[教育]預(yù)應(yīng)力混凝土工程課件二

1、第四章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程,第四章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程,第一節(jié) 概述第二節(jié) 先張法第三節(jié) 后張法,第一節(jié) 概述,概述 施工方法,back,概述一、預(yù)應(yīng)力原理 在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受使用荷載前，張拉結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受拉區(qū)中的預(yù)應(yīng)力鋼筋，將鋼筋的彈性收縮力傳遞到混凝土構(gòu)件上，對(duì)受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓應(yīng)力,即產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。以抵消或減少使用荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力，充分利用鋼材的抗拉性能。,二、優(yōu)點(diǎn)1. 構(gòu)件截面小、

2、自重輕、剛度大、抗裂度高、 耐久性好、材料省等；2. 大開間、大跨度與重荷載的結(jié)構(gòu)中，可減少材料用量，擴(kuò)大使用功能，綜合經(jīng)濟(jì)效益好；3. 提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗裂度、剛度；4. 充分發(fā)揮高強(qiáng)鋼材的作用；5. 把散件拼成整體。,back,施工方法一、預(yù)應(yīng)力筋按材料類型分： 鋼絲：冷拔低碳鋼絲 、碳素鋼絲、刻痕鋼絲 鋼絞線 鋼筋：冷拉鋼筋、熱處理鋼筋、精軋螺紋鋼 筋

3、 以鋼絞線與鋼絲采用最多。發(fā)展趨勢(shì)： 高強(qiáng)度、低松弛、粗直徑、耐腐蝕。,二、施工方法 按施工順序分： 先張法 后張法 按張拉方法分： 機(jī)械張拉 電熱張拉,back,第二節(jié) 先張法,概述 施工工藝,back,概述一、特點(diǎn) 在臺(tái)座或鋼模上先張拉預(yù)應(yīng)力筋并用夾具臨時(shí)固定，再澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，放張并切斷預(yù)應(yīng)力筋。

4、適用于預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)中、小型構(gòu)件二、工藝流程 如圖示,,back,施工工藝一、設(shè)備1. 臺(tái)座要求：有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性； 滿足生產(chǎn)工藝的要求。種類： 墩式（傳力墩、臺(tái)面、橫梁） 適于中、小型構(gòu)件 如圖4.1 槽式（傳力柱、上下橫梁、磚墻） 如圖4.2 適于雙向預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，蒸汽養(yǎng)護(hù) 鋼模臺(tái)座,go,back,back,2.夾具（1） 錨固夾具

5、 錐形（錐銷式、二片式、三片式）錨固單根直徑12～14預(yù)應(yīng)力筋。如圖4.3 鐓頭錨具 帶槽螺栓、梳子板。 如圖4.4 、4.5、4.6、4.7 （2）張拉夾具 偏心式、楔形。,go,back,,,,,,接千斤頂,圖4.6 鐓頭梳筋板夾具（整體張拉）,back,3.張拉設(shè)備（1）穿心式千斤頂 適于12～20單根鋼筋。如圖4.8（2）電動(dòng)螺桿 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)變速箱，變速箱使力給螺桿

6、，使螺旋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺旋桿上的夾具運(yùn)動(dòng)。適于鋼筋、鋼絲。如圖4.9（3）卷揚(yáng)機(jī),go,圖4.8 YC20穿心式千斤頂?shù)墓ぷ髟?back,圖4.9 電動(dòng)螺桿張拉機(jī)的工作原理,back,二、施工工藝1. 預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè) 預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線下料，應(yīng)采用砂輪切割 機(jī)，不得采用電弧切割； 長線臺(tái)座臺(tái)面在鋪設(shè)鋼絲前應(yīng)涂隔離劑，隔 離劑不應(yīng)沾污鋼絲，以免影響鋼絲與混凝土的粘結(jié)； 鋼絲接長，可借助

7、于鋼絲拼接器；圖4.10 預(yù)應(yīng)力筋與工具式螺桿連接，可用套筒式 連接器。圖4.11,圖4.10 鋼絲拼接器 圖4.11 套筒式連接器,back,2. 張拉預(yù)應(yīng)力筋（1）張拉程序,,,,（2）控制應(yīng)力及最大應(yīng)力 超張拉可減少由于鋼筋松弛變形造成的預(yù)應(yīng)力損失，超張拉可比設(shè)計(jì)要求提高5%，但最大張拉控制應(yīng)力不得超過相應(yīng)規(guī)定。,1.03σcon,0,σcon,1

8、.05σcon（持荷2分鐘）,0,（3）注意要點(diǎn) 張拉時(shí)應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。實(shí)際與設(shè) 計(jì)伸長值偏差≯ ±6%，否則停拉； 從臺(tái)座中間向兩側(cè)進(jìn)行，防偏心損壞臺(tái)座； 多根成組張拉，初應(yīng)力應(yīng)一致； 拉速平穩(wěn)，松緊一致，設(shè)備緩慢放松； 拉完的筋位置偏差≯5mm，且≯構(gòu)件截面短 邊的4%； 臺(tái)座兩端應(yīng)有防護(hù)設(shè)施，嚴(yán)禁站人； 張拉過程中發(fā)生斷絲或滑脫鋼絲時(shí)，應(yīng)更換,3. 混凝土澆筑與養(yǎng)

9、護(hù) 混凝土一次澆完，混凝土≮C30 防止較大徐變和收縮 尺量減小水灰比，減小水泥用量，以減小收縮和涂變 正確選擇養(yǎng)護(hù)制度，減小溫差應(yīng)力損失 防止碰撞、踩踏鋼絲或鋼筋,4.預(yù)應(yīng)力筋放松 放張時(shí)，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；如設(shè)計(jì)無規(guī)定，不應(yīng)低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。（1）放張順序 如設(shè)計(jì)無規(guī)定，應(yīng)： 軸心受壓的構(gòu)件，所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時(shí)放張； 偏心受壓的構(gòu)件，應(yīng)先同時(shí)放張預(yù)壓力較

10、小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋，再同時(shí)放張預(yù)壓力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋；,如不能滿足1、2兩項(xiàng)要求時(shí)，應(yīng)分階段、對(duì)稱、交錯(cuò)地放張，以防放張過程中構(gòu)件產(chǎn)生彎曲、裂紋和預(yù)應(yīng)力筋斷裂； （2）放張方法 鋸斷 剪斷 熔斷 粗鋼筋放張： 千斤頂、 砂箱、楔塊。如圖4.12、4.13 應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止沖擊。,,（3）放張注意事項(xiàng) 檢查構(gòu)件放張時(shí)鋼絲與混凝土的粘結(jié)，切斷鋼絲時(shí)應(yīng)測(cè)定鋼絲的回縮情況； 放張前，應(yīng)拆除側(cè)模，使構(gòu)件能自由壓縮

11、，以防損壞模板或構(gòu)件開裂； 用氧炔焰切割時(shí)，應(yīng)采取隔熱措施。,back,第三節(jié) 后張法,概述 后張法施工工藝 電熱法張拉 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工,back,概述 后張法是先制作構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，在構(gòu)件，或結(jié)構(gòu)上張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法。一、特點(diǎn) 1. 不需要臺(tái)座設(shè)備，靈活性大； 2. 適于大構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)施工； 3.工序多、工藝復(fù)雜； 4.錨具不能重復(fù)利用。二、工藝過程,

12、back,后張法施工工藝一、張拉機(jī)具1.錨具 （1）單根粗鋼筋錨具： 螺絲端桿錨具 鋼筋冷拉前焊接好 適于直徑18～36mm筋，如圖4.14 幫條錨具 幫條與預(yù)應(yīng)力筋同級(jí)，如圖4.15 鐓頭錨具,go,圖4.14 螺絲端桿錨具,back,0,4.15 幫條錨具,back,（2）單根鋼絞線錨具 錐銷夾具 夾片夾具 如圖4.16（3）鋼筋束、鋼絞線束錨具多孔夾片式：XM型、Q

13、M型、BS型等 圖4.17 JM－12型錨具 圖4.18 KT－Z型錨具等 圖4.19（4）鋼絲束錨具 鐓頭錨 圖4.20 鋼質(zhì)錐形錨具、錐形螺桿錨具等 圖4.21、4.22、4.23,back,圖4.17 多孔夾片錨固體系,back,back,back,4.20 鐓頭錨,back,4.21 鋼質(zhì)錐形錨具,圖4.22 扁型夾片錨具,

14、圖4.23 錐形螺桿錨具,2. 張拉機(jī)械（1）單根粗鋼筋拉桿式千斤頂（YL60） 圖4.24 穿心式千斤頂（YC60、YC20、YC18）圖4.25（2）鋼筋束、鋼絞線束 錐錨式千斤頂（YZ60、YZ85） 圖4.26 用于KT－Z及鋼制錐形錨具； 穿心式千斤頂（YC60、YC120） 用于KT－Z及JM－12、JM－15錨具 大孔徑穿心式千斤頂（YCD、YCQ

15、、YCW型） 用于大噸位鋼絞線束 圖4.27、4.28,圖4.24 YL-60拉桿式千斤頂,back,圖4.25 YC60型千斤頂工作原理圖,back,圖4.26 錐錨式千斤頂,back,圖4.28 YCQ型千斤頂,（3）鋼絲束 錐錨式雙作用千斤頂 拉桿式千斤頂 穿心式千斤頂 圖4.29,圖4.29 錐形螺桿錨具、拉桿式千斤頂安裝示意,二、預(yù)應(yīng)力筋的下料1. 單根粗鋼筋下料長度計(jì)

16、算（1）兩端用螺絲端桿錨具,（4.1）,（2）一端用螺桿、一端用幫條錨具：,（4.2）,2.鋼筋束下料長度（1）兩端張拉： L＝l0＋2a （4.3）（2）一端張拉： L＝l0＋a＋b （4.4）a：張拉端留量（600～850mm，由機(jī)具定）b：非張拉端外露長度（80～100mm）3.鋼絲束下料長度 用鋼質(zhì)錐形錨具時(shí)同鋼筋束。,

17、（2）一端張拉 （4.6）,4.鋼絞線下料長度 （1）兩端張拉

18、 （4.5）,鋼絞線下料長度計(jì)算簡(jiǎn)圖1 構(gòu)件 2 孔道 3 鋼絞線 4 夾片式工作錨 5 千斤頂 6 夾片式工具錨,三、預(yù)留孔道1.方法（1）鋼管抽芯法 鋼管應(yīng)平直、光滑，用前刷油；每根長≯15米，每端伸出500mm； 兩根接長，中間用木塞及套管連接；圖4.30

19、 用鋼筋井字架固定，間距≯1米； 澆混凝土后每10～15分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)一次； 混凝土初凝后、終凝前抽管； 抽管先上后下，邊轉(zhuǎn)邊拔；,go,圖4.30 鋼管的連接,back,（2）膠管抽芯法 用于長孔或曲線孔；（3）埋管法 預(yù)埋波紋管——用于鋼筋較密或曲線孔道 塑料波紋管提高預(yù)應(yīng)力筋的防腐保護(hù)，可防止氯離子侵入而產(chǎn)生的電腐蝕；不導(dǎo)電，可防止雜散電流腐蝕；密封性好，預(yù)應(yīng)力筋不生銹； 強(qiáng)度高，剛度大，不怕踩

20、壓；減小孔道摩擦損失；提高預(yù)應(yīng)力筋的耐疲勞能力。,預(yù)埋金屬螺旋管 可先穿筋，接頭嚴(yán)密，有一定剛度，灌漿孔間距≯30米；波峰設(shè)排氣泌水管。 圖4.31、4.32,圖 4.31 金屬螺紋管,2. 質(zhì)量要求（1）預(yù)留孔道的規(guī)格、數(shù)量、位置和形狀應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求； （2）預(yù)留孔道的定位應(yīng)牢固，澆筑混凝土?xí)r不出現(xiàn)移位和變形；（3）孔道應(yīng)平順，端部的預(yù)埋錨墊板應(yīng)垂直于孔道中心線；（4）成孔管道應(yīng)密封良好，接頭嚴(yán)密不漏

21、漿；（5）曲線孔道控制點(diǎn)的豎向位置偏差符合規(guī)定；,（6）曲線孔道的波峰部位應(yīng)設(shè)置泌水管，灌漿孔與泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。排氣孔不得遺漏或堵塞；,四、預(yù)應(yīng)力筋張拉（1）條件 結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求或達(dá)75%設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；做好準(zhǔn)備工作。（2）張拉程序 同先張法（3）張拉控制應(yīng)力和超張拉最大應(yīng)力 比先張法低0.05fptk 表 4.1,（4）張拉順序 配有多根鋼

22、筋或多束鋼絲的構(gòu)件分批對(duì)稱張拉 疊澆構(gòu)件自上而下逐層張拉，逐層加大拉應(yīng)力，但頂?shù)紫嗖?≯5%（鋼絲、鋼絞線、熱處理筋） ≯9%（冷拉筋）,（5）張拉方式 一端張拉 （多根筋，張拉端設(shè)在結(jié)構(gòu)兩端） 兩端張拉 分批張拉、分段張拉、 補(bǔ)償張拉等注意：對(duì)抽芯法： 長度≤24 m直孔——一端張拉 長度>24 m直孔、曲線孔——兩端張拉對(duì)埋管法： 長度≤30 m直孔——一端張

23、拉； 長度＞30 m直孔、曲線孔——兩端張拉,五、孔道灌漿1.目的保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋，防止生銹；使預(yù)應(yīng)力筋與構(gòu)件混凝土有效的粘結(jié)，增加整體性。2.基本要求（1）灌漿材料 應(yīng)采用水泥≮32.5級(jí)普硅的水泥漿； 水灰比0.4左右，不得大于0.45 ； 攪拌后3h泌水率≯ 2%，最大≯3％。泌水應(yīng) 在24h內(nèi)全部重新被水泥漿吸收；,可摻無腐蝕性外加劑：鋁粉、木鈣、微膨脹劑等； 不摻外加劑時(shí)，可用二次灌漿法

24、、重力補(bǔ)漿法，在孔道最高處連續(xù)不斷地補(bǔ)充水泥漿。 （2）灌漿工藝 檢查構(gòu)件孔道是否暢通。對(duì)抽拔管成孔，可用壓力水沖洗孔道。對(duì)預(yù)埋管成孔，必要時(shí)可用壓縮空氣清孔。 孔道潔凈，灌漿由下層孔到上層；,灌漿應(yīng)緩慢均勻，不得中斷，排氣通順，孔道兩端冒出濃漿并封閉排氣孔后，宜繼續(xù)加壓至0.5～0.7，穩(wěn)壓2min，稍后再封閉灌漿孔；室外溫度低于+5℃時(shí)，孔道灌漿應(yīng)采取抗凍保溫措施，防止?jié){體凍脹使混凝土沿孔道產(chǎn)生裂縫。,back,電熱法張拉

25、 利用鋼筋熱脹冷縮原理來張接預(yù)應(yīng)力筋 一、特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。施工安全； 高空作業(yè)等機(jī)械無法張拉的部位；2.缺點(diǎn) ： 鋼材材質(zhì)不同，產(chǎn)生的伸長值不同。使預(yù)應(yīng)力差值較大； 耗電量大。,二、鋼筋伸長值 電熱法是以伸長值控制預(yù)應(yīng)力值，因此要正確計(jì)算伸長值。 在預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)時(shí)，電熱法預(yù)應(yīng)力主要是在切斷電流后溫度逐步升高預(yù)應(yīng)力逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)值。所以與先張法相類似。三、電熱設(shè)備選擇

26、1. 鋼筋電熱溫度計(jì)算：2. 電熱設(shè)備選擇；（功率選擇）,四、電熱張拉工藝及要點(diǎn)1. 端部加熱； 2. 電熱前先擰緊端頭螺桿，保持 總固定一端，按照另一端測(cè)量伸長值；3. 重復(fù)張拉次數(shù)不超過3次；4. 不考慮張拉先后順序?qū)︻A(yù)應(yīng)力值的影響；5. 不考慮構(gòu)件重疊生產(chǎn)時(shí)，摩擦力的影響。,back,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工 后張法的改進(jìn)一、特點(diǎn)1.無需預(yù)留孔道與灌漿，施工簡(jiǎn)單2.張拉摩阻力小，預(yù)應(yīng)力筋受力

27、均勻；3.可做成多跨曲線狀；4.構(gòu)件整體性略差，錨固要求高；5.適于現(xiàn)場(chǎng)整澆結(jié)構(gòu)。,二、無粘結(jié)筋1. 涂料層 防腐、不侵蝕其它材料，穩(wěn)定性好，潤滑、不透水、不吸濕。2. 包裹層 塑料布或塑料管，0.8～1mm厚。三、就位固定 應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的曲線形狀就位并固定牢靠,四、張拉端固定,五、非張拉端錨固,六、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)鋪設(shè)順序單向板中，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)與非預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)基本相同；雙向

28、板中，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋需配置成兩方向的懸垂曲線；通常在底部鋼筋鋪設(shè)后進(jìn)行。支座處負(fù)彎矩鋼筋在最后鋪設(shè)；避免兩向相互穿插，端頭與承壓板垂直；其它鋼筋安裝后，縱橫交叉者，先低后高,七、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉 1. 樓蓋結(jié)構(gòu)的張拉順序，宜先張拉樓板，后張拉樓面梁。板中的無粘結(jié)筋可依次張拉，梁中宜對(duì)稱張拉； 2. 曲線筋的長度超過35m時(shí)，宜兩端張拉； 3. 筋長超過70m時(shí)，宜采取分段張拉； 4. 張拉伸長值校核與普通預(yù)應(yīng)力筋相同；