《建筑施工技术》课件-5-预应力混凝土施工 先张法施工

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｜先张法施工知识点0←―――重点←―――难点先张法的概念1part先张法的概念先张法是在浇筑混凝土之前，先张拉预应力钢筋，在台座或钢模上用夹具临时固定，然后浇筑混凝土构件，待混凝土达到规定强度,保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力，预应力筋弹性回缩，借助于混凝土与预应力筋之间的粘结力，对混凝土产生预压应力。先张法先张法适用于生产定型的中小型构件，如空心板、屋面板、吊车梁、檩条等。先张法的施工工艺如图7-1示,工艺过程：张拉固定预应力筋→浇筑混凝土→养护(至75%强度)→放张预应力筋。建筑施工技术●先张法施工【案例分析】建筑施工技术

｜先张法施工练习2【多选题】对于预应力先张法，以下说法正确的是()。A.在浇筑混凝土之前先张拉预应力钢筋并固定在台座或钢摸上B.浇筑混凝土后养护一定强度放松钢筋C.借助混凝土与预应力钢筋的粘结，使混凝土产生预压应力D.常用于生产大型构件E.也可以用于现场结构施工【答案】AB先张法的施工设备2part台座2-1part先张法的施工设备主要有台座、夹具和张拉设备。台座构造型式有墩式台座、槽式台座等。夹具按其用途不同可分为：将预应力筋固定在台座上的锚固夹具和张拉时夹持预应力筋用的张拉夹具。

（1）台座：台座是先张法生产的主要设备之一，它承受预应力筋的全部张拉力。因此，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引起的预应力损失。台座由台面、横梁和承力结构等组成。根据承力结构的不同，台座构造型式有墩式台座、槽式台座等。1.墩式台座：以混凝土墩作承力结构的台座称墩式台座，一般用于平卧生产的中小型构件，如屋架、空心板和平板等。生产空心板、平板等平面布筋的混凝土构件时，由于张力不大，可利用简易墩式台座。如图7-2所示。知识点1生产中型构件或多层叠浇构件时，多用如图7-3所示的墩式台座，台座局部加厚，以承受部分张拉力。墩式台座是由承力台墩、台面、横梁组成。

1－卧梁；2－角钢；3－预埋螺栓；4－混凝土台面；5－预应力钢丝图7-2简易镦式台座

1一传力墩；2—横梁；3—局部加厚的台面；4一预应力筋图7-3墩式台座台座

台座承受全部预应力筋的拉力，故台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失。

台座由台面、横梁和承力结构组成。按构造形式不同，可分为墩式台座、槽形台座和桩式台座等。台座可成批生产预应力构件。墩式长线台座台座台面墩式台座

墩式台座由现浇钢筋砼做成，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。墩式台座近景墩式台座构造示意图台座钢横梁线杆连接器预应力筋活动横梁固定横梁工具锚台座式千斤顶高压油泵墩式台座预应力筋钢绞线张拉时，一般采用张拉力控制、伸长值校核。业内俗称为“双控”！张拉过程中随时测量伸长值(量测千斤顶活塞行程反算预应力筋伸长值)台座式千斤顶固定横梁活动横梁工具锚量千斤顶行程张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为±6%。张拉力控制的校核方法与钢丝相同。钢模台座主要在工厂流水线上使用。它是将制作构件的模板作为预应力钢筋锚固支座的一种台座。模板具有相当的刚度，可将预应力钢筋放在模板上进行张拉。钢模台座箱梁钢模组装箱梁端部模板作张拉台座

2.槽式台座：槽式台座由端柱、传力柱、柱垫、横梁和台面等组成，既可承受张拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉力较大的大型构件，如吊车梁、屋架等。如图7-4所示。1－钢筋混凝土压杆;2－砖墙;3－下横梁;4－上横梁;5－传力柱;6－柱垫图7-4槽式台座知识点2夹具2-2part（2）张拉机具和夹具：1.夹具：夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座(或设备)上的临时性锚固装置。夹具按其用途不同可分为：将预应力筋固定在台座上的锚固夹具和张拉时夹持预应力筋用的张拉夹具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。1>锚固夹具:常用的锚固夹具有钢质锥形夹具、镦头夹具和夹片式夹具。钢质锥形夹具是常用的单根钢丝夹具，适用于锚固直径3mm～5mm的冷拔低碳钢丝和碳素（刻痕）钢丝。如图7-5示。镦头夹具适用于具有镦粗头（热镦）的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级螺纹钢筋，也可用于冷镦的预应力钢丝固定端的锚固。如图7-6示。夹片式夹具最常见的是圆套筒三片式夹具，由夹片与套筒组成，适用于夹持直径为12mm与14mm的单根冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋。如图7-7示。知识点11—套筒;2—齿板;3—钢丝;4—锥塞(a)圆锥齿板式；(b)圆锥槽式；1－垫片;2－镦头钢丝;3－承力板图7-5钢丝用锚固夹具图7-6固定端镦头夹具

１－套筒；２－夹片；３－预应力钢筋(a)装配图；(b)夹片；(c)套筒图7-7圆套筒三片式夹具2>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。常用的钢丝张拉夹具有：钳式夹具、偏心式夹具和楔形夹具等。如图7-8所示(a)钳式；(b)偏心式；(c)楔形１－钢丝;２－钳齿;３－拉钩;４－偏心齿条;５－拉环;６－锚板;７－锲块图7-8钢丝的张拉夹具知识点2单根粗钢筋之间的连接或粗钢筋与螺杆的连接可采用钢筋连接器，或用销片式夹具。套筒双拼式连接器如图7-9。销片式夹具如图7-10。知识点2１－销片；２－套筒；３－预应力筋左图7-10两片式销片夹具1－半圆套筒；2－连接器；3－钢筋镦头；4－工具式螺丝杆；5－钢圈上图7-9套筒双拼式连接器3>夹具的要求:夹具本身须具备自锁和自锚能力，自锁即锥销、齿板或楔块打入后不会反弹而脱出的能力；自锚即预应力筋张拉中能可靠地锚固而不被从夹具中拉出的能力。同时，先张法用夹具的静载锚固性能，应符合Ⅰ类锚具的效率系数ηa大于或等于0.95的要求。同时，夹具还应具有安全的重复使用性能。知识点3张拉设备2-3part2.张拉设备：张拉设备应当操作方便、简易可靠，准确控制张拉应力，能以稳定的速率增大拉力。近年来由于预应力混凝土施工工艺的完善，创造了多种简易机具，如手动螺杆张拉器、电动螺杆张拉机、卷杨机（包括电动和手动）和液压千斤顶等张拉机具。在测力方面有弹簧测力计、杠杆测力器、荷重控制及油压表等不同方法。

先张法施工工艺3part5.2.3先张法施工工艺

(1)预应力筋的铺设:为了便于脱模，在预应力钢筋铺设前，对台座及模板应先刷隔离剂。预应力钢丝宜用00000牵引车铺设。知识点1

(2)预应力筋的张拉:

1.张拉方法预应力筋张拉应根据设计要求进行。预应力筋的张拉有单根张拉和多根成组张拉，单根张拉所用设备构造简单，易于保证应力均匀，但生产效率低，而且对预应力筋过密或间距不够大时，张拉和锚固较困难。知识点2

2.预应力筋的张拉1>张拉控制应力：张拉时的控制应力应按设计规定。最大张拉控制应力不得超过表7-1的规定钢种张拉方法先张法后张法碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线0.80fptk0.75fptk热处理钢筋、冷拔低碳钢丝

0.75fptk0.70fptk冷拉钢筋

0.95fpyk0.90fpyk表7-1最大张拉控制应力允许值

2.预应力筋的张拉2>张拉程序：采用此张拉程序的目的是为了减少预应力松弛损S失。所谓“松弛”，即钢材在常温、高应力状态下具有不断产生塑性变形的特性。

根据设计的张拉控制应力σcon、预应力筋的截面积Ap和张拉程序中所规定的超张拉系数m，即可求出预应力筋的张拉力Fp：

式中m——超张拉系数，取1.03或1.05；

σcon——预应力筋张拉控制应力，N/mm²，

Ap——预应力筋截面面积，mm²。3>张拉力

4>张拉伸长值校核用应力控制张拉时，为了校核预应力值，在张拉过程中应测出预应力筋的实际伸长值，如实际伸长值比计算伸长值大于10％或小于5％，应暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。

预应力筋的计算伸长值ΔL（mm），可按下式计算：

式中

Fp——预应力筋的平均张拉力，kN，直线筋取张拉端的拉力；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。弹性模量是单向应力状态下应力除以该方向的应变，是描述物质弹性的一个物理量。预应力筋的实际伸长值，宜在初应力为张拉控制应力10%

左右时开始量测，但必须加上初应力以下的推算伸长值；对后张法，尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。其值为张拉设备（如千斤顶油压表）所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值，以σcon表示。(sigma)

(3)混凝土的浇筑与养护预应力筋张拉完后，即应绑扎骨架、立模、浇筑混凝土。确定预应力混凝土的配合比时，应尽量减少混凝土的收缩和徐变，以减少预应力损失。收缩和徐变都与水泥品种和用量、水灰比、骨料孔隙率、振动成型等有关。预应力筋张拉、绑扎和立模工作完成之后，即应浇筑混凝土，每条生产线应一次浇筑完毕。知识点3预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护。一般可采用两次升温的措施：初次升温应在混凝土尚未结硬、未与预应力筋粘结时进行，初次升温的温差一般可控制在20℃以内；第二次升温则在混凝土构件具备一定强度(5.5MPa～10MPa)，即混凝土与预应力筋的粘结力足以抵抗温差变形后，再将温度升到养护温度进行养护，此时，预应力筋将和混凝土一起变形，预应力筋不再引起应力损失。

知识点4(4)预应力筋放张放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。如设计无要求时，不得低于设计混凝土强度标准值的75%。放张过早会由于预应力筋回缩而引起较大的预应力损失。预应力筋放松应根据配筋情况和数量，选用正确的方法和顺序，否则会引起构件翘曲、开裂和断筋等现象。1.放张顺序。预应力筋的放张顺序，应符合设计要求，当设计无要求时，应符合下列规定：1>对承受轴心预压力的构件（如压杆、桩等），所有预应力筋应同时放张；

2>对承受偏心预压力的构件（如梁），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；3>如不能满足上述要求时，应分阶段、对称、相互交错的进行放张，以防止在放张过程中，构件产生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。2.放张方法配筋不多的中小型钢筋混凝土构件，钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方法放张。配筋多的钢筋混凝土构件，钢丝应同时放张，如逐根放张，则最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而突然断裂，易使构件端部开裂。放张后预应力筋的切断顺序，一般由放张端开始，逐次切向另一端。放张方法

当预应力筋采用钢丝时，配筋不多的中小型钢筋砼构件，钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方