1、,第九章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工,9. 1 概述,9. 2 先張法,9. 3 后張法,9. 4 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土,9. 1 概述,預(yù)應(yīng)力混凝土是在外荷載作用于構(gòu)件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對(duì)構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓力，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，首先抵消預(yù)應(yīng)力，然后隨著 荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝 土才受拉開(kāi)裂，從而延遲了 構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂 縫的開(kāi)展，提高了構(gòu)件的抗 裂度和剛度。,預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土,一、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念,9. 1 概述,預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土,二、預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn),1、構(gòu)件截面小、自重輕、質(zhì)量好、材料省(可節(jié)約鋼材40%50%、混凝土

2、20%40%)，在跨度較大的結(jié)構(gòu)中，其綜合經(jīng)濟(jì)效益較好，并能擴(kuò)大預(yù)制裝配化程度。 2、預(yù)應(yīng)力混凝土的施工，需要專門的機(jī)械設(shè)備，工藝比較復(fù)雜，操作要求較高。 3、一般要求混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C30。目前，我國(guó)在一些重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，已開(kāi)始采用C50C60的高強(qiáng)混凝土，最高混凝土強(qiáng)度等級(jí)已達(dá)到C80，并逐步向更高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土發(fā)展。國(guó)外混凝土的平均抗壓強(qiáng)度每10年提高510MPa，現(xiàn)已出現(xiàn)抗壓強(qiáng)度高達(dá)200MPa的混凝土。,9. 1 概述,預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土,預(yù)加應(yīng)力的方法,（1）先張法 （2） 后張法,9. 1 概述,預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土,預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類,1、鋼絲 1）冷拔低

3、碳鋼絲，直徑：35 2）碳素鋼絲，直徑：38 2、鋼絞線：由7根碳素鋼絲纏繞而成。 3、熱處理鋼筋：直徑：610 4、精軋螺紋鋼筋，直徑：25，32,9. 1 概述,預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土,預(yù)應(yīng)力鋼筋的特性,1、應(yīng)力應(yīng)變曲線,0,oa總變形。 ba彈性變形99.8%。 ob塑性變形0.2%。,1)初期發(fā)展快。 2)初應(yīng)力大，松弛損失也大。 3)松弛損失率隨溫度的升高急劇增加。,2、應(yīng)力松弛,鋼筋受到一定的張拉力后，在長(zhǎng)度保持不變的條件下，鋼筋的應(yīng)力隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象，其降低的值就是應(yīng)力松弛損失。,應(yīng)力松弛的特點(diǎn)：,9. 2 先張法,預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土,（1） （2） 后張法,1、什

4、么是先張法？,在澆筑混凝土之前，先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并將預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)固定在臺(tái)座或鋼模上，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%)，混凝土與預(yù)應(yīng)力筋具有一定的粘結(jié)力時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力筋，使混凝土在預(yù)應(yīng)力的反彈力作用下，使構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土承受預(yù)壓應(yīng)力。,適用于：構(gòu)件廠生產(chǎn)中、小型構(gòu)件(樓板、屋面板、吊車梁、薄腹梁),9.2 先張法,張拉固定鋼筋澆混凝土養(yǎng)護(hù)(至75%強(qiáng)度)放張鋼筋,9.2.3先張法施工設(shè)備,組成：臺(tái)面、橫梁、承力結(jié)構(gòu)。 分類：墩式臺(tái)座、槽式臺(tái)座、樁式臺(tái)座等。,1、臺(tái)座,適用：生產(chǎn)中、小型構(gòu)件。,（1）墩式臺(tái)座,有足夠的強(qiáng)度; 剛度和穩(wěn)定性; 滿足生產(chǎn)工藝。,要求：

5、,9. 2 先張法,預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土,墩式臺(tái)座的驗(yàn)算:,抗傾覆驗(yàn)算：,M=Te M=G1l1+G2l2,抗滑移能力驗(yàn)算：,（2）槽式臺(tái)座,組成：端柱、傳力柱、橫梁和臺(tái)面。 適用：張拉噸位較高的大型構(gòu)件，如屋架、吊車梁等。 要求：槽式臺(tái)座設(shè)計(jì)需進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。,2、夾具,（1）鋼絲錨固夾具,先張法構(gòu)件施工時(shí)保持預(yù)應(yīng)力筋拉力，并將其固定在張拉臺(tái)座(或設(shè)備)上的臨時(shí)性錨固裝置。,按其工作用途不同分為：錨固夾具和張拉夾具。,錐形夾具,錐形夾具可分為：圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具。,卷?yè)P(yáng)機(jī)張拉電動(dòng)螺桿張拉機(jī)張拉：構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，操作靈活，移動(dòng)方便； 液壓張拉千斤頂,1、鋼絲張拉設(shè)備

6、,1）要求,簡(jiǎn)易可靠; 準(zhǔn)確控制鋼絲的拉力; 穩(wěn)速增大拉力。,2）種類,張拉夾具的形式：偏心式、鉗式、楔形。,1、張拉夾具,夾持住預(yù)應(yīng)力筋后，與張拉機(jī)械連接起來(lái)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉的機(jī)具。,如圖所示，采用鐓頭夾具時(shí)，將預(yù)應(yīng)力筋端部熱鐓或冷鐓，通過(guò)承力分孔板錨固。,鐓頭夾具,（3）鋼筋錨固夾具,用圓套筒三片式夾具，由套筒和夾片組成。,1、預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè),下料采用砂輪切割機(jī) 臺(tái)座臺(tái)面涂刷隔離劑,2、預(yù)應(yīng)力筋的張拉,在張拉中要嚴(yán)格控制張拉應(yīng)力、張拉程序、計(jì)算張拉力和進(jìn)行預(yù)應(yīng)力值校核。 先張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉有單根張拉和多根成組張拉。一般預(yù)制廠選用多根成組張拉，施工現(xiàn)場(chǎng)常用單根張拉。,預(yù)應(yīng)力筋的張拉是預(yù)應(yīng)力

7、混凝土施工中的關(guān)鍵工序。,1）張拉控制力,預(yù)應(yīng)力鋼絲的張拉程序： 0(1.031.05)con 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉程序：,張拉控制應(yīng)力是指在張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)所達(dá)到的規(guī)定應(yīng)力，按設(shè)計(jì)規(guī)定采用。,2）張拉程序,超張拉程序,彌補(bǔ)預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力損失,3、混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù),自然養(yǎng)護(hù)；濕熱養(yǎng)護(hù)。,1）澆筑要求：,同一生產(chǎn)線的構(gòu)件應(yīng)一次澆筑完畢，不留施工縫； 構(gòu)件應(yīng)避開(kāi)溫度縫； 振搗時(shí)不應(yīng)碰撞鋼絲； 疊層生產(chǎn)時(shí)，下層混凝土強(qiáng)度達(dá)5MPa，方可澆筑上層構(gòu)件； 混凝土的水灰比與水泥用量應(yīng)嚴(yán)格控制，振搗應(yīng)密實(shí)； 混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30；,2）養(yǎng)護(hù)方法：,4、預(yù)應(yīng)力筋的

8、放張,放張過(guò)程中，應(yīng)使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件自由伸縮，避免過(guò)大的沖擊與偏心; 同時(shí)還應(yīng)使臺(tái)座承受的傾覆力矩及偏心力減小； 保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)可靠。,（1）放張要求,混凝土強(qiáng)度應(yīng)大于75的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,獲得良好質(zhì)量的重要過(guò)程,（2）放張順序,預(yù)應(yīng)力筋放張順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，可按下列要求進(jìn)行： 承受軸心預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時(shí)放張。 承受偏心預(yù)壓力構(gòu)件，應(yīng)先同時(shí)放張預(yù)壓力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋，再同時(shí)放張預(yù)壓力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋。 不能按上述規(guī)定放張時(shí)，應(yīng)分階段、對(duì)稱、相互交錯(cuò)地放張。,（3）放張方法,對(duì)于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力絲的放張宜從生產(chǎn)線中間處開(kāi)始向兩側(cè)逐根放張；對(duì)于

9、配筋較多的構(gòu)件應(yīng)從外向內(nèi)對(duì)稱、交錯(cuò)逐根放張。 放張單根預(yù)應(yīng)力筋，一般采用千斤頂放張，如下頁(yè)圖所示。 構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋較多時(shí)，整批同時(shí)放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。,9.3 后張法,1）混凝土的彈性壓縮對(duì)預(yù)應(yīng)力值的建立無(wú)直接影響； 2）錨具不能重復(fù)使用，成本高； 3）工藝比較復(fù)雜（構(gòu)件制作、留孔、穿筋、張拉、灌漿）；可拼裝預(yù)制構(gòu)件（現(xiàn)場(chǎng)拼裝）。,1、后張法,先制作留有孔道的混凝土構(gòu)件，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度后，穿筋，借助錨具把預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件端部，并用張拉機(jī)具張拉鋼筋至設(shè)計(jì)規(guī)定應(yīng)力值，最后孔道灌漿，張拉力由錨具傳給混凝土構(gòu)件，并使之產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。,特點(diǎn)：,1、錨具,尺寸準(zhǔn)確； 有可靠的錨固能力不致

10、產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力筋的滑移； 有足夠剛度和強(qiáng)度； 部件的互換性好。,二、后張法設(shè)備,1）分類：,單根鋼筋錨具 鋼筋束錨具 預(yù)應(yīng)力鋼絲束錨具 鋼絞線錨具,2）對(duì)錨具的要求：,后張法結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞到砼的永久性錨固裝置。,張拉端：螺絲端桿錨具。 固定端：幫條錨具或墩頭錨具。,單根鋼筋錨具,1、孔道留設(shè),構(gòu)件中留設(shè)孔道主要為穿預(yù)應(yīng)力鋼筋(束)及張拉錨固后灌漿用。,1）目的：,2）孔道留設(shè)的基本要求：, 孔道直徑應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋(束)能順利穿過(guò)。 孔道應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的位置、尺寸埋設(shè)準(zhǔn)確、牢固，澆筑混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)移位和變形。 在設(shè)計(jì)規(guī)定位置上留設(shè)灌漿孔。,關(guān)鍵工序,鋼管抽芯法 膠管抽芯法

11、 預(yù)埋管法,2）孔道留設(shè)方法, 在曲線孔道的曲線波峰部位應(yīng)設(shè)置排氣兼泌水管，必要時(shí)可在最低點(diǎn)設(shè)置排水管。 灌漿孔及泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。,預(yù)埋金屬波紋管 預(yù)埋塑料波紋管,（1）鋼管抽芯法,在需留設(shè)孔道處預(yù)埋鋼管，在混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)中定期慢轉(zhuǎn)鋼管，以防粘結(jié)，待混凝土初凝后，終凝前抽出鋼管，形成孔道。,適用于留設(shè)直線孔道，鋼管長(zhǎng)度不宜超過(guò)15m 。,施工方法：,（1）鋼管預(yù)埋前應(yīng)除銹，刷油，保證平直，光滑，位置正確。每根長(zhǎng)度小于15米，以便于旋轉(zhuǎn)、抽管。 （2）恰當(dāng)掌握抽管時(shí)間 ：（早：坍孔；晚：抽管難，抽不出來(lái)） 一般在初凝后終凝前，手指按壓混凝土不粘漿又無(wú)明顯印痕時(shí)，則可抽管。 常溫下

12、，一般 36小時(shí)即可抽管。 （3）抽管順序和方法：先上后下，邊抽邊轉(zhuǎn)，速度均勻，與孔道保持在同一直線。,施工要點(diǎn)：,（2）膠管抽芯法,在孔道留設(shè)處，安放膠管（內(nèi)充氣或水、鋼絲網(wǎng)膠管），澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)，初凝后，通過(guò)放氣（水）或直接拉，形成孔道。,適用于直線、曲線或折線孔道成型。,施工方法：,長(zhǎng)度 2030米以內(nèi)整根管，一端抽出。較長(zhǎng)時(shí)在中間接長(zhǎng)，接頭處應(yīng)防漏氣、漏水。 抽管順序：先上后下，先曲后直。,施工要點(diǎn)：,（3）預(yù)埋波紋管法,使用前應(yīng)作灌水試驗(yàn)，檢查有無(wú)滲漏。 連接用大一號(hào)波紋管（接長(zhǎng)時(shí)）。 固定：用鋼筋卡子，并用鐵絲綁牢。 避免反復(fù)彎曲。,適用于預(yù)應(yīng)力筋密集或曲線預(yù)應(yīng)力筋的孔道埋設(shè)。,

13、施工方法：,波紋管直接埋設(shè)在需留設(shè)孔道處，不再抽出。,施工要點(diǎn)：,3、預(yù)應(yīng)力筋的穿束,先穿束后裝管； 先裝管后穿束； 二者組裝放入。,人工穿束； 卷?yè)P(yáng)機(jī)穿束； 穿束機(jī)穿束。,2）穿束方法,1）穿束順序,4、預(yù)應(yīng)力筋的張拉,2）張拉控制應(yīng)力,1）張拉條件：,結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求或達(dá)75%強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,張拉的方式：,一端張拉方式 兩端張拉方式 分批張拉方式 分段張拉方式 分階段張拉方式 補(bǔ)償張拉方式,張拉程序,張拉注意事項(xiàng),孔道、錨環(huán)與千斤頂三對(duì)中。 在張拉構(gòu)件的兩端應(yīng)設(shè)置保護(hù)裝置，如用麻袋、草包裝土筑成土墻，以防止螺帽滑脫、鋼筋斷裂飛出傷人； 在張拉操作中，預(yù)應(yīng)力筋的兩端嚴(yán)禁站人，操作人員應(yīng)在側(cè)面工作。 張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；若設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，不應(yīng)低于70C設(shè)計(jì)。塊體拼裝，立縫處混凝土或砂漿強(qiáng)度