预应力钢束的布置
预应力钢束张拉施工方案
预应力钢束张拉施工方案1. 引言本文档旨在详细描述预应力钢束张拉施工方案，以确保施工过程的顺利进行和施工质量的达到要求。
2. 施工准备在进行预应力钢束张拉前，需要进行以下施工准备工作：- 确认设计图纸和相关规范要求；- 按照设计要求进行钢束的长度和数量计算；- 准备好需要使用的钢束、预应力锚具和张拉设备，并进行检查和试验；- 安装张拉设备并进行调试，确保其正常运行。
3. 钢束张拉施工步骤3.1 布置钢束- 根据设计要求，在构件中预留出适当的孔洞，并清理孔洞内的杂物和灰尘；- 使用专用的导向套管将钢束引入孔洞中，并保持其位置稳定，确保钢束不会与孔壁直接接触。
3.2 安装锚具- 在预留好的孔洞内，安装预应力锚具，并进行调整和固定，确保其位置准确且稳定。
3.3 调整钢束张拉长度- 使用张拉设备对钢束进行张拉，根据设计要求调整钢束的长度；- 根据张拉设备的指示，在钢束上施加适当的张拉力，并使其保持稳定。
3.4 固定锚具和钢束- 在钢束张拉到设计要求长度后，进行锚固；- 采用适当的锚固方式，如注浆锚固，将钢束的一端固定在锚具上，确保其牢固可靠。
4. 施工质量控制在预应力钢束张拉施工过程中，需要进行严格的质量控制，以确保施工质量的达标。
- 根据规范要求，进行张拉力和张拉长度的监测和记录；- 钢束张拉过程中，随时检查预应力锚具的固定情况，确保其稳定可靠；- 钢束张拉完成后，进行钢束的植筋保护，防止锈蚀和外界环境的影响。
5. 安全注意事项预应力钢束张拉施工过程中，必须严格遵守相关的安全操作规程和注意事项。
- 操作人员必须经过培训并具备相应的技能；- 在钢束张拉过程中，严禁站在钢束正下方或近距离站立；- 所有张拉设备必须经过定期的检查和维护，确保其安全可靠。
6. 总结本文档详细描述了预应力钢束张拉施工方案，从施工准备到具体施工步骤，再到质量控制和安全注意事项等方面进行了介绍。
在实际施工中，必须按照本方案和相应规范要求进行操作，以确保施工质量和施工安全。
桥梁设计之预应力钢束设计估算及布置
判断截面类型
或n
fcd b Ap f pd
h0
h02
2 cM
f cd b
预应力束估算
按承载能力极限计算时满足正截面强度要求
（2）若截面承受双向弯矩时，需配双筋的梁 可据截面上正、负弯矩按上述方法分别计算上、下缘 所需预应力筋数量。
这忽略实际上存在的双筋影响（受拉区和受压区都有 力筋）会使计算结果偏大，作为力筋数量的估算是允 许的。
e下 )
1 Ap
pe
下翼缘最大配筋为：n下
M
min (K下
e上 ) M max(K上 e下) (K上 K下)(e上 e下)
(W上
W下 )e上
fcd Ap pe
下翼缘最小配筋为 ： n下
M max(K下 e上 ) M min (K上 (K上 K下 )(e上 e下 )
e上 )
1 Ap
思考题： 为什么忽略实际上存在的双筋影响会使计算结果
会偏大？
预应力束估算
按正常使用极限计算时满足应力要求 正常使用极限状态
截面上、下缘均不产生拉应力
预压应力
荷载引起的拉应力
截面上、下缘的混凝土均不被压坏
+ 预压应力 荷载引起的压应力 混凝土的允许压应力
预应力束估算
按正常使用极限计算时满足应力要求
n上 0
p上K下(K上 e下) p下K下（K下 -e上）
配底板筋
n下 0
p上 K上 (K下 e上 ) p下K下
配顶板筋
预应力束估算
按正常使用极限计算时满足应力要求 弯矩M取值说明
三跨连预续应刚力构束桥弯估矩算包络图
注意： 一次落架生成形成的内力包络图与分阶段依次落 架生成的内力包络图存在不小的差异。
[详细讲解]预应力钢束的布置
![[详细讲解]预应力钢束的布置](https://img.taocdn.com/s3/m/6a5fa3c777a20029bd64783e0912a21614797fa2.png)
预应力钢束的布置01）跨中截面及锚固端截面的钢束位置①.对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。
本算例采用内径70mm ，外径77mm 的预留铁皮波纹管，根据《公预规》9.1.1条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于3cm 及管道直径1/2。
根据《公预规》9.4.9条规定，水平净距不应小于4cm 及管道直径的0.6倍，在竖直方向可叠置。
根据以上规定，跨中截面的细部构造如图2-12所示。
由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为：cm0.182)0.92(12.55.12=++=pa②.对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，是截面均匀受压；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。
为使施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端，如图2-12所示。
钢束群重心至梁底距离为：cm5931409550=++=pa图2-12 钢束布置图（尺寸单位：cm ）a ） 预制梁端部；b ） 钢束在端部的锚固位置；c ） 跨中截面钢束位置2）其它截面钢束位置及倾角计算①钢束弯起形状、弯起角及其弯曲半径采用直线段中接圆弧线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，N1、N2和N3弯起角05.7=θ；各钢束的弯起半径为：mmR N 800001=；mmR N 250002=；mmR N 250003=。
由图2-12 a ）可得锚固点到支座中心的水平距离x i a 为：cm2535)tan7-(50-72ax321====x x a a②钢束各控制点位置的确定以N3号钢束为例，其起弯布置如图2-13所示。
图2-13 曲线预应力钢筋布置图（尺寸单位：mm ）由0cot θ⋅=c L d 确定导线点距锚固点的水平距离mm28485.7cot )125500(=⨯-=d L由)2/tan(02θ⋅=R L b 确定弯起点至导线点的水平距离mm163975.3tan 250002=⨯=b L所以弯起点至锚固点的水平距离为mm4486163928482=+=+=b d w L L L则弯起点至跨中截面的水平距离为mmL x w k 10204448614690)2502/29380(=-=--=根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为mm16255.7cos 1639cos 0021=⨯=⋅=θb b L L故弯止点至跨中截面的水平距离为mm13468)1639162510204()(21=++=++b b k L L x同理可以计算N1、N2的控制点位置，将各钢束的控制参数汇总与表2-12。
第三讲预应力钢束估束及布置
预压应力
荷载引起的拉应力
p上
M min W上
0
p下
M max W下
0
+ 预压应力
荷载引起的压应力
混凝土允许的压应力
p上
M max W上
R
p下
M min W下
R
预应力束估算
按正常使用极限计算时满足应力要求 （1）由预加力引起截面上、下翼缘混凝土应力
N p上 A
N p上e上 W上
N p下 A
N p下e下 W上
抗拉强度设计值： fpd =1260MPa
预备知识
预加力合力偏心距e上、e下的计算 ➢通过AutoCad查询截面特性值来计算； ➢通过查询Midas截面特性值来计算。
① 右击“截面”（如右图所示） 单击“表格”如图4-1所示提取其中 的面积、Iyy、 Czp、Czm。其中：
Iyy：对单元局部坐标系y轴的惯性距；
1 Ap
pe
截面上核心距
预应力束估算
按正常使用极限计算时满足应力要求
（2）截面只在下缘布置力筋以抵抗正弯矩
N p下 A
N p下e下 W上
p上
N p下 A
N p下e下 W下
p下
n下
M min e下 K下
1
Ap
pe
n下
M max e下 K上
1
Ap
pe
预应力束估算
按正常使用极限计算时满足应力要求 （3）当截面中只在上缘布置力筋以抵抗负弯矩
e下 )
1 Ap
pe
下翼缘最大配筋为：n下
M min
(K下
e上 ) M max (K上 e下 ) (K上 K下 )(e上 e下 )
预应力钢束布置要求
(1) 悬臂预应力筋布置悬臂施工的连续梁桥从墩顶开始向左右对称悬臂浇筑施工，为了能支承梁体自重和施工荷载，需在悬臂施工时分段张拉预应力。
悬臂预应力束的长度随着悬臂施工的进展，不断加长。
一般都是对称于箱梁断面中心线布置的，尽■靠厦板布置。
预应力束数量较多时可分层布置，一般来说先锚固下层钢束，后锚固上层钢束。
悬臂预应力筋可以从顶板下弯延伸布置，当预应力筋下弯伸到节块腹板中时，悬臂预应力筋产生的垂直预应力分力将抵消部分混凝土断面的剪应力。
当夕卜侧腹板为倾斜时，以腹板平面竖弯进入腹板内成为倾斜的预应力束，锚固在各个节段的腹板内。
锚固在腹板内的预应力束，腹板应有足够厚度以承受集中锚固力。
(2) 连续预应力筋布置连续预应力筋主要考虑在悬臂浇筑合拢以后承受恒、活载产生的内力。
即按照使用阶段的要求需补充设置的预应力筋，也分直筋(沿纵向按直线布置)和弯筋(伸入腹板承受主拉应力)两种。
一般直筋布置在支点截面的顶部和跨中截面的底部，直接锚固在顶板或底板的齿形锚固块上。
在边跨的现浇段，弯筋是通过底板束向上弯起后锚固于梁端或顶板顶面的槽形口内，其作用除了对支点、边跨跨中截面提高抗弯能力外，主要希望改善腹板的受力情况，解决近支点截面主拉应力较大的问题。
2.纵向预应力筋的布置原则(1)应选择适当的预应力束筋的型式与锚具型式，对不同跨径的梁桥结构，要选用预加力大小恰当的预应力束筋，以达到合理的布置型式。
避免造成因预应力束筋与锚具型式选择不当，而使结构构造尺寸加大。
(2)预应力束筋的布置要考虑施工的方便，也不能像钢筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束筋，而导致在结构中布置过多的锚具。
由于每根束筋都是一巨大的集中力，这样锚下应力区受力较复杂，因而必须在构造上加以保证，为此常导致结构构造复杂，而使施工不便。
(3)注意钢束平、竖弯曲线的配合及钢束之间的空间位置。
钢束一般应尽量早地平弯，在锚固前竖弯。
特别应注意竖弯段上下层钢束不要冲突，还应满足孔道净距的要求。
预应力空心板施工工艺
预应力空心板施工工艺预应力空心板是一种常用的建筑材料，其施工工艺相对复杂，需要严格按照规范进行操作。
本文将介绍预应力空心板的施工工艺。
一、施工准备1. 检查施工现场：确保施工场地平整、无积水，并清理杂物。
2. 准备材料：包括预应力钢束、混凝土、脱模剂、预应力锚具等。
3. 制定施工方案：根据设计要求，制定施工方案，包括预应力钢束的布置、混凝土浇筑方式等。
二、预应力钢束的布置1. 确定预应力钢束的布置位置和数量：根据设计要求，在预应力空心板的底部或顶部布置预应力钢束，一般采用预应力环形或直线布置。
2. 安装预应力钢束：将预应力钢束按照设计要求固定在模板上，并进行张拉。
三、模板制作和安装1. 制作模板：根据预应力空心板的尺寸和形状，制作模板，并确保模板的强度和稳定性。
2. 安装模板：将制作好的模板安装在预应力钢束上，并进行调整，确保模板的水平和垂直度。
四、混凝土浇筑1. 按照设计要求，准备好混凝土材料，并进行搅拌。
2. 在模板上进行混凝土浇筑：采用自卸式搅拌车将混凝土倒入模板中，并使用振动棒进行压实，以确保混凝土的密实性和均匀性。
3. 控制浇筑速度：根据混凝土的凝固时间和温度等因素，控制浇筑速度，避免出现冷缩裂缝。
五、预应力钢束的张拉和固定1. 预应力钢束的张拉：在混凝土凝固后，进行预应力钢束的张拉。
根据设计要求，使用专用设备对预应力钢束进行张拉，直至达到设计要求的预应力力值。
2. 预应力钢束的固定：在预应力钢束达到设计要求的预应力力值后，对其进行固定，一般采用预应力锚具进行固定。
六、养护和脱模1. 养护：在混凝土凝固后，进行养护，以保证混凝土的强度和耐久性。
养护时间一般为7-14天，期间需要进行湿养护。
2. 脱模：在混凝土达到设计强度后，进行脱模操作。
使用脱模剂涂抹在模板表面，以便顺利脱模。
七、验收和保养1. 验收：进行预应力空心板的验收，检查其尺寸、强度和表面质量等是否符合设计要求。
2. 保养：对已完成的预应力空心板进行保养，包括定期清洁和检查，以延长其使用寿命。
预应力钢束的估算与布置
预应力束布置
预应力束布置的具体规定
（3）后张法预应力混凝土构件，其预应力管道的混 凝土保护层厚度，应符合《公路桥规》的下列要求： 直线形预应力钢筋的最小混凝土保护层厚度不应小于 钢筋公称直径，后张法构件预应力直线形钢筋不应小 于管道直径的1/2且应满足下表规定：
（4）预应力钢筋弯起点的确定： a）从受剪考虑，应提供一部分抵抗外荷载剪力的预
剪力。但实际上，受弯构件跨中部分的肋部混凝土已 足够承受荷载剪力，因此一般是根据经验，在跨径的 三分点到四分点之间开始弯起。
b）从受弯考虑，由于预应力钢筋弯起后，其重心线 将往上移，使偏心距变小。即预加力弯矩将变小。因 此，应满足预应力钢筋弯起后的正截面的抗弯承载力 要求。预应力钢筋束的弯起点尚应考虑斜截面抗弯承 载力要求。即保证钢筋束弯起后斜截面上的抗弯承载 力，不低于斜截面顶端所在的正截面抗弯承载力。
（4）按计算需要设置预拱度时，预留管道也应同时 起拱。
预应力束布置
预应力束布置的注意事项 （1）应选择适当的预应力束的型式与锚具型式 （2）应力束的布置要考虑施工的方便 （3）预应力束的布置，既要符合结构受力的要求，又
要注意在超静定结构体系中避免引起过大的结构次 内力。
（4） 预应力束的布置，应考虑材料经济指标的先进性 （5） 预应力束应避免合用多次反向曲率的连续束 （6） 预应力束的布置，不但要考虑结构在使用阶段的
预应力束布置
预应力束布置的具体规定
后张法构件
（1）在靠近端支座区段横向对称弯起，尽可能沿梁端 面均匀布置，同时沿纵向可将梁腹板加宽。在梁端部
附近，设置间距较密的纵向钢筋和箍筋。并符合T形 和箱形梁对纵向钢筋和箍筋的要求。
纵向预应力钢束断面布置图
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预应力钢束的布置
1）跨中截面及锚固端截面的钢束位置
①.对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。
本算例采用内径70mm ，外径77mm 的预留铁皮波纹管，根据《公预规》9.1.1条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于3cm 及管道直径1/2。
根据《公预规》9.4.9条规定，水平净距不应小于4cm 及管道直径的0.6倍，在竖直方向可叠置。
根据以上规定，跨中截面的细部构造如图2-12所示。
由此可直接得出钢束群重心至梁底距离为：
cm
0.182)
0.92(12.55.12=++=
p a
②.对于锚固端截面，钢束布置通常考虑下述两个方面：一是预应力钢束合力重心尽可能靠近截面形心，是截面均匀受压；二是考虑锚头布置的可能性，以满足张拉操作方便的要求。
为使施工方便，全部3束预应力钢筋均锚于梁端，如图2-12所示。
钢束群重心至梁底距离为：
cm
593140
9550=++=
p a
图2-12 钢束布置图（尺寸单位：cm ）
a ） 预制梁端部；
b ） 钢束在端部的锚固位置；
c ） 跨中截面钢束位置
2）其它截面钢束位置及倾角计算 ①钢束弯起形状、弯起角及其弯曲半径
采用直线段中接圆弧线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，N1、N2和N3弯起角05.7=θ；各钢束的弯起半径为：mm R N 800001=；mm R N 250002=；mm R N 250003=。
由图2-12 a ）可得锚固点到支座中心的水平距离xi a 为：
cm 2535)tan7-(50-72a x321==== x x a a
②钢束各控制点位置的确定
以N3号钢束为例，其起弯布置如图2-13所示。
图2-13 曲线预应力钢筋布置图（尺寸单位：mm ）
由0cot θ⋅=c L d 确定导线点距锚固点的水平距离
mm 28485.7cot )125500(=⨯-= d L
由)2/tan(02θ⋅=R L b 确定弯起点至导线点的水平距离
mm 163975.3tan 2500002=⨯=b L
所以弯起点至锚固点的水平距离为
m m 4486163928482=+=+=b d w L L L
则弯起点至跨中截面的水平距离为
mm L x w k 10204448614690)2502/29380(=-=--=
根据圆弧切线的性质，图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等，所以弯止点至导线点的水平距离为
mm 16255.7cos 1639cos 0021=⨯=⋅=θb b L L
故弯止点至跨中截面的水平距离为
m m 13468)1639162510204()(21=++=++b b k L L x
同理可以计算N1、N2的控制点位置，将各钢束的控制参数汇总与表2-12。
表2-12 各钢束弯曲控制要素表
钢束号 升高值c )(mm 弯起角 （ °） 弯起 半径
)(mm R
支点至锚固点的水平距离)(mm d
弯起点距跨中截面水平距离)(mm x k
弯止点距跨中截面水平距离)(mm
1N
1275
7.5
80000 25
1029
11463
③各截面钢束位置及其倾角计算
仍以N3号钢束为例（图2-13），计算钢束上任一点i 离梁底距离i i c a a +=及该点处钢束的倾角i θ，式中a 为钢束弯起前其重心至梁底的距离，mm a 125=；i c 为i 点所在计算截面处钢束位置的升高值。
计算时，首先应判断出i 点所在处的区段，然后计算i c 和i θ，即
当0≤-k i x x 时，i 点位于直线段还未弯起，0=i c ，故mm a a i 125==；0=i θ 当)(021b b k i L L x x +≤-<时，i 点位于圆弧弯曲段，i c 及i θ按下式计算，即
22)(k i i x x R R c ---=
(2-11）
R
x x k i i )
(sin 1
-=-θ (2-12）
当)()(21b b k i L L x x +>-时，i 点位于靠近锚固端的直线段，此时005.7==θθi ，i c 按下式计算，即
02tan )(θb k i i L x x c --=
各截面钢束位置i a 及其倾角计算i θ计算值详见表2-13。
表2-13 各截面钢束位置（i a ）及其倾角（i θ）计算表
注：N1、N2、N3的2b L 分别为5233mm 、1637mm 、1637mm ，a 分别为290mm 、125mm 、125mm 。
④钢束重心位置复核
为验核上述布置的钢束群重心位置，现进行束界验算：
只要预应力钢筋重心线的偏心距p e 满足下式，就可以保证构件在预加力阶段和使用阶段，其上、下缘混凝土都不会出现拉应力： 1s G s p x p P M M
k e k N N αI I
-≤≤+ (2-13)
式中：
p e ——预应力钢筋重心线的偏心距p e ；
α——使用阶段的永存预加力pe N 与传力锚固时的有效预加力p N I 之比值，可近似地取
0.8α=；
1G M ——标准效应组合的弯矩值，见表2-10的①栏；
s M ——按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值，见表表2-10的⑧栏； p N I ——传力锚固时的有效预加力的合力。
s k ——上核心距：/()s x k I A y =⋅∑∑； x k ——下核心距：/()x s k I A y =⋅∑∑；
跨面
1
图2-14 钢束重心位置复核图示（尺寸单位：cm ）
计算过程列于表2-14：
表2-14 钢束重心位置复核及束界验算
⑤钢束平弯段的位置及平弯角
2N 、3N 两束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一水平面上，而在锚固端三束钢绞线
则都在肋板中心线上，为实现这种布筋方式，2N 、3N 在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上，为了便于施工中布置预应力管道，2N 、3N 在梁中的平弯采用相同的形式，其平弯位置如图2-15所示。
平弯段有两端曲线弧，形成S 形过渡，每段曲线弧的弯曲角为
007979.6180
10008.121≈=⨯=
π
θ
图2-15 钢束平弯示意图（尺寸单位：cm ）
⑥钢束总长度计算
一根钢束的长度为曲线长度、直线长度与两端工作长度（mm 6002⨯）之和，其中钢束的曲线长度可按圆弧半径与弯起角度进行计算。
通过每根钢束长度计算，就可得出一片主梁所需钢束的总长度，以利备料和施工。
计算结果见表2-14，预应力钢束布置图见图2-15。
表2-15备料和施工的钢束总长度
钢束号
R
mm
i
θ
)(
左直线长1
X
mm
曲线长S mm 右直线长2
X
mm
有效长度
)(221X X S L ++=
mm
钢束预留长度 mm 钢束总长度 mm 1N 80000 7.5 3261 10472 2051/2 2466.86 1200 30716 2N 25000 7.5 4682 3272 13590/2 2461.30 1200 30699 3N
25000
7.5
1234
3272
20427/2
2481.24
1200
30640
图2-16预应力钢束布置图（尺寸单位：cm ）
3）非预应力钢筋布置
边梁：选用5根直径22mm 的HRB400钢筋，提供的钢筋截面积21900mm A s =；
中梁：选用5根直径18mm 的HRB400钢筋，提供的钢筋截面积21272mm A s =。