第6节预应力混凝土工程

1、预应力混凝土的概念 砼的抗拉强度和抵抗变形的能力很小，当砼受拉区强度达到其抗拉强度时，就会开裂，第六节 预应力混凝土工程 预应力混凝土就是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加压力，当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预压应力，然后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，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钢筋混凝土，叫做预应力混凝土。预应力混凝土的施工方法 按预加应力在浇筑砼的前或后分：先张法、后张法。预应力箱梁-后张法 预应力空心板-先张法狼尾河大桥改造工程198块预应力

2、空心板一、预应力混凝土材料1、混凝土 混凝土等级不低于C30高强混凝土C80预应力管桩2、预应力钢筋（1）高强钢筋：冷拉合金钢、 热处理钢筋 热处理钢筋：用低合金经淬火、回火调质处理生产的钢筋。（2）冷拔钢丝：用高碳钢盘条经表面处理后冷拔而成 （3）钢绞线：钢盘条，经过表面处理后冷拔成钢丝，然后将一定数量的钢丝绞合成股而成。 钢绞线三、 先张法先张法： 在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，然后绑扎结构钢筋、支模板，浇筑混凝土；待混凝土达到规定的强度，放松预应力筋，预应力筋弹性回缩，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。（动画）先张法施工顺序（图

3、示）1、施工设备（1）台座（台座是先张法生产中的主要设备之一，要求有足够的强度和稳定性，以免台座变形、倾复、滑移而引起预应力值的损失。） 台座设置要求： 具有足够的强度、刚度、稳定性。 (2)夹具 作用：张拉和临时固定预应力筋 类型：张拉夹具、锚固夹具张拉夹具（夹紧钢筋且作为张拉端）锚固夹具（用于固定端）千斤顶用油泵 (3)张拉设备： 油压千斤顶、卷扬机、电动螺旋张拉机油压千斤顶电动卷扬机先张法的应用：用于生产中小型预应力构件如：空心板、屋面板、吊车梁等屋面板吊车梁空心板2、施工工艺过程（1）预应力筋的张拉、固定 1）、张拉控制应力 ：取法p171 页表由张拉方法和预应力筋的类型确定，2）张拉

4、程序： 张拉两种程序：超张拉3%即 0 1.03目的：弥补松弛引起的预应力损失（施工简便、较常用）超张拉5%并持荷2分，最后达到 ，即 0 1.05目的：加速钢筋松弛现象的早期发展，减少松弛引起的预应力损失（张拉钢筋会产生松弛现象，按如此程序张拉后可以使松弛现象在2分钟内大部分完成，降为后，很少在发生松弛，从而减少预应力的损失）(2)砼的浇筑和养护要求： 1)采用收缩和徐变小的砼配合比 2）砼振捣要密实，浇筑时不允许振捣器碰预应力钢筋 3）养护时要尽量减少台座与钢筋的温差（可以采用自然养护和湿热养护，当采用湿热养护时，要注意最好用钢模，因为钢筋吸热快产生热涨，而砼台座吸热慢则变形小，由于两者的

5、温差将产生预应力损失，一般台座和钢筋的温差要控制在20之内，若用钢模不存在此问题）（3）预应力筋的放张放张的要求：1) 当砼强度75%设计强度时，拆除侧模后放张（能自由收缩）。2)筋少的构件：用砂轮锯或切断机逐根割断放张， 筋多的构件：同时放张（同时放松，再割，若采用逐根割断最后几根会由于承受过大的拉力而突然断裂，使构件端部开裂）3）轴心受预压构件（如桩）：同时放张4）偏心受预压构件（如梁）：先放预压力小的区域，再放张预压力大的区域11.5节四、 后张法什么是后张法？ 后张法, 指的是先浇筑混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢筋以形成预应力混凝土构件的施工方法。1、后张法施工顺序

6、：1）制作构件预留孔道2）张拉钢筋并锚固3) 孔道灌浆（视频）（动画）后张法的应用： 生产大中型预应力构件(屋架、框架、吊车梁、薄腹梁)和现浇预应力结构（基础、梁、板）。现浇预应力桥板四川达成（达州-成都）铁路桥梁采用预应力砼构件 32米900吨预应力混凝土箱梁施工南宁竹溪立交桥采用预应力现浇结构 螺栓端杆锚具：用于单根粗钢筋固定端、张拉端2、锚具种类： 1）单根粗钢筋锚具螺栓端杆锚具2）钢绞线束锚具：用于预应力钢绞线锚固钢绞线束锚具4）钢丝束锚具：用于钢丝束钢筋束锚具3）钢筋束锚具：用于钢筋束DM型钢丝束镦头锚组件 3、后张法的孔道留设（1）孔道形状：直线、曲线、折线 （2）孔道成型方法：钢

7、管抽芯法、胶管抽芯法、预埋管法1）钢管抽芯法（图示） ：适用于直线孔道留设施工要求：钢管平直、光滑（否则转动管和拔管时易将管壁挤裂）钢管每根长不超过15m，两端伸出构件0.5 m 并各钻16mm小孔备插钢筋转管，当构件较长时，用两根钢管接长（图示）正确掌握抽管时间：砼初凝后，终凝前（手压无压纹为宜）,常温下浇筑后36小时抽管顺序：先上后下（人工或卷扬机，不能先下后上，否则宜塌孔，抽管时边转边抽）在两端和跨中设灌浆孔和排气孔（用铁皮管或木塞），孔距12m左右，孔径20 mm2）胶管抽芯法：用于曲线孔道、折线孔道或直线孔道留设。 施工要求：胶管必须密封（不能漏气、漏水，否则影响成孔质量，施工前检查

8、是否漏气、漏水，施工中发现压力不足要补气、补水，施工后要注意清洗） 胶管接长采用套管连接：p203页（钢管抽芯单根粗筋张拉锚固视频）抽管要求：抽管时间：由气温小时决定，气温浇筑后小时数 = 200度小时抽管顺序：先上后下，先曲后直抽管方法：放气或放水后人工抽管。3）预埋管法：用于留曲线或直线孔道特点：埋设永久性的金属波纹管，不抽管，孔道质量好，当钢筋很密或曲线布筋时常用此法。预埋金属波纹管（预埋波纹管视频）4、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； （2）张拉顺序 1）张拉顺序应按设计规定进行；如设计无规定时，应采取分批分阶段对称地进行。 2）平卧重叠浇

9、筑的预应力混凝土构件，张拉预应力筋的顺序是先上后下，逐层加力进行。（上下层构件摩擦力会影响下层构件张拉时的自由变形，上层起吊后，其变形增加会损失预应力，但底层的力不超过顶层的5% ）砼屋架下弦预应力筋张拉顺序吊车梁预应力筋张拉顺序（4）张拉方法 1）钢管或胶管抽心法：曲线孔道和长度大于24m的直线孔道采用两端张拉；长度等于或小于24m的直线孔道，可两端或一端张拉。 2）预埋波纹管法：曲线孔道及长度大于30m的直线孔道采用两端张拉，长度等于或小于30m的直线孔道可两端或一端张拉。 （5）张拉程序：同先张法。（6）孔道灌浆（补充）1）作用： 保护预应力筋，使筋与砼有效粘接以减轻锚具负荷2）灌浆要求：预应力张拉锚固后及时灌浆材料要求：用425 #（32.5标号） 普通硅酸盐水泥浆：水灰比040