第五章预应力混凝土工程第一节先张法

第五章

预应力混凝土工程(gōngchéng)共四十六页第一节

预应力混凝土分类(fēnlèi)和材料共四十六页一、预应力砼分类(fēnlèi)2.按预应力筋与砼的粘结(zhānjié)状态分：3.按施加预应力的手段分：先张法、后张法有粘结、无粘结机械张拉、电热张拉1.按施加预应力的方式分：5.按施工方法分：全预应力、部分预应力预制、现浇、组合预应力砼4.按施加预应力大小的程度分：共四十六页（一）预应力砼钢材(gāngcái)

（1）预应力筋预应力筋宜采用预应力钢绞线、钢丝(ɡānɡsī)，也可采用热处理钢筋。二、预应力砼材料共四十六页钢绞线

用冷拔钢丝制成，方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝围绕其进行螺旋状绞合，再经低温回火(huíhuǒ)处理即可。规格有2股、3股、7股、19股等。2）高强度钢丝

按交货状态分为冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面并经消除应力(yìnglì)的高强度圆形钢丝、刻痕钢丝和螺旋肋钢丝。3）热处理钢筋

由特定强度的热轧钢筋经过加热、淬火和回火等调质工艺处理的钢筋。

后张法中宜用高强度低松弛钢绞线；先张法中宜用刻痕钢丝、螺旋肋钢丝和钢绞线等；对直线预应力筋或拉杆，也可用热处理钢筋。共四十六页

（2）涂层(túcénɡ)预应力筋

镀锌钢丝(ɡānɡsī)和钢绞线

镀锌钢丝是用热镀方法在钢丝表面镀锌制成；镀锌钢绞线的钢丝应在捻制钢绞线之前进行热镀锌。抗腐蚀能力强。2）环氧涂层钢绞线

通过静电喷涂使每根钢丝周围形成一层环氧保护层。共四十六页3）缓粘结钢绞线

用缓慢凝固的特种树脂涂料涂敷在钢绞线表面上，并外包压波的塑料护套制成。比无粘结预应力筋的张拉摩阻小，不用(bùyòng)预埋管和灌浆作业，施工方便等优点。4）无粘结(zhānjié)钢绞线

用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上，并外包塑料护套制成。

在体外索、拉索及其他环境恶劣的工程结构中，宜采用镀锌钢丝，镀锌钢绞线和环氧涂层钢绞线；在无粘结预应力混凝土结构中，宜采用无粘结钢绞线；无粘结钢绞线也可用于体外索、拉索等。共四十六页（二）预应力混凝土

在预应力混凝土结构中所采用的混凝土应具有(jùyǒu)高强、轻质和高耐久性的性质。一般要求混凝土的强度等级不低于C30。共四十六页第二节

预应力张拉锚固体系(tǐxì)共四十六页一、夹具(jiājù)

(J)

在先张法预应力混凝土构件施工中，为保持预应力筋的拉力并将其固定(gùdìng)在台座（设备）上的临时性锚固装置；在后张法预应力混凝土构件施工时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置。夹具根据工作特点分为张拉夹具和锚固夹具。共四十六页

由夹具效率(xiàolǜ)系数（

）确定（一）性能(xìngnéng)要求1.静载性能式中

——预应力筋-夹具组装件的实测极限拉力。

——预应力筋的实际平均极限抗拉力，由预应力钢材试件实测破断荷载平均值计算得出。

良好的自锚性能、松锚性能和安全的重复使用性能。2.工艺性能共四十六页（二）进场(jìnchǎnɡ)验收外观检查硬度(yìngdù)检验静载锚固性能试验。（三）预应力筋用夹具

夹片夹具锥销夹具镦头夹具螺母夹具共四十六页1共四十六页二、锚具(M)在后张法预应力混凝土结构或构件施工中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用(suǒyònɡ)的夹持预应力筋的的永久性锚固装置。

根据工作特点分为(fēnwéi)张拉端锚具和固定端锚具。共四十六页①锚具效率(xiàolǜ)系数：（一）性能(xìngnéng)要求1.静载锚固性能式中——预应力筋-锚具组装件的实测极限拉力；

——预应力筋的实际平均极限抗拉力。由预应力钢材试件实测破断荷载平均值计算得出；

——预应力筋的效率系数。②总应变：共四十六页应满足循环次数为200万次的疲劳性能试验要求。在抗震(kàngzhèn)结构中，预应力筋-锚具组装件还应满足循环次数为50次的周期荷载试验。2.动载锚固性能(xìngnéng)锚具尚应满足分级张拉、补张拉和放松拉力等张拉工艺的要求。锚固多根预应力筋的锚具，除应具有整束张拉的性能外，尚宜具有单根张拉的可能性。3.工艺性能共四十六页（二）进场(jìnchǎnɡ)验收外观检查；硬度(yìngdù)检验和静载锚固性能试验。（三）预应力筋用锚具

夹片锚具、镦头锚具、螺母锚具、挤压锚具、压接锚具、压花锚具、冷铸锚具和热铸锚具等。共四十六页三、连接器(L)

永久留在混凝土结构中的预应力筋连接器，应符合锚具的性能要求；用于先张拉法施工且在张拉后还将放张和拆卸(chāixiè)的连接器，应符合夹具的性能要求。共四十六页第三节先张法施工(shīgōng)共四十六页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、放张施加预应力一、先张法施工(shīgōng)工艺流程共四十六页特点：1.张拉吨位(dūnwèi)受限制；2.适用于中小型构件；3.通过夹具张拉、锚固；4.通过粘结力传递预应力。共四十六页(一）台座(táizuò)1.墩式台座（1）组成(zǔchénɡ)：台墩台面横梁组成。二、先张法施工设备共四十六页（2）墩式台座(táizuò)计算要点M1－抗倾覆力矩(lìjǔ)

M1＝GL+Epe2M－倾覆力矩

M＝Nｅ1Ｋ－抗倾覆安全系数①稳定性验算：（抗倾覆、抗滑移的能力）A.抗倾覆验算：共四十六页B.抗滑移(huáyí)验算：N1——抗滑移力。对于独立的台墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等产生；对与台面共同工作的台墩，其水平推力几乎全部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应验(yìngyàn)算台面的强度。N——张拉力合力←→←共四十六页②强度验算：支承横梁的牛腿，按柱子的牛腿计算配筋；墩式台座与台面接触的外伸部分(bùfen)，按偏心受压构件计算；横梁按承受均布荷载的简支梁计算；台面按轴心受压构件计算。共四十六页2.槽式台座(táizuò)用于张拉力和倾覆力矩较大(jiàodà)的构件生产。共四十六页3.构架(ɡòujià)式台座共四十六页共四十六页4.钢模台座(táizuò)将制作构件的模板作为预应力钢筋的锚固支座。钢模台座(táizuò)

l—侧模；2—底模；3—活动铰；4—预应力筋锚固孔共四十六页1.张拉夹具偏心式夹具：用作钢丝的张拉；压销式夹具：用作直径(zhíjìng)12～16mm的钢筋的张拉。(二）夹具(jiājù)共四十六页2.锚固夹具圆锥齿板式夹具：用于夹持3～5mm高强钢丝(ɡānɡsī)，由套筒和齿板组成；共四十六页圆套筒三片式夹具：用于夹持(jiāchí)12～14mm单根钢筋；圆套筒三片式夹具(jiājù)(a)(b)(c)(a)装配图(b)夹片(c)套筒共四十六页镦头锚具共四十六页三、先张法施工工艺台座支底模安放骨架及预应力筋张拉预应力筋支侧模，安设预埋件浇筑混凝土养护拆模留试块压试块放松预应力筋构件出槽,堆放预应力筋制作张拉机具准备调整初应力共四十六页

钢筋种类张拉控制应力消除应力钢丝、钢绞线中强度预应力钢丝预应力螺纹钢筋1.张拉方法(fāngfǎ)：单根预应力筋张拉多根预应力筋张拉（一）预应力筋的张拉2.张拉控制应力张拉控制(kòngzhì)应力限值共四十六页3.张拉程序(chéngxù)

超张拉：

01.0501.03持荷2分钟m——超张拉系数(xìshù)；4.预应力筋张拉力计算共四十六页规范规定：实际伸长值与理论伸长值的相对允许偏差(piānchā)为±6％。理论伸长值：实际伸长值：初应力约为10％时开始量测的伸长值，加上初应力以下的推算伸长值。5.预应力筋伸长(shēnchánɡ)值验算共四十六页

（二）混凝土的浇筑(jiāozhù)与养护

1.浇筑要求：①同一生产线的构件应一次浇筑完毕；②构件应避开温度缝；③振捣时不应碰撞钢丝；④叠层生产(shēngchǎn)时，下层混凝土强度达5MPa，方可浇筑上层构件；⑤混凝土的水灰比应严格控制，振捣应密实。共四十六页2.养护：①自然养护；②湿热(shīrè)养护。3.注意：①减少砼由于收缩引起的预应力损失。严格控制砼的用水量和水泥用量，振捣密实。②在台座上采用湿热养护时，应采用二次升温法，减少由于温差引起的预应力损失。共四十六页

（三）预应力筋放张1.放张要求①混凝土强度应大于75％C设；（重叠生产指最上层构件）②放张过程中，应使预应力构件自由伸缩，避免过大的冲击与偏心。同时还应使台座承受(chéngshòu)的倾覆力矩及偏心力减小；③保证预应力筋与混凝土之间的粘结。共四十六页2.放张顺序(shùnxù)

①轴心受压构件：同时(tóngshí)放张。②偏心构件：先同时放张预应力较小区域内的预应力筋；再同时放张预应力较大区域内的预应力筋。③如不能满足上述要求，应分阶段、对称、相互交错进行放张。共四十六页3.放张方法（1）单根放张对配筋不多的预应力钢丝，可用剪切、锯割等方法，不得(bude)采用电弧切割。（2）同时放张配筋较多时同时放张。如：千斤顶放张、楔块放张、砂箱放张。共四十六页a)千斤顶放张共四十六页b)楔块放张共四十六页c)砂箱