建筑施工技術(jìshù)第一頁，共45頁。4.1先張法施工4.2后張法施工4.3無粘結預應力混凝土施工第四章預應力混凝土工程施工第二頁，共45頁。美國混凝土協(xié)會(xiéhuì)（ACI）對預應力混凝土下的定義是：“預應力混凝土是根據(jù)需要人為地引入某一數(shù)值與分布的內(nèi)應力，用以全部或部分抵消外荷載應力的一種加筋混凝土?！鳖A應力混凝土是在外荷載作用于構件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對構件受拉區(qū)的混凝土預先施加壓力，產(chǎn)生預壓應力，當構件在荷載作用下產(chǎn)生拉應力時，首先抵消預應力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝土才受拉開裂，從而延遲了構件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂縫的開展，提高了構件的抗裂度和剛度。1.預應力混凝土概述第三頁，共45頁。第四頁，共45頁。2.預應力混凝土分類1、先張法預應力混凝土與后張法預應力混凝土2、全預應力和部分預應力全預應力是在使用(shǐyòng)荷載作用下，構件截面混凝土不出現(xiàn)拉應力，即為全截面受壓。部分預應力是在使用(shǐyòng)荷載作用下，構件截面混凝土允許出現(xiàn)拉應力或開裂，即只有部分截面受壓。3、有粘結預應力與無粘結預應力有粘結預應力是指沿預應力筋全長其周圍均與混凝土粘結、握裹在一起的預應力。（先張預應力結構及預留孔道穿筋壓漿的后張預應力結構均屬此類）無粘結預應力是指預應力筋伸縮、滑動自由，不與周圍混凝土粘結的預應力。這種結構的預應力筋表面涂有防銹材料，外套防老化的塑料管，防止與混凝土粘結。（無粘結預應力混凝土結構通常與后張預應力工藝相結合）第五頁，共45頁。3.預應力混凝土的優(yōu)缺點優(yōu)點1、抗裂性好，剛度大由于對構件施加預應力，大大推遲了裂縫的出現(xiàn)，在使用荷載作用下，構件可不出現(xiàn)裂縫，或使裂縫推遲出現(xiàn)，所以提高了構件的剛度，增加了結構的耐久性。2、節(jié)省材料，減小自重其結構由于必須采用高強度材料，因此可減少鋼筋用量和構件截面尺寸，節(jié)省鋼材和混凝土，降低結構自重，對大跨度和重荷載結構有著明顯的優(yōu)越性（可節(jié)約鋼材40%～50%、混凝土20%～40%）。3、提高構件的抗剪能力(nénglì)由于縱向預應力鋼筋具有錨栓作用，阻礙著構件斜裂縫的出現(xiàn)與開展，又由于預應力混凝土梁的曲線鋼筋合力的豎向分力將部分地抵消剪力，因而提高了構件的抗剪能力(nénglì)。第六頁，共45頁。4、提高(tígāo)構件的耐疲勞性能因為具有強大預應力的鋼筋，在使用階段因加荷或卸荷所引起的應力變化幅度相對較小，故此可提高(tígāo)抗疲勞強度，這對承受動荷載的結構來說是很有利的。5、在使用荷載作用下，預應力混凝土構件基本上處于彈性工作階段。缺點1、工藝較復雜，對質(zhì)量要求高，因而需要配備一支技術較熟練的專業(yè)隊伍。2、需要有一定的專門設備，如張拉機具、灌漿設備等。先張法需要有張拉臺座；后張法還要耗用數(shù)量較多、質(zhì)量可靠的錨具等。3、預應力混凝土結構的開工費用較大，對構件數(shù)量少的工程成本較高。4、預應力反拱度不易控制。它隨混凝土徐變的增加而增大，造成橋面不平順。第七頁，共45頁。4.預應力鋼筋1、鋼絲1）冷拔低碳鋼絲，直徑(zhíjìng)：3～5ｍｍ2）碳素鋼絲，直徑(zhíjìng)：3～8ｍｍ2、鋼絞線由7根碳素鋼絲捻制而成，直徑(zhíjìng)：9～15mm3、熱處理鋼筋直徑(zhíjìng)：6～10ｍｍ4、精軋螺紋鋼筋直徑(zhíjìng)：25，32ｍｍ第八頁，共45頁。精軋螺紋鋼筋預應力混凝土用螺紋鋼筋（也稱精軋螺紋鋼筋）是在整根鋼筋上軋有外螺紋的大直徑、高強度、高尺寸精度的直條鋼筋。該鋼筋在任意截面處都擰上帶有內(nèi)螺紋的連接器進行(jìnxíng)連接或擰上帶螺紋的螺帽進行(jìnxíng)錨固。第九頁，共45頁。第十頁，共45頁。4.1先張法施工(shīgōng)在澆筑混凝土之前，先張拉預應力(yìnglì)鋼筋，并將預應力(yìnglì)筋臨時固定在臺座或鋼模上，待混凝土達到一定強度(一般不低于混凝土設計強度標準值的75%)，混凝土與預應力(yìnglì)筋具有一定的粘結力時，放松預應力(yìnglì)筋，使混凝土在預應力(yìnglì)的反彈力作用下，使構件受拉區(qū)的混凝土承受預壓應力(yìnglì)。先張法施工中常用的預應力(yìnglì)筋有：鋼絲、鋼筋。

適用于：在構件廠生產(chǎn)中、小型構件（空心板、屋面板、吊車梁、薄腹梁……）

第十一頁，共45頁。先張法臺座生產(chǎn)示意圖1—錨固夾具；2—橫梁；3—臺座承力結構；4—預應力筋；5—臺面；6—混凝土構件張拉固定鋼筋(gāngjīn)→澆混凝土→養(yǎng)護(至75%強度)→放張鋼筋(gāngjīn)第十二頁，共45頁。（1）、臺座：墩式臺座、槽式臺座（2）、夾具(jiājù)（3）、張拉設備：電動螺桿張拉機液壓千斤頂卷揚機1.施工設備第十三頁，共45頁。1）臺座臺座是先張法施工張拉和臨時固定預應力筋的支撐結構(jiégòu)。組成：臺面、橫梁、承力臺墩。分類：墩式臺座、槽式臺座、鋼模臺座等。適用：生產(chǎn)中、小型構件(gòujiàn)。要求：有足夠的強度；剛度和穩(wěn)定性；滿足生產(chǎn)工藝。（1）墩式臺座(táizuò)臺座臺面第十四頁，共45頁。臺座(táizuò)鋼橫梁(hénɡliánɡ)線桿連接器預應力筋墩式臺座(táizuò)由現(xiàn)澆鋼筋砼做成，臺座(táizuò)應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，臺座(táizuò)設計應進行抗傾覆驗算與抗滑移驗算。第十五頁，共45頁。第十六頁，共45頁。第十七頁，共45頁。（2）槽式臺座(táizuò)組成：端柱、傳力柱、橫梁和臺面。既可承受張拉力和傾覆力矩,加蓋后又可作為蒸汽養(yǎng)護(yǎnghù)槽。適用：張拉噸位較高的大型構件，如屋架、吊車梁等。要求：槽式臺座設計需進行強度和穩(wěn)定性計算。1-傳力柱2-磚墻3-下橫梁(hénɡliánɡ)4-上橫梁(hénɡliánɡ)第十八頁，共45頁。第十九頁，共45頁。（3）鋼模臺座(táizuò)鋼模臺座主要在工廠流水線上使用。它是將制作構件的模板作為預應力鋼筋錨固支座(zhīzuò)的一種臺座。模板具有相當?shù)膭偠?，可將預應力鋼筋放在模板上進行張拉。箱梁鋼模組裝(zǔzhuānɡ)箱梁端部模板作張拉臺座第二十頁，共45頁。2）夾具夾具是預應力筋進行(jìnxíng)張拉和臨時固定的工具。分為：錨固夾具、張拉夾具錨固夾具是將預應力筋臨時固定在臺座橫梁上的工具。（1）鋼質(zhì)錐形夾具(jiājù)GE鋼質(zhì)錐形錨具第二十一頁，共45頁。錐形夾具圓套筒三片式夾具方套筒二片式夾具圓套筒二片式夾具第二十二頁，共45頁。如圖所示，采用(cǎiyòng)鐓頭夾具時，將預應力筋端部熱鐓或冷鐓，通過承力板錨固。（2）墩頭夾具(jiājù)固定端鐓頭夾具單根鐓頭鋼筋螺桿夾具第二十三頁，共45頁。張拉夾具(jiājù)（單位：mm）（3）張拉夾具(jiājù)第二十四頁，共45頁。3）張拉設備張拉設備要求工作可靠，能準確控制應力，能以穩(wěn)定的速率加大拉力(lālì)。在先張法中常用的張拉設備有液壓千斤頂、卷揚機、電動螺桿張拉機。（1）液壓千斤頂YZ錐錨液壓千斤頂主要(zhǔyào)用于張拉帶錐形錨具的鋼絲束。第二十五頁，共45頁。穿心式液壓千斤頂穿心式千斤頂具有一個(yīɡè)穿心孔，適用于鋼筋和鋼絞線。拉桿(lāgān)式液壓千斤頂主要用于張拉力(lālì)較大的鋼筋張拉。第二十六頁，共45頁。第二十七頁，共45頁。第二十八頁，共45頁。第二十九頁，共45頁。電動(diàndònɡ)螺桿張拉機（2）電動(diàndònɡ)螺桿張拉機適用于張拉預應力鋼筋(gāngjīn)或預應力鋼絲。第三十頁，共45頁。第三十一頁，共45頁。（3）卷揚機第三十二頁，共45頁。2.先張法施工工藝先張法臺座生產(chǎn)示意圖1—錨固夾具；2—橫梁；3—臺座承力結構；4—預應力筋；5—臺面；6—混凝土構件第三十三頁，共45頁。張拉預應力筋支側模、安設(ānshè)預埋件預應力筋制作(zhìzuò)支底模、安放(ānfàng)鋼筋骨架及預應力筋壓試塊制作砼試塊澆筑砼養(yǎng)護、拆模放松預應力筋構件起吊、堆放張拉機具準備調(diào)整初應力工藝流程先張法預應力筋張拉第三十四頁，共45頁。1）預應力筋的鋪設為了便于脫模，在鋪放預應力筋前，在長線臺座臺面上應先刷隔離劑。預應力鋼絲宜用牽引車鋪設，如遇鋼絲需要接長，可借助鋼絲拼接器。鋼絞線下料宜用砂輪切割機切割，不得采用(cǎiyòng)電弧切割。第三十五頁，共45頁。2）預應力筋的張拉預應力筋的張拉是預應力混凝土施工中的關鍵工序。在張拉中要嚴格控制張拉應力、張拉力的計算、張拉程序和張拉伸長值的校核。先張法預應力筋的張拉有單根張拉和多根成組張拉。一般預制廠選用多根成組張拉，施工現(xiàn)場常用(chánɡyònɡ)單根張拉。張拉控制應力是指在張拉預應力筋時所達到的規(guī)定應力，按設計規(guī)定采用。如采用超張拉，可比設計要求提高5%。預應力筋種類先張法后張法碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線 0.80fptk0.75fptk熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲 0.75fptk0.7fptk冷拉鋼筋 0.95fpyk0.9fpykfptk：極限抗拉強度(kànɡlāqiánɡdù)標準值fpyk：屈服強度標準值 最大張拉控制(kòngzhì)應力值第三十六頁，共45頁。預應力筋張拉力的計算P=(1+m)σconAp（KN）式中：m——超張拉百分比（%）σcon——張拉控制應力Ap——預應力筋截面(jiémiàn)面積第三十七頁，共45頁。（1）超張拉：0→1.03σcon（2）預應力鋼筋(gāngjīn)的張拉程序：張拉程序(chéngxù)彌補(míbǔ)預應力筋的松弛損失加速鋼筋松弛的早期發(fā)展，減少松弛引起的預應力損失超張拉5%并持續(xù)2min其目的是減少預應力筋的松弛損失。應力松弛隨時間延續(xù)而增加，第一分鐘內(nèi)完成損失的50%左右，24小時內(nèi)則完成80%。第三十八頁，共45頁。張拉伸長(shēnchánɡ)值的校核張拉過程中隨時測量(cèliáng)伸長值(量測千斤頂活塞行程反算預應力筋伸長值)臺座(táizuò)式千斤頂固定橫梁活動橫梁工具錨量千斤頂行程張拉時預應力筋的實際伸長值與理論伸長值的允許偏差為±6%。張拉錨固后，預應力筋對設計位置的偏差不得大于5mm，且不得大于構件截面短邊尺寸的4%。第三十九頁，共45頁?；顒?huódòng)橫梁固定(gùdìng)橫梁工具(gōngjù)錨臺座式千斤頂高壓油泵墩式臺座預應力筋第四十頁，共45頁。

預應力筋張拉完畢后即應澆筑混凝土?；炷恋臐仓淮瓮瓿?，不允許留設施工縫。預應力混凝土構件的混凝土強度等級一般不低于C30，當采用碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋做預應力筋時，混凝土的強度等級不宜低于C40。3）混凝土澆筑與養(yǎng)護第四十一頁，共45頁。當構件在臺座上進行濕熱養(yǎng)護時，應防止溫差引起的預應力損失。先張法在臺座上生產(chǎn)砼構件，其最高允許的養(yǎng)護溫度應根據(jù)設計規(guī)定的允許溫差(張拉與養(yǎng)護時的溫度之差)計算確定。當砼強度達到7.5N／mm2(粗鋼筋配筋)或10N／mm2(鋼絲、鋼絞線配筋)以上時，則可不受設計規(guī)定的溫差限制，按一般構件的蒸汽養(yǎng)護規(guī)定進行。這種養(yǎng)護方法稱為二次升溫養(yǎng)護法。第四十二頁，共45頁。4）預應力筋的放張砼強度達到設計規(guī)定的數(shù)值(不小于標準強度的75%)后，才可放松