預(yù)應(yīng)力混凝土工程

預(yù)應(yīng)力混凝土工程第1頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)概述一、預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)和應(yīng)用1.特點(diǎn)：普通砼構(gòu)件當(dāng)裂縫寬度限制在0.2~0.3mm時(shí)受拉鋼筋的應(yīng)力也只能達(dá)到150~250N/mm2，不能充分發(fā)揮鋼筋作用。通過對鋼筋進(jìn)行張拉、錨固（放松），使砼獲得預(yù)壓應(yīng)力。當(dāng)構(gòu)件受力時(shí)，首先與壓縮變形抵消，然后才被拉伸，這就延緩了裂縫的出現(xiàn)和開展。提高了構(gòu)件的剛度、抗裂性和耐久性。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件具有構(gòu)件截面小、自重輕、剛度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等優(yōu)點(diǎn)。2.應(yīng)用：單廠的預(yù)制構(gòu)件、多層廠房、高層建筑、大型橋梁、核電站、電視塔和大跨度薄壁結(jié)構(gòu)等。第2頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第3頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日二、預(yù)應(yīng)力筋的種類

預(yù)應(yīng)力筋按材料類型可分為：鋼絲、鋼絞線、鋼筋（鋼棒）、非金屬預(yù)應(yīng)力筋等。1.冷拔低碳鋼絲：一般直徑3~5mm，適用于小型構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力筋。2.消除應(yīng)力鋼絲（普通松弛型、低松弛型）。3.鋼絞線：一般由7根鋼絲絞合而成，直徑一般為9~15mm。施工方便但價(jià)格較貴。4.熱處理鋼筋：普通中碳鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理制成，直徑6~12mm，屈、強(qiáng)點(diǎn)1325、1470MPa。5.精軋螺紋鋼筋：接長用連接器，端頭錨固直接用螺母。連接可靠、施工方便。第4頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第5頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第6頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日三、對混凝土的要求：預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中，一般要求砼的強(qiáng)度等級不低于C30；當(dāng)采用碳素鋼絲、鋼絞線、Ⅳ級熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，砼的強(qiáng)度等級不低于C40。目前一些重要的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，已開始用C50~C60高強(qiáng)砼。預(yù)應(yīng)力砼中，不宜摻用對鋼筋有銹蝕作用的氯鹽。第7頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)先張法施工一、先張法原理1.原理（附圖）

2.先張法施工可采用臺座法或機(jī)組流水法（臺模法）。第8頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第9頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日二、先張法施工設(shè)備

（一）臺座臺座是預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)的承力結(jié)構(gòu)，必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。臺座分墩式臺座和槽式臺座。1.墩式臺座其構(gòu)造如圖，一般用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件。臺座一般長度為100~150m，可一次生產(chǎn)多根構(gòu)件。墩式臺座由臺墩、臺面與橫梁等組成。（1）臺墩一般由現(xiàn)澆鋼筋砼構(gòu)成。臺墩除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)進(jìn)行抗傾覆與抗滑移等穩(wěn)定性驗(yàn)算。1）抗傾覆驗(yàn)算2）抗滑移驗(yàn)算第10頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第11頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日（2）臺面（3）橫梁：按承受均布荷載的簡支梁計(jì)算。2.槽式臺座由端柱、傳力柱、柱墊、橫梁和臺面組成。設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。多用于生產(chǎn)較大型構(gòu)件。第12頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第13頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日（二）張拉設(shè)備與夾具

1.夾具（1）墩頭式夾具：分單根墩頭夾具和墩頭梳筋板夾具，適用于有墩粗頭的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級螺紋鋼筋和鋼絲。（2）錐銷式夾具：適用于夾持直徑的冷拔低碳鋼絲和碳素鋼絲。（3）夾片式夾具：分圓套筒三片式（12、14單根冷拉鋼筋）；方套筒二片式（8.2熱處理鋼筋）；單根鋼絞線夾具（12和15鋼絞線）。第14頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日墩頭式夾具第15頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日夾片式夾具第16頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日2.張拉設(shè)備

（1）鋼絲張拉設(shè)備：1）單根張拉可用小型卷揚(yáng)機(jī)或電動螺桿張拉機(jī)（附圖），用彈簧測力計(jì)控制張拉力。2）多根同時(shí)張拉可用臺座式千斤頂（YT120)。（2）鋼筋張拉設(shè)備：鋼筋張拉多采用穿心式千斤頂（YC20）（附圖），也可張拉單根鋼絞線或小型鋼絲束；成組張拉粗鋼筋多用臺座式千斤頂。第17頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日電動螺桿張拉機(jī)第18頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第19頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日三、先張法施工工藝

先張法工藝流程：（一）預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)

（二）預(yù)應(yīng)力筋張拉1.張拉方法（1）單根預(yù)應(yīng)力筋張拉1）冷拔低碳鋼絲用10kN電動卷揚(yáng)張拉機(jī)張拉，錐銷式夾具錨固。2）高強(qiáng)刻痕鋼絲用20kN電動卷揚(yáng)張拉機(jī)張拉，優(yōu)質(zhì)錐銷式夾具或墩頭螺桿夾具錨固。3）冷拉鋼筋、熱處理鋼筋和鋼絞線用穿心式千斤頂張拉，夾片式夾具錨固。第20頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第21頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第22頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日（2）多根預(yù)應(yīng)力筋成組張拉1）用梳筋板夾具張拉2）用多橫梁裝置張拉第23頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第24頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第25頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日2.預(yù)應(yīng)力筋張拉

（1）張拉控制應(yīng)力1）張拉控制應(yīng)力的確定張拉控制應(yīng)力con設(shè)計(jì)最大值鋼種張拉方法先張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.75fptk熱處理鋼筋0.70fptk0.65fptk精扎螺紋鋼筋0.85fpyk第26頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日2）與最大張拉控制應(yīng)力允許值的關(guān)系

鋼種張拉方法先張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線0.80fptk0.80fptk熱處理鋼筋0.75fptk0.70fptk精扎螺紋鋼筋0.95fpyk第27頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日（2）張拉程序1）預(yù)應(yīng)力鋼絲采用一次張拉程序：01.03con錨固2）粗鋼筋張拉程序：01.05con持荷2mincon錨固超張拉的目的是為減少應(yīng)力松弛損失。成組張拉時(shí)應(yīng)預(yù)先調(diào)整初應(yīng)力。（3）張拉張拉力Nj=mcon

·Ap

張拉順序（4）預(yù)應(yīng)力值校核預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力，一般用伸長值校核。預(yù)應(yīng)力鋼絲用鋼絲內(nèi)力測定儀測內(nèi)力校核。（三）混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)多層疊澆時(shí)，下層構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)到8~10N/mm2后，方可澆筑上層構(gòu)件砼。蒸氣養(yǎng)護(hù)時(shí)注意問題。第28頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日（四）預(yù)應(yīng)力筋的放張

1.放張預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，對砼強(qiáng)度的要求。

放張時(shí)混凝土的強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75％。

2.放張順序放張順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，若無專門要求，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）對承受軸心預(yù)壓應(yīng)力的構(gòu)件，應(yīng)同時(shí)放張。（2）對承受偏心預(yù)壓應(yīng)力的構(gòu)件，應(yīng)先放張預(yù)應(yīng)力較小的預(yù)應(yīng)力筋。（3）不能按上述規(guī)定放張時(shí)，應(yīng)分階段、對稱、相互交錯地放張。3.放張方法（1）預(yù)應(yīng)力筋為鋼絲或細(xì)鋼筋可用鋼絲鉗或氧炔焰切割。（2）預(yù)應(yīng)力筋為數(shù)量較少的粗鋼筋可用氧炔焰放張。（3）多根鋼絲或鋼筋的同時(shí)放張，可用千斤頂、砂箱、楔塊等方法放張。第29頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日4.放張的檢驗(yàn)測定鋼絲的回縮情況。第30頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第三節(jié)后張法施工一、預(yù)應(yīng)力錨、夾具標(biāo)準(zhǔn)及其檢驗(yàn)方法錨具按錨固性能分成兩類：Ⅰ類錨具和Ⅱ類錨具。1.靜載錨固性能由錨具效率系數(shù)a和總應(yīng)變apu.tot確定。2.動載錨固性能（1）疲勞荷載性能（2）周期荷載性能3.其它要求（1）滿足工藝要求（2）滿足灌漿的要求（3）連接器4.錨具的質(zhì)量檢驗(yàn)第31頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日二、錨具（一）常用錨具適用范圍體系名稱預(yù)應(yīng)力筋張拉機(jī)具螺絲端桿錨具直徑36mm冷拉Ⅱ、Ⅲ級鋼筋YL600螺桿式錐形螺桿錨具5鋼絲束YC600精軋螺紋鋼筋錨具精軋螺紋鋼筋YC200墩頭式鋼絲束墩頭錨具5鋼絲束錐銷式鋼質(zhì)錐形錨具5鋼絲束YZ380、600KT-Z型錨具鋼筋束、鋼絞線束YC600JM型錨具Ⅳ級鋼筋束、鋼絞線束YC600、1200夾片式XM型錨具15鋼絞線束YC1000、2000QM型錨具12、15鋼絞線束YCQ1000、2000、3500單根鋼絞線錨具12、15鋼絞線束YC180、200其它幫條錨具冷拉Ⅱ、Ⅲ級鋼筋固定端用第32頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日按使用錨具常分為：1.單根鋼筋的錨具（1）螺絲端桿錨具由螺絲端桿螺母及墊板組成（附圖）。也可用作先張法夾具。適用于18~36Ⅱ、Ⅲ級鋼筋。（2）幫條錨具由襯板和三根幫條焊接而成（附圖），是單根粗鋼筋非張拉端用錨具。（3）精軋螺紋鋼筋錨具由螺母和墊板組成（附圖），適用于錨固25、32mm高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋。（4）單根鋼絞線錨具由錨環(huán)與夾片組成（附圖），適用于錨固12和15鋼絞線。第33頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第34頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第35頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第36頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日2.預(yù)應(yīng)力鋼筋束、鋼絞線束錨具

（1）KT-Z型錨具由錨環(huán)與錨塞組成（附圖）

，適用于錨固3~6根12的冷拉螺紋鋼筋與鋼絞線束。（2）JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成（附圖），用于錨固3~6根12冷拉Ⅳ級鋼筋束和鋼絞線束。（3）XM型錨具由錨板和夾片組成（附圖），適用于錨固單根至多根15鋼絞線束和鋼絲束。（4）QM型錨具由錨板和夾片組成，適用于錨固單根至多根鋼絞線束。第37頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第38頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日J(rèn)M錨具第39頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第40頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日HVM錨具總成第41頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日HVM張拉端——圓形錨工作錨板、夾片、錨墊板、螺旋筋、波紋管第42頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日HVM固定端——P型擠壓錨第43頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日工程例子第44頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日3.預(yù)應(yīng)力鋼絲束錨具（1）錐形螺桿錨具由錐形螺桿、套筒、螺母、墊板組成（附圖）

。適用于錨固14~28s5鋼絲束。（2）鋼絲束墩頭錨具（附圖）

適用于錨固任意根數(shù)s5鋼絲束。（3）鋼質(zhì)錐形錨具由錨環(huán)和錨塞組成（附圖）

。適用于錨固6、12、18與24s5鋼絲束。第45頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日錐形螺桿錨具第46頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日墩頭錨具第47頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第48頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日鋼質(zhì)錐形錨第49頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第50頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日錨具的自鎖與自錨1.錐銷式錨具的自鎖與自錨（1）錨具的自鎖(不會反彈而脫出能力)1NQ0cosNQ0sin以1=tg1代入，得：1（2）錨具的自錨(不被從夾具中拉出的能力)P=2N+S=2N+Ntg2.夾片式錨具的自鎖與自錨3.頂壓力對錨具錨固性能的影響第51頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第52頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日三、張拉設(shè)備主要根據(jù)錨具型式和總張拉力的大小進(jìn)行選擇。常用的有拉桿式千斤頂、穿心式千斤頂和錐錨式千斤頂?shù)取?.拉桿式千斤頂(YL)（附圖）

2.穿心式千斤頂(YC)（附圖）

3.錐錨式千斤頂(YZ)（附圖）

第53頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日穿心式千斤頂YC-600第54頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第55頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日四、后張法施工原理和工藝流程（一）后張法施工原理（錄像）（二）工藝流程（附圖）

第56頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第57頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日（三）預(yù)應(yīng)力筋的制作主要根據(jù)所用預(yù)應(yīng)力鋼材品種、錨具形式及生產(chǎn)工藝等確定。1.下料計(jì)算時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的孔道長度、錨夾具厚度、千斤頂長度、焊接接頭或墩頭的預(yù)留量、冷拉伸長率、彈性回縮值、張拉伸長值、臺座長度等。（1）單根預(yù)應(yīng)力粗鋼筋下料長度1）預(yù)應(yīng)力筋兩端采用螺絲端桿錨具成品全長L1=l+2l2張拉端：l2=2H+h+5mm錨固端：l2=H+h+10mm鋼筋部分的成品長度:L0=L1-2l1預(yù)應(yīng)力鋼筋的下料長度L=L0/(1+-)+nl02）預(yù)應(yīng)力筋一端用螺絲端桿，另一端采用幫條錨具（2）預(yù)應(yīng)力鋼絲束下料長度（3）鋼筋束或鋼絞線束的下料長度2.編束第58頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第59頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日五、后張法施工工藝

后張法施工的順序：做構(gòu)件預(yù)留孔道穿預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋張拉并錨固孔道灌漿。（一）孔道留設(shè)

1.鋼管抽芯法2.膠管抽芯法3.預(yù)埋管法

第60頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第61頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第62頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第63頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第64頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日（二）預(yù)應(yīng)力筋張拉

張拉時(shí)砼的強(qiáng)度應(yīng)符合要求，不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%；塊體拼裝立縫強(qiáng)度的要求。1.張拉控制應(yīng)力2.張拉操作程序

（1）采用低松弛鋼絲和鋼絞線時(shí)，0con（2）采用普通松弛預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，按下列超張拉程序進(jìn)行操作：對鐓頭錨具等可卸載錨具01.05con持荷2mincon對夾片錨具等不可卸載錨具01.03con

第65頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日3.預(yù)應(yīng)力張拉方式張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，采用分批、分階段、對稱張拉。（1）一端張拉方式（2）兩端張拉方式：對曲線預(yù)應(yīng)力筋、抽芯成孔的長度大于24m直線預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)埋波紋管成孔長度大于30m直線預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在兩端張拉。（3）分批張拉方式：應(yīng)考慮分批張拉的預(yù)應(yīng)力損失值。EC=ES/EC·(con-SI)AP/An

（4）分階段張拉方式（5）補(bǔ)償張拉方式（6）設(shè)計(jì)要求的其它張拉順序。4.張拉伸長值校核第66頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第67頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第68頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第69頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日（三）孔道灌漿

1.灌漿材料要求：水泥采用不低于32.5普硅水泥；強(qiáng)度不小于20N/mm2；水灰比0.4左右；可摻外加劑，流動度為140~180mm。2.灌漿施工第70頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第71頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日六、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土特點(diǎn)：施工簡單，摩阻力小，易彎成曲線，適用于雙向連續(xù)平板、密肋板和多跨連續(xù)梁。1.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束的制作由專用防腐潤滑脂作涂料層，由塑料作外包層的鋼絞線或碳素鋼絲束制作而成。（1）預(yù)應(yīng)力筋：j12、j15的鋼絞線和7S5的碳素鋼絲束。（2）防腐潤滑脂涂層和塑料外包層無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝

2.

（1）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束的鋪設(shè)根據(jù)交叉處兩預(yù)應(yīng)力束的標(biāo)高確定鋪設(shè)順序，波峰用鐵馬凳架設(shè)。（2）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束的張拉與普通后張法預(yù)應(yīng)力鋼絲束張拉方法相似，張拉程序一般采用01.03con，采用兩端同時(shí)張拉。第72頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第73頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第74頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第75頁，共81頁，2023年，2月20日，星期日第76頁，共81頁，2