土木工程施工预应力溷凝土PPT教案

1、土木工程施工预应力溷凝土土木工程施工预应力溷凝土 2、预应力混凝土的分类、预应力混凝土的分类：（1）按混凝土施工方法不同可分为按混凝土施工方法不同可分为： 预制预应力混凝土、现浇预应力混凝土和叠合预应力混凝土等。预制预应力混凝土、现浇预应力混凝土和叠合预应力混凝土等。（2）按施加预应力的方式不同可分为按施加预应力的方式不同可分为： 先张法预应力混凝土、后张法预应力混凝土。先张法预应力混凝土、后张法预应力混凝土。（3）按预应力度大小可分为按预应力度大小可分为： 全预应力混凝土和部分预应力混凝土。全预应力混凝土和部分预应力混凝土。第1页/共44页第2页/共44页2 2、钢筋、钢筋 （1 1）、强度

2、高。）、强度高。预应力钢筋必须采用高强度钢材，以减少预应力构件在长期使用过程中，由于混凝土的收缩徐变等原因，而的造成预应力损失。预应力钢筋必须采用高强度钢材，以减少预应力构件在长期使用过程中，由于混凝土的收缩徐变等原因，而的造成预应力损失。 （2 2）、要有较好的焊接性能和塑性。）、要有较好的焊接性能和塑性。 （3 3）、预应力筋的种类）、预应力筋的种类：单根粗钢筋，钢筋索，钢绞线索、钢丝索等。单根粗钢筋，钢筋索，钢绞线索、钢丝索等。 （4 4）、）、预应力筋的冷加工预应力筋的冷加工：冷拉和冷拔冷拉和冷拔第3页/共44页第4页/共44页钢钢 种种张张 拉拉 方方 法法先张法先张法后张法后张法碳

3、素钢丝、钢绞碳素钢丝、钢绞线、刻痕钢丝线、刻痕钢丝0.75fptk0.70fptk冷拔低碳钢丝、冷拔低碳钢丝、热处理钢筋热处理钢筋0.70fptk0.60fptk冷拉钢筋冷拉钢筋0.90fpyk0.85fpyk注：注：fptk预应力筋极限抗拉强度标准值（预应力筋极限抗拉强度标准值（N/mm2） fpyk预应力筋屈服强度标准值（预应力筋屈服强度标准值（N/mm2）第5页/共44页1 lslEla1aaa第6页/共44页2、孔道摩擦损失孔道摩擦损失： l l2 2( (后张法有）后张法有）当当 0.20.2时：时： 式中：式中： 从张拉端至计算截面的距离从张拉端至计算截面的距离 从张拉端至计算截面

4、曲线孔道倾角。从张拉端至计算截面曲线孔道倾角。 摩擦系数摩擦系数)/11 (2kxconle)(2kxconlkx, kx第7页/共44页 张张 拉拉 方方 法法先张法先张法后张法后张法第一批预应力损失第一批预应力损失（混凝土预压前的预应力损失）（混凝土预压前的预应力损失） l l= = l l1 1+ + l l4 4 l l= = l l1 1+ + l l2 2第二批预应力损失第二批预应力损失（混凝土预压后的预应力损失）（混凝土预压后的预应力损失） l l= = l l5 5 l l= = l l4 4+ + l l5 5第8页/共44页第9页/共44页一、施工工艺一、施工工艺台座准备台

5、座准备刷隔离剂刷隔离剂铺放预应力筋铺放预应力筋张拉并锚固张拉并锚固安侧模扎横向构造筋安侧模扎横向构造筋浇混凝土浇混凝土养护养护放张放张脱模、堆放脱模、堆放第10页/共44页第11页/共44页三、预应力筋的张拉：三、预应力筋的张拉：（一）张拉设备：（一）张拉设备：1、张拉机具：、张拉机具： 还有卷扬机。还有卷扬机。第12页/共44页2、夹具夹具：第13页/共44页（二）张拉制度：（二）张拉制度：1、超张拉制度：、超张拉制度： 0 105% con con con con 2、一次、一次张拉制度：张拉制度： 0 103% con con 持荷2分钟第14页/共44页四、预应力筋的放张：四、预应力筋

6、的放张： 1、放张的要求：、放张的要求： 放张预应力筋放张时，混凝土强度必须符合设计要求，如无设计要求时，混凝土强度不低于设计强度标准值的放张预应力筋放张时，混凝土强度必须符合设计要求，如无设计要求时，混凝土强度不低于设计强度标准值的75%。 2、放张的放张的方法方法： 钢丝钢丝采用剪切、锯割或氧采用剪切、锯割或氧乙炔焰溶断。乙炔焰溶断。 粗钢筋粗钢筋可采用溶断或穿心式砂箱放张。可采用溶断或穿心式砂箱放张。 当放张多根预应力筋时，应同时放张。当放张多根预应力筋时，应同时放张。 第15页/共44页 千斤顶放张千斤顶放张1-千斤顶千斤顶 2-横梁横梁 3-承力支架承力支架 4-夹具夹具 5-预应力

7、钢筋或钢丝预应力钢筋或钢丝 6-构件构件 用千斤顶拉动单根钢筋，松开螺母，见图。放张时由于混用千斤顶拉动单根钢筋，松开螺母，见图。放张时由于混凝土与预应力筋已连成整体，松开螺母所需的间隔只能是最凝土与预应力筋已连成整体，松开螺母所需的间隔只能是最前端构件外露钢筋的伸长，因此，所施加的应力往往超过控前端构件外露钢筋的伸长，因此，所施加的应力往往超过控制应力约制应力约10%，比较费力。采用此法放张时，应拟定合理的，比较费力。采用此法放张时，应拟定合理的放张顺序并控制每一循环的放张吨位，以免构件在放张过程放张顺序并控制每一循环的放张吨位，以免构件在放张过程中受力不均，并使先放张的钢筋引起后放张的钢筋

8、内力增大中受力不均，并使先放张的钢筋引起后放张的钢筋内力增大而造成最后几根拉不动或拉断而造成最后几根拉不动或拉断 。第16页/共44页 砂箱放张砂箱放张1-活塞活塞 2-钢套箱钢套箱 3-进砂口进砂口 4-钢套箱底板钢套箱底板 5-出砂口出砂口 6-砂砂 砂箱装置由钢制的套箱和活塞组成，见图。内装石英砂或铁砂箱装置由钢制的套箱和活塞组成，见图。内装石英砂或铁砂，装砂量宜为砂箱长度的砂，装砂量宜为砂箱长度的1/32/5。砂箱放置在台座与横梁之。砂箱放置在台座与横梁之间，预应力筋张拉时。箱内砂被压实，承受横梁的反力。预应间，预应力筋张拉时。箱内砂被压实，承受横梁的反力。预应力筋放张时，将出砂口打开

9、，砂慢慢流出，从而使整批预应力力筋放张时，将出砂口打开，砂慢慢流出，从而使整批预应力筋徐徐放张。筋徐徐放张。 采用砂箱放张，能控制放张速度，工作可靠，施工方便，可用采用砂箱放张，能控制放张速度，工作可靠，施工方便，可用于张拉力大于于张拉力大于1000kN的情况。的情况。第17页/共44页 楔块放张楔块放张1-台座台座 2-横梁横梁 3、4-钢块钢块 5-钢楔块钢楔块6-螺杆螺杆 7-承力板承力板 8-螺母螺母 楔块装置放置在台座与横梁之间，见图。预应力筋放张时，楔块装置放置在台座与横梁之间，见图。预应力筋放张时，旋转螺母使螺杆向上运动，带动楔块向上移动，钢块间距变旋转螺母使螺杆向上运动，带动楔

10、块向上移动，钢块间距变小，横梁向台座方向移动，从而同时放张预应力筋。楔块放小，横梁向台座方向移动，从而同时放张预应力筋。楔块放张一般用于张拉力不大于张一般用于张拉力不大于300kN的情况的情况 第18页/共44页铺底模铺底模支侧模、放构造钢筋支侧模、放构造钢筋埋管制孔埋管制孔浇混凝土浇混凝土抽管抽管养护拆模养护拆模穿预应力筋穿预应力筋预应力筋张拉预应力筋张拉孔道灌浆孔道灌浆起吊运输起吊运输第19页/共44页第20页/共44页2、胶管抽芯法、胶管抽芯法留设留设48直线或曲线孔道直线或曲线孔道 方法：在胶管内注入压力水或压缩空气。方法：在胶管内注入压力水或压缩空气。 3、预埋铁皮管法、预埋铁皮管法

11、波形管波形管第21页/共44页第22页/共44页2、钢筋束或钢绞线束预应、钢筋束或钢绞线束预应力筋及锚具力筋及锚具 锚具为：锚具为：JM12型锚具型锚具 张拉机具：张拉机具：YC型穿心式张拉机型穿心式张拉机第23页/共44页 3、钢丝束预应力筋及锚具、钢丝束预应力筋及锚具 锚具为：钢质锥型锚具、镦头锚具锚具为：钢质锥型锚具、镦头锚具 张拉机具：张拉机具：YZ型或型或YC型穿心式张拉机型穿心式张拉机第24页/共44页第25页/共44页螺丝端杆外露在构件孔道外的长度，根据垫板厚度，螺母高度和拉伸机与螺丝端杆连接所需长度确定，一般可选用螺丝端杆外露在构件孔道外的长度，根据垫板厚度，螺母高度和拉伸机与

12、螺丝端杆连接所需长度确定，一般可选用120mm150mm。固定端用帮条锚具或镦头锚具时，其长度视锚具尺寸而定。固定端用帮条锚具或镦头锚具时，其长度视锚具尺寸而定。垫板螺帽mmmml1501202第26页/共44页 两端采用螺丝端杆锚具的预应力筋，其下料长度可按两端采用螺丝端杆锚具的预应力筋，其下料长度可按下列方法计算：下列方法计算：预应力筋全长：预应力筋全长：预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度：预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度： 预应力筋中的钢筋下料长度：预应力筋中的钢筋下料长度： 212llL542lLlndll)1)(1 (14下料2l4l1l5l5l2l第27页/共44页ndll141下料

13、Ll1l4l2l5ld1第28页/共44页第29页/共44页第30页/共44页 当构件同一截面有多根预应力筋须分批拉时，则应考虑混当构件同一截面有多根预应力筋须分批拉时，则应考虑混凝土弹性压缩对预应力筋的有效预应力值的影响。所以，凝土弹性压缩对预应力筋的有效预应力值的影响。所以，先先一批张拉的顶应力筋，其张拉力应加上由于后几批预应力筋一批张拉的顶应力筋，其张拉力应加上由于后几批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩所造成的预应力损失值张拉时所产生的混凝土弹性压缩所造成的预应力损失值，使，使分批张拉完成后，每根预应力筋的张拉力基本相等。分批张拉完成后，每根预应力筋的张拉力基本相等。第31页/共44

14、页设分两批张拉，则第一批张拉的预应力筋的张拉控制应力应设分两批张拉，则第一批张拉的预应力筋的张拉控制应力应为：为：pcEconcon1式中：式中： 第一批预应力筋的张拉控制应力；第一批预应力筋的张拉控制应力； 设计控制应力，即第二批预应力筋的张拉控制应力；设计控制应力，即第二批预应力筋的张拉控制应力； 钢筋与混凝土的弹性模量比值；钢筋与混凝土的弹性模量比值； 第二批预应力筋张拉时，在已张拉预应力筋重心处产生第二批预应力筋张拉时，在已张拉预应力筋重心处产生 的混凝土法向应力。的混凝土法向应力。1conconEpc第32页/共44页nPlconPCAA)(1PA -第二批张拉钢筋的面积第二批张拉钢

15、筋的面积1l-第一批预应力损失第一批预应力损失nA-混凝土构件净面积混凝土构件净面积张拉制度：张拉制度： 一般采用超张法一般采用超张法0 105% con con con con 0 103% concon第33页/共44页平卧重叠浇筑问题平卧重叠浇筑问题 A 产生产生： 由于叠层之间的摩擦力，粘结力与咬合力，由于叠层之间的摩擦力，粘结力与咬合力， 会会 减少下层构件预应力筋张拉时混凝土的弹性减少下层构件预应力筋张拉时混凝土的弹性 压缩压缩 变变形，当上层构件吊离后，摩擦力，粘结形，当上层构件吊离后，摩擦力，粘结 力与咬合力就消力与咬合力就消失，那么构件被进一步压缩，失，那么构件被进一步压缩，

16、 此时预应力筋中的应力会此时预应力筋中的应力会降低。降低。 B 措施措施： a 构件自上而下顺序张拉；构件自上而下顺序张拉； b 逐层超张拉以抵消构件间的摩擦力，一般逐层逐层超张拉以抵消构件间的摩擦力，一般逐层 增加增加1%，但最大张拉应力应符合下列规定：，但最大张拉应力应符合下列规定： pykconf95. 0max钢筋钢筋ptkconf75. 0max钢丝钢丝 c 层数一般不超过层数一般不超过4层层第34页/共44页第35页/共44页预应力筋在锚固过程中，应检查张拉端预应力筋的内缩量，内缩量预应力筋在锚固过程中，应检查张拉端预应力筋的内缩量，内缩量的数值不得大于下表中的规定。的数值不得大于

17、下表中的规定。锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量允许值锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量允许值 注：注：.内缩量是指预应力筋锚固过程中，由于锚具零件之间和锚具与预应力筋之间的内缩量是指预应力筋锚固过程中，由于锚具零件之间和锚具与预应力筋之间的相对移动和局部塑性变形造成的回缩量；相对移动和局部塑性变形造成的回缩量； .当设计对内缩量允许值有专门规定时，可按设计规定确定当设计对内缩量允许值有专门规定时，可按设计规定确定 预应力筋张拉、锚固完毕，需割去锚具外露出的顶应力筋时，预应力筋张拉、锚固完毕，需割去锚具外露出的顶应力筋时，则留在锚具外的预应力筋长度不得小于则留在锚具外的预应力筋长度不得小于30，锚具应

18、用混凝土保护，锚具应用混凝土保护，当需长期外露时，应采用防止锈蚀的措施。当需长期外露时，应采用防止锈蚀的措施。锚锚 具具 类类 别别内缩量允许值（内缩量允许值（mm）支承式锚具（镦头锚、带有螺丝端杆的锚具等）支承式锚具（镦头锚、带有螺丝端杆的锚具等）1锥塞式锚具锥塞式锚具5夹片式锚具夹片式锚具5每块后加的锚具垫板每块后加的锚具垫板1第36页/共44页 2 材料要求材料要求 孔道灌浆用的砂浆，应采用标号不低于孔道灌浆用的砂浆，应采用标号不低于42.5号普通硅酸盐水泥配置的水泥浆；对空隙大的孔道，号普通硅酸盐水泥配置的水泥浆；对空隙大的孔道，可采用水泥砂浆灌浆，水泥浆及砂浆强度，均不应小于可采用水

19、泥砂浆灌浆，水泥浆及砂浆强度，均不应小于20MPa。水泥浆的水灰比宜在。水泥浆的水灰比宜在0.4左右，搅拌后三小时泌左右，搅拌后三小时泌水率宜控制在水率宜控制在2%左右，最大不得超过左右，最大不得超过3%，当需要增加孔，当需要增加孔道灌浆的密实性时，水泥浆中可掺入对预应力筋无腐蚀作道灌浆的密实性时，水泥浆中可掺入对预应力筋无腐蚀作用的外加剂。用的外加剂。 第37页/共44页 3 注意事项注意事项 灌浆前混凝土孔道应用压力水冲刷，确保孔道混凝土湿灌浆前混凝土孔道应用压力水冲刷，确保孔道混凝土湿润和洁净。孔道灌浆可采用电动灰浆泵。水泥浆倒入灰浆泵润和洁净。孔道灌浆可采用电动灰浆泵。水泥浆倒入灰浆泵

20、时，必须过筛。灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，并排气时，必须过筛。灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，并排气通顺，在灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加至通顺，在灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加至0.50.6，并稳压一定时间，再封闭灌浆孔，以确保孔道灌浆的密实性。并稳压一定时间，再封闭灌浆孔，以确保孔道灌浆的密实性。对于用不加外加剂的水泥浆灌浆时，必要时可掌握时机，可对于用不加外加剂的水泥浆灌浆时，必要时可掌握时机，可采用二次灌浆法。采用二次灌浆法。 灌浆顺序应先下后上，以避免上层孔道灌浆，而把灌浆顺序应先下后上，以避免上层孔道灌浆，而把下层孔道堵塞。曲线孔道灌浆，宜由低点压入水泥浆，至最下层孔道

21、堵塞。曲线孔道灌浆，宜由低点压入水泥浆，至最高点排气孔中排出空气及溢出浓浆为止。高点排气孔中排出空气及溢出浓浆为止。第38页/共44页 第四节第四节 无粘结预应力钢筋混凝土施工无粘结预应力钢筋混凝土施工 无粘结预应力是新技术，其作法是在预应力筋表面刷涂料并包塑料布无粘结预应力是新技术，其作法是在预应力筋表面刷涂料并包塑料布(管管)后，如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计要求的强度后进行预应力筋的张拉锚固（后，如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计要求的强度后进行预应力筋的张拉锚固（属后张法属后张法）。 一、特点一、特点 无粘结预

22、应力不需要预留孔道和灌浆、施工简单、张拉时摩阻力较小、预应力筋易弯成多跨曲线形状等。但预应力筋强度不能充分发挥无粘结预应力不需要预留孔道和灌浆、施工简单、张拉时摩阻力较小、预应力筋易弯成多跨曲线形状等。但预应力筋强度不能充分发挥(一般要降低一般要降低1020)，锚具的要求也较高。，锚具的要求也较高。第39页/共44页二、施工工艺二、施工工艺 在无粘结预应力的施工中，主要问题是无粘结预应在无粘结预应力的施工中，主要问题是无粘结预应力筋的力筋的铺设、张拉和端部锚头处理铺设、张拉和端部锚头处理。 1)无粘结筋应严格按设计要求的曲线形状就位并固无粘结筋应严格按设计要求的曲线形状就位并固定牢靠。铺设无粘结筋时，无粘结筋的曲率可垫铁马定牢靠。铺设无粘结筋时，无粘结筋的曲率可垫铁马凳控制。钢丝束就位后，标高及水平位移经调整、检凳控制。钢丝束就位后，标高及水平位移经调整、检查无误后，用铁丝与非预应力筋绑扎牢固，防止钢丝查无误后，用铁丝与非预应力筋绑扎牢固，防止钢丝束在浇筑混凝土的过程中位移。束在浇筑混凝土的过程中位移。 第40页/共44页 无