预应力混凝土工程教案

1、土木工程学院教案用纸课程章中名称项目二预应力混凝土工程教学目的、要求了解预应力混凝土的特点和工作原理；掌握预应力混凝土的概念掌握先张法、后张法的施工工艺流程，张拉程序、 张拉力控制和放张方法。了解先、后张法的施工工艺、锚夹具类型及张拉 设备。了解无粘结预应力筋的施工工艺。熟悉预应力工程质量检验和质量控制的主要方法施。重点 难点1、先、后张法的施工工艺、锚夹具类型及张拉设备。2、无黏结预应力束的制作，无黏结预应力施工工艺。3、预应力混凝土的概念和应用。教学环节时间分 酉己4课时教学手段、教学方 法和实施步骤多媒体授课内容：预应力混凝土 ：是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对碎施加预 压应力

2、，使用阶段的构件在外荷载作用下产生拉应力时 ，先要抵消预压应 力，这就推迟了混凝土裂缝的出现并限制了裂缝的开展 ，从而提高构件的 抗裂度和刚度。建立预压应力的方法：对混凝土构件受拉区施加预压应力的方法，是通过预应力钢筋或锚具，将 预应力钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，并产生预应力。预应力的 作用可以全部或者部分抵消外荷载产生的拉应力，从而提高结构的抗裂性,对于在使用荷载下出现裂缝的构件，预应力也可以起到减少裂缝宽度 的作用。预应力混凝土的分类：预应力混凝土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。预应力混凝土按施工方式不同可分为：预制预应力混凝土、现浇预应 力混凝土和叠合预应

3、力混凝土等。按预加应力的方法不同可分为：先张法预应力混凝土和后张法预应 力混凝土。先张法是在混凝土浇筑前张拉钢筋，预应力是靠钢筋与混凝土 之间的粘结力传递给混凝土。后张法是在混凝土达到一定强度后张拉钢 筋，预应力靠锚具传递给混凝土。在后张法中，按预应力筋粘结状态又可分为：有粘结预应力混凝土和 无粘结预应力混凝土。前者在张拉后通过孔道灌浆使预应力筋与混凝土 相互粘结，后者由于预应力筋涂有油脂，预应力只能永久地靠锚具传递给 混凝土。预应力工艺的应用(1)先张法的应用：先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、槽 形板、双T板、V形折板、托梁、楝条、槽瓦、屋面梁等；道路桥梁工程 中的轨枕、桥面空心

4、板、简支梁等。在基础工程中应用的预应力方桩及 管桩等。(2)后张法的应用：后张法不但用于房屋建筑中的吊车梁、屋面梁、屋架 桥梁中的T形梁、箱形梁等构件，且在大跨度的现浇结构及空间结构中的 应用也日趋成熟；在特种结构如塔体的竖向预应力、筒体的环向预应力也 有突破，尤其为桥梁工程的悬索结构、斜拉结构提供了丰富的发展空间。 预应力碎的优缺点：(1 )有效利用高强钢材。(2)减小结构构件的截面尺寸、自重，能增大结构构件跨度，降低结构构件 占用空间。(3)提高使用荷载下结构的抗裂性和刚度。(4)质量好、降低工程造价、结构耐久性好。(5)技术含量高、操作要求严，需要增添专用设备一、先张法施工先张法是在浇筑

5、混凝土构件之前，张拉预应力筋，将其临时锚固在台 座或钢模上，然后浇筑混凝土构件，待混凝土达到一定强度(一般不低于混 凝土标准强度的75%),并使预应力筋与混凝土间有足够黏结力时，放松预 应力，预应力筋弹性回缩，借助于混凝土与预应力筋间的粘结力对混凝土 产生预压应力。.先张法的施工设备先张法施工的主要设备包括台座、夹具和张拉设备。台座:用台座法生产预应力混凝土构件时，预应力筋锚固在台座横梁上，台 座承受全部预应力筋的拉力，故台座应有足够的强度、刚度和稳定性，以免 因台座变形、倾覆或滑移而引起预应力损失。根据承力结构的不同 ，台座 分为墩式台座、槽式台座、桩式台座等。.夹具：夹具是先张法构件施工时

6、保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座(或 设备)上的临时性锚固装置，按其用途不同可分为锚固夹具和张拉夹具。 夹 具进入施工现场时必须检查其出厂质量证明书，以及其中所列的各项性能指标，并进行必要的静载试验，符合质量要求后方可使用。夹具的要求：要具有良好的自锚性能和放张性能。(2)当夹具组件达到实际极限拉力时，其组成部件不得出现裂缝和破坏。(3)构造简单，能够多次重复使用。锚固夹具：锚固夹具是将预应力筋临时固定在台座横梁上的工具，常用的夹具有以下几类：钢丝锚固夹具，钢筋锚固夹具。.张拉夹具：张拉夹具是夹持住预应力筋后，将其与张拉机械连接起来并进行预 应力筋张拉的机具。常用的张拉夹具有钳式夹具、偏

7、心式夹具和楔形夹 具等，适用于张拉钢丝和直径16mm以下的钢筋。.先张法施工工艺：预应力混凝土先张法施工工艺的特点是：预应力筋在浇筑混凝土前 张拉，预应力的传递依靠预应力筋与混凝土之间的黏结力，为了获得良好 质量的构件，在整个生产过程中，除确保混凝土质量以外，还必须确保预应 力筋与混凝土之间的良好黏结，使预应力混凝土构件获得符合设计要求 的预应力值。张拉前的准备工作：钢筋的接长与冷拉，钢筋（丝）的徽头，张拉机具设 备及仪表定期维护和校验，预应力筋（丝）的铺设。混凝土的浇筑与养护：混凝土的收缩是水泥浆在硬化过程中脱水密结和 形成的毛细孔压缩的结果。混凝土的徐变是荷载长期作用下混凝土的塑 性变形，

8、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配等技术措施。二、后张法施工后张法是先制作混凝土构件，在放置预应力筋的部位预先留有孔道 ， 待构件混凝土达到规定强度后，将预应力筋穿入孔道内，用张拉机具夹持 预应力筋将其张拉至设计规定的控制应力，然后借助锚具将预应力筋锚 固在构件端部，最后进行孔道灌浆（亦有不灌浆者），预应力筋的张拉力主要 通过锚具传递给混凝土构件，使混凝土产生预压应力。.预应力筋、锚具和张拉设备在后张法中，预应力筋、锚具和张拉设备是配套使用的。目前,后张法

9、 中常用的预应力筋主要有单根粗钢筋、钢筋束（或钢绞线束）和钢丝束三类;张拉设备多采用液压千斤顶；锚具需具有可靠的锚固能力，按其锚固性 能分为两类：I类锚具:适用于承受动、静荷载的预应力混凝土结构。n类 锚具:仅适用于有黏结预应力混凝土结构，且锚具处于预应力变化不大的 部位。.后张法施工工艺孔道留设：孔道留设是后张法构件制作中的关键工作。孔道直径取决于 预应力筋和锚具，用螺丝端杆的粗钢筋，孔道直径应比螺丝端杆的螺纹直 径大1015mm;用JM12型锚具的钢筋束或钢绞线束，对JM123、JM124 孔道直径为42mm,对JM125、JM126则为50mm。预应力筋张拉：张拉预应力筋时，构件混凝土的

10、强度应按设计规定，如设计 无规定则不宜低于混凝土标准强度的75%o用块体拼装的预应力构件其拼装立缝处混凝土或砂浆的强度，如设计无规定时，不应低于块体混凝 土标准强度的40%,且不得低于15N/mm2。三、无黏结预应力混凝土施工：.无黏结预应力束的制作无黏结预应力束的组成：无黏结预应力束由预应力筋、涂料层、外包层 和锚具组成。无黏结预应力束的制作：无黏结预应力束的制作一般有纯纸工艺和挤压 涂层工艺两种。.黏结预应力施工工艺：无黏结预应力构件施工中的主要问题是无黏结预应力束的铺设、张 拉和端部锚头处理。无黏结预应力束的铺设：无黏结预应力束在铺设前应检查其外包层的完 好程度，对轻微破损者，可塑料带补包好；对破损严重的应予以报废。无黏结预应力束的张拉：无黏结预应力束的张拉与普通后张法带有螺丝 端杆锚具的有黏结预应力钢丝束张拉方法相似。无黏结预应力束一般为 曲线配筋，故应采用两端同时张拉。锚头端部处理：无黏结预应力束由于一般采用徽头锚具，锚头部位的外径 比较大，因此，钢丝束两端应在构件上预留有一定长度的孔道，具直径略大 于锚具的外径。四、电热法施工电热法是利用钢筋热胀冷缩原理来张拉预应力筋的一种施工方法。 对预应力钢筋通以低电压的强电流，使钢筋发热伸长，待其伸长至预定长 度后，随即进行锚固并切断