桥梁施工基本作业-预应力混凝土工程（高速铁路桥梁施工）

预应力基本概念一、预应力混凝土的概念预应力混凝土结构就是构件在承受外荷载之前，人为地预先通过张拉钢筋对结构使用阶段产生拉应力的混凝土区域施加压力，构件承受外荷载后，此项预压应力将抵消一部分或全部由外荷载所引起的拉应力；从而推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展。预应力混凝土结构受力示意图一、预应力混凝土的概念施加预应力的目的：

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。二、预应力混凝土的分类（一）按照使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同，预应力混凝土结构构件可分为三种：1、全预应力混凝土全预应力混全凝土是指在各种荷载组合下构件截面上均不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。2、有限预应力混凝土有限预应力混凝土是按在短期荷载作用下，容许混凝土承受某一规定拉应力值，但在长期荷载作用下，混凝土不得受拉的要求设计。3、部分预应力混凝土部分预应力混凝土是按在使用荷载作用下，容许出现裂缝，但最大裂宽不超过允许值的要求设计。二、预应力混凝土的分类（一）按照使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同，预应力混凝土结构构件可分为三种：全预应力混凝土构件具有抗裂性和抗疲劳性好、刚度大等优点，但也存在构件反拱值过大，延性差，预应力钢筋配筋量大，施加预应力工艺复杂、费用高等主要缺点。因此适当降低预应力，做成有限或部分预应力混凝土构件，即克服了上述全预应力的缺点，同时又可以用预应力改善钢筋混凝土构件的受力性能。有限或部分预应力混凝土介于全预应力混凝土和钢筋混凝土之间，有很大的选择范围，设计者可根据结构的功能要求和环境条件，选用不同的预应力值以控制构件在使用条件下的变形和裂缝，并在破坏前具有必要的延性，因而是当前预应力混凝土结构的一个主要发展趋势。

二、预应力混凝土的分类（二）按照施加预应力的方法分为先张法和后张法

1、先张法先张法就是张拉钢筋先于混凝土构件浇筑成型的方法。先张法预应力混凝土构件中，预应力是靠钢筋和混凝土之间的粘结力传递。但是这种力的传递过程，需要经过一段传递长度才能完成。适用于：构件厂生产中、小型构件，如：板梁，轨枕等2、后张法后张法就是在构件浇筑成型后再张拉钢筋的施工方法。后张法构件中，预应力主要靠钢筋端部的锚具来传递。适用于：预制和现场浇筑大型构件，如：箱梁，T梁等预应力设备与材料预备知识预应力混凝土工程设备包括：1、预应力钢筋（见钢筋分类）2、锚具3、张拉设备4、注浆设备5、其他材料等一、锚具、夹具预应力筋用锚具、夹具和连接器按锚固方式不同，可分为夹片式（单孔与多孔夹片锚具）、支承式（墩头锚具、螺母锚具等）和握裹式（挤压锚具、压花锚具等）三类。分类支承式夹片式握裹式在张拉后依靠螺纹和垫板的支撑作用锚固将预应力筋埋入混凝土中，或在端头固定一个钢套筒，利用混凝土和钢套筒的握裹锚固（一）钢绞线锚固体1、单孔夹片锚固体系一、锚具、夹具单孔夹片锚固体系1-钢绞线；2-单孔夹片锚具；3-承压钢板；4-螺旋筋（一）钢绞线锚固体1、单孔夹片锚固体系一、锚具、夹具（a）单孔夹片锚具组装图；（b）锚环；（c）三片式夹片；（d）二片式夹片；（e）斜开缝夹片

1-钢绞线；2-锚环；3-夹片一、锚具、夹具（一）钢绞线锚固体2、多孔夹片锚固体系也称为群锚，由多孔锚板与楔片组成。在每个锥形孔内装一副（二片或三片）楔片，夹持一根钢绞线。多孔夹片锚固体系1-钢绞线；2-夹片；3-锚板；4-锚垫板（铸铁喇叭管）；5-螺旋筋；6-金属波纹管；7-灌浆孔一、锚具、夹具（一）钢绞线锚固体2、多孔夹片锚固体系（一）钢绞线锚固体2、多孔夹片锚固体系一、锚具、夹具钢绞线锚垫板张拉预留槽工作锚环千斤顶（一）钢绞线锚固体3、扁型夹片锚固体系一、锚具、夹具

由扁锚头、垫板、扁形喇叭管及扁形管道等组成。

扁锚1-锚板;2-扁形垫板和喇叭管;3-扁形波纹管;4-钢铰线;5-楔片优点：张拉槽口扁小，可减少混凝土板厚，可以单根分束张拉，施工方便。

（一）钢绞线锚固体3、扁型夹片锚固体系一、锚具、夹具（一）钢绞线锚固体3、固定端锚固体系固定端锚具有以下几种类型：挤压锚具、压花锚具、环形锚具。挤压锚具既可埋在混凝土结构内，也可安装在结构之外，对有粘结预应力钢绞线、无粘结预应力钢绞线都适用，应用范围最广。压花锚具仅用于固定端空间较大且有足够的粘结长度的情况，但成本最低。环形锚具仅用于薄板结构、大型建筑物墙、墩等。一、锚具、夹具（一）钢绞线锚固体3、固定端锚固体系一、锚具、夹具（一）钢绞线锚固体3、固定端锚固体系H型压花锚具是利用专用压花机将钢绞线端头压成梨形散花头的一种握裹式锚具

一、锚具、夹具压花锚具（a），（b）两种压花锚具

1-波纹管；2-螺旋筋；3-排气管；4-钢绞线；5-构造筋；6-压花锚具（一）钢绞线锚固体4、钢绞线连接器一、锚具、夹具多根钢绞线连接器1-连接体；2-挤压锚具；3-钢绞线；4-夹片；5-白铁护套；6-约束圈（二）钢丝束锚固体系1、镦头锚固体系利用钢丝（或热轧粗钢筋）两端的镦粗，来锚固预应力钢丝。特点：加工简单，张拉方便，锚固可靠，成本低，可节约两端伸出的预应力钢丝。

一、锚具、夹具DMB型锚具1-锚板；2-钢丝（三）预应力螺纹钢筋锚固体系预应力螺纹钢筋锚具是利用与该钢筋螺纹匹配的特制螺母锚固的一种支承式锚具。预应力螺纹钢筋锚具包括螺母与垫板，螺母分为平面螺母和锥面螺母两种。一、锚具、夹具二、张拉设备预应力筋用张拉设备是由液压张拉千斤顶、电动油泵和外接油管等组成。张拉设备应装有测力仪表，以准确建立预应力值。张拉设备应由专人使用和保管，并定期维护与标定。张拉设备的发展趋向：大吨位、小型化、轻量化、智能化。按机型不同可分为：拉杆式千斤顶(YL)、穿心式千斤顶(YC)和台座式千斤顶等。二、张拉设备（一）液压张拉千斤顶

1、大孔径穿心式千斤顶高压油管限位板工具锚工作锚二、张拉设备（一）液压张拉千斤顶2、台座式千斤顶在先张法台座上整体张拉或放松预应力筋的单作用千斤顶。二、张拉设备（二）电动油泵预应力用电动油泵是用电动机带动与阀式配流的一种轴向柱塞泵。油泵的额定压力应等于或大于