第五章預(yù)應(yīng)力混凝土工程

1、精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系第五章第五章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程預(yù)應(yīng)力混凝土工程精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系v了解預(yù)應(yīng)力混凝土的概念和分類；先張法施工臺座、夾具、張拉機械；后張法張拉機械。v掌握先張法施工工藝；后張法施工錨具、施工工藝、預(yù)應(yīng)力筋的制作；無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。一 教學(xué)目標(biāo)精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系Y1、預(yù)應(yīng)力混泥土及其分類Y2、預(yù)應(yīng)力夾具和錨具Y3、先張法施工Y4、后張法施工二 教學(xué)內(nèi)容精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土及其分類一、預(yù)應(yīng)力混凝土簡介預(yù)應(yīng)力混凝土是在使用荷載作用前預(yù)先建立內(nèi)應(yīng)力的混凝土。預(yù)應(yīng)力混泥土能有效地利用高強度鋼材，提高結(jié)構(gòu)的抗裂度和剛度

2、，減小結(jié)構(gòu)的截面尺寸，節(jié)省材料，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。但預(yù)應(yīng)力混泥土增加了施工難度，需要專用的施工設(shè)備和機具，操作要求嚴格，技術(shù)水平高。預(yù)應(yīng)力混泥土適用于大柱網(wǎng)和大跨度結(jié)構(gòu)。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系二、預(yù)應(yīng)力混凝土分類1.先張法Y先張法先張法是先張拉預(yù)應(yīng)力筋、后澆筑混凝土的預(yù)應(yīng)力混凝土生產(chǎn)方法。Y適用于預(yù)制廠生產(chǎn)中小型預(yù)應(yīng)力混泥土構(gòu)件。2.后張法Y后張法后張法是先澆筑混凝土后張拉預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力混凝土生產(chǎn)方法。Y適用于施工現(xiàn)場生產(chǎn)大型預(yù)應(yīng)力混泥土構(gòu)件與結(jié)構(gòu)。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力夾具和錨具一、夾具預(yù)應(yīng)力筋用夾具是張拉并臨時固定在臺座上保持預(yù)應(yīng)力筋張拉力的工具。夾具根

3、據(jù)工作特點分為張拉夾具和錨固夾具。夾具性能由夾具效率系數(shù)g ：式中：Fgpu預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件的實測極限拉力； Fgpu0預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件中各根預(yù)應(yīng)力鋼材計算極限拉力之和； p預(yù)應(yīng)力筋的效率系數(shù), p =0.97。gpu0gFgpuF精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系二、錨具 預(yù)應(yīng)力筋用錨預(yù)應(yīng)力筋用錨具是張拉并永久固定在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)上傳遞預(yù)應(yīng)力的工具。 錨具根據(jù)工作特點分為張拉端錨具和固定端錨具。（一）錨具的選用1.直徑18mm的熱軋冷拉鋼筋，張拉端選用夾片錨具，固定端選用螺絲端桿錨具或鐓頭錨具；2.精軋螺紋鋼筋，張拉端和固定端都選用螺帽錨具；3.直徑12mm的熱軋冷拉鋼筋束，張拉端選用夾

4、片錨具，固定端選用夾片錨具或鐓頭錨具；4.高強鋼絲，張拉端和固定端都選用夾片錨具或鐓頭錨具；5.高強鋼絲束，張拉端選用夾片錨具、鐓頭錨具或錐塞錨具，固定端選用夾片錨具或鐓頭錨具，埋入端選用鐓頭錨具或擠壓錨具；6.鋼絞線及鋼絞線束，張拉端選用夾片錨具，固定端選用夾片錨具，埋入端選用擠壓錨具。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（二）錨具的性能要求錨具性能由預(yù)應(yīng)力筋錨具的錨具效率系數(shù)a和總應(yīng)變apu 確定。錨具分為類和類類： a 0.95， apu 2%；類： a 0.9， apu 1.7%。1、錨具率系數(shù)a計算公式：apucaFapuF式中：Fapu預(yù)應(yīng)力錨具組裝件的實測極限 拉力； Fgpuc預(yù)應(yīng)

5、力筋錨具組裝件中各根預(yù)應(yīng)力筋計算極限拉力之和；精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系2.預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件中各根預(yù)應(yīng)力筋計算極限拉力之和的計算公式：式中：fptm由預(yù)應(yīng)力鋼筋中抽取試件的極限抗拉強度平均值； Ap預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件中各根預(yù)應(yīng)力筋總截截面積；pptmAfapucF精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系3.預(yù)應(yīng)力筋的效率系數(shù)p的計算公式：式中：m預(yù)應(yīng)力的平均壓強比； pym預(yù)應(yīng)力筋抽樣試件在應(yīng)力達到屈服強度時的應(yīng)變平均值； ptm預(yù)應(yīng)力筋抽樣試件的極限應(yīng)變平均值； -預(yù)應(yīng)力筋抽樣試件極限應(yīng)變的變異系數(shù)。pymptmpymptmmm)1.64-(1)1 (p精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（三）

6、錨具進場驗收外觀檢查硬度檢查靜載錨固性能試驗精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系三、靜載錨固性能試驗 靜載錨固性能試驗用的預(yù)應(yīng)力筋錨具或夾具組裝件，應(yīng)由錨具或夾具的全部零件與預(yù)應(yīng)力筋組裝而成。試驗用的測力系統(tǒng)不確定度不得大于2.0%。測量總應(yīng)變的量具，其標(biāo)距的不確定度不得大于標(biāo)距的2.0%。指示應(yīng)變的不確定度不得大于標(biāo)距的1.0%。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系第三節(jié) 先張法施工 先張法施工是在澆筑混泥土前先張拉預(yù)應(yīng)力筋并將張拉的預(yù)應(yīng)力筋臨時固定在臺座或鋼模上，然后澆筑混泥土，待其達到一定強度(約75%)，保證預(yù)應(yīng)力筋與混泥土有足夠的粘結(jié)力時，放松預(yù)應(yīng)力筋，借助混泥土與預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)，使混泥土產(chǎn)

7、生預(yù)壓應(yīng)力。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系 先張法施工示意圖1臺座承力結(jié)構(gòu)；2橫梁；3臺面；4預(yù)應(yīng)力筋；5錨固定夾具；6混泥土構(gòu)件精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系一、臺座臺座臺座是先張法施工的主要設(shè)備之一，它承受預(yù)應(yīng)力筋的全部張拉力。因此，臺座應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。臺座按構(gòu)造形式分墩式臺座墩式臺座和槽式臺座槽式臺座兩類。選用時根據(jù)構(gòu)件種類、張拉力大小和施工條件而定。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（一）墩式臺座墩式臺座的長度通常為100150m，故又稱長線臺座。墩式臺座由臺墩、臺面臺墩、臺面與橫梁與橫梁等組成。墩式臺座的抗傾覆安全系數(shù)K11.5，抗滑動安全系數(shù)K21.3。墩式臺座構(gòu)

8、造示意圖精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（一）槽式臺座槽式臺座由鋼筋混泥土壓桿和上、下橫梁及壓桿和上、下橫梁及磚墻磚墻組成。槽式臺座長度一般為4576m。槽式臺座 1一鋼筋混凝土壓桿；2一磚墻；3一下橫梁；4上橫梁精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系二、夾具（一）張拉夾具1.偏心式夾具偏心式夾具構(gòu)造簡單，使用方便，用作鋼絲的張拉。2.壓銷式夾具壓銷式夾具由銷片和楔形壓銷組成，用作直徑1216mm的HPB235RRB400級鋼筋的張拉夾具。1一鋼筋； 2-銷片(楔形)； 3-銷片； 4-楔形壓銷精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（二）錨固夾具1、圓錐齒板式夾具 圓錐齒板

9、式夾具由套筒和齒板組成，適用夾持35mm的碳素鋼絲。2、圓套筒三片式夾具 圓套筒三片式夾具由中間開圓錐套筒和三個夾片組成，適用夾持1214mm的單根冷拉HRB335RRB400級鋼筋。3、鐓頭錨具 鋼絲的鐓頭是采用液壓冷鐓機進行的，鋼筋直徑小于22mm采用熱鐓方法，鋼筋直徑等于或大于22mm采用熱鍛成型方法。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系三、張拉機械（一）電動螺桿張拉機電動螺桿張拉機由張拉螺桿、電動機、變速箱、測力裝置，拉力架、承力架和張拉夾具等組成 。最大張拉力為300600kN。張拉行程為800mm。張拉速度2mmim。自重400Kg。 精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（二）液壓張拉機液

10、壓張拉機由液壓千斤頂、壓力表和油泵組成。常用的液壓張拉機：拉桿式千斤頂、穿心式 千斤頂、錐錨式千斤頂。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系四、施工工藝施工工藝流程 ：精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（一）預(yù)應(yīng)力筋的張拉1.張拉控制應(yīng)力預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定取值。 鋼筋種類 張拉方法 先張法 后張法 碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞絲熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲冷拉鋼筋0.80fptk 0.75fptk0.95fptk0.75fptk0.70fptk0.90fptk表5-1張拉控制應(yīng)力限值 精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系2.張拉程序 （1）01.05%con（持荷2分鐘）con超張拉5

11、%并持荷2分鐘的目的：減少預(yù)應(yīng)力筋的松弛損失。（2）01.03%con 超張拉3%目的：彌補鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系3.預(yù)應(yīng)力筋伸長值的驗算預(yù)應(yīng)力筋伸長值L ：式中：FP 預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力，kN； L 預(yù)應(yīng)力筋的長度，mm； AP 預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，mm2； ES 預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，kN/mm2。4.預(yù)應(yīng)力筋張拉力計算ppsF LA EL ppAmconF 式中：m 超張拉系數(shù)； con預(yù)應(yīng)力筋張拉控制力； AP 預(yù)應(yīng)力筋的截面面積。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（二）混凝土澆筑和養(yǎng)護預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，應(yīng)盡快進行鋼筋綁扎、模板拼裝和砼澆筑等工作。砼澆

12、筑時，振動器不得碰撞預(yù)應(yīng)力筋。砼未達到強度前，也不允許碰撞或踩動預(yù)應(yīng)力筋。 當(dāng)構(gòu)件在臺座上進行濕熱養(yǎng)護時，應(yīng)防止溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失。先張法在臺座上生產(chǎn)砼構(gòu)件，其最高允許的養(yǎng)護溫度應(yīng)根據(jù)設(shè)計規(guī)定的允許溫差(張拉與養(yǎng)護時的溫度之差)計算確定。當(dāng)砼強度達到7.5Nmm2(粗鋼筋配筋)或10Nmm2(鋼絲、鋼絞線配筋)以上時，則可不受設(shè)計規(guī)定的溫差限制。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（三）預(yù)應(yīng)力筋的放張1.放張要求當(dāng)設(shè)計無要求時，不得低于設(shè)計的混凝土強度標(biāo)準值的75。對于重疊生產(chǎn)的構(gòu)件，要求最上一層構(gòu)件的混凝土強度不低于設(shè)計強度標(biāo)準值的75時方可進行預(yù)應(yīng)力筋的放張。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系

13、2.放張順序 軸心受預(yù)壓構(gòu)件，所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時放張 偏心受預(yù)壓構(gòu)件，應(yīng)先同時放張預(yù)壓力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋，再同時放張預(yù)壓力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋； 不能滿足上述要求時，應(yīng)分階段、對稱、交錯地放張，防止構(gòu)件在放張過程中產(chǎn)生彎曲、裂紋或預(yù)應(yīng)力筋斷裂。(4)放張后預(yù)應(yīng)力筋的切斷順序，宜由放張端開始，逐次切向另一端。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系3.放張方法 當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋采用鋼絲時，配筋不多的中小型鋼筋砼構(gòu)件，鋼絲可用砂輪鋸或切斷機切斷等方法放松。 預(yù)應(yīng)力筋為鋼筋時，對熱處理鋼筋及冷拉IV級鋼筋不得用電弧切割，宜用砂輪鋸或切斷機切斷。數(shù)量較多時，也應(yīng)同時放松。多根鋼絲或鋼筋的同時放松，可用油壓千斤頂放張

14、、砂箱放張、楔塊放張等方法。 采用濕熱養(yǎng)護的預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件，宜熱態(tài)放松預(yù)應(yīng)力筋，而不宜降溫后再放松。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系第四節(jié) 后張法施工 后張法施工后張法施工是在澆筑混凝土構(gòu)件時，在放置預(yù)應(yīng)力筋的位置預(yù)留孔道，將預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道中并進行張拉，然后用錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件上，最后進行孔道灌漿。 后張法施工示意圖（a）制作混泥土構(gòu)件；（b）張拉預(yù)應(yīng)力筋；（c）錨固和孔道灌漿1混泥土構(gòu)件；2預(yù)留孔道；3預(yù)應(yīng)力筋；4千斤頂；5錨具精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系一、錨具（一）單根鋼筋錨具1.螺絲端桿錨具螺絲端桿錨具由螺絲端桿、螺母和墊板螺絲端桿、螺母和墊板組成，適用于錨固直徑不大于36m

15、m的冷拉HRB335級與HRB400級鋼筋 。2.幫條錨具幫條錨具由幫條和和襯板幫條和和襯板組成，可作為冷拉HRB335級與HRB400級鋼筋及冷拉5號鋼鋼筋固定端錨具用。3.鐓頭錨具鐓頭錨具由鐓頭和墊板鐓頭和墊板組成。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（二）鋼筋束錨具1.JM12型錨具 JM12型錨具由錨環(huán)和夾片組成。2.鐓頭錨具鐓頭錨具由固定板和帶鐓頭的預(yù)應(yīng)力筋組成。（二）錨具性能要求1.預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件達到實測極限拉力時，除錨具設(shè)計允許的現(xiàn)象，零件不得出現(xiàn)肉眼可見的裂縫和破壞；2.除能滿足分級張拉及補張工藝外，宜具有放松預(yù)應(yīng)力筋的性能；3.錨具或附件上宜設(shè)置灌漿孔道，灌漿孔道應(yīng)有保證漿液

16、通暢的截面面積。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系二、張拉機械（一）拉桿式千斤頂（YL型）拉桿式千斤頂由缸體、活塞桿、撐腳和連接器組成，主要用于張拉帶有螺絲端桿錨具的粗鋼筋、錐形螺桿錨具的鋼絲束及墩頭錨具的鋼絲束。（二）穿心式千斤頂（YC型）穿心式千斤頂由張拉油缸、頂壓油缸、頂壓活塞和回程彈簧組成。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（三）錐錨式千斤頂（YZ型）錐錨式千斤頂由主缸、副缸、退契塊、錐形卡環(huán)、退楔翼片和楔塊組成。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系三、施工工藝施工工藝流程圖：安裝底模綁扎鋼筋，安裝埋管，預(yù)留孔道澆筑混泥土抽管養(yǎng)護，拆模穿預(yù)應(yīng)力筋張拉預(yù)應(yīng)力筋孔道灌漿起吊運輸預(yù)應(yīng)力筋制作制作混泥

17、土試塊壓混泥土試塊精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（一）孔道留設(shè)鋼管抽芯法用于直線孔道。膠管抽芯法可 用于直線或曲線孔道。預(yù)留波紋管法 抽管：先上后下，先曲后直。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（二）預(yù)應(yīng)力筋張拉o一般規(guī)定：75%；o張拉控制力 張拉程序、預(yù)應(yīng)力筋伸長值的驗算、預(yù)應(yīng)力筋張拉力的計算與先張法相同。o張拉方法抽芯成形孔道、預(yù)埋波紋管孔道精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系o張拉順序 張拉順序的確定原則： 不使混泥土產(chǎn)生超應(yīng)力; 構(gòu)件不扭轉(zhuǎn)與側(cè)彎、結(jié)構(gòu)不變位。所以張拉宜對稱進行。影響增加值：npcsEAAEE)(1conpc精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（三）孔道灌漿 目的：一是防止預(yù)

18、應(yīng)力筋銹蝕，二是增加結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。材料要求：水泥42.5MPa水泥漿及砂漿20MPa水灰比0.45，攪拌后3h泌水率不宜大于2%，且不應(yīng)大于3%。灌漿順序：先下后上吊裝運輸：15MPa精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系四、預(yù)應(yīng)力筋的制作（一）單根鋼筋的制作單根鋼筋的制作一般包括配料、對焊、冷拉等工序。1.預(yù)應(yīng)力筋兩端采用螺絲端桿錨具的下料長度：2.預(yù)應(yīng)力筋一端采用螺絲端桿錨具，另一端采用幫條錨具或鐓頭錨具的下料長度： 或l3：幫條錨具長度；l4：鐓頭錨具長度013211nlllllL0121122nllllL014211nlllllL精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系（二）鋼筋束的制作1.預(yù)應(yīng)力筋兩端同時張拉的下料長度： L=l+2a;2.預(yù)應(yīng)力筋一端張拉的下料長度： L=l+a+b式中：l：構(gòu)件的孔道長度； a：張拉端留量； b：固定端留量。精品課程建筑施工技術(shù)-土木工程系五、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)特點：無需留孔灌漿，施工簡便，摩擦損失小，可彎曲成多跨曲線形狀，對錨固定能力要求較高。（一）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由無粘結(jié)筋、涂料層和外包層三部分組成。制作材料：無粘結(jié)筋：7s