預(yù)應(yīng)力混凝土工程

1、預(yù)應(yīng)力混凝土工程概述 預(yù)應(yīng)力混凝土：在結(jié)構(gòu)承受外荷載之前，預(yù)先對(duì)其在外荷載作用下的受拉區(qū)施加壓應(yīng)力，以改善結(jié)構(gòu)使用性能的這種結(jié)構(gòu)形式稱之為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)具有如下的一些特點(diǎn)：改善結(jié)構(gòu)的使用性能，提高結(jié)構(gòu)的耐久性；減小構(gòu)件截面高度，減輕自重；充分利用高強(qiáng)鋼材；具有良好的裂縫閉合性能與變形恢復(fù)性能；提高抗剪承載力；提高抗疲勞強(qiáng)度，此外，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。 預(yù)應(yīng)力筋 對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的基本要求是高強(qiáng)度、較好的塑性以及較好的粘結(jié)性能。 預(yù)應(yīng)力筋通常由單根或成束的鋼絲、鋼絞線或鋼筋組成。 高強(qiáng)鋼筋：分為冷拉熱軋低合金鋼筋和熱處理低合金鋼筋兩種。 高強(qiáng)鋼絲：分為冷拉和矯直回火兩種，按外形

2、分為光面、刻痕和螺旋肋三種。常用的高強(qiáng)鋼絲的直徑（mm）有： 4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等幾種。 預(yù)應(yīng)力筋 鋼絞線：是用冷拔鋼絲絞扭而成，其方法是在絞線機(jī)上以一種稍粗的直鋼絲為中心，其余鋼絲則圍繞其進(jìn)行螺旋狀絞合（如圖），再經(jīng)低溫回火處理即可。 預(yù)應(yīng)力筋 非金屬預(yù)應(yīng)力筋：主要是指用纖維增強(qiáng)塑料（簡(jiǎn)稱FRP）制成的預(yù)應(yīng)力筋，主要有玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）、芳綸纖維增強(qiáng)塑料（AFRP）及碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）預(yù)應(yīng)力筋等幾種形式。 預(yù)應(yīng)力的施加方法 先張法、后張法、后張自錨法、電熱法、自張法。第一節(jié) 先張法 先張法： 先張法預(yù)應(yīng)力的產(chǎn)生：預(yù)應(yīng)力筋的回彈力。 先張法預(yù)應(yīng)力的

3、傳遞：通過(guò)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力。 先張法施工的應(yīng)用：預(yù)制廠長(zhǎng)線臺(tái)座生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。先張法施工示意圖 a）張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋； b）制作混凝土構(gòu)件； c）構(gòu)件獲得預(yù)應(yīng)力。一、先張法施工的機(jī)具和設(shè)備 先張法施工的機(jī)具和設(shè)備主要包括：臺(tái)座、夾具、張拉機(jī)具等。（一）臺(tái)座 臺(tái)座的作用：臺(tái)座承受全部預(yù)應(yīng)力筋的拉力，所以臺(tái)座應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，以防止因臺(tái)座的變形、傾覆和滑移引起的預(yù)應(yīng)力損失。 常用的臺(tái)座有：墩式臺(tái)座、槽式臺(tái)座、樁式臺(tái)座等。1、墩式臺(tái)座其他臺(tái)座形式臺(tái)座的穩(wěn)定驗(yàn)算 抗傾覆驗(yàn)算： 抗滑移驗(yàn)算：22110(5 . 1lGlGMeTMMMK+=穩(wěn)定力矩）傾覆力矩）3 . 110TTK

4、=2、槽式臺(tái)座 1、鋼筋混凝土壓桿；2、磚墻；3、下橫梁；4、上橫梁。（二）夾具（J） 根據(jù)夾具的作用分：張拉夾具和錨固夾具。 根據(jù)夾持的鋼筋類型分：鋼絲夾具和鋼筋?yuàn)A具。1、鋼絲張拉夾具 鋼絲張拉夾具有：偏心夾具 鉗式夾具 楔形夾具2、鋼絲錨固夾具 圓錐齒板式夾具 圓錐齒槽式夾具 楔形夾具 固定端鐓頭夾具3、鋼筋張拉夾具 偏心夾具 鉗式夾具 楔形夾具 壓銷式夾具 螺絲端桿夾具4、鋼筋錨固夾具 圓套筒兩片式夾具 圓套筒三片式夾具 固定端的鐓頭夾具（三）張拉機(jī)具 電動(dòng)螺桿張拉機(jī)、液壓張拉機(jī)（拉桿式千斤頂、穿心式千斤頂、錐錨式千斤頂）、卷?yè)P(yáng)機(jī)等張拉設(shè)備。張拉機(jī)具 油壓千斤頂成組張拉張拉機(jī)具 卷?yè)P(yáng)機(jī)張

5、拉單根預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉機(jī)具 電動(dòng)螺桿張拉機(jī)張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉機(jī)具 YC20穿心式千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力筋二、先張法施工工藝 先張法施工工藝流程圖： 臺(tái)座 預(yù)應(yīng)力筋的制作 支底模、安放骨架及預(yù)應(yīng)力鋼筋 張拉機(jī)具準(zhǔn)備 調(diào)整初應(yīng)力 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋 支側(cè)模、安放預(yù)埋件 混凝土制備 澆注混凝土 制作混凝土試塊 養(yǎng)護(hù) 拆模 構(gòu)件脫模 放松預(yù)應(yīng)力筋 試塊試壓（一）預(yù)應(yīng)力筋的張拉 初應(yīng)力的調(diào)整： 張拉控制應(yīng)力和超張拉最大應(yīng)力： 張拉程序：0 105con 持荷2分鐘 con；0 103con 張拉伸長(zhǎng)值的計(jì)算：預(yù)應(yīng)力筋種類張拉控制應(yīng)力超張拉最大應(yīng)力碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線0.75fpuk0.8fpuk冷拔低碳鋼絲、

6、熱處理鋼筋0.7fpuk0.75fpuk冷拉熱軋鋼筋0.9fpyk0.95fpykPconPSPPAmFEAlFl=（二）混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù) 混凝土的收縮和徐變（三）預(yù)應(yīng)力筋的放張 1、放張對(duì)混凝土強(qiáng)度的要求：75 2、放張的一般規(guī)定： （1）軸心受預(yù)壓構(gòu)件（如壓桿、樁等），所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時(shí)放張； （2）偏心受預(yù)壓構(gòu)件（如梁等），應(yīng)先同時(shí)放張預(yù)應(yīng)力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋，再同時(shí)放張預(yù)應(yīng)力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋。 （3）如不能滿足（1）、（2）的放張要求，應(yīng)分階段、對(duì)稱、相互交錯(cuò)地放張預(yù)應(yīng)力筋。3、預(yù)應(yīng)力筋同時(shí)放張方法 預(yù)應(yīng)力筋同時(shí)放張常采用： （a）千斤頂放張法、 （b）楔塊放張法、 （c）砂箱放張

7、法。第二節(jié) 后張法 后張法： 后張法預(yù)應(yīng)力的產(chǎn)生：預(yù)應(yīng)力筋的回彈力。 后張法預(yù)應(yīng)力的傳遞：通過(guò)預(yù)應(yīng)力筋兩端的錨具，將預(yù)應(yīng)力筋的回彈力施加在混凝土構(gòu)件的兩端，形成預(yù)壓應(yīng)力。 后張法施工的應(yīng)用：現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（如：預(yù)應(yīng)力屋架、預(yù)應(yīng)力吊車梁等）。后張法施工示意圖（a）制作混凝土構(gòu)件；（b）張拉預(yù)應(yīng)力筋；（c）預(yù)應(yīng)力筋錨固和孔道灌漿一、后張法施工的錨具（M） （一）單根鋼筋錨具 1、螺絲端桿錨具2、幫條錨具3、鐓頭錨具（二）鋼筋束（鋼絞線束）錨具 常用錨具： JM型錨具、KTZ型錨具、鐓頭錨具、XM和QM型錨具 1、JM型錨具2、KTZ型錨具3、鐓頭錨具4、XM和QM型錨具 錨固七根鋼絲的XM型錨

8、具 單根粗鋼筋兩端采用螺絲端桿錨具0121-122-nllllL+=預(yù)應(yīng)力筋的制作單根粗鋼筋一端螺絲端桿錨具，另一端幫條錨具（或鐓頭錨具）0142101321-1-1-nlllllLnlllllL+=+=或三、張拉設(shè)備 1、拉桿式千斤頂（YL）： 2、穿心式千斤頂（YC）： 3、錐錨式千斤頂（YZ）：四、后張法施工工藝 后張法施工流程圖：（一）孔道的留設(shè) 1、鋼管抽芯法： 2、膠管抽芯法： 3、預(yù)埋波紋管法：（二）預(yù)應(yīng)力筋的張拉 1、一般規(guī)定： 2、張拉控制應(yīng)力和張拉程序： 3、張拉方法： 4、張拉順序：（三）孔道灌漿 孔道灌漿材料： 孔道灌漿方法：第四節(jié) 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)介 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的

9、主要施工工序?yàn)椋簩o(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋準(zhǔn)確定位，并與普通鋼筋一起綁扎形成鋼筋骨架，然后澆筑混凝土；待混凝土達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后（一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）進(jìn)行張拉（一端錨固一端張拉或兩端同時(shí)張拉）。張拉完成后，在張拉端用錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨住，形成無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) 。特點(diǎn) 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝的基本特點(diǎn)與有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力比較相似，區(qū)別在于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的施工過(guò)程較為簡(jiǎn)單，它避免了預(yù)留孔道、穿預(yù)應(yīng)力筋以及壓力灌漿等施工工序，此外，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力其預(yù)應(yīng)力的傳遞完全依靠構(gòu)件兩端的錨具，因此對(duì)錨具的要求要高得多。 預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè) 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在平板結(jié)構(gòu)中常常為雙向曲線配置，因此其鋪設(shè)順序很重要。如鋼絲束的鋪設(shè)一

10、般根據(jù)雙向鋼絲束交點(diǎn)的標(biāo)高差，繪制鋼絲束的鋪設(shè)順序圖，鋼絲束波峰低的底層鋼絲束先行鋪設(shè)，然后依次鋪設(shè)波峰高的上層鋼絲束，這樣可以避免鋼絲束之間的相互穿插。鋼絲束鋪設(shè)波峰的形成是用鋼筋制成的“馬凳”來(lái)架設(shè)。一般施工順序是依次放置鋼筋馬凳，然后按順序鋪設(shè)鋼絲束，鋼絲束就位后，進(jìn)行調(diào)整波峰高度及其水平位置，經(jīng)檢查無(wú)誤后，用鉛絲將無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束與非預(yù)應(yīng)力鋼筋綁扎牢固，防止鋼絲束在澆筑混凝土施工過(guò)程中位移。 預(yù)應(yīng)力張拉 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉與普通后張法帶有螺母錨具的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絲束張拉方法相似。張拉程序一般采用0 l03%con進(jìn)行錨固。由于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋多為曲線配筋，故應(yīng)采用兩端同時(shí)張拉。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)

11、力筋的張拉順序，應(yīng)根據(jù)其鋪設(shè)順序，先鋪設(shè)的先張拉，后鋪設(shè)的后張拉。 預(yù)應(yīng)力筋的張拉 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋一般長(zhǎng)度大，有時(shí)又呈曲線形布置，如何減少其摩阻損失值是一個(gè)重要的問(wèn)題。影響摩阻損失值的主要因素是潤(rùn)滑介質(zhì)、包裹物和預(yù)應(yīng)力筋截面形式。摩阻損失值，可用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)或傳感器等測(cè)力裝置進(jìn)行測(cè)定。施工時(shí)，為降低摩阻損失值，宜采用多次重復(fù)張拉工藝。 錨頭端部的處理 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由于一般采用鐓頭錨具，錨頭部位的外徑比較大，因此，鋼絲束兩端應(yīng)在構(gòu)件上預(yù)留有一定長(zhǎng)度的孔道，其直徑略大于錨具的外徑。鋼絲束張拉錨固以后，其端部便留下孔道，并且該部分鋼絲沒有涂層，為此應(yīng)加以處理保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼絲。 錨頭端部的處理 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋錨頭端部處理，目前常采用兩種方法：第一種方法系在孔道中注入油脂并加以封閉，如圖4-a所示。第二種方法系在兩端留設(shè)的孔道內(nèi)注入環(huán)氧樹脂水泥砂漿，其抗壓強(qiáng)度不低于35 MPa。灌漿時(shí)