预应力混凝土工程演示文稿

预应力混凝土工程演示文稿本文档共89页；当前第1页；编辑于星期三\18点58分

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，产生预压应力，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。

施加预应力的目的：①提高结构或构件的抗裂度；②提高结构或构件的刚度；③充分发挥高强钢材的作用；④把散件拼成整体。本文档共89页；当前第2页；编辑于星期三\18点58分分类1：先张法和后张法混凝土2：有粘结和无粘结混凝土3：全预应力和部分预应力混凝土优点:

能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。与普通混凝土相比，在同样条件下具有截面小、自重轻、质量好、材料省（要节约钢材20％～40％），并能扩大预制装配化程度。为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。当采用冷拉HRB335、HRB400钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30；当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。

本文档共89页；当前第3页；编辑于星期三\18点58分4.4.1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，进行绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待混凝土达到规定的强度，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。本文档共89页；当前第4页；编辑于星期三\18点58分夹具横梁台座预应力筋台面A、张拉预应力筋混凝土构件B、浇筑混凝土构件C、放张施加预应力本文档共89页；当前第5页；编辑于星期三\18点58分先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。先张法生产时，可采用台座法和钢模法。采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋放松前，其拉力由台座承受。采用钢模法时，构件连同钢模通过固定的机组，按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。本文档共89页；当前第6页；编辑于星期三\18点58分一先张法施工准备

台座由台面、横梁和承力结构等组成，是先张法生产的主要设备。预应力筋全部施工过程都在台座上完成；预应力筋放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台座应有足够的强度、刚度和稳定性。（1）墩式台座墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。（一）台座本文档共89页；当前第7页；编辑于星期三\18点58分重力式墩式台座的几种形式与台面共同作用式构架式桩基构架式本文档共89页；当前第8页；编辑于星期三\18点58分①

台墩

台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。

②

台面

台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚150mm夯实碎石垫层上，浇筑60～100mm厚C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有3%的排水坡度。本文档共89页；当前第9页；编辑于星期三\18点58分③横梁横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。墩式台座一般用于生产小型构件。生产钢弦混凝土构件的墩式台座，其长度常为100～150米，这样既可利用钢丝长的特点，张拉一次可生产多根构件，减少张拉及临时固定工作，又可减少钢丝滑动或台座横梁变形引起的应力损失。本文档共89页；当前第10页；编辑于星期三\18点58分（2）槽式台座槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成。槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。台座长度应便于生产多种构件：一般为45米（可生产6根6米长的吊车梁）或76米（可生产10根6米长的吊车梁，或24米屋架3榀，或18米屋架4榀）。此外，在施工现场亦可利用条石或已预制好的柱、桩和基础梁等构件，装配成简易式台座。本文档共89页；当前第11页；编辑于星期三\18点58分槽式台座传力柱砖墙上横梁下横梁砖墙传力柱本文档共89页；当前第12页；编辑于星期三\18点58分夹具是预应力筋进行张拉和临时固定的工具，要求夹具工作可靠，构造简单，施工方便，成本低。按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。

1．张拉夹具张拉夹具是将预应力筋与张拉机械连接起来，进行预应力张拉的工具。常用的张拉夹具有：（1）偏心式夹具偏心式夹具是由一对带齿的月牙形偏心块组成的。（2）楔形夹具楔形夹具是由锚板和楔块组成的。（二）夹具本文档共89页；当前第13页；编辑于星期三\18点58分(a)偏心式夹具(b)偏心式夹具(c)楔形夹具本文档共89页；当前第14页；编辑于星期三\18点58分2．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。常用的锚固夹具有：（1）锥形夹具锥形夹具是用来锚固预应力钢丝的，由中间开有圆锥形孔的套筒和刻有细齿的锥形齿板或锥销组成。分别称为圆锥齿板式夹具和圆锥三槽式夹具。

(2)圆套筒三片式夹具

钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成。本文档共89页；当前第15页；编辑于星期三\18点58分锥销夹具圆套筒三片式夹具方套筒二片式夹具圆套筒二片式夹具本文档共89页；当前第16页；编辑于星期三\18点58分钢质锥形夹具本文档共89页；当前第17页；编辑于星期三\18点58分固定端镦头夹具单根镦头钢筋螺杆夹具（3）．镦头夹具预应力钢丝或钢筋的固定端常采用镦头锚固。本文档共89页；当前第18页；编辑于星期三\18点58分穿心式千斤顶用于直径12～20mm的单根钢筋、钢绞线或钢丝束的张拉。YC－20型穿心式千斤顶的最大张拉力为20kN，最大行程为200mm。适用于用圆套筒三片式夹具张拉锚固12～20mm单根冷拉HRB335、HRB400和RRB400钢筋。本文档共89页；当前第19页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第20页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第21页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第22页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第23页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第24页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第25页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第26页；编辑于星期三\18点58分二先张法施工工艺1）张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，应按设计规定采用。预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。其张拉控制应力不得超过下表的规定，施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高3%～5%。1张拉控制应力和张拉程序

本文档共89页；当前第27页；编辑于星期三\18点58分

张拉控制应力限值

钢筋种类

张拉方法

先张法

后张法

消除应力钢丝、钢绞线

热处理钢筋

冷拉钢筋0.75fptk

0.70fptk0.9fpyk0.70fptk0.65fptk0.85fpyk本文档共89页；当前第28页；编辑于星期三\18点58分2）张拉程序可按下列之一进行：

或

其中σcon为预应力筋的张拉控制应力为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用的张力程序。预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序0→103%σcon。本文档共89页；当前第29页；编辑于星期三\18点58分预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力筋理论伸长值ΔL按下式计算：

式中FP

—预应力筋平均张拉力，kN；轴线张拉取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；L—预应力筋的长度，mm；AP

—预应力筋的截面面积，mm2；

ES

—预应力筋的弹性模量，kN/mm2。预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为10%σcon时测量，并加初应力以内的推算伸长值。2预应力值的校核本文档共89页；当前第30页；编辑于星期三\18点58分（1）预应力钢筋的接长与冷拉预应力钢筋的接长及预应力钢筋与螺丝端杆的连接，宜采用对焊连接，且应先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的强度。3张拉前的准备本文档共89页；当前第31页；编辑于星期三\18点58分(3)预应力筋的张拉力计算控制张拉力：FP=σcon·AP·n超张拉力：F=（103～105）%σcon·AP·n本文档共89页；当前第32页；编辑于星期三\18点58分（1）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算值的偏差不得超过±6%，否则应停拉；（2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座)（3）多根成组张拉，初应力应一致（10%σcon），(测力计抽查)（4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松（5）拉完的筋位置偏差≯5mm，且≯构件截面短边的4%（6）冬施张拉时，温度≮－15℃（7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。4预应力筋的张拉本文档共89页；当前第33页；编辑于星期三\18点58分条件：混凝土达到设计规定且≮75%强度值后。(1)放张顺序

预应力筋放张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可按下列要求进行：承受轴心预压力构件的所有预应力筋应同时放张；承受偏心预压力构件，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。当不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、互相交错地放张。放张后预应力筋的切断顺序宜由放张端开始，逐次切向另一端。

5

预应力筋放张

本文档共89页；当前第34页；编辑于星期三\18点58分（2）

放张方法

①对于预应力钢丝混凝土构件，配筋不多的预应力丝放张采用剪切、割断和熔断的方法，从中间向两侧逐根进行；配筋较多的预应力钢丝放张采用同时放张的方法，以免最后的钢丝因应力突然增大而断裂或使构件端部开裂。②对于预应力钢筋混凝土构件，配筋不多的预应力筋放张采用逐根加热熔断或借预先设置在钢筋锚固端的楔块等单根放张。③构件预应力筋较多时，所有钢筋应同时放张，可采用砂箱、楔块等放松装置。砂箱装置如图所示。楔块放张装置如图所示。

本文档共89页；当前第35页；编辑于星期三\18点58分横梁螺杆螺母承力板台座钢块钢块钢楔块楔块放张法活塞钢套箱进砂口出砂口砂子钢套箱底板砂箱放张法本文档共89页；当前第36页；编辑于星期三\18点58分4.4.2后张法后张法：先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。预应力混凝土后张法生产工艺见图所示。本文档共89页；当前第37页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第38页；编辑于星期三\18点58分后张法施工由于直接在钢筋混凝土构件上进行预应力筋的张拉，所以不需要固定台座设备，不受地点限制，它既适用于预制构件生产，也适用于现场施工大型预应力构件，而且后张法又是预制构件拼装的手段。后张法施工工序较多，工艺复杂，锚具作为预应力筋的组成部分将永远留置在构件上，不能重复使用。本文档共89页；当前第39页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第40页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第41页；编辑于星期三\18点58分一预应力筋、锚具和张拉机具

1单根粗钢筋(1)锚具

单根粗钢筋的预应力筋，如果采用一端张拉，则在张拉端用螺丝端杆锚具，固定端用帮条锚具或镦头锚具；如果采用两端张拉，则两端均用螺丝端杆锚具。本文档共89页；当前第42页；编辑于星期三\18点58分螺丝端杆锚具本文档共89页；当前第43页；编辑于星期三\18点58分LM型螺丝端杆锚具

用于预应力钢筋的张拉锚固，依靠对焊与预应力钢筋连接。

本文档共89页；当前第44页；编辑于星期三\18点58分帮条锚具本文档共89页；当前第45页；编辑于星期三\18点58分(2)

张拉设备张拉设备由液压千斤顶、供油用的高压油泵和外接油管三部分组成。千斤顶在后张法中，目前常用的千斤顶有拉杆式千斤顶（代号为YDL)

穿心式千斤顶(代号为YDC).

锥锚式千斤顶（代号为YDZ)

千斤顶的选择主要依据锚具型式和总张拉力的大小。本文档共89页；当前第46页；编辑于星期三\18点58分YDL-600拉杆式千斤顶本文档共89页；当前第47页；编辑于星期三\18点58分YDC600型千斤顶工作原理图配装撑脚和拉杆后的外貌图本文档共89页；当前第48页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第49页；编辑于星期三\18点58分2钢筋束、钢绞线(1)锚具钢筋束、钢绞线采用的锚具有JM型、XM型、QM型和镦头锚具。本文档共89页；当前第50页；编辑于星期三\18点58分JM12锚具镦头锚具JM12锚具JM12锚具(a)l1JM12－6锚具本文档共89页；当前第51页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第52页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第53页；编辑于星期三\18点58分②XM型和QM型锚具由锚环和夹片组成。本文档共89页；当前第54页；编辑于星期三\18点58分·QM型锚具

QM型锚具与XM型锚具相似，它也是由锚板和夹片组成。但锚孔是直的，锚板顶面是平的，夹片垂直开缝。此外，备有配套喇叭形铸铁垫板与弹簧等。本文档共89页；当前第55页；编辑于星期三\18点58分③镦头锚具用于固定端，它由锚固板和带镦头的预应力筋组成。本文档共89页；当前第56页；编辑于星期三\18点58分二施工工艺

后张法施工工艺与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。1

孔道留设

构件中留设孔道主要为穿预应力钢筋（束）及张拉锚固后灌浆用。孔道留设的基本要求：①

孔道直径应保证预应力筋（束）能顺利穿过。一般应比预应力筋的外径（包括钢筋对焊接头的外径或需穿入孔道的锚具外径）大10-15mm。本文档共89页；当前第57页；编辑于星期三\18点58分②

孔道的尺寸与位置应正确，孔道的线形应平顺，接头不漏浆等。③

在设计规定位置上留设灌浆孔，如孔道的端部或中部，其孔距不宜大于12m。④孔道端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线。⑤在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，必要时可在最低点设置排水管，灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。本文档共89页；当前第58页；编辑于星期三\18点58分

预留孔道形状有直线、曲线和折线形，孔道留设方法：（1）

钢管抽芯法预先将平直、表面圆滑的钢管埋设在模板内预应力筋孔道位置上。在开始浇筑至浇筑后拔管前，间隔一定时间要缓慢匀速地转动钢管；待混凝土初凝后至终凝之前，用卷扬机匀速拔出钢管即在构件中形成孔道。

本文档共89页；当前第59页；编辑于星期三\18点58分钢管抽芯法只用于留设直线孔道，钢管用钢筋井字架固定，间距不宜大于1m，钢管长度不宜超过15m，钢管两端各伸出构件500mm左右，以便转动和抽管。构件较长时，可采用两根钢管，中间用套管连接（图）。抽管时间与水泥品种、浇筑气温和养护条件有关，常温下在混凝土浇筑后3-6h。抽管顺序宜先上后下，抽管方法可用人工或卷扬机。抽管要边抽边转，速度均匀，并与孔道成一直线。本文档共89页；当前第60页；编辑于星期三\18点58分胶管与阀门连接钢管的连接胶管的封端处理本文档共89页；当前第61页；编辑于星期三\18点58分（2）胶管抽芯法胶管采用5～7层帆布夹层，壁厚6～7mm的普通橡胶管，用于直线、曲线或折线孔道成型。胶管一端密封，另一端接上阀门，安放在孔道设计位置上；使用前先充气或充水，保持压力，固定胶管的井字架间距不宜大于500mm。抽管时，待混凝土初凝后、终凝前，将胶管阀门打开放水（或放气）降压，胶管回缩与混凝土自行脱落。一般按先上后下、先曲后直的顺序将胶管抽出。本文档共89页；当前第62页；编辑于星期三\18点58分（3）预埋管法预埋管法是用钢筋井字架将黑铁皮管、薄钢管或金属螺旋管固定在设计位置上，在混凝土构件中埋管成型的一种施工方法。波纹管质量轻、刚度好、弯折方便、连接容易、与混凝土粘结性能好，可做成各种形状的孔道并省去抽管工序，具有较大的推广价值。适用于预应力筋密集或曲线预应力筋的孔道埋设，但电热后张法施工中，不得采用波纹管或其他金属管埋设的管道。

本文档共89页；当前第63页；编辑于星期三\18点58分金属螺旋管本文档共89页；当前第64页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第65页；编辑于星期三\18点58分螺旋管的连接螺旋管上留灌浆孔螺旋管的固定本文档共89页；当前第66页；编辑于星期三\18点58分2

预应力筋张拉

预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求，施工时预应力筋需超张拉，可比设计要求提高3%～5%。（1）

穿筋

成束的预应力筋将一头对齐，按顺序编号套在穿束器上。本文档共89页；当前第67页；编辑于星期三\18点58分（2）预应力筋张拉程序预应力筋的张拉程序，主要根据构件类型、张锚体系、松弛损失取值等因素来确定。用超张拉方法减少预应力筋的松弛损失时，预应力筋的张拉程序宜为：如果预应力筋张拉吨位不大，根数很多，而设计中又要求采取超张拉以减少应力松弛损失时，其张拉程序可为：本文档共89页；当前第68页；编辑于星期三\18点58分（3）预应力筋的张拉方法张拉方法有一端张拉和两端张拉。（1）对抽芯法：长度≤24m直孔——一端张拉（多根筋时，张拉端设在结构两端）；长度＞24m直孔、曲线孔——两端张拉。（2）对埋螺旋管法：长度≤30m直孔——一端张拉；长度＞30m直孔、曲线孔——两端张拉。本文档共89页；当前第69页；编辑于星期三\18点58分（4）预应力筋的张拉顺序预应力筋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。图所示是预应力混凝土屋架下弦预应力筋张拉顺序。图所示是预应力混凝土吊车梁预应力筋采用两台千斤顶的张拉顺序，对配有多根不对称预应力筋的构件，应采用分批分阶段对称张拉。平卧重叠浇筑的预应力混凝土构件，张拉预应力筋的顺序是先上后下，逐层进行。本文档共89页；当前第70页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第71页；编辑于星期三\18点58分本文档共89页；当前第72页；编辑于星期三\18点58分

3孔道灌浆1.目的：防止生锈；使预应力筋与构件混凝土有效粘结，以控制裂缝的开展并减轻梁端锚具的负荷，增加整体性。2.基本要求：（尽早进行，饱满、密实）①水泥≮42.5级普硅；②水泥浆强度≮20MPa；③水灰比0.4左右，不得大于0.45；④泌水率：拌后三小时宜≯2%，最大≯3%⑤可掺无腐蚀性外加剂：铝粉（水泥重的0.5～1/万），木钙（0.25%），微膨胀剂；⑥施工时，孔道湿润、洁净，连续由下层孔到上层；⑦灌满孔道并封闭排气孔后，加压0.5～0.6MPa，稍后再封闭灌浆孔；⑧不掺外加剂时，可用二次灌浆法。本文档共89页；当前第73页；编辑于星期三\18点58分4单根粗钢筋预应力筋制作（P193）单根粗钢筋预应力筋的制作，包括配料、对焊、冷拉等工序。预应力筋的下料长度应计算确定，计算时要考虑结构构件的孔道长度、锚具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头的预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值等。本文档共89页；当前第74页；编辑于星期三\18点58分下料长度计算：①当两端用螺丝端杆锚具时——钢筋下料长度：22n本文档共89页；当前第75页；编辑于星期三\18点58分②当一端用螺杆、一端用帮条时:钢筋下料长度：213n本文档共89页；当前第76页；编辑于星期三\18点58分4.4.3无粘结预应力混凝土施工后张法无需预留管道与灌浆，而是将无粘结预应力筋同普通钢筋一样铺设在结构模板设计位置上，用20～22号铁丝与非预应力钢丝绑扎牢靠后浇筑混凝土；待混凝土达到设计强度后，对无粘