 1.1.夹具夹具 单根镦头夹具（图单根镦头夹具（图6-36-3）、圆套筒三片式夹具（图）、圆套筒三片式夹具（图6-46-4）、方套筒二片）、方套筒二片式夹具（图式夹具（图6-56-5）、圆锥齿板式夹具（图）、圆锥齿板式夹具（图6-66-6）。静载锚固性能

6、试验。）。静载锚固性能试验。 2.2.张拉设备张拉设备 拉杆式千斤顶（图拉杆式千斤顶（图6-76-7）、穿心式千斤顶（图）、穿心式千斤顶（图6-86-8）、锥锚式千斤顶）、锥锚式千斤顶（图（图6-96-9）、前置内卡式千斤顶（图）、前置内卡式千斤顶（图6-106-10），张拉吨位可），张拉吨位可1000kN1000kN；还；还用电动螺杆张拉机（图用电动螺杆张拉机（图6-116-11）与电动卷扬张拉机（图）与电动卷扬张拉机（图6-126-12）等。）等。 三、预应力筋的张拉三、预应力筋的张拉 张拉程序：张拉程序：01.031.05con01.031.05con或或01.05con 01.05co

7、n 持荷持荷2min con2min con。 预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力钢丝张拉时，伸长预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力钢丝张拉时，伸长值不作校核，应采用钢丝内力测定仪（见图值不作校核，应采用钢丝内力测定仪（见图6-136-13）检查钢丝的预应力值。）检查钢丝的预应力值。其偏差不得大于或小于设计规定相应阶段预应力值的其偏差不得大于或小于设计规定相应阶段预应力值的5% 5% 。 预应力钢丝内力的检测，一般在张拉锚固后预应力钢丝内力的检测，一般在张拉锚固后1h1h锚固损失已完成，钢筋锚固损失已完成，钢筋松弛损失也部分产生。松弛损失也部分产生。 第6章 预应力混凝土工

8、程 四、预应力筋放张四、预应力筋放张 预应力筋放张时，混凝土的强度符合设计；无设计要求时预应力筋放张时，混凝土的强度符合设计；无设计要求时不应低于强度等级的不应低于强度等级的75%75%。 预应力筋的放张顺序可：预应力筋的放张顺序可：1 1）轴心受预压的构件（如拉杆、桩等），所有预应力筋应同）轴心受预压的构件（如拉杆、桩等），所有预应力筋应同时放张；时放张；2 2）偏心受预压的构件（如梁等），应先同时放张预压力较小）偏心受预压的构件（如梁等），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；区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋；3 3）如不能满足）如不能

9、满足“1 1、2”2”两项要求时，应分阶段、对称、交错两项要求时，应分阶段、对称、交错地放张，以防止在放张过程中构件产生弯曲、裂纹和预应力筋地放张，以防止在放张过程中构件产生弯曲、裂纹和预应力筋断裂；断裂； 预应力筋可用砂轮锯、切断机、钢丝钳或氧炔焰切割等，预应力筋可用砂轮锯、切断机、钢丝钳或氧炔焰切割等，钢丝、钢绞线、热处理筋、钢丝、钢绞线、热处理筋、级筋不用电弧切割（级筋不用电弧切割（P249P249）。）。可用楔块（图可用楔块（图6-146-14）和砂箱（图）和砂箱（图6-156-15）等进行缓慢放张。）等进行缓慢放张。 第6章 预应力混凝土工程 6.2 6.2 后张法后张法 后张法是先

10、制作构件（或块体），并在预应力筋的位置预留出相应的后张法是先制作构件（或块体），并在预应力筋的位置预留出相应的孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入预应力筋并施加预应力，孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入预应力筋并施加预应力，最后进行孔道灌浆，张拉力由锚具传给混凝土构件而使之产生预压力。用最后进行孔道灌浆，张拉力由锚具传给混凝土构件而使之产生预压力。用于屋架、吊车梁、梁、特种结构（水池、电视塔等）等。于屋架、吊车梁、梁、特种结构（水池、电视塔等）等。 一、锚具一、锚具 1.1.单根钢筋单根钢筋 螺丝端杆锚具（图螺丝端杆锚具（图6-166-16）、帮条锚具（图）、帮条锚具（图6-

11、176-17）、精轧螺纹钢筋锚）、精轧螺纹钢筋锚具、单根钢绞线锚具（图具、单根钢绞线锚具（图6-186-18）。）。 2.2.钢筋束和钢绞线束钢筋束和钢绞线束 KT-ZKT-Z型锚具（可锻铸铁锥型锚具）（图型锚具（可锻铸铁锥型锚具）（图6-196-19）、）、JMJM锚具（图锚具（图6-6-2020）、）、XMXM型锚具（图型锚具（图6-216-21）、）、QMQM型锚具（图型锚具（图6-226-22）、镦头锚具（图）、镦头锚具（图6-6-2323）。）。 3.3.钢丝束钢丝束 锥形螺杆锚具（图锥形螺杆锚具（图6-246-24）、钢丝束镦头锚具（图）、钢丝束镦头锚具（图6-256-25）、钢质

12、锥型）、钢质锥型锚具（图锚具（图6-266-26）。）。 锚具质量检验：预应力筋锚具、夹具和连接器，应有出厂合格证，进锚具质量检验：预应力筋锚具、夹具和连接器，应有出厂合格证，进场时应检验：外观、硬度、静载锚固性试验（常用锚具、信誉好的专业锚场时应检验：外观、硬度、静载锚固性试验（常用锚具、信誉好的专业锚具厂可不现场检）。具厂可不现场检）。 检查：外观、硬度、静载锚固性能。检查：外观、硬度、静载锚固性能。 第6章 预应力混凝土工程 二、张拉机械二、张拉机械 1.1.拉杆式千斤顶（图拉杆式千斤顶（图6-76-7） 适用于螺丝端杆锚具、锥型螺杆锚具。适用于螺丝端杆锚具、锥型螺杆锚具。 2.2.穿心

13、式千斤顶（图穿心式千斤顶（图6-8 6-8 ） 适用于适用于JMJM锚具、锚具、XMXM型锚具、型锚具、QMQM型锚具。可改装为拉杆型锚具。可改装为拉杆式、锥锚式。式、锥锚式。 3.3.锥锚式千斤顶（图锥锚式千斤顶（图6-9 6-9 ） 适用于适用于KTZKTZ型锚具、钢质锥型锚具。型锚具、钢质锥型锚具。 4.4.前置内卡式千斤顶（图前置内卡式千斤顶（图6-10 6-10 ） 工具锚在千斤顶前部、藏于千斤顶体内，自动夹固和自动工具锚在千斤顶前部、藏于千斤顶体内，自动夹固和自动退锚，外露的钢筋长度退锚，外露的钢筋长度cmcm。自重（含油）。自重（含油）kgkg，可以，可以节省大量预应力筋，最大张

14、拉力，工作行程节省大量预应力筋，最大张拉力，工作行程mmmm， 外形尺寸外形尺寸* *。用于钢筋束和钢绞线束张拉。用于钢筋束和钢绞线束张拉。 第6章 预应力混凝土工程 三、预应力筋制作三、预应力筋制作 1.钢丝束下料长度 1 1）采用钢丝束镦头锚具，）采用钢丝束镦头锚具，拉杆式或穿心式千斤顶张拉（图6-27）时，允差L/5000和5mm；张拉锚固后螺母在锚杯中央。此时构件长 l c（教材异） 两端张拉 L=l+2a+2(HH1)Lc (6-8) 一端张拉 L=l+2a+20.5(HH1)Lc (6-9)式中 a锚杯底部厚度或锚板厚度； 钢丝镦头留量，对S5取10mm； H锚杯高度； H1螺母高

15、度； L钢丝束张拉伸长值，L= ； c张拉时构件混凝土的弹性压缩值，c= （曲线筋可实测）；Es、Ec预应力钢筋弹性模量与砼弹性模量；Ap、An预应力钢筋与构件净截面积（含非预筋换算面积EAs）； F钢筋的平均张拉力。 第6章 预应力混凝土工程 PsAEFLnAEFlc 2 2）采用锥形螺杆锚具，拉杆式千斤顶张拉（图）采用锥形螺杆锚具，拉杆式千斤顶张拉（图6-286-28）时，）时， L=l+2l6-2l5+2L=l+2l6-2l5+2（l7+Dl7+D）+ (5-15)+ (5-15)式中式中l7l7锥形螺杆锚具的套筒长度；锥形螺杆锚具的套筒长度； DD钢丝伸出套筒的长度，取钢丝伸出套筒的长

16、度，取20mm20mm； 应力下料的伸长值应力下料的伸长值= =回缩值。回缩值。 3 3）采用钢质锥形锚具，锥锚式千斤顶张拉（图）采用钢质锥形锚具，锥锚式千斤顶张拉（图6-296-29）时，）时， 两端张拉两端张拉 L=l+2L=l+2（l4+l5+80l4+l5+80） （6-66-6） 一端张拉一端张拉 L=l+2L=l+2（l4+ 80l4+ 80）+l5 +l5 （6-76-7）式中，式中，l4l4锚环厚度；锚环厚度； l5l5千斤顶分丝头至卡盘外端距离，对千斤顶分丝头至卡盘外端距离，对YZ850YZ850型千斤顶为型千斤顶为470mm470mm。 钢丝下料：钢管现位法、应力下料。钢丝

17、下料：钢管现位法、应力下料。 2 2钢筋束或钢绞线束的下料长度钢筋束或钢绞线束的下料长度 采用夹片式锚具，穿心式千斤顶张拉（图采用夹片式锚具，穿心式千斤顶张拉（图6-306-30）时，）时， 两端张拉两端张拉 L=l+2L=l+2（l7+l8+l9+100l7+l8+l9+100） （6-116-11） 一端张拉一端张拉 L=l+2L=l+2（l7+100l7+100）+l8+l9 +l8+l9 （6-126-12）式中式中 l7l7夹片式工作锚厚度；夹片式工作锚厚度； l8l8穿心式千斤顶长度；穿心式千斤顶长度； l9l9夹片式工具锚厚度。夹片式工具锚厚度。 第6章 预应力混凝土工程 四、后

18、张法的施工工艺四、后张法的施工工艺 1.1.孔道成型方法孔道成型方法 预应力筋的孔道可采用钢管抽芯、胶管抽芯和预埋管等方法成型。预应力筋的孔道可采用钢管抽芯、胶管抽芯和预埋管等方法成型。 1 1）钢管抽芯法（图）钢管抽芯法（图6-316-31）用于直线孔道。井字架定位，转动防粘。初凝后、）用于直线孔道。井字架定位，转动防粘。初凝后、终凝前（手按混凝土不显指纹）抽管。抽管顺序宜先上后下地进行。抽管方法可用终凝前（手按混凝土不显指纹）抽管。抽管顺序宜先上后下地进行。抽管方法可用人工或卷扬机。抽管后清理孔道。人工或卷扬机。抽管后清理孔道。 2 2）胶管抽芯法（图）胶管抽芯法（图6-326-32）采用

19、夹布胶管或钢丝网橡皮管，可用于直线、曲线）采用夹布胶管或钢丝网橡皮管，可用于直线、曲线或折线孔道。或折线孔道。充水（或充气）加压或胶皮管内满塞细钢筋，水压表的压力如有变化必须补压。放充水（或充气）加压或胶皮管内满塞细钢筋，水压表的压力如有变化必须补压。放水降压抽管。水降压抽管。 3 3）预埋管法采用薄钢管、镀锌钢管与金属螺旋管（波纹管）等。）预埋管法采用薄钢管、镀锌钢管与金属螺旋管（波纹管）等。 2.2.张拉端设置张拉端设置长度长度30m30m的直线筋，一端张拉；长度的直线筋，一端张拉；长度30m30m的直线筋、曲线筋，两端张拉。的直线筋、曲线筋，两端张拉。 3.3.分批张拉分批张拉 规范第规

20、范第6.2.66.2.6条指出，后张法构件的预应力钢筋采用分批张拉时，应考虑后批条指出，后张法构件的预应力钢筋采用分批张拉时，应考虑后批张拉钢筋所产生的砼弹性压缩（或伸长）对先批张拉钢筋的影响，将先批张拉钢筋张拉钢筋所产生的砼弹性压缩（或伸长）对先批张拉钢筋的影响，将先批张拉钢筋的张拉应力值的张拉应力值concon增加（或减少）增加（或减少）pcipci，此处，此处pcipci为后批张拉钢筋在先批张拉钢筋为后批张拉钢筋在先批张拉钢筋重心处产生的砼法向应力，为预应力钢筋弹性模量与砼弹性模量之比。所以先批张重心处产生的砼法向应力，为预应力钢筋弹性模量与砼弹性模量之比。所以先批张拉的预应力筋张拉力应

21、调整，或补张（对使应力减小情况，但拉的预应力筋张拉力应调整，或补张（对使应力减小情况，但 30m30m的直线筋、曲线筋，两的直线筋、曲线筋，两端张拉。端张拉。 7. 7. 后张法构件的预应力钢筋采用分批张拉时，应考虑后批张拉钢筋所产后张法构件的预应力钢筋采用分批张拉时，应考虑后批张拉钢筋所产生的砼弹性压缩（或伸长）对先批张拉钢筋的影响，将先批张拉钢筋的张拉生的砼弹性压缩（或伸长）对先批张拉钢筋的影响，将先批张拉钢筋的张拉应力值应力值concon增加（或减少）增加（或减少）pcipci。所以先批张拉的预应力筋张拉力应调整，。所以先批张拉的预应力筋张拉力应调整，或补张（对使应力减小情况，但小于张拉

22、应力限值。或补张（对使应力减小情况，但小于张拉应力限值。第6章 预应力混凝土工程 本章小结：本章小结： 8. 8. 平卧重叠构件张拉，为了减少上下层之间因摩擦引起的预应力损失，平卧重叠构件张拉，为了减少上下层之间因摩擦引起的预应力损失，可逐层加大张拉力。加大值可查经验表。可逐层加大张拉力。加大值可查经验表。 9.9. 张拉伸长值的校核（实际与计算），反映张拉力是否足够，孔道摩阻张拉伸长值的校核（实际与计算），反映张拉力是否足够，孔道摩阻损失是否偏大，以及预应力筋是否有异常现象等。计算伸长值损失是否偏大，以及预应力筋是否有异常现象等。计算伸长值L=L=；预应力；预应力筋张拉伸长值的量测，应在建立

23、初应力之后进行。筋张拉伸长值的量测，应在建立初应力之后进行。 10. 10. 孔道灌浆可以防筋锈蚀，提高抗裂性和承载力。水泥浆或砂浆要求：孔道灌浆可以防筋锈蚀，提高抗裂性和承载力。水泥浆或砂浆要求：20MPa20MPa；W/C=0.4W/C=0.4；较小的干缩性及泌水性；较小的干缩性及泌水性掺减水剂、二次灌浆法。掺减水剂、二次灌浆法。 11. 11. 先张法施工工艺是先将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具临时先张法施工工艺是先将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具临时固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土；待混凝土达到一定强度后，放松预固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土；待混凝土达到一定强度后，放松

24、预应力筋，靠预应力筋与混凝土之间的粘结力使混凝土构件获得预应力。应力筋，靠预应力筋与混凝土之间的粘结力使混凝土构件获得预应力。 12. 12. 台座按构造型式不同分为墩式台座和槽式台座两类。台座按构造型式不同分为墩式台座和槽式台座两类。 13. 13. 预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力钢丝张拉时，伸预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力钢丝张拉时，伸长值不作校核，应采用钢丝内力测定仪检查钢丝的预应力值。相应偏差不得长值不作校核，应采用钢丝内力测定仪检查钢丝的预应力值。相应偏差不得大于或小于设计规定相应阶段预应力值的大于或小于设计规定相应阶段预应力值的5% 5% 。预应力钢丝内

25、力的检测，一。预应力钢丝内力的检测，一般在张拉锚固后般在张拉锚固后1h1h锚固损失已完成，钢筋松弛损失也部分产生。锚固损失已完成，钢筋松弛损失也部分产生。第6章 预应力混凝土工程 图6-1墩式台座构造示意图1台座 2钢横梁 3承力钢板 4台面第6章 预应力混凝土工程 图6-2 槽式台座构造示意图1张拉端柱 2锚固端柱 3中间传力柱 4上横梁 5下横梁 6横梁 7、8垫块 9连接板 10卡环 11基础板 12砂浆嵌逢 13砖墙 14螺栓第6章 预应力混凝土工程 图6-3 单根钢筋镦头夹具及张拉连接头a）单根钢筋镦头夹具 b）张拉连接头第6章 预应力混凝土工程 图6-4 圆套筒三片式夹具a）装配图

26、 b)夹片 c)套筒第6章 预应力混凝土工程 图6-5 方套筒二片式夹具第6章 预应力混凝土工程 图6-6 方套筒二片式夹具 图6-7拉杆式千斤顶构造示意图1主缸 2主缸活塞 3主缸油嘴 4副缸 5副缸活塞 6副缸油嘴 7连接器 8顶杆 9拉杆 10螺帽 11预应力筋 12混凝土构件 13预埋钢板 14螺丝端杆第6章 预应力混凝土工程 图6-8 YC60型穿心式千斤顶的构造示意图1张拉油缸 2顶压油缸（即张拉活塞） 3顶压活塞 4弹簧 5预应力筋 6工具式锚具 7螺帽 8工作锚具 9混凝土构件 10顶杆 11拉杆 12连接器 张拉工作油室 顶压工作油室 张拉回程油室 A张拉缸油嘴 B顶压缸油嘴

27、 C油孔第6章 预应力混凝土工程 图6-9锥锚式双作用千斤顶构造示意图1预应力筋 2顶压头 3副缸 4副缸活塞 5主缸 6主缸活塞 7主缸拉力弹簧8副缸压力弹簧 9锥形卡环 10楔块 11主缸油嘴 12副缸油嘴 13锚塞 14构件 15-锚环第6章 预应力混凝土工程 图6-10 前置内卡式千斤顶 第6章 预应力混凝土工程 图6-11电动螺杆张拉机构造图1螺杆 2、3拉力架 4张拉夹具 5顶杆 6电动机 7减速箱 8测力计 9、10胶轮 11底盘 12手柄 13横梁 15锚固夹具第6章 预应力混凝土工程 图6-12 LYZ-1A型电动卷扬张拉机1电气箱 2电动机 3减速箱 4卷筒 5撑杆 6夹钳

28、 7前轮 8测力计 9开关 10后轮第6章 预应力混凝土工程 图6-13 2CN-1型双控钢丝内力测定仪1旋钮 2指示灯 3测钩 4内力表 5挠度表 6测头 7钢丝 第6章 预应力混凝土工程 图6-14 楔块放张1台座 2横梁 3、4钢块 5钢楔块 6螺杆 7承力板 8螺母第6章 预应力混凝土工程 图6-15砂箱装置构造图1活塞 2钢套箱 3进砂口 4钢套箱底板 5出砂口 6砂子 图6-16 螺丝端杆锚具a）螺丝端杆 b）螺母 c）垫板第6章 预应力混凝土工程 图6-17 帮条锚具1帮条 2衬板 3预应力钢筋第6章 预应力混凝土工程 图6-18单根钢绞线锚具1钢绞线 2锚环 3夹片 图6-19

29、 KT-Z型锚具a）装配图 b)锚环 c)锚塞第6章 预应力混凝土工程 图6-20 JM型锚具a)装配图 b)锚板 c)夹片第6章 预应力混凝土工程 图6-21 XM型锚具a)装配图 b)锚板 第6章 预应力混凝土工程 图6-22 QM型锚具及配件1锚板 2夹片 3钢绞线 4喇叭形铸铁垫板 5弹簧圈 6预留孔道用的波纹管 7灌浆孔第6章 预应力混凝土工程 图6-23 固定端用镦头锚具1预应力筋 2镦粗头 3锚固板第6章 预应力混凝土工程 图6-24锥形螺杆锚具1钢丝 2套筒 3锥形螺杆 4垫板 5螺母 6排气槽第6章 预应力混凝土工程 图6-25钢丝束镦头锚具1锚环 2螺母 3钢丝束 4锚板第6章 预应力混凝土工程 图6-26钢质锥型锚具a)装配图 b)锚塞 c)锚环第