体外预应力混凝土的基本概念
体外预应力混凝土的基本概念
体外预应力混凝土的基本概念
第六章 体外预应力混凝土
体外预应力混凝土结构的基本组成部分包括以下内容： （1）体外预应力索、管道和灌浆材料 （2）体外预应力索的锚固系统 （3）体外预应力索的转向装置 （4）体外预应力索的防腐系统
体外预应力混凝土的基本概念
第六章 体外预应力混凝土
体外预应力混凝土结构所采用预应力索一般为钢绞线组成， 包括与体内预应力混凝土结构完全相同的普通钢绞线以及镀 锌钢绞线或外表涂层和外包PE防护的单根无粘结钢绞线。体 外预应力索的管道主要起防腐作用，它通常有两种形式：一 是全部采用钢管道；二是采用钢管与高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，简称HDPE）管道相结合的方式，即 除在锚固段及转向弯曲段采用钢管外，在其它直线段均采用 HDPE管道。
第六章 体外预应力混凝土
第六章 体外预应力混凝土
体外预应力结构与体内预应力结构最本质的区别，便是体外预 应力结构的预应力索布置在主体结构之外。从力学特征上来 说，体外预应力索与周围主体结构在同一截面上的变形是不协 调的。当体外预应力索应用于混凝土结构时，称为体外预应力 混凝土结构；而当体外预应力索应用于钢结构时，则称为预应 力钢结构。
第六章 体外预应力混凝土
从本质上看，整体施工的体外预应力混凝土结构与无粘结预应 力混凝土结构是基本相同的，两者的差别完全在构造上。体外 预应力混凝土结构中的预应力索基本上是折线型的，直线与直 线之间由偏转装置转向，钢索管道在偏转位置处一般采用圆弧 线。就预应力混凝土梁而言，体内无粘结预应力筋与体外预应 力索可以布置成完全一样的形式，但有以下的区别： （1）体外预应力索通常布置在箱梁底板之上，故预应力索的 偏心距比体内无粘结预应力筋的偏心距小。 （2）在结构受力变形后，由于体外预应力索与周围混凝土体 是脱离的，故钢索不随梁体一起变形，这点与体内无粘结预应 力混凝土结构是不同的，钢索与梁体的相对变形同转向装置设 置
第十一章 预应力混凝土的基本概念及其材料
(二)后张法构件有效预应力沿构件长度的分布 后张法构件中,摩擦损失 在张拉端为零,然后逐渐增大,至锚固端达最大值;若为直线预应
一,先张法(pretentioning method): 如图.
1,概念: 先张法是先张拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法.先张法所用的预应力钢筋,一般可用高强钢 先张法 丝,直径较小的钢铰线和小直径的冷拉钢筋. 2,优点: 先张法生产工艺简单,工序少,效率高,质量容易保证,适宜工厂化大批量生产. 3,缺点: 需要专门的张拉台座,基建投资较大.先张法一般宜于生产直线配筋的中小型构件. <top> 二,后张法(posttensioning method): 如图
1,概念: 在浇筑的混凝土中,按预应力钢筋的设计位置预留管道.待混凝土达到设计强度后,将预应力 钢筋穿入孔道,并利用构件作为加力台座进行张拉钢筋,在张拉钢筋的同时,构件混凝土受压, 钢筋张拉完毕后,用锚具(anchorage device)将钢筋锚固在构件的两端.然后向预留管道内压注 水泥浆,使钢筋和混凝土粘结成整体以防止钢筋锈蚀,并可增加构件的刚度.后张法主要是靠锚 具传递和保持预加应力的. 2,优点: 后张法不用加力台座,张拉设备简单,便于现场施工,是生产大型预应力混凝土构件的主要方 法.预应力钢筋可按照设计要求,配合荷载的弯矩和剪力变化而布置成合理的曲线形.
(或者说弯矩)的大小有关,且与Ny 的作用位置(即偏心距e的大小)有关. 在现代预应力混凝土结构学中,通常把在使用荷载作用下,沿预应力筋方向的正截面始终不出 现拉应力的预应力混凝土,称为"全预应力混凝土 全预应力混凝土";把普通钢筋混凝土称为"非预应力混凝土 全预应力混凝土 非预应力混凝土 (non-prestressed structure)";把介于钢筋混凝土与全预应力混凝土之间,预应力程度不同的整个 区间的预应力混凝土,称为"部分预应力混凝土(partially prestressed concrete structure)". <top> 三,加筋混凝土结构的分类 国内通常把全预应力混凝土,部分预应力混凝土和钢筋混凝土结构总称为加筋混凝土结构 加筋混凝土结构系列. 加筋混凝土结构 (一)国将加筋混凝土按预加应力的大小划分为Ⅰ级,Ⅱ级,Ⅲ级,Ⅳ级分别为全预应力,有限 预应力,部分预应力,普通钢筋混凝土结构. (二)国内加筋混凝土结构的分类 我国按预应力度分成全预应力混凝土, 部分预应力混凝土和钢筋混凝土等三种结构的分类方法. 1.预应力度(degree of prestress)的定义 《公桥规》将预应力度定义为
体外预应力混凝土桥梁
体外预应力混凝土桥梁在现代桥梁工程领域，体外预应力混凝土桥梁作为一种创新且高效的结构形式，正逐渐展现出其独特的优势和广泛的应用前景。
体外预应力技术是指将预应力筋布置在混凝土梁体的外部，通过转向块和锚固装置对梁体施加预应力。
与传统的体内预应力技术相比，体外预应力具有许多显著的特点。
首先，体外预应力筋的布置更加灵活。
它可以根据桥梁的受力特点和需要进行优化布置，从而更好地提高桥梁的承载能力和抗裂性能。
例如，在大跨度桥梁中，可以通过增加体外预应力筋的数量和调整其布置位置，有效地控制桥梁的挠度和裂缝开展。
其次，体外预应力筋易于检查和更换。
由于其位于梁体外部，工作人员可以直接对其进行检测和维护。
一旦发现预应力筋出现损伤或老化，能够及时进行更换，这大大延长了桥梁的使用寿命，降低了维护成本。
再者，体外预应力施工相对简便。
在施工过程中，不需要在混凝土内部预留管道，减少了施工工序和难度，提高了施工效率。
从结构性能方面来看，体外预应力混凝土桥梁具有良好的力学性能。
它能够有效地减小梁体的自重，增加桥梁的跨越能力。
同时，由于预应力的作用，可以显著提高混凝土的抗裂性和耐久性，减少混凝土裂缝的产生和发展。
在实际应用中，体外预应力混凝土桥梁已经在各种类型的桥梁建设中得到了广泛的应用。
在公路桥梁方面，它被用于建造中小跨度的简支梁桥、连续梁桥等，为公路交通提供了安全、稳定的通行条件。
在城市桥梁中，体外预应力混凝土桥梁也因其美观、经济的特点而备受青睐。
例如，一些城市的人行天桥和高架桥采用了这种结构形式，不仅满足了交通功能的需求，还与城市景观相融合。
然而，体外预应力混凝土桥梁在设计和施工过程中也面临着一些挑战。
在设计方面，需要精确计算预应力筋的数量、布置位置以及张拉力等参数，以确保桥梁在使用过程中的安全性和稳定性。
同时，还需要考虑预应力损失的计算和控制，包括预应力筋与管道之间的摩擦损失、锚具变形损失等。
施工过程中的质量控制也是至关重要的。
体外预应力工艺
体外预应力工艺在现代建筑和桥梁工程中，体外预应力工艺正发挥着越来越重要的作用。
这一工艺凭借其独特的优势，为结构的安全性、耐久性和经济性提供了有力的保障。
体外预应力，简单来说，就是将预应力筋布置在混凝土构件的外部，并通过锚具和转向块等装置对构件施加预应力。
与传统的体内预应力相比，体外预应力有着诸多不同之处。
首先，体外预应力筋的布置更加灵活。
它可以根据结构的受力特点和需求，在不同的位置进行布置，从而更有效地提高结构的承载能力和抗裂性能。
例如，在桥梁工程中，对于大跨度的梁体，体外预应力筋可以沿着梁的底部和顶部布置，以增强梁的抗弯能力；对于桥墩等受压构件，预应力筋则可以环绕布置，提高其抗压承载能力。
其次，体外预应力筋易于检查和维护。
由于其位于构件外部，通过肉眼观察或者借助简单的检测设备，就能及时发现预应力筋的损伤、锈蚀等问题，并进行修复或更换。
这对于确保结构的长期安全性和可靠性至关重要。
相比之下，体内预应力筋一旦出现问题，往往需要对结构进行大规模的拆除和修复，不仅成本高昂，而且施工难度大。
再者，体外预应力施工相对较为简便。
在施工过程中，不需要在混凝土浇筑前预先布置预应力筋，而是在结构成型后再进行安装和张拉。
这不仅减少了施工过程中的干扰，而且能够更好地控制预应力的施加效果。
体外预应力工艺的应用范围十分广泛。
在桥梁工程中，它被广泛应用于新建桥梁的设计和既有桥梁的加固改造。
对于新建桥梁，体外预应力可以有效地减小梁体的截面尺寸，减轻结构自重，降低工程造价；对于既有桥梁，通过施加体外预应力，可以提高桥梁的承载能力，延长其使用寿命。
在建筑结构中，体外预应力也有着出色的表现。
例如，在大跨度的屋盖结构中，采用体外预应力可以实现更大的跨度和更轻盈的结构形式；在高层建筑中，体外预应力可以用于加强混凝土柱和剪力墙的抗震性能。
然而，体外预应力工艺也并非完美无缺。
其预应力损失相对较大，这是由于体外预应力筋与周围环境的接触面积较大，容易受到温度变化、混凝土收缩徐变等因素的影响。
体外预应力混凝土桥梁
体外预应力混凝土桥梁在现代桥梁工程中，体外预应力混凝土桥梁作为一种重要的结构形式，凭借其独特的优势，在交通基础设施建设中发挥着日益重要的作用。
体外预应力技术是指将预应力筋布置在混凝土构件的外部，通过锚具和转向块对混凝土构件施加预应力。
这种技术与传统的体内预应力技术相比，具有许多显著的优点。
首先，体外预应力筋易于检查和维护。
由于预应力筋位于结构外部，工作人员可以直接观察到其状态，及时发现可能存在的损伤或腐蚀，便于进行维修和更换，从而有效延长桥梁的使用寿命。
相比之下，体内预应力筋被包裹在混凝土内部，一旦出现问题，检测和修复难度较大。
其次，体外预应力筋的布置更加灵活。
可以根据桥梁的受力特点和设计要求，灵活调整预应力筋的数量、位置和形状，从而更好地满足结构的受力需求。
这使得桥梁设计更加优化，提高了结构的承载能力和使用性能。
再者，体外预应力施工相对简便。
在施工过程中，不需要在混凝土内部预留管道，减少了施工工序，降低了施工难度和成本。
同时，也降低了由于管道压浆不密实等问题导致的预应力损失。
体外预应力混凝土桥梁在受力性能方面也表现出色。
通过合理布置预应力筋，可以有效地控制混凝土裂缝的开展，提高结构的抗裂性能。
在正常使用阶段，能够减小结构的挠度，增加桥梁的刚度，提高行车的舒适性和安全性。
在承载能力极限状态下，能够充分发挥材料的性能，提高结构的承载能力，保障桥梁的安全可靠。
然而，体外预应力混凝土桥梁也并非完美无缺。
其中一个较为突出的问题是体外预应力筋的防护要求较高。
由于暴露在外界环境中，容易受到温度变化、湿度、化学腐蚀等因素的影响，因此需要采取有效的防护措施，如采用高质量的防护涂层、设置防雨罩等。
另外，体外预应力筋与混凝土之间的协同工作性能相对较差。
在受力过程中，体外预应力筋与混凝土之间的变形协调不如体内预应力筋紧密，可能会导致预应力损失的增加。
为了减小这种影响，需要在设计和施工中采取相应的措施，如合理设置转向块、加强锚固区的构造等。
预应力混凝土结构的基本概念及材料—预应力混凝土结构的三种概念
(—AF + —MI—c)
My —I—
(—AF -+ —MI—y)
A—F
—MI—c
(—AF - —MI—c)
预应力钢筋的重心与梁的重心重合时截面的应力分布
1. 第一种概念
a）
截面重心线
e cc
偏心预应力钢筋
b）
c）
d）
e）
(—AF -—FI—ec +—MI—c)
—FI—ey
—M—I y
(—AF -+—FI—ey +-—M— I y )
b）的内部抵抗力矩 a）钢筋混凝土梁的隔离体 b）预应力混凝土梁的隔离体
2. 第二种概念
根据两者的相似性，可以将预应力钢筋与普 通钢筋作等强代换，减少用钢量，这在很多情况 下是经济可行的。
该种概念是预应力混凝土的强度理论， 表明预应力可充分发挥高强钢材和高强混 凝土，但却不能超越材料自身强度的界限。
—AF
—FI—ec
—M—I c
(—AF + —FI—ec - —MI—c)
预应力钢筋偏离混凝土截面的重心时截面应力分布
1. 第一种概念
这种概念将预应力钢筋的作用看成是改变 混凝土性能的一种手段。通过施加预应力将混 凝土作为弹性材料，采用材料力学公式及叠加 原理计算混凝土的应力、应变和挠度、上拱， 计算十分方便。
a)
b)
具有弯折形预应力筋的预应力梁
3. 第三种概念
该种概念的作用将预加应力看成是 改善使用荷载作用下结构工作性能的有 效手段，指出了预加应力效应和荷载效 应之间的相互关系，为分析、设计复杂 的预应力结构提供简捷的方法。
《钢筋混凝土结构》
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构的 三种概念
预应力混凝土热处理钢筋
预应力混凝土热处理钢筋预应力混凝土热处理钢筋是一种常用的钢筋处理方式，它可以提高钢筋的强度和耐久性，从而增强混凝土结构的承载能力和抗震性能。
本文将从预应力混凝土的基本概念、热处理钢筋的原理和方法、热处理钢筋的优缺点等方面进行探讨。
一、预应力混凝土的基本概念预应力混凝土是指在混凝土浇筑前，通过施加预先设计好的拉应力或压应力，使混凝土在荷载作用下产生一定的预应力，从而提高混凝土的承载能力和抗裂性能。
预应力混凝土结构一般由混凝土构件、预应力钢筋和锚固系统三部分组成。
其中，预应力钢筋是承担预应力荷载的主要构件，其质量和性能直接影响到整个结构的安全性和可靠性。
二、热处理钢筋的原理和方法热处理钢筋是指将普通钢筋在高温下进行加热处理，使其发生相变，从而提高其强度和耐久性。
热处理钢筋的原理是通过改变钢筋的组织结构，使其达到更高的强度和硬度。
热处理钢筋的方法主要有两种，即正火和回火。
正火是指将钢筋加热到一定温度，保温一段时间后，迅速冷却至室温。
正火可以使钢筋的晶粒细化，晶界清晰，从而提高其强度和硬度。
回火是指将正火后的钢筋再次加热到一定温度，保温一段时间后，缓慢冷却至室温。
回火可以消除正火过程中产生的残余应力，从而提高钢筋的韧性和耐久性。
三、热处理钢筋的优缺点热处理钢筋具有以下优点：1.提高钢筋的强度和硬度，从而增强混凝土结构的承载能力和抗震性能；2.改善钢筋的耐久性，延长其使用寿命；3.提高钢筋的抗拉强度和抗弯强度，减小混凝土结构的变形和裂缝。
但是，热处理钢筋也存在一些缺点：1.热处理过程需要消耗大量的能源，造成能源浪费和环境污染；2.热处理过程容易产生残余应力，导致钢筋的韧性和耐久性下降；3.热处理过程需要严格控制温度和时间，否则容易导致钢筋的质量不稳定。
四、结论预应力混凝土热处理钢筋是一种有效的提高混凝土结构承载能力和抗震性能的方法。
热处理钢筋可以提高钢筋的强度和耐久性，但也存在一些缺点。
因此，在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的钢筋处理方式，以确保混凝土结构的安全性和可靠性。
体外预应力工艺
体外预应力工艺在现代建筑和桥梁工程中，体外预应力工艺作为一种先进且高效的技术，正发挥着日益重要的作用。
它不仅能够显著提高结构的承载能力和耐久性，还为工程设计和施工带来了更多的灵活性和创新性。
体外预应力，简单来说，就是将预应力筋布置在混凝土构件的外部，通过锚具和转向装置对构件施加预应力。
与传统的体内预应力技术相比，体外预应力具有许多独特的优点。
首先，体外预应力筋易于检查和更换。
在结构的使用过程中，如果发现预应力筋出现了损伤或性能下降，可以相对方便地进行检测和修复，甚至直接更换，从而有效地延长结构的使用寿命。
这对于一些重要的基础设施，如桥梁等，具有极其重要的意义。
其次，它能够更好地适应结构的变形。
当结构在荷载作用下产生变形时，体外预应力筋可以根据变形情况自由地调整其应力分布，从而更好地发挥其增强作用。
再者，体外预应力施工相对较为简便。
由于预应力筋布置在构件外部，施工过程中不需要在混凝土内部预留管道，减少了施工的复杂性和难度，同时也降低了施工成本。
体外预应力工艺的关键组成部分包括预应力筋、锚具、转向装置和防护系统。
预应力筋是体外预应力体系中的核心受力元件，通常采用高强度钢丝、钢绞线或预应力钢棒等材料。
这些材料具有高强度、低松弛等优良性能，能够承受较大的拉力并长期保持稳定的预应力水平。
锚具则用于将预应力筋固定在混凝土构件上，并传递预应力。
常见的锚具类型有夹片式锚具、支承式锚具和锥塞式锚具等。
锚具的性能直接关系到预应力的施加效果和结构的安全性，因此必须具备足够的锚固能力和可靠性。
转向装置用于改变预应力筋的方向，使预应力能够有效地作用于结构的不同部位。
转向装置的设计和施工需要充分考虑预应力筋的摩擦损失和局部应力集中等问题，以确保预应力的有效传递和结构的受力性能。
防护系统则用于保护体外预应力筋免受外界环境的侵蚀和损伤。
常见的防护措施包括涂覆防腐油脂、包裹护套以及设置密封装置等，以确保预应力筋在长期使用过程中保持良好的性能。
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体外预应力混凝土的基本概念
第六章 体外预应力混凝土
体外预应力索的锚固体系与上述的体外预应力索的系统密切相 关，一般可以分成可更换和不可更换两大类。若采用不可更换 体的外预应力索的锚具，则钢索将不更换、不调整，一般应用 于体外预应力索与混凝土结构有离散粘结的桥梁结构。可以更 换的体外预应力锚固系统必须保证锚具与混凝土结构之间相互 隔断，对于体外预应力混凝土结构而言，关键在于锚固位置及 转向结构处。
第六章 体外预应力混凝土
第六章 体外预应力混凝土
体外预应力结构与体内预应力结构最本质的区别，便是体外预 应力结构的预应力索布置在主体结构之外。从力学特征上来 说，体外预应力索与周围主体结构在同一截面上的变形是不协 调的。当体外预应力索应用于混凝土结构时，称为体外预应力 混凝土结构；而当体外预应力索应用于钢结构时，则称为预应 力钢结构。
体外预应力混凝土的基本概念
体外预应力混凝土的基本概念
第六章 体外预应力混凝土
无粘结预应力混凝土结构与体外预应力混凝土结构的异同
从施工方法来看，体外预应力混凝土结构又可以分为整体施工 与节段施工两大类。其中，节段施工的体外预应力混凝土结构 的力学性能较为特殊，与整体施工的无粘结预应力混凝土结构 是不同的。
体外预应力混凝土的基本概念
体外预应力混凝土的基本概念
第六章 体外预应力混凝土
体外预应力索管道的灌浆材料分为刚性灌浆材料和非刚性灌浆 材料。刚性灌浆材料通常是指水泥，非刚性灌浆材料主要是指 油脂和石蜡。水泥灌浆是最简单和最常用的，它可以适用于与 结构有离散粘结的体外预应力结构，也适用于与结构完全无粘 结的体外预应力结构。而油脂和石蜡通常用在由普通钢绞线和 钢制管道组成的预应力系统中，以达到钢索与结构无粘结的目 的。
体外预应力混凝土的基本概念
第六章 体外预应力混凝土
体外预应力混凝土结构特别是钢索可以更换的体外预应力结 构，结构对锚具有巨大的依赖性。所以体外预应力锚具组件本 身必须提供比一般体内预应力锚具高得多的可靠性和安全性。 传统的体内预应力混凝土结构在张拉后不久必须在预应力筋孔 道中压注水泥浆，可以说，只要在灌浆前较短暂的时间里预加 力是可靠的，那么在灌浆后则可以认为是完全可靠的。
体外预应力混凝土的基本概念
第六章 体外预应力混凝土
体外预应力混凝土结构的基本组成部分包括以下内容： （1）体外预应力索、管道和灌浆材料 （2）体外预应力索的锚固系统 （3）体外预应力索的转向装置 （4）体外预 体外预应力混凝土
体外预应力混凝土结构所采用预应力索一般为钢绞线组成， 包括与体内预应力混凝土结构完全相同的普通钢绞线以及镀 锌钢绞线或外表涂层和外包PE防护的单根无粘结钢绞线。体 外预应力索的管道主要起防腐作用，它通常有两种形式：一 是全部采用钢管道；二是采用钢管与高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，简称HDPE）管道相结合的方式，即 除在锚固段及转向弯曲段采用钢管外，在其它直线段均采用 HDPE管道。
第六章 体外预应力混凝土
从本质上看，整体施工的体外预应力混凝土结构与无粘结预应 力混凝土结构是基本相同的，两者的差别完全在构造上。体外 预应力混凝土结构中的预应力索基本上是折线型的，直线与直 线之间由偏转装置转向，钢索管道在偏转位置处一般采用圆弧 线。就预应力混凝土梁而言，体内无粘结预应力筋与体外预应 力索可以布置成完全一样的形式，但有以下的区别： （1）体外预应力索通常布置在箱梁底板之上，故预应力索的 偏心距比体内无粘结预应力筋的偏心距小。 （2）在结构受力变形后，由于体外预应力索与周围混凝土体 是脱离的，故钢索不随梁体一起变形，这点与体内无粘结预应 力混凝土结构是不同的，钢索与梁体的相对变形同转向装置设 置有关 。