預應力工程課件

1、預應力工程1第五章第五章 預應力砼工程預應力砼工程預應力工程25.1 5.1 概述概述 5.1.1 5.1.1 預應力砼的原理、特點預應力砼的原理、特點 原理原理：在外荷載作用前，在結構或構件受拉區(qū)域，通過：在外荷載作用前，在結構或構件受拉區(qū)域，通過對鋼筋進行張拉、錨固、放松，來預先建立起有內應力的砼。對鋼筋進行張拉、錨固、放松，來預先建立起有內應力的砼。內應力的大小與分布應能抵消或減少使用荷載作用所產生的內應力的大小與分布應能抵消或減少使用荷載作用所產生的內力。內力。 特點特點：提高鋼筋砼構件的剛度、抗裂性、耐久性，有效：提高鋼筋砼構件的剛度、抗裂性、耐久性，有效利用高強度鋼筋和高強度等級砼

2、。減小構件的截面尺寸、自利用高強度鋼筋和高強度等級砼。減小構件的截面尺寸、自重輕、節(jié)省材料，擴大預制裝配化程度。重輕、節(jié)省材料，擴大預制裝配化程度。預應力工程3 5.1.2 5.1.2 預應力砼分類預應力砼分類 按施加預應力的方式分：先張法、后張法；按施加預應力的方式分：先張法、后張法； 按預應力筋與砼的粘結狀態(tài)分：有粘結、無粘結；按預應力筋與砼的粘結狀態(tài)分：有粘結、無粘結； 按施加預應力的方法分：機械張拉、電熱張拉；按施加預應力的方法分：機械張拉、電熱張拉； 按施加預應力大小的程度分：全預應力、部分預應力；按施加預應力大小的程度分：全預應力、部分預應力； 按施工方法分：預制、現(xiàn)澆、組合預應力

3、砼。按施工方法分：預制、現(xiàn)澆、組合預應力砼。預應力工程4 5.1.3 5.1.3 預應力砼材料預應力砼材料 預應力砼結構鋼筋有非預應力鋼筋和預應力鋼筋。預應力砼結構鋼筋有非預應力鋼筋和預應力鋼筋。 預應力鋼筋：預應力鋼絞線、高強鋼絲、熱處理鋼筋等。預應力鋼筋：預應力鋼絞線、高強鋼絲、熱處理鋼筋等。 預應力砼：預應力砼：c30c30。 5.1.4 5.1.4 預應力夾具和錨具預應力夾具和錨具 錨具：后張法預應力砼構件中為保持預應力筋的拉力并錨具：后張法預應力砼構件中為保持預應力筋的拉力并將其傳遞給砼所用的將其傳遞給砼所用的永久性永久性錨固裝置。錨固裝置。 夾具：先張法預應力砼構件施工時為保持預應

4、力筋的拉夾具：先張法預應力砼構件施工時為保持預應力筋的拉力并將其固定在張拉臺座上的力并將其固定在張拉臺座上的臨時臨時錨固工具。錨固工具。預應力工程5 5.1.5 5.1.5 常用預應力張拉錨固體系常用預應力張拉錨固體系 （1 1）單根鋼筋螺桿錨具單根鋼筋螺桿錨具：螺絲端桿、螺母、墊板組成。：螺絲端桿、螺母、墊板組成。 螺絲端桿與預應力筋焊接應在預應力筋螺絲端桿與預應力筋焊接應在預應力筋冷拉前冷拉前進行。進行。 適用于適用于141436mm36mm的冷拉的冷拉、級鋼筋。級鋼筋。預應力工程6預應力工程7 （2 2）單根鋼筋幫條錨具：幫條鋼筋、襯板、冷拉鋼筋組）單根鋼筋幫條錨具：幫條鋼筋、襯板、冷拉

5、鋼筋組成。成。 幫條鋼筋采用與冷拉鋼筋同級別的鋼筋，三根，施焊方幫條鋼筋采用與冷拉鋼筋同級別的鋼筋，三根，施焊方向由里向外。向由里向外。 （3 3）精軋螺紋鋼筋用錨具：精軋螺紋鋼筋外形為無縱肋）精軋螺紋鋼筋用錨具：精軋螺紋鋼筋外形為無縱肋而橫肋不相連的螺扣。而橫肋不相連的螺扣。預應力工程8預應力工程9 （4 4）kt-zkt-z型錨具。由錨環(huán)和錨塞組成，適用于錨固型錨具。由錨環(huán)和錨塞組成，適用于錨固3-63-6根直徑根直徑12mm12mm的冷拉螺紋鋼筋與鋼絞線束。的冷拉螺紋鋼筋與鋼絞線束。1-錨環(huán)；2-錨塞 （5 5）固定端用墩頭錨具。由錨固板和帶墩頭的預應力筋）固定端用墩頭錨具。由錨固板和帶

6、墩頭的預應力筋組成。組成。常用的鋼絲束鐓頭錨具分常用的鋼絲束鐓頭錨具分a a型與型與b b型。型。a a型由錨環(huán)與螺母型由錨環(huán)與螺母組成，可用于張拉端；組成，可用于張拉端；b b型為錨板，用于固定端。型為錨板，用于固定端。 預應力工程10（a) a型； （b) b型 1-錨環(huán)；2-螺母；3-錨板 ；4-鋼絲束 （6 6）多孔夾片錨具：在一塊多孔錨板上，利用每個錐形）多孔夾片錨具：在一塊多孔錨板上，利用每個錐形孔裝一副夾片夾持一根鋼絞線的一種鍥緊式錨具。這種錨具孔裝一副夾片夾持一根鋼絞線的一種鍥緊式錨具。這種錨具的優(yōu)點是任何一根鋼絞線錨固失效，都不會引起整束錨固失的優(yōu)點是任何一根鋼絞線錨固失效，

7、都不會引起整束錨固失效，并且每束鋼絞線的根數(shù)不受限制。效，并且每束鋼絞線的根數(shù)不受限制。 預應力工程11預應力工程125.2 5.2 先張法施工先張法施工 先張法：在澆筑砼前張拉預應力筋并將預應力筋臨時固先張法：在澆筑砼前張拉預應力筋并將預應力筋臨時固定在臺座或鋼模上，然后澆筑砼，待砼達到一定強度后放松定在臺座或鋼模上，然后澆筑砼，待砼達到一定強度后放松預應力筋，借助砼與預應力筋的粘結，使砼產生預壓應力。預應力筋，借助砼與預應力筋的粘結，使砼產生預壓應力。適用于中小型預制預應力構件生產。適用于中小型預制預應力構件生產。 5.2.1 5.2.1 臺座臺座 生產工藝分為長線臺座法與短線鋼模板法。生

8、產工藝分為長線臺座法與短線鋼模板法。 臺座按構造形式不同分墩式和槽式臺座。臺座按構造形式不同分墩式和槽式臺座。預應力工程13 5.2.3 5.2.3 施工工藝施工工藝 臺座準備臺座準備刷隔離劑刷隔離劑鋪放預應力筋鋪放預應力筋張拉張拉安側模綁安側模綁橫向筋橫向筋澆砼澆砼養(yǎng)護養(yǎng)護放松預應力筋放松預應力筋脫模。脫模。預應力工程14夾具夾具橫梁橫梁臺座臺座預應力筋預應力筋臺面臺面a a、張拉預應力筋、張拉預應力筋砼構件砼構件b b、澆筑砼構件、澆筑砼構件c c、放張施加預應力、放張施加預應力預應力工程15預應力工程16 張拉夾具：張拉夾具：月牙形夾具月牙形夾具、偏心式夾具偏心式夾具、楔形夾具楔形夾具等

9、，等，適用于張拉鋼絲和直徑適用于張拉鋼絲和直徑16mm16mm以下的鋼筋。以下的鋼筋。 預應力工程17鋼筋種類鋼筋種類張拉控制應力限值張拉控制應力限值超張拉最大張拉超張拉最大張拉控制應力控制應力先張法先張法后張法后張法消除應力鋼絲、鋼絞線消除應力鋼絲、鋼絞線0.750.75f fptkptk0.750.75f fptkptk0.800.80f fptkptk熱處理鋼筋熱處理鋼筋0.700.70f fptkptk0.650.65f fptkptk0.750.75f fptkptk精軋螺紋鋼筋精軋螺紋鋼筋0.900.90f fpykpyk0.850.85f fpykpyk0.950.95f fpy

10、kpyk 3. 3.預應力筋張拉預應力筋張拉 張拉控制應力的確定張拉控制應力的確定最大張拉控制應力允許值最大張拉控制應力允許值預應力工程18 張拉程序：張拉程序： 預應力筋由初始應力達到控制應力的加載過程和方法。預應力筋由初始應力達到控制應力的加載過程和方法。 預應力鋼絲由于張拉工作量大，宜采用一次張拉程序：預應力鋼絲由于張拉工作量大，宜采用一次張拉程序： 00（1.031.031.051.05）concon錨固錨固 粗鋼筋宜采用超張拉程序：粗鋼筋宜采用超張拉程序： 01.0501.05concon（持荷（持荷2min2min）con con 錨固錨固 超張拉：就是指張拉應力超過規(guī)范規(guī)定的控制

11、應力值。超張拉：就是指張拉應力超過規(guī)范規(guī)定的控制應力值。 目的：為了減少應力松弛損失。目的：為了減少應力松弛損失。 應力松弛應力松弛：指鋼材在常溫高應力下由于塑性變形而使應：指鋼材在常溫高應力下由于塑性變形而使應力隨時間的延續(xù)而降低的現(xiàn)象。力隨時間的延續(xù)而降低的現(xiàn)象。預應力工程19 （3 3）預應力值校核）預應力值校核 預應力鋼筋的張拉力一般用伸長值校核。當實測伸長值預應力鋼筋的張拉力一般用伸長值校核。當實測伸長值與理論伸長值的差值與理論伸長值相比在與理論伸長值的差值與理論伸長值相比在-5%-5%10%10%之間時，之間時，表明張拉后建立的預應力值滿足設計要求。表明張拉后建立的預應力值滿足設計

12、要求。 （4 4）砼澆筑、養(yǎng)護）砼澆筑、養(yǎng)護 砼一次澆完，砼砼一次澆完，砼c30c30； 防止較大徐變和收縮：選收縮變形小的水泥，水灰比防止較大徐變和收縮：選收縮變形小的水泥，水灰比0.50.5，級配良好，振搗密實（特別是端部）；，級配良好，振搗密實（特別是端部）； 防止碰撞、踩踏鋼絲；防止碰撞、踩踏鋼絲； 采取濕熱養(yǎng)護，采取濕熱養(yǎng)護，( (開始溫差開始溫差2020，達，達10mpa10mpa后按正常速后按正常速度升溫）。度升溫）。預應力工程20 （5 5）預應力筋放張）預應力筋放張 條件：砼達到設計規(guī)定，條件：砼達到設計規(guī)定，75%75%強度值后。強度值后。放張順序放張順序，設，設計無規(guī)定時

13、，按下列規(guī)定：計無規(guī)定時，按下列規(guī)定： 軸心受壓構件，同時放張；軸心受壓構件，同時放張； 偏心受壓構件，先同時放張預壓應力較小區(qū)域，再同時偏心受壓構件，先同時放張預壓應力較小區(qū)域，再同時放張預壓應力大的區(qū)域；放張預壓應力大的區(qū)域； 疊層生產的預應力構件，宜疊層生產的預應力構件，宜自上而下自上而下放張；板類構件從放張；板類構件從兩邊逐漸向中心放張。兩邊逐漸向中心放張。 其它構件，應分階段、對稱、相互交錯放張。其它構件，應分階段、對稱、相互交錯放張。 （6 6）方法：）方法： 鋸斷、剪斷。鋸斷、剪斷。預應力工程21 放張方法：放張方法： 放張單根預應力筋，一般采用千斤頂放張。放張單根預應力筋，一般

14、采用千斤頂放張。 構件預應力筋較多時，整批同時放張可采用砂箱、楔構件預應力筋較多時，整批同時放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。塊等放松裝置。 對于配置預應力筋數(shù)量不多的砼構件放張時，可以采用對于配置預應力筋數(shù)量不多的砼構件放張時，可以采用鋼絲鉗剪斷、鋸割等。鋼絲鉗剪斷、鋸割等。預應力工程22預應力工程235.3 5.3 后張法施工后張法施工 后張法：澆筑砼構件時，在放置預應力筋的位置處預留后張法：澆筑砼構件時，在放置預應力筋的位置處預留孔道，澆筑砼并養(yǎng)護，將預應力筋穿入孔道中，待砼達到設孔道，澆筑砼并養(yǎng)護，將預應力筋穿入孔道中，待砼達到設計規(guī)定強度后，張拉預應力筋，并用錨具將預應力筋錨固在計規(guī)定

15、強度后，張拉預應力筋，并用錨具將預應力筋錨固在構件端部，使砼產生預壓應力；最后進行孔道灌漿與封頭。構件端部，使砼產生預壓應力；最后進行孔道灌漿與封頭。 適用于：大型構件及現(xiàn)澆預應力砼結構。適用于：大型構件及現(xiàn)澆預應力砼結構。 特點：不需臺座；但工序多、工藝復雜，特點：不需臺座；但工序多、工藝復雜，錨具不能重復錨具不能重復利用。利用。預應力工程24預應力工程25預應力工程26 5.3.1 5.3.1 孔道留設孔道留設 孔道形狀：直線、曲線、折線。端部或中部設置灌漿孔孔道形狀：直線、曲線、折線。端部或中部設置灌漿孔，間距不宜大于，間距不宜大于12m12m。 孔道成型：鋼管抽芯、膠管抽芯、預埋（波紋

16、）管法。孔道成型：鋼管抽芯、膠管抽芯、預埋（波紋）管法。 抽管：先上后下、先曲后直。抽管：先上后下、先曲后直。 孔道成型基本要求孔道成型基本要求：尺寸與位置正確，線性平順，接頭：尺寸與位置正確，線性平順，接頭不漏漿；孔道端部預埋鋼板垂直于孔道中心線。不漏漿；孔道端部預埋鋼板垂直于孔道中心線。預應力工程27 5.3.2 5.3.2 預應力筋張拉預應力筋張拉 砼強度符合設計規(guī)定，砼強度符合設計規(guī)定，75%75%。 張拉控制應力：應符合設計要求，控制應力低于先張法。張拉控制應力：應符合設計要求，控制應力低于先張法。 張拉程序張拉程序： 用超張拉減少預應力筋的松弛損失時：用超張拉減少預應力筋的松弛損失

17、時： 01.0501.05concon（持荷（持荷2min2min）concon 設計中應力松弛損失按一次張拉取值：設計中應力松弛損失按一次張拉取值：00concon 預應力筋張拉噸位不大、根數(shù)很多，設計要求采用超張預應力筋張拉噸位不大、根數(shù)很多，設計要求采用超張拉減少應力松弛：拉減少應力松弛：00concon預應力工程28 張拉方法張拉方法：一端張拉、兩端張拉。：一端張拉、兩端張拉。 曲線預應力筋：兩端張拉；曲線預應力筋：兩端張拉； 抽芯成孔直線預應力筋：長度大于抽芯成孔直線預應力筋：長度大于24m24m兩端張拉，不大于兩端張拉，不大于24m24m可一端張拉；可一端張拉； 預埋波紋管預應力筋

18、：大于預埋波紋管預應力筋：大于30m30m宜兩端張拉，不大于宜兩端張拉，不大于30m30m可一端張拉；可一端張拉； 豎向預應力結構，宜采用兩端分別張拉，以下端張拉為豎向預應力結構，宜采用兩端分別張拉，以下端張拉為主；主； 同一截面中有多根一端張拉預應力筋時，張拉端設在兩同一截面中有多根一端張拉預應力筋時，張拉端設在兩端。端。預應力工程29 張拉順序：張拉順序： 按設計要求。設計無要求時，分批、分階段對稱張拉，按設計要求。設計無要求時，分批、分階段對稱張拉，避免構件承受過大偏心壓力；減少張拉機械的移動次數(shù)。避免構件承受過大偏心壓力；減少張拉機械的移動次數(shù)。 目的：使砼不產生超應力，構件不扭轉、側彎，結構不目的：使砼不產生超應力，構件不扭轉、側彎，結構不變位。變位。 疊澆構件：宜疊澆構件：宜自上而下自上而下逐層張拉，逐層加大拉應力（減逐層張拉，逐層加大拉應力（減少上下層之間因摩阻引起的預應力損失）。少上下層之間因摩阻引起的預應力損失）。預應力工程30預應力工程31 5.3.3 5.3.3 孔道灌漿孔道灌漿 作用：保護預應