第五章 预应力混凝土工程

(三) 预应力筋放松：
• 1.条件：混凝土达到设计规定且≦75%强度值
后。
• 2.方法： • 锯断，剪断，熔断（仅限于Ⅰ～Ⅲ级冷拉筋）。 • 3.要点：
• 放张顺序： • 轴心受压构件同时放； • 偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的， 再同时放大的区域的； • 其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张。 • 粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶）。
• 2.张拉控制应力和超张拉最大应力：（比先
张法均低0.05f）
3、张拉顺序：
• 配有多根钢筋或多束钢丝的构件
– －－分批对称张拉（注意：后批对先批产 生应力影响）； • 叠浇构件
– ——自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力， 但顶底相差 ≧5%（钢丝、钢绞线、热处理筋） ≧9%（冷拉筋）。
4.张拉方式：
第五章 预应力混凝土工程
先张法施工
后张法施工
概述：
1、预应力混凝土： 在结构或构件承受使用荷载前，对受拉 区的混凝土预先施加压应力, 以抵消或减少使 用荷载作用下产生的拉应力。 2、施加预应力的目的：
①提高结构或构件的抗裂度； ②提高结构或构件的刚度； ③充分发挥高强钢材的作用； ④把散件拼成整体。
（一）张拉预应力筋：
• 1、张拉程序
•
0→1.05σ 0→1.03σ
con（持荷2分钟）→σ con con
• •
超张拉——减少由于钢筋松弛变形造 成的预应力损失。
2、控制应力及最大应力：
超张拉可比设计要求提高5%，但最大张拉控 制应力不得超过下列规定： 预应力筋种类 先张法 后张法
碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 0.80fptk
• 3、张拉设备：
• 锥锚式千斤顶（YZ60、YZ85） – ――用于KT－Z及钢制锥形锚具； • 穿心式千斤顶（YC60、YC120） – ――用于KT－Z及JM－12、JM－15锚具 • 大孔径穿心式千斤顶（YCD、YCQ、YCW型） – －－用于大吨位钢绞线束（群锚）
锥锚式千斤顶构造简图
YCD型千斤顶工作示意图
3、张拉设备：
拉杆式千斤顶（YL－60）； • 穿心式千斤顶（YC－60、YC－20、YC－18）。
YL-60 拉杆式 千斤顶
YC60型千斤顶
工作原理图
配装撑脚和 拉杆后的外 貌图
（二）钢筋束、钢绞线束：
• 1、锚具：
• 张拉端—— • • • JM－12型锚具：锚环、夹片用45#钢。 KT－Z型锚具：可锚3～6根直径12的HRB400~500级筋 单孔夹片式锚具：二片式、三夹片（直、斜开缝）；
• 非张拉端——用镦头锚具（锚板），DM5B
锥形螺杆锚具
钢质锥形锚具
镦头锚具
• 2、钢丝束制作：下料→编束→安锚具。
• （1）下料长度：用钢质锥形锚具时，同钢筋束； • 用锥形螺杆锚具时—— • （2）下料方法： • 采取应力下料，控制应力取300N/mm2。 • （3）编束： • 测量直径，同束误差≧0.1mm；
• 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 0.75fptk
0.75fptk
0.7fptk
• 冷拉钢筋
• fptk：极限抗拉强度标准值 • fpyk：屈服强度标准值
0.95fpyk
0.9fpyk
3、张拉要点：
• （1）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸 长值与设计计算值的偏差不得超过±6%，否则 应停拉； • （2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座） • （3）多根成组张拉，初应力应一致(测力计抽查) • （4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松 • （5）拉完的筋位置偏差≧5mm，且≧构件截面短 边的4% • （6）冬施张拉时，温度≦－15℃ • （7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得 过猛。
→养护（至75%强度）→放松钢筋
• 适用于：构件厂生产中、小型构件
（楼板、屋面板、吊车梁、薄腹梁……）
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
ห้องสมุดไป่ตู้
一、先张法施工的设备
• （一）台座：
• 1、要求：有足够的强度、刚度和稳定性； – 满足生产工艺的要求。 • 2、形式： • ①墩式（传力墩、台面、横梁） – 长度100～150m，适于中、小型构件。 • ②槽式（传力柱、上下横梁、砖墙） – 长45～76m， – 适于双向预应力构件， 易于蒸汽养护。 • ③钢模台座
张拉。
• 特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重
复利用。
一、预应力筋、锚具和张拉机具
• 锚具按锚固性能分两类： – 锚具性能 Ⅰ类 Ⅱ类 – 锚具效率系数 η a≧0.95 η a≧0.9 – 锚具的总应变 ε u≧2.0% ε u≧1.7% • 用途： • Ⅰ类——承受动、静载的无粘结、有粘结的 预应力混凝土； • Ⅱ类——有粘结、预应力筋的应力变化不大 的部位。
（四）无粘结预应力混凝土施工：
• 特点：无需留孔与灌浆，施工简单；张拉摩阻力小，
预应力筋受力均匀； 可做成多跨曲线状；构件整体性略差，锚固要 求高。 • 适用：现场整浇结构（梁板等）。
• 1.无粘结筋的制作：
钢丝束、钢绞线束外包涂料层：－20℃～＋70℃ 不变脆，不侵蚀其它材料，稳定性好，防腐、润滑， 不透水、不吸湿。 包裹层：塑料布或塑料管，0.8～1mm厚。
墩式台座的几种形式
重力式
与台面共同作用式
构架式
桩基构架式
锚桩式台座
槽式台座
上横梁
下横梁 压杆
砖墙
砖墙
压杆
（二）夹具：
• 1、锚固夹具： • ①锥形（锥销式、二片式、三片式）
• ——锚固单根直径12～14预应力筋；
• • • • ②镦头锚具—带槽螺栓、梳子板。 用于：冷拉筋（热镦）， 冷拔丝（热、冷镦）， 碳素钢丝（冷镦）。
• 3、张拉设备：
•
•
锥锚式双作用千斤顶；
拉杆式千斤顶；
•
穿心式千斤顶。
钢丝束的编束
锥形螺杆锚具的预紧
锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶的安装示意图
二、后张法施工工艺
（一）孔道留设：
• 1、要求：位置准确；内壁光滑；
–端部预埋钢板垂直于孔道轴线（中心线）； –直径、长度、形状满足设计要求（直径与锚具及筋有关）。
（一）单根粗筋（直径18～36mm）：
• 1、锚具： • （1）螺丝端杆锚具 螺杆45#钢，钢筋冷拉前焊接好； 螺母、垫板用 Q235钢） • 适于:直径18～36mm筋。 •（2）帮条锚具 – （帮条与预应力筋同级， – 互成120°，E50焊条； – 垫板用3#钢）， • 适于:冷拉HRB335、HRB400级筋； •（3）镦头锚具
（二）混凝土浇筑与养护：
• 1、混凝土一次浇完，混凝土≦C30。
• 2、防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的
水泥，水灰比≧0.5，级配良好，振捣密实（特
别是端部）。
• 3、防止碰撞、踩踏钢丝。
• 4、减少应力损失：非钢模台座生产，采取二
次升温养护，(开始温差≧20℃，达10MPa后按 正常速度升温）。
• •
③埋管法－－预埋螺旋管。可先穿筋，接头严密，有一定刚 度；井字架@≧0.8米；灌浆孔间距≧30米；波峰设排气泌水管。
钢管的连接
胶管的封端处理
胶管与阀门连接
金属螺旋管
螺旋管及锚座安装
螺旋管的连接
螺旋管上留灌浆孔
螺旋管的固定
(二)预应力筋张拉：
• 1.张拉条件：
• ①结构的混凝土强度符合设计要求或达75%强 度标准值； • ②做好各种准备工作。
• 2、方法：
• ①钢管抽芯法（直孔）——钢管应平直、光滑，用前刷油； 每根长≧15米，每端伸出500mm；两根接长，中间用木塞及套管 连接；用钢筋井字架固定，@≧1米；浇混凝土后每10～15分钟 转动一次；混凝土初凝后、终凝前抽管；抽管先上后下，边转边 拔。（灌浆孔间距≧12米）
②胶管抽芯法－－用于长孔或曲线孔。有一定刚度或充压； 钢筋井字架@≧0.5米；混凝土达一定强度后拔管。
•
•
要求：镦头强度不低于材料强度的98%，
钢丝束长度差值≧L/5000、≧5mm。
•
成组张拉长度≧10m的钢丝，长度极差≧2mm
• 2、张拉夹具：偏心式、楔形。
圆套筒二片式夹具
锥销夹具
圆套筒三片式夹具
方套筒二片式夹具
固定端镦头夹具
单根镦头钢筋螺杆夹具
接千斤顶
高强镦头钢丝用梳筋板夹具
镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板用）
螺丝端杆锚具
帮条锚具
2、预应力筋制作：
• 工序：下料→对焊→冷拉。 • 下料长度计算： –①当两端用螺丝端杆锚具时——
钢筋下料长度：
l1 2l2 2l5 l nd (1 )( 1 1 )
②当一端用螺杆、一端用帮条时:
钢筋下料长度：
l1 l2 l5 l3 l nd (1 )(1 1 )
工具锚 缸体 顶压器 工作锚
活塞
YCQ型千斤顶的操作顺序
（三）钢丝束：
• 1、锚具：
• 张拉端——
• • • 锥形螺杆锚具（由锥形螺杆、套筒、螺母组 成，锚14、16、20、24、28根φ b5钢丝束等）； 钢质锥形锚具（由锚环、锚塞组成，锚18根 以下φ 5钢丝）； 镦头锚具（DM5A，锚12～54根φ 5钢丝）。
钢绞线 锚环 夹片
(d)二夹片式夹片
(b)锚环
(e)斜开缝夹片
单孔夹片式锚具
多孔夹片锚固体系
多孔锚固体系构造图
• 2、筋的制作：
• • 工序：冷拉→下料→编束。 下料长度 l ： – 两端张拉： l ＝l0＋2a – 一端张拉： l ＝l0＋a＋b