建筑工程施工技术 课件 项目4 预应力混凝土工程施工

项目4预应力混凝土工程施工教学目标掌握预应力混凝土的施工工艺及质量控制方法。掌握预应力混凝土的施工质量验收标准及检测方法。掌握预应力混凝土结构施工的安全技术。4.1先张法施工图4-1先张法4.1.1概述具体方法：在浇捣混凝土构件以前，先张拉钢筋，用夹具将其临时固定在台座或模板上，然后浇捣混凝土。当混凝土强度达到不低于设计值的75%后，把张拉的钢筋放松，这时钢筋回缩，而混凝土已与钢筋粘结在一起，阻止了钢筋的回缩，于是钢筋的回缩力把混凝土压紧，使受拉区混凝土预加了一个压力。4.1.2先张法张拉工具台座台座应有足够的强度、刚度和稳定性。台座按构造形式分墩式和槽式台座两类，选用时根据构件种类、张拉力大小和施工条件而定。1）墩式台座墩式台座由台墩、台面和横梁等组成。台座适用于生产空心板、平板等构件。2）槽式台座槽式台座由钢筋混凝土压杆和上、下横梁以及砖墙等组成。夹具夹具是预应力筋张拉和临时固定的锚固装置，用在先张法施工中。按其用途不同，可分为锚固夹具和张拉夹具。1）锚固夹具圆锥齿板式夹具1-定位板；2-套筒；3-齿板；4-钢丝圆套筒三片式夹具1-套筒；2-夹片；3-钢筋2）张拉夹具偏心式夹具1-钢丝；2-偏心块；3-环（与张拉机械连接）压销式夹具1-钢筋；2-销片（楔形）；3-销片；4-楔形压销3.张拉机械1）油压千斤顶

油压千斤顶成组张拉台座;2、3-前后横梁;4-钢筋;5、6-拉力架横梁;7-大螺丝杆;8-油压千斤顶;9-放松装置

3.张拉机械3）电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机1-螺杆;2,3-拉力架;4-张拉夹具;5-顶杆;6-电动机;7-齿轮减速箱;8-测力计;9、10-车轮;11-底盘;12-手把;13-横梁;14-钢筋;15-锚固夹具4.1.3先张法施工工艺先张法施工工艺流程图1.预应力筋的铺设、张拉（1）预应力筋铺设铺设前先做好台面的隔离层，应选用非油类模板隔离剂，隔离剂不得使预应力筋受污，以免影响预应力筋与混凝土的粘结。

碳素钢丝强度高、表面光滑、与混凝土粘结力较差，因此必要时可采取表面刻痕和压波措施，以提高钢丝与混凝土的粘结力。（2）预应力筋张拉应力的确定

预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。3）张拉程序预应力筋的张拉程序可按下列程序之一进行:2.混凝土浇筑与养护为了减少预应力损失，在设计配合比时应考虑减少混凝土的收缩和徐变。应采用低水灰比，控制水泥用量，采用良好的骨料级配并振捣密实。振捣混凝土时，振动器不得碰撞预应力钢筋。混凝土未达到一定强度前也不允许碰撞和踩动预应力筋，以保证预应力筋与混凝土有良好的粘结力。预应力混凝土可采用自然养护和湿热养护。3.预应力筋的放张1）放张要求

放张预应力筋时，混凝土应达到设计要求的强度。如设计无要求时，应不得低于设计混凝土强度等级的75%。

放张预应力筋前应拆除构件的侧模使放张时构件能自由压缩，以免模板损坏或造成构件开裂。对有横肋的构件(如大型屋面板)，其横肋断面应有适宜的斜度，也可以采用活动模板以免放张时构件端肋开裂。2）放张方法配筋不多的中小型构件，钢丝可用砂轮锯或切断机等方法放张。配筋多的钢筋混凝土构件，钢丝应同时放张，如逐根放张，最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而突然断裂，使得构件端部容易开裂。3）放张顺序

预应力筋的放张顺序，应满足设计要求，如设计无要求时应满足下列规定:(1)对轴心受预压构件(如压杆、桩等)所有预应力筋应同时放张。(2)对偏心受预压构件(如梁等)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。(3)如不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、相互交错的放张，以防止在放张过程中构件发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。4.2后张法施工4.2.1概述

先浇捣混凝土构件，后张拉钢筋的方法，称为后张法。

具体方法是:在构件中配置预应力钢筋的部位，预先留出孔道，等混凝土强度达到设计强度的75%时，把钢筋穿进孔内，再进行张拉，用锚具将钢筋锚固在构件两端，张拉的钢筋要回缩，便给混凝土预加了压力，然后在预留孔道内灌入水泥浆或水泥砂浆。4.2.2后张法张拉工具1.锚具

后张法所用锚具根据其锚固原理和构造型式不同，分为螺杆锚具、夹片锚具、锥销式锚具和镦头锚具四种体系；在预应力筋张拉过程中，锚具所在位置与作用不同，又可分为张拉端锚具和固定端锚具；按锚具锚固钢筋或钢丝的数量，可分为单根粗钢筋锚具、钢丝锚具和钢筋束、钢绞线束锚具。4.2.2后张法张拉工具2.张拉设备

后张法主要张拉设备有千斤顶和高压油泵。4.2.2后张法张拉工具2.张拉设备

后张法主要张拉设备有千斤顶和高压油泵。4.2.2后张法张拉工具2.张拉设备

后张法主要张拉设备有千斤顶和高压油泵。4.2.2后张法张拉工具（2）高压油泵

高压油泵与液压千斤顶配套使用，它的作用是向液压千斤顶各个油缸供油，使其活塞按照一定速度，伸出或回缩。高压油泵按驱动方式分为手动和电动两种。一般采用电动高压油泵。4.2.3后张法施工工艺1.孔道留设

后张法构件中孔道留设一般采用钢管抽芯法、胶管抽芯法、预埋管法。

所留孔道的尺寸与位置应正确，孔道要平顺，端部的预埋钢板应垂直于孔中心线。孔道直径一般应比预应力筋的接头外径或需穿入孔道锚具外径大10~15mm，以利于穿入预应力筋。2.预应力筋张拉

用后张法张拉预应力筋时，混凝土强度应符合设计要求，如设计无规定时，不应低于设计强度等级的75%。（1）张拉控制应力

为了减少预应力筋的松弛损失，在施工中预应力筋需要超张拉，超张拉数值可比设计要求提高5%，但其最大张拉控制应力不得超过表4-1的规定。

预应力筋的张拉程序为：（2）张拉顺序

张拉顺序应使构件不扭转与侧弯，不产生过大偏心力，预应力筋一般应对称张拉。对配有多根预应力筋构件，不可能同时张拉时，应分批、分阶段对称张拉，张拉顺序应符合设计要求。3.孔道灌浆

预应力筋张拉完毕后，应进行孔道灌浆。灌浆的目的是为了防止钢筋锈蚀，增加结构的整体性和耐久性，提高结构抗裂性和承载力。

灌浆用的水泥浆应有足够强度和粘结力，且应有较好的流动性，较小的干缩性和泌水性，水灰比控制在0.4~0.45，搅拌后3h泌水率宜控制在2%，最大不得超过3%,对孔隙较大的孔道，可采用砂浆灌浆。

当灰浆强度达到15N/mm2时，方能移动构件，灰浆强度达到100%设计强度时，才允许吊装。4.3无粘结预应力混凝土施工4.3.1概述

无粘结预应力混凝土与后张法的方法基本相同，只是不留设孔道，而是将特制的预应力钢筋直接浇筑在混凝土构件中，再进行张拉，这种方法由于不留孔道，不需要灌浆，施工方法简便，现在得到广泛的应用。4.3.2无粘结预应力筋的制作1.无粘结预应力筋的组成及要求无粘结预应力筋主要有预应力钢材、涂料层、外包层和锚具组成。

无粘结预应力筋所用钢材主要有消除应力钢丝和钢绞线。钢丝和钢绞线不得有死弯，有死弯时必须切断，每根钢丝必须通长，严禁有接点。

涂料层的作用是使预应力筋与混凝土隔离，减少张拉时的摩擦损失，防止预应力筋腐蚀等。常用的涂料主要有防腐沥青和防腐油脂。

外包层主要由塑料带或高压聚乙烯塑料管制作而成。外包层应具有在-20~70℃温度范围内不脆化、化学稳定性高，具有抗破损性强和足够的韧性，防水性好且对周围材料无侵蚀作用。制作好的预应力筋可以直线或盘圆运输、堆放。存放地点应设有遮盖棚，以免日晒雨淋。装卸堆放时，应采用软钢绳绑扎并在吊点处垫上橡胶衬垫，避免塑料套管外包层遭到损坏。2.锚具

无粘结预应力构件中，预应力筋的张拉力主要是靠锚具传递给混凝土的。因此，无粘结预应力筋的锚具不仅受力比有粘结预应力筋的锚具大，而且承受的是重复荷载。

3.成型工艺（1）涂包成型工艺涂包成型工艺可以采用手工操作完成内涂刷防腐沥青或防腐油脂，外包塑料布。也可以在缠纸机上连续作业，完成编束、涂油、墩头、缠塑料布和切断等工序。无粘结预应力筋制作时，钢丝放在放线盘上，穿过梳子板汇成钢丝束，通过油枪均匀涂油后穿人锚环用冷镦机冷镦锚头，带有锚环的成束钢丝用牵引机向前牵引，同时开动装有塑料条的缠纸转盘，钢丝束一边前进一边进行缠绕塑料布条工作。当钢丝束达到需要长度后，进行切割，成为一完整的无粘结预应力筋。

3.成型工艺（2）挤压涂塑工艺

挤压涂塑工艺主要是钢丝通过涂油装置涂油，涂油钢丝束通过塑料挤压机涂刷聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜，再经冷却筒模成型塑料套管。此法涂包质量好，生产效率高，适用于大规模生产的单根钢绞线和7根钢丝束。4.3.3无粘结预应力施工工艺1.预应力筋的铺设

无粘结预应力筋铺设前应检查外包层完好程度，对有轻微破损者，用塑料带补包好，对破损严重者应予以报废。双向预应力筋铺设时，应先铺设下面的预应力筋，再铺设上面的预应力筋，以免预应力筋相互穿插。无粘结预应力筋应严格按设计要求的曲线形状就位固定牢固。可用短钢筋或混凝土垫块等架起控制标高，再用铁丝绑扎在非预应力筋上。绑扎点间距不大于lm，钢丝束的曲率控制可用铁马凳控制，马凳间距不宜大于2m。4.3.3无粘结预应力施工工艺

预应力筋张拉时，混凝土强度应符合设计要求，当设计无要求时，混凝土的强度应达到设计强度的75%方可开始张拉。

张拉顺序应根据预应力筋的铺设顺序进行，先铺设的先张拉，后铺设的后张拉。

当预应力筋的长度小于25m时，宜采用一端张拉；若长度大于25m时，宜采用两端张拉；长度超过50m时，宜采取分段张拉。3.预应力筋端部处理（1）张拉端处理

预应力筋端部处理取决于无粘结筋和锚具种类。

锚具的位置通常从混凝土的端面缩进一定的距离，前面做成一个凹槽，待预应力筋张拉锚固后，将外伸在锚具外的钢绞线切割到规定的长度，即要求露出夹片锚具外长度不小于30mm，然后在槽内壁涂以环氧树脂类粘结剂，以加强新老材料间的粘结，再用后浇膨胀混凝土或低收缩防水砂浆或环氧砂浆密封。在对凹槽填砂浆或混凝土前，应预先对无粘结筋端