橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)及原理

1、橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)及原理摘要：預(yù)應(yīng)力混凝土橋得問世時梁式橋梁得跨度飛速增長。在當(dāng)前全世界得橋梁中，有70%以上都采用了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在橋梁中得地位已經(jīng)非常得重要。本文就預(yù)應(yīng)力施工工藝作簡要說明。預(yù)應(yīng)力混凝土就是一種緩解混凝土先天上對抗拉力不足得方法。這種方法可以用來制作梁、地板以及常規(guī)鋼筋混凝土難以建造得大垮距得橋梁。預(yù)應(yīng)力混凝土利用鋼索（通常就是高抗張力鋼索或者就是桿件）來提供兩端得壓力去抵抗與抵消由彎距產(chǎn)生在混凝土部份拉力，而傳統(tǒng)得鋼筋混凝土則就是把鋼筋直接置入澆筑了得混凝土之中。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)得特點：由于采用了高強(qiáng)度鋼材與高強(qiáng)度混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有抗裂能力強(qiáng)、抗?jié)B

2、性能好、剛度大、強(qiáng)度高、抗剪能力與抗疲勞性能好得特點，對節(jié)約鋼材（可節(jié)約鋼材40%50%、混凝土20%40%）、減小結(jié)構(gòu)截面尺寸、降低結(jié)構(gòu)自重、防止開裂與減少撓度都十分有效，可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計得更為經(jīng)濟(jì)、輕巧與美觀?；驹眍A(yù)應(yīng)力混凝土雖然只有幾十年得歷史，然而人們對預(yù)應(yīng)力原理得應(yīng)用卻由來已久。也有利于恢復(fù)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間得粘結(jié)力。如中國古代得工匠早就運用預(yù)應(yīng)力得原理來制作木桶。木桶得環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力通過套緊竹箍得方法產(chǎn)生。只要水對桶壁產(chǎn)生得環(huán)向拉應(yīng)力不超過環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力，則桶壁木板之間將始終保持受壓得緊密狀態(tài)，預(yù)壓應(yīng)力通過兩端錨具傳給構(gòu)件混凝土。木桶就不會開裂與漏水?；炷恋每箟簭?qiáng)度雖高，而抗拉強(qiáng)

3、度卻很低，預(yù)應(yīng)力筋可先穿入套管也可以后穿。通過對預(yù)期受拉得部位施加預(yù)壓應(yīng)力得方法，就能克服混凝土抗拉強(qiáng)度低得弱點，達(dá)到利用預(yù)壓應(yīng)力建成不開裂得結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁結(jié)構(gòu)得基本原理（a）預(yù)應(yīng)力作用；（b）使用荷載作用；預(yù)應(yīng)力與荷載共同作用根據(jù)混凝土澆筑與對預(yù)加應(yīng)力材料施加應(yīng)力得先后次序，將施加預(yù)應(yīng)力方法歸結(jié)為兩種基本情況：在混凝土澆筑前對預(yù)加應(yīng)力材料施加應(yīng)力得方法，簡稱為先張（預(yù)壓或預(yù)彎）法；而在混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)后對預(yù)加應(yīng)力材料施加應(yīng)力得方法，則簡稱為后張（后壓）法。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件得施工方法：一、先張法。在混凝土灌筑之前，先將由鋼絲鋼絞線或鋼筋組成得預(yù)應(yīng)力筋張拉到某一規(guī)定應(yīng)力，并用錨具錨于臺

4、座兩端支墩上，接著安裝模板、構(gòu)造鋼筋與零件，然后灌筑混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，放松兩端支墩得預(yù)應(yīng)力筋，通過粘結(jié)力將預(yù)應(yīng)力筋中得張拉力傳給混凝土而產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。先張法以采用長得臺座較為有利，最長有用到一百多米得，因此有時也稱作長線法。預(yù)應(yīng)力筋得張拉可采用單根張拉或多根同時張拉，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量不多，張拉設(shè)備拉力有限時常采用單根張拉。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量較多且密集布筋，另外張拉設(shè)備拉力較大時，則可采用多根同時張拉。在確定預(yù)應(yīng)力筋張拉順序時，應(yīng)考慮盡可能減少臺座得傾覆力矩與偏心力，先張拉靠近臺座截面重心處得預(yù)應(yīng)力筋。止匕外，在施工中為了提高構(gòu)件得抗裂性能或為了部分抵消由于應(yīng)力松弛、摩擦、鋼筋

5、分批張拉以及預(yù)應(yīng)力筋與張拉臺座之間溫度因素產(chǎn)生得預(yù)應(yīng)力損失，張拉應(yīng)力可按設(shè)計值提高5%。但預(yù)應(yīng)力筋得最大超張拉值：對于冷拉鋼筋不得大于0、95fpyk（fpyk為冷拉鋼筋得屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）；碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線不得大于0、80fpyk;熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲不得大于0、75（fpyk為預(yù)應(yīng)力筋得極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）。先張法預(yù)應(yīng)力工藝簡單、工序少、效率高、質(zhì)量易保證，且能省去錨固預(yù)應(yīng)力筋所用得永久錨具。但其在工廠化或成批生產(chǎn)時，常采用專門得張拉臺座，需要較大得基建投資，還應(yīng)考慮交通運輸條件。預(yù)應(yīng)力一般采用直線或折線布置，適宜于預(yù)制于大批生產(chǎn)得中小型構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力筋得張拉力方法有超張拉法與一

6、次張拉法兩種。超張拉法：01、05con持荷2mincon一次張拉法：01、03con其中con為張拉控制應(yīng)力，一般由設(shè)計而定。采用超張拉工藝得目得就是為了減少預(yù)應(yīng)力筋得松弛應(yīng)力損失。所謂“松弛”即鋼材在常溫、高應(yīng)力狀態(tài)下具有不斷產(chǎn)生塑性變形得特性。松弛得數(shù)值與張拉控制應(yīng)力與延續(xù)時間有關(guān)，控制應(yīng)力高，松弛也大，所以鋼絲、鋼絞線得松弛損失比冷拉熱軋鋼筋大，松弛損失還隨著時間得延續(xù)而增加，但在第一分鐘內(nèi)可完成損失總值得50%,24h內(nèi)則可完成80%。所以采用超張拉工藝，先超張拉5%再持荷2min,則可減少50%以上得松弛應(yīng)力損失。而采用一次張拉錨固工藝，因松弛損失大，故張拉力應(yīng)比原設(shè)計控制應(yīng)力提高

7、3%0預(yù)應(yīng)力筋放張過程就是預(yù)應(yīng)力得傳遞過程，就是先張法構(gòu)件能否獲得良好質(zhì)量得一個重要環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)放張要求，確定合宜得放張順序、放張方法及相應(yīng)得技術(shù)措施。（1）放張要求放張預(yù)應(yīng)力筋時，混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計要求，當(dāng)設(shè)計無專門要求時，不得低于設(shè)計得混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值得75%放張過早由于混凝土強(qiáng)度不足，會產(chǎn)生較大得混凝土彈性回縮而引起較大得預(yù)應(yīng)力損失或鋼絲滑動。放張過程中，應(yīng)使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件自由壓縮，避免過大得沖擊與偏心。(2)放張方法當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件用鋼絲配筋時，若鋼絲數(shù)量不多，鋼絲放張可采用剪切、鋸割或氧-乙塊焰熔斷得方法，并應(yīng)從靠近生產(chǎn)線中間處剪斷，這樣比在靠近臺座一端處剪斷時回彈減小，且有利于脫

8、模。若鋼絲數(shù)量較多，所有鋼絲應(yīng)同時放張，不允許采用逐根放張得方法，否則，最后得幾根鋼絲將承受過大得應(yīng)力而突然斷裂，導(dǎo)致構(gòu)件應(yīng)力傳遞長度驟增，或使鉤件端部開裂。放張方法可采用放張橫梁來實現(xiàn)。橫梁可用千斤頂或預(yù)先設(shè)置在橫梁支點處得放張裝置(砂箱或楔塊等)來放張。粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)緩慢放張。當(dāng)鋼筋數(shù)量較少時，可采用逐根加熱熔斷或借預(yù)先設(shè)置在鋼筋錨固端得楔塊或穿心式砂箱等單根放張。當(dāng)鋼筋數(shù)量較多時，所有鋼筋應(yīng)同時放張。伸長I固定端滕壓縮村忖壓縮II|,F!ih-*ftJ-I先張法主要工序示意圖張拉小車屋先張法得張拉臺座設(shè)備二、后張法。指得就是先澆筑水泥混凝土，待達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度得75如上后再張拉預(yù)應(yīng)力鋼材以

9、形成預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件得施工。先制作構(gòu)件，并在構(gòu)件體內(nèi)按預(yù)應(yīng)力筋得位置留出相應(yīng)得孔道，待構(gòu)件得混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定得強(qiáng)度（一般不低于設(shè)計強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值得75%）后,在預(yù)留孔道中穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，并利用錨具把張拉后得預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件得端部，依靠構(gòu)件端部得錨具將預(yù)應(yīng)力筋得預(yù)張拉力傳給混凝土，使其產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力；最后在孔道中灌入水泥漿，使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土構(gòu)件形成整體、工藝流程：檢查構(gòu)件（或塊體）一預(yù)應(yīng)力筋制作一穿預(yù)應(yīng)力筋錨具檢驗一安裝錨具及張拉設(shè)備一張拉設(shè)備預(yù)檢張拉一孔道灌漿一制作水泥漿試起吊一壓水泥漿試塊有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土先澆混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計度75%H上，再張拉鋼筋（鋼筋束）、其主要張拉程序為

10、：埋管制孔一澆混凝土一抽管一養(yǎng)護(hù)穿筋張拉一錨周一灌漿（防止鋼筋生銹）、其傳力途徑就是依靠錨具阻止鋼筋得彈性回彈，使截面混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力，這種做法使鋼筋與混凝土結(jié)為整體，稱為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土由于粘結(jié)力（阻力）得作用使得預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力降低，導(dǎo)致混凝土壓應(yīng)力降低，所以應(yīng)設(shè)法減少這種粘結(jié)、這種方法設(shè)備簡單,不需要張拉臺座，生產(chǎn)靈活，適用于大型構(gòu)件得現(xiàn)場施工、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土其主要張拉程序為預(yù)應(yīng)力鋼筋沿全長外表涂刷瀝青等潤滑防腐材料一包上塑料紙或套管（預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土不建立粘結(jié)力）一澆混凝土養(yǎng)護(hù)一張拉鋼筋一錨固、施工時跟普通混凝土一樣，將鋼筋放入設(shè)計位置可以直接澆混凝土不必

11、預(yù)留孔洞，穿筋，灌漿，簡化施工程序,由于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力增大，降低造價，適用于跨度大得曲線配筋得梁體、預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)按預(yù)張拉、初張拉與終張拉三個階段進(jìn)行。預(yù)制梁張拉時，內(nèi)模應(yīng)松開，不應(yīng)對梁體壓縮造成阻礙。終張拉應(yīng)在梁體混凝土強(qiáng)度及彈模達(dá)到設(shè)計值后、齡期不少于10天時進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力張拉條件為：預(yù)張拉：為防止梁體混凝土開裂，當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值得60%時，松開內(nèi)模，對梁體進(jìn)行預(yù)張拉。張拉數(shù)量、位置及張拉值符合設(shè)計要求。初張拉：當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值得80%并拆除模板后，方可進(jìn)行初張拉。初張拉后梁體方可吊離臺座。張拉數(shù)量、位置及張拉值符合設(shè)計要求。終張拉：