预应力混凝土工程课件

（一）张拉预应力筋：
• 1、张拉程序
•
0→1.05σcon（持荷2分钟）→σcon
•
0→1.03σcon
•
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 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 • 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 • 冷拉钢筋 • fptk：极限抗拉强度标准值 • fpyk：屈服强度标准值
con
• （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。
（二）混凝土浇筑与养护：
• 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。
•张拉端——
• JM－12型锚具：锚环、夹片用45#钢。
– 可锚3～6根直径12的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线；
• 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）；
• 多孔夹片式锚具：XM型、QM型、OV型、BS型…
•非张拉端——钢筋可用镦头锚具（固定板）；
单孔夹片式锚具
vlm型工作锚板、夹片
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 • a－－张拉端留量（600～850mm，由机具定） • b－－非张拉端外露长度（80～100mm）
为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥其 作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法。
即在结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回 弹力施加给混凝土，使混凝土受到一个预压应力，产生一定的 压缩变形。当该构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先 与压缩变形抵消，然后随着外力的增加，混凝土才逐渐被拉伸 ，明显推迟了裂缝出现时间 。
• 按施工顺序分：先张法；
•
后张法。
• 按张拉方法分：
•
机械张拉（液压或电动螺杆）
•
电热张拉
预应力工程施工工艺流程
预应力材料准备
预应力设备准备
预应力钢材准备
千斤顶配套标定
留孔材料准备、锚具准备
灌浆设备准备ຫໍສະໝຸດ 预应力筋安装安装锚具并张拉
灌浆并封锚
有粘结预应力： 安装波纹管、穿钢束 无粘结预应力： 安装无粘结预应力筋
• 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、有粘结后张法施工工艺
（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）。
•
• 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
先张法 后张法
0.80fptk 0.75fptk 0.95fpyk
0.75fptk 0.7fptk 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；
• ΔL计=
NP • L AP • ES
•
ΔL实=10%

时量取+以后的推算值
• 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）。
构架式
桩基构架式
锚桩式台座
上横梁 下横梁
砖墙 压杆
槽式台座
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）。
• 要求：镦头强度不低于材料强度的98%，
• 非张拉端——用镦头锚具（锚板），DM5B
准备穿的预应力钢绞丝束
锥形螺杆锚具 镦头锚具
钢质锥形锚具
• 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；
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φb5钢丝束等）； • 钢质锥形锚具（由锚环、锚塞组成，锚18根以下φ5钢丝）； • 镦头锚具（DM5A，锚12～54根φ 5钢丝）。
有粘结灌浆
先张法施工
• 工艺过程：张拉固定钢筋→浇混凝土→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……）
预应力空心板
夹具 横梁 台座
预应力筋
A、张拉预应力筋
台面
混凝土构件
B、浇筑混凝土构件
C、放张施加预应力
一、先张法施工的设备
• （一）台座：
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 – 锚具的总应变 • 用途：
ηa≧0.95 ηa≧0.9 εu≧2.0% εu≧1.7%
• 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。
（一）单根粗筋（直径18～36mm）：
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。
•
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）
张拉钩 承力架
• 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。
• 3、施加预应力的方法：
•
张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋，并锚固在其端部，
将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，即产生预应力。
• 4、预应力混凝土的施工方法：
• 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）。
(三) 预应力筋放松：
拉杆式千斤顶 连接套筒
（三）张拉机械
• 1、穿心式千斤顶：
•
YC－20型，最大拉力20t、行程200mm，
•
适于12～20单根钢筋。
• 2、电动螺杆：
•
拉力30～60t、行程800mm，
•
用于：钢筋、钢丝。
• 3、卷扬机＋滑车组。
电动螺杆张拉机的工作原理图
二、先张法施工工艺
活塞 钢套箱 进砂口 钢套箱底板
砂子 出砂口
砂箱放张法
螺杆螺母
横梁
承力板
台座
钢钢钢 块楔块
块
楔块放张法
后张法施工
• 工艺过程：浇筑混凝土结构或构件（留孔）→养护拆模→（达 75%强度后）穿筋张拉→固定→孔道灌浆→（浆达15N/mm2,混凝 土达100%后）移动、吊装。
• 适于：大构件及结构的现场施工——预制拼装，结构张拉。 • 特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。
有粘结螺纹管预留孔道
南京火车站站前广场高架桥的镀锌金属波纹管安 装，波纹管内已穿入钢绞线。