桥梁施工技术T讲义全套15055

学习情境5

预应力混凝土简支梁桥施工工作任务任务1.认识预应力混凝土结构任务2预加力的计算与预应力损失的估算的原理和方法；任务3预应力混凝土简支梁桥的构造要求和特点；任务4先张法预应力混凝土简支梁桥的施工；任务5后张法预应力混凝土简支梁桥的施工。学习目标1．描述预应力混凝土结构的基本概念及材料；2．说明预加力的计算与预应力损失的估算的原理和方法；3．描述预应力混凝土简支梁桥的构造要求和特点；4．说明先张法预应力混凝土简支梁桥的施工工艺和要求；5．说明后张法预应力混凝土简支梁桥的施工工艺和要求；6．叙述预应力混凝土简支梁桥上部工程安全施工技术；学习目标7．说明预应力混凝土简支梁桥上部工程施工质量检测评定基本要求、实测项目、外观鉴定要求；8．能看懂预应力混凝土简支梁桥施工图并能计算工程量；9．能进行预应力混凝土简支梁桥的施工放样；10．能绘制预应力混凝土简支梁桥的施工流程图；11．能检测钢筋的焊接质量；12．能编制简支梁静载试验方案；13．能运用相关的规范进行预应力混凝土简支梁桥施工质量控制学习任务流程

预应力混凝土的基本概念→预应力混凝土结构对材料的要求→预加力计算及预应力损失估算→预应力混凝土简支梁桥构造特点→先张法施工工艺→后张法施工工艺

认识预应力混凝土结构任务1一、预应力混凝土的基本原理及特点1、预应力混凝土的基本原理

从受力性能的角度而言，所谓预应力混凝土结构，就是在结构承受外荷载作用之前，在其可能开裂的部位预先人为的施加压应力，以抵消或减少外荷载所引起的拉应力，是结构在正常使用和在作用下不开裂或者裂缝开展宽度小一些的结构。2、预应力混凝土结构的特点1）自重轻，节约工程材料。4）增强结构或构件的抗剪能力。3）提高结构的抗疲劳性能。2）改善结构的耐久性3．预应力混凝土结构的分类

定义：国内通常把混凝土结构内配有纵筋的结构总称为加筋混凝土结构系列。一、预应力混凝土的基本原理及特点预应力度的定义《桥规》(JTGD60—2004)将预应力度（）定义为由预加应力大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩M的比值，即式中：

λ=M0/M

λ──预应力度。

M0──消压弯矩，也就是使构件控制截面受拉区边缘混凝土的预压应力，抵消到零时的弯矩；

M──使用荷载(不包括预加力)作用下控制截面的弯矩；加筋混凝土结构的分类（1）全预应力混凝土：≥1，沿预应力筋方向的正截面不出现拉应力；（2）部分预应力混凝土1>>0，沿预应力筋方向的正截面出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝；当对拉应力加以限制时，为部分预应力混凝土A类构件；当拉应力超过规定限值或出现不超过限值的裂缝时，为部分预应力混凝土B类构件。（3）钢筋混凝土：=0，无预加应力。4．预应力的施施加方法1）先张法（1）在台座上按按设计规定的的拉力张拉钢钢筋，并用锚锚具临时固定定于在台座上上。（2）支模、绑扎扎非预应力钢钢筋、浇筑混混凝土构件（3）待构件混凝凝土达到一定定的强度后（（一般不低于于混凝土设计计强度等级的的75％，以保证预预应力钢筋与与混凝土之间间具有足够的的粘结力），，切断或放松松钢筋，预应应力钢筋的弹弹性回缩受到到混凝土阻止止而使混凝土土受到挤压，，产生预压应应力2）后张法（1）后张有粘结结预应力（2）后张无粘结结预应力后张有粘结预预应力后张无粘结预预应力二、预应力混混凝土结构的的材料1．混凝土1）预应力混凝凝土结构对混混凝土的要求求（1）强度高。（2）收缩、徐变变小。（3）快硬硬、早早强。。2）混凝凝土的的配制制要求求为了提提高混混凝土土强度度，减减少其其收缩缩、徐徐变变变形值值，除除了选选用高高强度度等级级水泥泥、减减少水水泥用用量、、选用用高品品质的的骨料料以及及加强强振捣捣和养养护外外，还还要尽尽量降降低水水灰比比，水水灰比比控制制在0.25~0.35范围内内。为为了增增加和和易性性，可可掺加加适量量的高高效减减水剂剂。另另外，，为了了减少少混凝凝土的的收缩缩、徐徐变变变形。。还可可以掺掺加优优质活活性掺掺和剂剂。2．预应应力钢钢材1）对钢钢筋性性能的的要求求(1)高强度度。(2)塑性好好。(3)与混凝凝土间间具有有良好好的粘粘结性性能。。(4)良好的的加工工性能能。2）常用用的预预应力力钢筋筋（1）钢绞绞线（2）钢丝丝（3）精轧轧螺纹纹钢筋筋三、预预应力力锚具具与孔孔道成成型材材料锚具是是锚固固钢筋筋时所所用的的工具具，是是保证证预应应力混混凝土土结构构安全全可靠靠的关关键部部位之之一。。通常常把在在构件件制作作完毕毕后，，能够够取下下重复复使用用的称称为夹夹具；；锚固固在构构件端端部，，与构构件联联成一一体共共同受受力，，不能能取下下重复复使用用的称称为锚锚具。。锚锚具的的制作作和选选用应应满足足下列列要求求：1）锚具具零部部件选选用的的钢材材性能能要满满足规规定指指标，，加工工精度度高高，受受力安安全可可靠，，预应应力损损失小小。2）构造造简单单，加加工方方便，，节约约钢材材，成成本低低。3）施工工简便便，使使用安安全。。4）锚具具性能能满足足结构构要求求的静静载和和动载载锚固固性能能。锚具锚具的的种类类很多多，主主要有有支承承式锚锚具、、锥形形锚具具、夹夹片式式锚具具、固固定端端锚具具和连连接器器，目目前最最常用用的张张拉端端锚具具为夹夹片式式锚具具。锚具孔道成成型材材料后张有有粘结结预应应力钢钢筋的的孔道道成型型方法法分抽抽拔性性和预预埋型型两类类。抽拔型型是在在浇筑筑混凝凝土前前预埋埋钢管管或充充水（（充压压）的的橡胶胶管，，在浇浇筑混混凝土土后并并达到到一定定强度度时拔拔抽出出预埋埋管，，便形形成了了预留留在混混凝土土中的的孔道道。适适用于于直线线形孔孔道。。预埋埋型型是是在在浇浇筑筑混混凝凝土土前前预预埋埋金金属属波波纹纹管管（（或或塑塑料料波波纹纹管管）），，在在浇浇筑筑混混凝凝土土后后不不再再拔拔出出而而永永久久留留在在混混凝凝土土中中，，便便形形成成了了预预留留孔孔道道。。适适用用于于各各种种线线形形孔孔道道。。四、、预预应应力力设设备备1.千斤斤顶顶2.高压压油油泵泵3.预加加应应力力的的其其它它设设备备预加加力力的的计计算算与与预预应应力力损损失失的的估估算算的的原原理理和和方方法法任务务2张拉拉控控制制应应力力预应应力力筋筋中中预预拉拉应应力力的的大大小小并并不不是是一一个个恒恒定定值值，，由由于于施施工工因因素素、、材材料料性性能能及及环环境境条条件件等等的的影影响响，，钢钢筋筋中中的的预预拉拉应应力力将将会会逐逐渐渐减减小小。。预预应应力力筋筋中中这这种种预预拉拉应应力力减减小小的的现现象象称称为为预预应应力力损损失失。。预应应力力损损失失产产生生原原因因及及减减少少措措施施1．预预应应力力钢钢筋筋与与管管道道壁壁之之间间的的摩摩擦擦引引起起的的应应力力损损失失2．锚锚具具变变形形、、钢钢筋筋回回缩缩和和拼拼装装构构件件的的接接缝缝压压缩缩引引起起的的应应力力损损失失3．混混凝凝土土加加热热养养护护时时，，预预应应力力钢钢筋筋与与台台座座之之间间的的温温度度引引起起的的应应力力损损失失4．混混凝凝土土的的弹弹性性压压缩缩引引起起的的应应力力损损失失5．钢钢筋筋松松弛弛引引起起的的应应力力损损失失6．混凝土土收缩和和徐变引引起的预预应力钢钢筋应力力损失有效预应应力计算算预应力损失值的组合先张法构件后张法构件

传力锚固时的损失（第一批）lⅠσl1+σl2+σ+l3σl4+0.5σl5σl1+σl2+σ+l4传力锚固后的损失（第二批）lII0.5σl5+σl6σl5+σ+l61．预应力力损失值值的组合合上述预应应力损失失有的只只发生在在先张法法中，有有的则发发生于后后张法中中，有的的在先张张法和后后张法中中均有，，而且是是分批出出现的。。为了便便于分析析和计算算，设计计时可将将预应力力损失分分为两批批：（1）传力锚锚固时的的损失，，称第一一批损失失lⅠ；（2）传力锚锚固后出出现的损损失，称称第二批批损失lII。先、后后张法预预应力构构件在各各阶段的的预应力力损失组组合见表表5-2-1。2．预应力力钢筋的的有效预预应力预加力阶阶段：使用阶段段：预应力混混凝土简简支梁构构件的构构造要求求和特点点任务3截面形式式和尺寸寸预应力混混凝土构构件的截截面形式式应根据据构件的的受力特特点进行行合理选选择。对对于轴心心受拉构构件，通通常采用用正方形形或矩形形截面；；对于受受弯构件件，宜选选用T形、工字字形或其其他空心心截面形形式。此此外，沿沿受弯构构件纵轴轴，其截截面形式式可以根根据受力力要求改改变，形形成变截截面构件件。预应力钢钢筋的布布置1）先张法法构件预应力钢钢绞线之之间的净净距不应应小于其其直径的的1.5倍，且对对1×2(二股)、1×3(三股)钢绞线不不应小于于20mm，对1×7(七股)钢绞线不不应小于于25mm。预应力力钢丝间间净距不不应小于于15mm。在先张法法预应力力混凝土土构件中中，对于于单根预预应力钢钢筋，其其端部应应设置长长度不小小于150mm的螺旋筋筋；对于于多根预预应力钢钢筋，在在构件端端部10倍预应力力钢筋直直径范围围内，应应设置3～5片钢筋网网。预应力钢钢丝束埋埋入式锚锚具之间间的净距距不应小小于钢丝丝束直径径，且不不应小于于60mm；预应力力钢丝束束与埋入入式锚具具之间的的净距不不应小于于20mm。预应力力钢筋或或埋入式式锚具的的混凝土土保护层层厚度不不应小于于30mm，当构件件处于受受侵蚀环环境时，，该值应应增加10mm。后张法构构件在靠近端端支座区区段横向向对称弯弯起，尽尽可能沿沿梁端面面均匀布布置，同同时沿纵纵向可将将梁腹板板加宽。。在梁端端部附近近，设置置间距较较密的纵纵向钢筋筋和箍筋筋。并符符合T形和箱形形梁对纵纵向钢筋筋和箍筋筋的要求求。预应力直直线管道道的混凝凝土保护护层厚度度，对构构件顶面面和侧面面，当管管道直径径等于或或小于55mm时，不应应小于35mm；当管道道直径大大于55mm时，不应应小于45mm；对构件件底面不不应小于于50mm.当桥梁处处于受侵侵蚀的环环境时，，上述保保护层厚厚度应增增加10mm。后张法预预应力混混凝土构构件的端端部锚固固区，在在锚具下下面应设设置厚度度不小于于16mm的垫板或或采用具具有喇叭叭管的锚锚具垫板板。锚垫垫板下应应设间接接钢筋，，其体积积配筋率率不应小小于0.5%。三、预应应力钢筋筋管道的的设置由钢管或或橡胶管管抽芯成成型的直直线管道道，其净净距不应应小于40mm,且不宜小小于管道道直径的的0.6倍；对于于预埋金金属或塑塑料波纹纹管和铁铁皮管,在竖直方方向可将将两管道道叠置。。四、非预预应力筋筋布置1．箍筋1）箍筋直直径和间间距：预预应力混混凝土T形、I形截面梁梁和箱形形截面梁梁腹板内内应分别别设置直直径不小小于10mm和12mm的箍筋，，且应采采用带肋肋钢筋，，间距不不应大于于250mm；自支座座中心起起长度不不小于一一倍梁高高范围内内，应采采用闭合合式箍筋筋，间距距不应大大于100mm。2）在T形、I形截面梁梁下部的的马蹄内内，应另另设直径径不小于于8mm的闭合式式箍筋，，间距不不应大于于200mm。此外，，马蹄内内尚应设设直径不不小于12mm的定位钢钢筋。2．其它辅辅助钢筋筋1）在先张张法预应应力混凝凝土构件件中，预预应力钢钢筋端部部周围应应采用以以下局部部加强措措施：（1）对于单单根预应应力钢筋筋，其端端部设置置长度不不小于150mm的螺旋筋筋。（2）对于多多根预应应力钢筋筋，在构构件端部部10d(d为预应力力钢筋直直径)范围内，，设置3～5片钢筋网网。2）在后张张法预应应力混凝凝土构件件中，预预应力钢钢筋端部部周围应应采用以以下局部部加强措措施：后张法预预应力混混凝土构构件的端端部锚固固区，在在锚具下下面应设设置厚度度不小于于16mm的垫板或或采用具具有喇叭叭管的锚锚具垫板板。锚垫垫板下应应设间接接钢筋，，其体积积配筋率率不应小小于0.5%先张法预预应力混混凝土简简支梁构构件的制制作工艺艺任务4一、张拉拉台座设设计1．张拉台台座的种种类1）墩式台台座。2）槽式台台座3)构架式台台座4)换埋式台台座2．台座的的构造要要求（1）台座的的承力台台墩必须须具有足足够的强强度和刚刚度，并并应满足足抗倾覆覆的要求求；（2）台座横横梁受力力后的挠挠度应控控制在2mm以内,并不得产产生翘曲曲；（3）钢丝锚锚固板的的挠度应应控制在在1mm以内。先张法施施工工艺艺及要求求1．模板、、支座及及台面要要求模板应满满足承载载力、刚刚度和稳稳定性的的要求，，并应具具有构造造简单、、装拆方方便、不不漏浆的的特点。。长线生生产的模模板应采采用钢模模或外包包钢板的的木模。。混凝土土胎模表表面应平平整光滑滑，目前前常见的的做法是是做水磨磨石台面面或钢板板台面，，转角处处应做成成圆角。。短线生生产的钢钢模承载载力和刚刚度应满满足张拉拉，成型型、起吊吊时的要要求。预应力筋筋铺设及及锚具、、夹具安安装预应力筋筋应在台台面上的的隔离剂剂干燥之之后铺设设，隔离离剂应有有良好的的隔离效效果，又又不应损损害混凝凝土与钢钢筋的粘粘结力。。如果预预应力筋筋遭受污污染，应应使用适适当的溶溶剂加以以清刷干干净。隔隔离剂若若被雨水水冲掉应应进行补补涂。预应力钢钢筋张拉拉1）张拉控控制应力力2）张拉3）预应力力值的校校核4）张拉操操作要点点4．混凝土土浇筑①按照混凝凝土施工工操作要要点进行行操作；；②如用人人工操作作，必须须反铲下下料；如如用翻斗斗车、吊吊斗下料料，应注注意铺料料均匀；；避免压压弯网片片；③根据构构件种类类，采用用适当的的振捣设设备：梁梁柱宜用用插入式式振动器器；深梁梁宜用附附着式振振动器板板类宜用用平板式式振动器器；短线线模外张张拉的构构件，宜宜用振动动台；④振捣工工作要求求边角密密实饱满满，特别别是两端端必须密密实饱满满。⑤振捣时时，振动动棒严禁禁触动预预应力筋筋。⑥每条长长线台座座构件，，宜在一一个台班班内全部部成。⑦长线生生产应连连续进行行至整条条生产线线完成。。⑧预制构构件表面面应原浆浆抹平或或拉纹，，不得洒洒水或撤撤干水泥泥粉。5．预应力力筋放张张常用的放放张方法法有：螺螺杆放张张法、砂砂箱放松松法、千千斤顶放放张法、、楔形垫垫放张法法、预热热放张法法6．预制构构件堆放放堆放构件件的场地地，应平平整夯实实。防止止不均匀匀沉陷而而使构件件断裂。。堆放时时使构件件与地面面之间留留有一定定空隙，，并有排排水措施施。构件件堆放应应按构件件的刚度度及受力力情况平平放或立立放并应应保持稳稳定。梁的叠放放应小于于4层，重叠叠堆放的的构件，，应吊环环向上，，标志向向外。堆堆垛高度度应按构构件强度度、地面面承载力力、垫木木强度及及堆垛的的稳定性性确定，，底层垫垫木的位位置，应应在理论论支撑线线上，向向上各层层的垫木木应略向向里收缩缩。垛与与垛之间间应留有有一定的的空隙。。质量检验验及验收收要点1．预应力力筋2．混凝土土4．构件结结构性能能3．外观检检查后张法预预应力混混凝土简简支梁构构件的制制作工艺艺任务5一、后张张法施工工工艺流流程制作台座安装底模绑扎梁体钢筋网架拆内模、清孔梁体罩塑膜养护拆除外模穿放预应力束清理孔道预应力张拉孔道压浆张拉机具标定钢绞线束制备模板整修压试件混凝土封端、养护制作水泥浆试件压试件起吊、存放模板制作台座设计模板设计、制作安装锚垫板预埋件安装内模安装外模灌筑梁体砼拌合站制备砼制作砼试件制作混凝土试件准备机具、制水泥浆配合比选定预应力筋筋预留管管道的尺尺寸与位位置应正正确，孔孔道应平平顺，端端部的预预埋钢垫垫板应垂垂直于管管道中心心线。管道应采采用定位位钢筋固固定安装装，使其其能牢固固地置于于模板内内的设计计位置，，并在混混凝土浇浇筑期间间不产生生位移。。固定各各种成孔孔管道用用的定位位钢筋的的间距，，对于钢钢管不宜宜大于lm；对于波波纹管不不宽大于于0.8m；对于胶胶管不宜宜大于0.5m；对于曲曲线管道道宜适当当加密。。二、预应应力孔道道安装预应力筋筋安装1预应力筋筋的下料料长度应应通过计计算确定定，计算算时应考考虑结构构的孔道道长度或或台座长长度、锚锚夹具厚厚度、千千斤顶长长度、焊焊接接头头或镦头头预留量量、冷拉拉伸长值值、弹性性回缩值值、张拉拉伸长值值和外露露长度等等因素。。下料宜宜采用切切断机或或砂轮锯锯，不得得采用电电弧切割割。预应力筋筋可在浇浇筑泥凝凝土之前前或之后后穿入管管道，对对钢绞线线，可将将一根钢钢束中的的全部钢钢绞线编编束后整整体装入入管道中中，也可可逐根将将钢绞线线穿人管管道。穿穿束前应应检查铺铺垫板和和孔道，，锚垫板板应位置置准确，，孔道内内应畅通通，无水水和其他他杂物。。预应力筋筋安装三、锚具具安装四、预应应力筋张张拉1对力筋施施加预应应力之前前，应对对构件进进行检验验，外观观和尺寸寸应符合合质量标标准要求求。张拉拉时，构构件的混混凝土强强度应符符合设计计要求，，设计未未规定时时，不得得低于设设计强度度等级值值的75％。四、预应应力筋张张拉2预应力筋筋的张拉拉顺序应应符合设设计要求求，当设设计未规规定时，，可采取取分批、、分阶段段对称张张拉。四、预应力筋筋张拉3应使用能张拉拉多根钢绞线线或钢丝的千千斤顶同时对对每一钢束中中的全部力筋筋施加应力(群拉)，但对扁平管管道中不多于于4根的钢绞线除除外。四、预应力筋筋张拉预应力筋在张张拉拉制应力力达到稳定后后方可锚固。。预应力筋锚锚固后的外露露长度不宜小小于30mm，锚具应用封封端混凝土保保护，当需长长期外露时，，应采取防止止锈蚀的措施施。一般情况况下，锚固完完毕并经检验验合格后即可可切割端头多多余的须应力力筋，严禁用用电弧焊切割割，强调用砂砂轮机切割。。五、孔道压浆浆压浆前，应对对孔道进行清清洁处理。冲洗后，应使使用不合油的的压缩空气将将孔道内的所所有积水吹出出。水泥浆自拌制制至压入孔道道的延续时间