第五章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程ppt課件

第五章預(yù)應(yīng)力混凝土工程,先張法施工后張法施工,概述：1、預(yù)應(yīng)力混凝土：在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受使用荷載前，對受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓應(yīng)力,以抵消或減少使用荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力。推遲了裂縫的出現(xiàn)和限制裂縫的開展，提高了結(jié)構(gòu)（構(gòu)件)的抗裂度和剛度。2、施加預(yù)應(yīng)力的目的：提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗裂度；提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度；充分發(fā)揮高強(qiáng)鋼材的作用；把散件拼成整體。減輕自重。增加構(gòu)件的耐久性。降低造價。,3、施加預(yù)應(yīng)力的方法：張拉結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受拉區(qū)中的預(yù)應(yīng)力鋼筋，并錨固在其端部，將鋼筋的彈性收縮力傳遞到混凝土構(gòu)件上，即產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。4、預(yù)應(yīng)力混凝土的施工方法：按施工順序分：先張法；后張法。按張拉方法分：機(jī)械張拉（液壓或電動螺桿）電熱張拉,第一節(jié)先張法施工,概念：是在澆筑砼之前，先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并將預(yù)應(yīng)力鋼筋臨時固定在臺座或鋼模上，待砼達(dá)到一定強(qiáng)度（一般不低于砼設(shè)計強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%），砼與預(yù)應(yīng)力筋具有一定的粘接力時，放松預(yù)應(yīng)力筋，使砼在預(yù)應(yīng)力筋的反彈力作用下，使構(gòu)件受拉區(qū)的砼承受預(yù)壓應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力筋的張拉力，主要是由預(yù)應(yīng)力筋與砼之間的粘接力傳遞給砼。,.,工藝過程：張拉固定鋼筋澆混凝土養(yǎng)護(hù)（至75%強(qiáng)度）放松鋼筋適用于：構(gòu)件廠生產(chǎn)中、小型構(gòu)件（樓板、屋面板、吊車梁、薄腹梁）施工方法：臺座法、機(jī)組流水法。臺座法：是構(gòu)件在臺座上生產(chǎn)，即預(yù)應(yīng)力筋的張拉、固定、砼澆筑、養(yǎng)護(hù)和預(yù)應(yīng)力的放松等工序均在臺座上進(jìn)行。機(jī)組流水法：利用鋼模板制作。,一、先張法施工的設(shè)備,（一）臺座：是施工張拉和臨時固定預(yù)應(yīng)力筋的支撐結(jié)構(gòu)1、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。2、形式：墩式（傳力墩、臺面、橫梁）長度100150m，適于中、小型構(gòu)件。槽式（傳力柱、上下橫梁、磚墻）長4576m，適于雙向預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，易于蒸汽養(yǎng)護(hù)。鋼模臺座,重力式,墩式臺座的幾種形式,與臺面共同作用式,構(gòu)架式,錨樁式臺座,槽式臺座,（二）夾具：,1、錨固夾具：錐形（錐銷式、二片式、三片式）錨固單根直徑1214預(yù)應(yīng)力筋；鐓頭錨具帶槽螺栓、梳子板。用于：冷拉筋（熱鐓），冷拔絲（熱、冷鐓），碳素鋼絲（冷鐓）。要求：鐓頭強(qiáng)度不低于材料強(qiáng)度的98%，鋼絲束長度差值L/5000、5mm。成組張拉長度10m的鋼絲，長度極差2mm2、張拉夾具：偏心式、楔形。,錐銷夾具,圓套筒三片式夾具,方套筒二片式夾具,圓套筒二片式夾具,.,JMl2型錨具（楔形）,固定端鐓頭夾具,幫條錨具,鐓頭梳筋板夾具（制作預(yù)應(yīng)力圓孔板用）,（三）張拉機(jī)械,1、穿心式千斤頂：YC20型，最大拉力20t、行程200mm，適于1220單根鋼筋。2、電動螺桿：拉力3060t、行程800mm，用于：鋼筋、鋼絲。3、卷揚(yáng)機(jī)滑車組。,電動螺桿張拉機(jī)的工作原理圖,.,電動卷筒式張拉機(jī)是把慢速電動卷揚(yáng)機(jī)裝在小車上制成,1預(yù)應(yīng)力鋼絲；2梳筋板（承力角鋼）；3圓錐齒板式夾具；4鋼絲夾具；5限位螺絲；6行程開關(guān)；7鋼軌；8卷揚(yáng)機(jī)安裝在小車上；9彈簧測力器；10外地坪；,電動卷揚(yáng)機(jī)張拉單根鋼絲,.,二、先張法施工工藝,工藝流程,（一）張拉預(yù)應(yīng)力筋：1、張拉程序01.05con（持荷2分鐘）con01.03con超張拉減少由于鋼筋松弛變形造成的預(yù)應(yīng)力損失。,2、控制應(yīng)力及最大應(yīng)力：,預(yù)應(yīng)力筋種類先張法后張法碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線0.80fptk0.75fptk熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲0.75fptk0.7fptk冷拉鋼筋0.95fpyk0.9fpykfptk：極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpyk：屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,超張拉可比設(shè)計要求提高5%，但最大張拉控制應(yīng)力不得超過下列規(guī)定：,3、張拉要點：,（1）張拉時應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。實際伸長值與設(shè)計計算值的偏差不得超過6%，否則應(yīng)停拉；（2）從臺座中間向兩側(cè)進(jìn)行（防偏心損壞臺座）（3）多根成組張拉，初應(yīng)力應(yīng)一致(測力計抽查)（4）拉速平穩(wěn)，錨固松緊一致，設(shè)備緩慢放松（5）拉完的筋位置偏差5mm，且構(gòu)件截面短邊的4%（6）冬施張拉時，溫度15（7）注意安全：兩端嚴(yán)禁站人，敲擊楔塊不得過猛。,（二）混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)：,1、混凝土一次澆完，混凝土C30。2、防止較大徐變和收縮：選收縮變形小的水泥，水灰比0.5，級配良好，振搗密實（特別是端部）。3、防止碰撞、踩踏鋼絲。4、減少應(yīng)力損失：非鋼模臺座生產(chǎn)，采取二次升溫養(yǎng)護(hù)，(開始溫差20，達(dá)10MPa后按正常速度升溫）。,(三)預(yù)應(yīng)力筋放松：,1.條件：混凝土達(dá)到設(shè)計規(guī)定且75%強(qiáng)度值后。2.方法：鋸斷，剪斷，熔斷（僅限于級冷拉筋）。3.要點：放張順序：軸心受壓構(gòu)件同時放；偏心受壓構(gòu)件先同時放預(yù)壓應(yīng)力小的區(qū)域的，再同時放大的區(qū)域的；其它構(gòu)件，應(yīng)分階段、對稱、相互交錯放張。粗筋放張應(yīng)緩慢（砂箱法、楔塊法、千斤頂）。,.,配筋不多的中小型構(gòu)件，鋼絲可用砂輪鋸或切斷機(jī)等方法放張。配筋多的鋼筋砼構(gòu)件，鋼絲應(yīng)同時放張，如逐根放張，最后幾根鋼絲將由于承受過大的拉力而突然斷裂，使得構(gòu)件端容易開裂。對鋼絲、熱處理鋼筋不得用電弧切割，宜用砂輪鋸或切斷機(jī)切斷。預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量較多時，可用千斤頂、沙箱、楔塊等裝置同時放張。,第二節(jié)后張法施工,1.后張法的工藝流程概念：是先制作構(gòu)件（或塊體），并在預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計位置預(yù)留孔道，待構(gòu)件砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度規(guī)定的數(shù)值后，在孔道內(nèi)穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，并用錨具在構(gòu)件端部將預(yù)應(yīng)力筋錨固，最后進(jìn)行孔道灌漿。預(yù)應(yīng)力的張拉：主要是靠構(gòu)件端部的錨具傳遞給砼，使砼產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。工藝過程：澆筑混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件（留孔）養(yǎng)護(hù)拆模（達(dá)75%強(qiáng)度后）穿筋張拉固定孔道灌漿（漿達(dá)15N/mm2,混凝土達(dá)100%后）移動、吊裝。適于：大構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場施工預(yù)制拼裝，結(jié)構(gòu)張拉。特點：不需臺座；大型構(gòu)件可分塊制作，運(yùn)到現(xiàn)場拼裝。但工序多、工藝復(fù)雜，錨具不能重復(fù)利用，耗鋼量比先張法大。,.,2.后張法張拉設(shè)備的組成,內(nèi)容：錨具、張拉千斤頂（1）錨具：作用：為保持預(yù)應(yīng)力筋拉力，并將其傳遞到砼上的永久錨固裝置。要求：工作可靠、構(gòu)造簡單、施工方便、預(yù)應(yīng)力損失小，成本低廉分類：按使用范圍：錨固單根的、成束的、鋼絲束的。錨具按錨固性能分兩類：錨具性能類類錨具效率系數(shù)a0.95a0.9錨具的總應(yīng)變u2.0%u1.7%用途：類承受動、靜載的無粘結(jié)、有粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土；類有粘結(jié)、預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力變化不大的部位。,（一）單根粗筋（直徑1836mm）：,1、錨具：（1）螺絲端桿錨具螺桿45#鋼，鋼筋冷拉前與預(yù)應(yīng)力筋焊接成一個整體；螺母、墊板用Q235鋼）適于:直徑1836mm筋。,（2）幫條錨具襯板、三根幫條互成120，E50焊條；墊板用3#鋼），適于:冷拉HRB335、HRB400級筋；,（3）鐓頭錨具,螺絲端桿錨具,幫條錨具,2、預(yù)應(yīng)力筋制作：,工序：下料對焊冷拉。下料長度計算：當(dāng)兩端用螺絲端桿錨具時,鋼筋下料長度：,當(dāng)一端用螺桿、一端用幫條時:,鋼筋下料長度：,3、張拉設(shè)備：,拉桿式千斤頂（YL60）；穿心式千斤頂（YC60、YC20、YC18）。,YL-60拉桿式千斤頂,配裝撐腳和拉桿后的外貌圖,（二）鋼筋束、鋼絞線束：,1、錨具：張拉端JM12型錨具：錨環(huán)、夾片用45#鋼?？慑^36根直徑12的光圓、螺紋HRB500級筋或鋼絞線；KTZ型錨具：可錨36根直徑12的HRB400500級筋單孔夾片式錨具：二片式、三夾片（直、斜開縫）；多孔夾片式錨具：XM型、QM型、OV型、BS型非張拉端鋼筋可用鐓頭錨具（固定板）；鋼絞線可用擠壓錨具,(b)錨環(huán),(c)三夾片式夾片,單孔夾片式錨具,多孔夾片錨固體系,多孔錨固體系構(gòu)造圖,2、張拉的制作：工序：冷拉下料編束。下料長度l：兩端張拉：ll02a一端張拉：ll0aba張拉端留量（600850mm，由機(jī)具定）b非張拉端外露長度（80100mm）3、張拉設(shè)備：錐錨式千斤頂（YZ60、YZ85）用于KTZ及鋼制錐形錨具；穿心式千斤頂（YC60、YC120）用于KTZ及JM12、JM15錨具大孔徑穿心式千斤頂（YCD、YCQ、YCW型）用于大噸位鋼絞線束（群錨）,YCD型千斤頂工作示意圖,YCQ型千斤頂?shù)牟僮黜樞?（三）鋼絲束：,1、錨具：張拉端錐形螺桿錨具（由錐形螺桿、套筒、螺母組成，錨14、16、20、24、28根b5鋼絲束等）；鋼質(zhì)錐形錨具（由錨環(huán)、錨塞組成，錨18根以下5鋼絲）；鐓頭錨具（DM5A，錨1254根5鋼絲）。非張拉端用鐓頭錨具（錨板），DM5B,錐形螺桿錨具,鋼質(zhì)錐形錨具,鐓頭錨具,2、鋼絲束制作：下料編束安錨具。（1）下料長度：用鋼質(zhì)錐形錨具時，同鋼筋束；用錐形螺桿錨具時（2）下料方法：采取應(yīng)力下料，控制應(yīng)力取300N/mm2。（3）編束：測量直徑，同束誤差0.1mm；3、張拉設(shè)備：錐錨式雙作用千斤頂；拉桿式千斤頂；穿心式千斤頂。,3.后張法施工工藝,施工工藝內(nèi)容：孔道留設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋制作、穿筋、張拉、錨固、孔道灌漿。（1）預(yù)留孔道1、要求：位置準(zhǔn)確；內(nèi)壁光滑；孔道平順，接頭密實端部預(yù)埋鋼板垂直于孔道軸線（中心線）；直徑、長度、形狀滿足設(shè)計要求（直徑與錨具及筋有關(guān)）。2、方法：鋼管抽芯法（直孔）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；用鋼筋井字架固定，1米；澆混凝土后每1015分鐘轉(zhuǎn)動一次；混凝土初凝后、終凝前抽管；抽管時機(jī)是關(guān)鍵。（常溫36h）抽管先上后下，邊轉(zhuǎn)邊拔。（灌漿孔間距12米）,.,膠管抽芯法：57層帆布夾層、壁厚67mm普通橡皮管用于長孔或曲線孔。有一定剛度或充壓使用前充水或氣，管徑擴(kuò)大；待澆筑的砼初凝，放出，管徑縮小，砼脫離，管抽出。鋼筋井字架0.5米；彈性好，便于彎曲，不需轉(zhuǎn)動。埋管法（預(yù)埋管）：黑鐵皮管、薄鋼管、鍍鋅鋼管、金屬螺旋管?？上却┙睿宇^嚴(yán)密，有一定剛度；井字架0.8米；灌漿孔間距30米；波峰設(shè)排氣泌水管。可省去抽管工序，是目前常用方法，尤其金屬螺旋管。,膠管與閥門連接,鋼管的連接,膠管的封端處理,金屬螺旋管,螺旋管及錨座安裝,螺旋管的連接,螺旋管上留灌漿孔,螺旋管的固定,(二)預(yù)應(yīng)力筋張拉：,1.張拉條件：結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計要求或達(dá)75%強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；做好各種準(zhǔn)備工作。2.張拉控制應(yīng)力和超張拉最大應(yīng)力：（比先張法均低0.05f）,3、張拉順序：,配有多根鋼筋或多束鋼絲的構(gòu)件分批對稱張拉（注意：后批對先批產(chǎn)生應(yīng)力影響）；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?%（鋼絲、鋼絞線、熱處理筋）9%（冷拉筋）。,4.張拉方式：,（1）對抽芯法：長度24m直孔一端張拉（多根筋時，張拉端設(shè)在結(jié)構(gòu)兩端）；長度24m直孔、曲線孔兩端張拉（一端錨固后，另一端補(bǔ)足再錨固）。（2）對埋螺旋管法：長度30m直孔一端張拉；長度30m直孔、曲線孔兩端張拉。5、張拉程序：同先張法。,（三）孔道灌漿：,1.目的：防止生銹；增加整體性。2.基本要求：（盡早進(jìn)行，飽滿、密實）（錨具、外露鋼筋應(yīng)有一定的保護(hù)層厚度）水泥32.5級普硅；水泥漿強(qiáng)度30MPa；水灰比0.4左右，不得大于0.45；泌水率：拌后三小時宜2%，最大3%可摻無腐蝕性外加劑：鋁粉（水泥重的0.51/萬），木鈣（0.25%），微膨脹劑；孔道濕、潔凈，由下層孔到上層；灌滿孔道并封閉排氣孔后，加壓0.50.6MPa，稍后再封閉灌漿孔；不摻外加劑時，可用二次灌漿法。,5.3.3無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工：,1.無粘接預(yù)應(yīng)力的發(fā)展及特點后張法施工預(yù)應(yīng)力筋分類：有粘接、無粘接。對比：有粘接常規(guī)做法；無粘接新工藝。概念：是在澆筑砼前在預(yù)應(yīng)力筋表面刷涂油脂并包塑料帶(管)后，如同普通鋼筋一樣按設(shè)計位置鋪設(shè)在支好的模板內(nèi)，直接澆筑砼，待砼達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度后，再行張拉。并依靠其兩端的錨頭錨固在構(gòu)件上。特點：無需留孔與灌漿，施工簡單；張拉摩阻力小，預(yù)應(yīng)力筋受力均勻；可做成多跨曲線狀；構(gòu)件整體性略差，對錨具要求高，錨固要求高。預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。適用：現(xiàn)場整澆結(jié)構(gòu)（梁板等），曲線配筋。,.,2.無粘結(jié)筋的制作：（1）無粘接預(yù)應(yīng)力筋：是指帶有專用防腐油脂涂料層、外包層的無粘接預(yù)應(yīng)力筋。施加預(yù)應(yīng)力后沿全長與周圍砼不粘接。組成：預(yù)應(yīng)力鋼筋、涂料層、護(hù)套層,.,（2）涂料的作用：是使預(yù)應(yīng)力筋與砼隔離；減少張拉時的摩擦損失；防止預(yù)應(yīng)力筋腐蝕；性能應(yīng)符合技術(shù)要求。（3）外包層：作用：使其在運(yùn)輸、儲運(yùn)、鋪設(shè)、澆筑時受到保護(hù)。采用聚乙烯、聚丙烯等，嚴(yán)禁用聚氯乙烯。,無粘結(jié)筋張拉端凹口作法,（b）塑料穴模,（a）泡沫穴模,非張拉端錨固方式,3、無粘接預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)施工,主要問題：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)、張拉、端部錨頭處理。（1）鋪