预应力混凝土梁预制

2023/4/221Main line一、预应力筋与预应力设备一、预应力筋与预应力设备 Tendon and prestress device二、先张法施工二、先张法施工pre-tensioned construction三、三、后张法施工后张法施工post-tensioned construction一、预应力混凝土的优点一、预应力混凝土的优点Advantages(merits)of prestressed concrete 混凝土的抗拉极限应变值只有混凝土的抗拉极限应变值只有0.00010.00010.000150.00015,要保证混凝土不开要保证混凝土不开裂，钢筋的应力只能达到裂，钢筋的应力只能达到202030N/mm30N/mm2 2；0.30.3时，钢筋应力也只时，钢筋应力也只能达到能达到150150250N/mm250N/mm2 2,使使高强钢筋的强度无法充分利用高强钢筋的强度无法充分利用。在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对混凝土施加预压应力抵消在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对混凝土施加预压应力抵消构件在使用阶段时外荷载作用下产生的拉应力，这就推迟了构件在使用阶段时外荷载作用下产生的拉应力，这就推迟了混凝土裂缝混凝土裂缝的出现并限制了裂缝的开展，从而提高了构件的抗裂度和刚度。的出现并限制了裂缝的开展，从而提高了构件的抗裂度和刚度。一、预应力混凝土的优点一、预应力混凝土的优点 Advantages(merits)of prestressed concrete1.可以使用高强度钢材和高标号混凝土，能节约钢材可以使用高强度钢材和高标号混凝土，能节约钢材20%40%；2.正常使用条件下正常使用条件下，梁截面不出现拉应力或拉应力小于混凝土的，梁截面不出现拉应力或拉应力小于混凝土的开裂强度，提高梁的抗裂性，增强了梁的刚度和耐久性；开裂强度，提高梁的抗裂性，增强了梁的刚度和耐久性；3.使用高强度钢材和高标号混凝土，可将梁的截面尺寸减到最小，使用高强度钢材和高标号混凝土，可将梁的截面尺寸减到最小，以减轻梁体自重，并增大梁的跨越能力；以减轻梁体自重，并增大梁的跨越能力；4.预应力梁在荷载作用下截面不开裂或裂隙开展度较小，预应力预应力梁在荷载作用下截面不开裂或裂隙开展度较小，预应力钢筋的应力变化幅度小，故可提高其耐疲劳性能。钢筋的应力变化幅度小，故可提高其耐疲劳性能。二、预应力混凝土分类二、预应力混凝土分类Classification of pre-stressed concrete1.张拉钢筋与混凝土浇筑的先后关系张拉钢筋与混凝土浇筑的先后关系：先张法：粘结力传递先张法：粘结力传递 后张法：锚具传递后张法：锚具传递 2.施工方式不同分为：施工方式不同分为：预制预应力混凝土预制预应力混凝土 现浇预应力混凝土现浇预应力混凝土 叠合预应力混凝土叠合预应力混凝土 预应力混凝土叠合板预应力混凝土叠合板三、预应力筋与预应力设备三、预应力筋与预应力设备Tendon and prestress device（一）预应力筋（一）预应力筋 tendon（1）基本要求：高强度、较好的塑性以及较好的粘结性能。）基本要求：高强度、较好的塑性以及较好的粘结性能。（2）主要种类：）主要种类：钢铰线钢铰线、消除应力钢丝、热处理钢筋消除应力钢丝、热处理钢筋。1.钢绞线钢绞线 steel strand wire一般由三股、七股一般由三股、七股3、4 或或5 的高强钢丝用铰盘拧成螺的高强钢丝用铰盘拧成螺旋状，再经低温回火制成。直径旋状，再经低温回火制成。直径8.6；1570、1720和和1860 MPa；弹性模量；弹性模量1.95 10105 5N/mmmm2 2.2.消除应力钢丝消除应力钢丝 stressrelievedsteelwire采用消除应力的矫直回火钢丝，可消除钢丝冷拔中产生的残余应力，采用消除应力的矫直回火钢丝，可消除钢丝冷拔中产生的残余应力，提高钢丝的比例极限、屈服强度和弹性模量，并改善塑性。消除应提高钢丝的比例极限、屈服强度和弹性模量，并改善塑性。消除应力钢丝按外形分为光面、刻痕和螺旋肋钢丝。直径力钢丝按外形分为光面、刻痕和螺旋肋钢丝。直径4 9；1570、1670和和1770MPa；弹性模量；弹性模量2.05 105N/mm2。某些热轧某些热轧钢筋（中碳合金钢）钢筋（中碳合金钢）（如（如40Si2Mn、48 Si2Mn、45 Si2Cr 等）经调质处理而形成的高强度无等）经调质处理而形成的高强度无明显流幅的硬钢。利用热轧钢筋的明显流幅的硬钢。利用热轧钢筋的余热进行淬火，然后再中温回火等余热进行淬火，然后再中温回火等热处理后形成的。热处理后形成的。特点：高强度、高韧性特点：高强度、高韧性直径直径6、8.2 、10；1470MPa；弹性模量；弹性模量2.0 10105 5N/mmmm2 2。heat treated steel bar（二）（二）预应力设备预应力设备Prestressed equipment(device)1.夹具夹具 fixture先张法预应力混凝土构件施工时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座先张法预应力混凝土构件施工时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座（或设备）上的临时性固定装置。（或设备）上的临时性固定装置。特点：特点：工作可靠，构造简单，使用方便，能够工作可靠，构造简单，使用方便，能够多次使用。多次使用。常见夹具：常见夹具：夹片夹具夹片夹具螺母夹具螺母夹具锥销夹具锥销夹具墩头夹具墩头夹具2 2、锚具（代号、锚具（代号M）(Code M)anchorage(Code M)anchorage k kridrid 后张法预应力混凝土构件生产中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝后张法预应力混凝土构件生产中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。土上所用的永久性锚固装置。夹片锚具夹片锚具墩头锚具墩头锚具挤压锚具挤压锚具常见锚具常见锚具特点：特点：可靠的锚固性能，足够的承载力，和刚可靠的锚固性能，足够的承载力，和刚度储备。度储备。（1）1000套为一个验收批套为一个验收批（2）外观检查）外观检查：10%的锚具且不少于的锚具且不少于10套套（裂纹和尺寸（裂纹和尺寸）（3）硬度检验：）硬度检验：5%的锚具且不少于的锚具且不少于5套套（如夹片（如夹片）（4）静载锚固性能试验：）静载锚固性能试验：3个预应力筋锚具组装件，测定预个预应力筋锚具组装件，测定预应力筋用夹片效率系数。应力筋用夹片效率系数。夹具、锚具的质量检验夹具、锚具的质量检验Quality inspection of fixtures and anchorages3.张拉设备张拉设备stretching equipment(apparatus)液压张拉千斤顶液压张拉千斤顶和电动和电动油泵油泵穿心式千斤顶穿心式千斤顶：常用：常用YCW千斤顶千斤顶，10004000KN；适用于；适用于张拉张拉FVM夹片群锚、夹片群锚、DM型镦头锚等型镦头锚等 拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶：可张拉：可张拉DM型螺丝端杆锚、型螺丝端杆锚、JLM精轧螺丝钢锚精轧螺丝钢锚具，具，LZM冷铸锚等。冷铸锚等。锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶:仅用于带钢质锥形锚具的钢丝束。仅用于带钢质锥形锚具的钢丝束。拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶穿心式千斤顶穿心式千斤顶ZB4-500型电动油泵型电动油泵 先张法施工先张法施工pre-tensioned constructionpre-tensioned construction 先张法是在砼构件浇筑前先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋先张拉预应力筋，并用，并用夹具夹具将其将其临临时锚固时锚固在台座或钢模上，再浇筑构件砼，待其达到一定强度后在台座或钢模上，再浇筑构件砼，待其达到一定强度后(约约75%)75%)放松并切断预应力筋放松并切断预应力筋，预应力筋产生，预应力筋产生弹性回缩弹性回缩，借助砼与预，借助砼与预应力筋间的粘结，对砼产生应力筋间的粘结，对砼产生预压应力预压应力。先张法施工工艺示意图先张法施工工艺示意图先张法生产有先张法生产有台座法台座法和和台模法台模法 两种。两种。1.台座台座 jackingabutments、stretchingbed 台座承受全部预应台座承受全部预应力筋的拉力，故台座应力筋的拉力，故台座应具有足够的强度、刚度具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失。起预应力的损失。台座由台面、横梁和承力结构组成。按构造形式不同，可分为台座由台面、横梁和承力结构组成。按构造形式不同，可分为墩式台座、槽形台座和桩式台座等。台座可成批生产预应力构件。墩式台座、槽形台座和桩式台座等。台座可成批生产预应力构件。墩式长线台座墩式长线台座台座台座台面台面(1)墩式台座墩式台座 墩式台座由现浇钢筋砼做成，墩式台座由现浇钢筋砼做成，台座应具有足够的强度、刚度和稳台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，台座设计应进行抗倾覆验算定性，台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。与抗滑移验算。墩式台座近景墩式台座近景 墩式台座构造示意图墩式台座构造示意图台座台座钢横梁钢横梁线杆连接器线杆连接器预应力筋预应力筋抗倾覆验算抗倾覆验算Anti-overturning checking：式中：式中：N预应力筋的张拉力；预应力筋的张拉力；e1张拉力合力作用点至倾覆点的力臂；张拉力合力作用点至倾覆点的力臂；G台墩的自重力；台墩的自重力；L台墩重心至倾覆点的力臂；台墩重心至倾覆点的力臂；Ep台墩后面的被动土压力合力；台墩后面的被动土压力合力；e2被动土压力合力至倾覆点的力臂。被动土压力合力至倾覆点的力臂。对于与台面共同工作的台墩，倾覆点的位置宜选在砼台面下对于与台面共同工作的台墩，倾覆点的位置宜选在砼台面下45cm处。处。墩式台座的计算简图墩式台座的计算简图 抗滑移验算抗滑移验算anti-slidingchecking：式中：式中：K抗滑移安全系数，不小于；抗滑移安全系数，不小于；N1抗滑移的力，对于独立台墩，由侧壁土压力和底抗滑移的力，对于独立台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力产生。部摩阻力产生。台墩与台面共同工作时，预应力筋的张拉力几乎全部传给了台墩与台面共同工作时，预应力筋的张拉力几乎全部传给了台面，可不进行抗滑移验算。台面，可不进行抗滑移验算。2.钢模台座钢模台座steel formwork pedestal steel formwork pedestal pedpedststll 钢模台座主要在工厂流水线上使用。它是将制作构件的钢模台座主要在工厂流水线上使用。它是将制作构件的模板模板作为预应力钢筋作为预应力钢筋锚固支座的一种台座锚固支座的一种台座。模板具有相当的刚度，可。模板具有相当的刚度，可将预应力钢筋放将预应力钢筋放在模板上进行张拉在模板上进行张拉。箱梁钢模组装箱梁钢模组装 箱梁端部模板作张拉台座箱梁端部模板作张拉台座3.先张法施工工艺先张法施工工艺Pretensioned construction technologyPretensioned construction technology张拉预应力筋张拉预应力筋支侧模、安设预埋件支侧模、安设预埋件预应力筋制作预应力筋制作支底模、安放钢筋支底模、安放钢筋骨架及预应力筋骨架及预应力筋压压 试试 块块制作砼试块制作砼试块浇浇 筑筑 砼砼养护、拆模养护、拆模放松预应力筋放松预应力筋构件起吊、堆放构件起吊、堆放张拉机具准备张拉机具准备调整初应力调整初应力（1 1）工艺流程）工艺流程technological processtechnological process先张法预应力筋张拉先张法预应力筋张拉（2 2）预应力筋的张拉）预应力筋的张拉 the tension of prestressed the tension of prestressed steel tendonsteel tendon 单根钢丝张拉：单根钢丝张拉：台座法台座法多进行单多进行单根张拉，由于张拉力较小，一般可根张拉，由于张拉力较小，一般可采用采用101020kN20kN电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机或或电电动卷扬机动卷扬机单根张拉，弹簧测力计测单根张拉，弹簧测力计测力，优质力，优质锥销式夹具锚固锥销式夹具锚固。整体钢丝张拉：整体钢丝张拉：台模法台模法多进行整体张拉，可采用多进行整体张拉，可采用台座式台座式千斤顶千斤顶设置在台墩与钢横梁之间进行整体张拉，优质设置在台墩与钢横梁之间进行整体张拉，优质夹片夹片式夹具锚固式夹具锚固。要求钢丝的长度相等，事先调整初应力。要求钢丝的长度相等，事先调整初应力。数控式预应力钢丝张拉机数控式预应力钢丝张拉机 镦头梳筋板夹具镦头梳筋板夹具 张拉千斤顶与张拉钩张拉千斤顶与张拉钩 在预制厂生产预应力多孔板时，可在钢模上用在预制厂生产预应力多孔板时，可在钢模上用镦头梳筋板夹具镦头梳筋板夹具进行整体张拉。进行整体张拉。方法是：方法是：钢丝两端镦粗，一端卡在钢丝两端镦粗，一端卡在固定梳筋板固定梳筋板上，另一端卡在上，另一端卡在张拉端的张拉端的活动梳筋板活动梳筋板上。用上。用张拉钩张拉钩钩住活动梳筋板，再通过连接钩住活动梳筋板，再通过连接套筒将套筒将张拉钩和拉杆式千斤顶连接张拉钩和拉杆式千斤顶连接，即可张拉。，即可张拉。单根钢绞线张拉：单根钢绞线张拉：可采用可采用前卡式千斤顶前卡式千斤顶张张拉，拉，单孔夹片工具锚单孔夹片工具锚固固定。定。整体钢绞线张拉：整体钢绞线张拉：一般在一般在三横梁式台座上三横梁式台座上进行，进行，台座式千台座式千斤顶斤顶与活动横梁组装在一起，利用与活动横梁组装在一起，利用工具式螺杆与连接器将钢绞线工具式螺杆与连接器将钢绞线挂在挂在活动横梁上，张拉前，先用小型千斤顶在固定端逐根调整钢活动横梁上，张拉前，先用小型千斤顶在固定端逐根调整钢绞线初应力。张拉时，台座式千斤顶推动活动横梁带动钢绞线整绞线初应力。张拉时，台座式千斤顶推动活动横梁带动钢绞线整体张拉。体张拉。前前卡卡式式千千斤斤顶顶逐逐根根张张拉拉活动横梁活动横梁固定横梁固定横梁工具锚工具锚台座式千斤顶台座式千斤顶高压油泵高压油泵墩式台座墩式台座预应力筋预应力筋 粗钢筋的张拉：粗钢筋的张拉：分单根张拉和多根成组张拉。由于在长线台座分单根张拉和多根成组张拉。由于在长线台座上预应力筋的上预应力筋的张拉伸长值张拉伸长值较大，一般千斤顶行程多不能满足，张较大，一般千斤顶行程多不能满足，张拉较小直径钢筋可用卷扬机。拉较小直径钢筋可用卷扬机。张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的 倍；张拉行程倍；张拉行程应不小于预应力筋伸长值的应不小于预应力筋伸长值的 倍。倍。钢筋预应力张拉机钢筋预应力张拉机1 1 钢筋预应力张拉机钢筋预应力张拉机2 2(3)预应力筋的张拉程序预应力筋的张拉程序 Tensioning procedure for tendons 预应力钢丝：预应力钢丝：钢丝的张拉工作量大，宜采用一次张拉程序：钢丝的张拉工作量大，宜采用一次张拉程序：con 锚固锚固 低松驰钢绞线：低松驰钢绞线：采用一次张拉程序：采用一次张拉程序：对于单根张拉：对于单根张拉：0con 锚固锚固对于整体张拉：对于整体张拉：0初应力调整初应力调整con 锚固锚固式中：式中：con 预应力筋的张拉控制应力。预应力筋的张拉控制应力。4、预应力值校核预应力值校核Prestress value checkingPrestress value checking 钢丝张拉时，钢丝张拉时，伸长值不作校核伸长值不作校核。张拉锚固后，用。张拉锚固后，用钢丝内力测钢丝内力测定仪定仪反复测定反复测定4次，取次，取后后3次的平均值次的平均值为钢丝内力。其为钢丝内力。其允许偏差为允许偏差为设计规定预应力值的设计规定预应力值的5%。每工作班检查预应力筋总数的每工作班检查预应力筋总数的1%1%，且不少于，且不少于3 3根。根。2CN-12CN-1型双控钢丝内力测定仪型双控钢丝内力测定仪预应力钢丝预应力钢丝内力的检测内力的检测，一般在张，一般在张拉锚固后拉锚固后1h1h进行进行业内俗称业内俗称“单控单控”钢绞线张拉时，一般采用钢绞线张拉时，一般采用张拉力控制张拉力控制、伸长值校核伸长值校核。业内俗称为业内俗称为“双控双控”！张拉过程中随时测量伸长值张拉过程中随时测量伸长值(量测千斤顶活塞行程量测千斤顶活塞行程反算预应力筋伸长值反算预应力筋伸长值)台座式台座式千斤顶千斤顶固定横梁固定横梁活动横梁活动横梁工具锚工具锚量千斤顶行程量千斤顶行程 张拉时预应力筋的实际张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的伸长值与理论伸长值的允许允许偏差偏差为为6%。5、先张法施工注意事项先张法施工注意事项Precautions in construction Precautions in construction of pretensioned methodof pretensioned method 台座法张拉预应力筋时，台座法张拉预应力筋时，应先张拉靠近台座截面重心处应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋，避免台座承受过大的偏心压力的预应力筋，避免台座承受过大的偏心压力。张拉宜。张拉宜分批分批、对称对称进行。进行。采用应力控制法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。采用应力控制法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。当实当实际伸长值与计算伸长值的偏差大于际伸长值与计算伸长值的偏差大于6%时，应暂停张拉时，应暂停张拉，查明原，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。因并采取措施调整后，方可继续张拉。多根预应力筋同时张拉时，多根预应力筋同时张拉时，须事先调整初应力，使相互间须事先调整初应力，使相互间的应力一致。的应力一致。预应力筋张拉锚固后的实际预应力值与设计规定检预应力筋张拉锚固后的实际预应力值与设计规定检验值的相对验值的相对允许偏差为允许偏差为5%。先张法中的预应力筋不允许出现先张法中的预应力筋不允许出现断裂断裂或或滑脱滑脱。在浇筑砼前在浇筑砼前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。锚固时，张拉端预应力筋的锚固时，张拉端预应力筋的回缩量回缩量应符合设计要求，设计应符合设计要求，设计无要求时不得大于施工规范规定。无要求时不得大于施工规范规定。张拉锚固后，张拉锚固后，预应力筋对设预应力筋对设计位置的偏差不得大于计位置的偏差不得大于5mm，且不，且不得大于构件截面短边尺寸的得大于构件截面短边尺寸的4%。施工中必须注意安全，严禁施工中必须注意安全，严禁正对钢筋张拉的两端站立人员，防止正对钢筋张拉的两端站立人员，防止断筋回弹伤人断筋回弹伤人。预应力筋张拉的安全防护预应力筋张拉的安全防护6、砼的浇筑与养护砼的浇筑与养护Concrete pouring and maintenanceConcrete pouring and maintenance 预应力筋张拉完成后，应尽快进行钢筋绑扎、模板拼预应力筋张拉完成后，应尽快进行钢筋绑扎、模板拼装和砼浇筑等工作。砼浇筑时，装和砼浇筑等工作。砼浇筑时，振动器不得碰撞预应力筋振动器不得碰撞预应力筋。砼未达到强度前，也砼未达到强度前，也不允许碰撞或踩动预应力筋不允许碰撞或踩动预应力筋。当构件在台座上进行湿热养护时，应防止当构件在台座上进行湿热养护时，应防止温差引起的温差引起的预应力损失预应力损失。先张法在台座上生产砼构件，其最高允许的。先张法在台座上生产砼构件，其最高允许的养护温度应根据设计规定的允许温差养护温度应根据设计规定的允许温差(张拉与养护时的温度张拉与养护时的温度之差之差)计算确定。当砼强度达到计算确定。当砼强度达到mm2(粗钢筋配筋粗钢筋配筋)或或10Nmm2(钢丝、钢绞线配筋钢丝、钢绞线配筋)以上时，则可不受设计规定的以上时，则可不受设计规定的温差限制。温差限制。7、预应力筋的放张预应力筋的放张Release of prestressing tendonsRelease of prestressing tendons 轴心受预压构件，轴心受预压构件，所有预应力筋应同时放张所有预应力筋应同时放张；7.1 7.1 放张顺序放张顺序 偏心受预压构件，应先同时放张偏心受预压构件，应先同时放张预压力较小区域预压力较小区域的预的预应力筋，再同时放张应力筋，再同时放张预预压力较大区域压力较大区域的预应力筋；的预应力筋；不能满足上述要求时，应不能满足上述要求时，应分阶段分阶段、对称对称、交错地放张交错地放张，防止构件在放张过程中产生弯曲、裂纹或预应力筋断裂。防止构件在放张过程中产生弯曲、裂纹或预应力筋断裂。放张方法放张方法Releasing methodReleasing method 当预应力筋采用钢丝时，配筋不多的中小型钢筋砼构件，当预应力筋采用钢丝时，配筋不多的中小型钢筋砼构件，钢丝可用钢丝可用砂轮锯砂轮锯或或切断机切断切断机切断等方法放松。等方法放松。长线台座上放松后预应力筋的切断长线台座上放松后预应力筋的切断顺序，一般由放松端开始顺序，一般由放松端开始,逐次切向另逐次切向另一端。一端。长线法生产预应力空心板 配筋多的钢筋砼构件，钢丝应配筋多的钢筋砼构件，钢丝应同同时放松时放松，如逐根放松，则最后几根钢，如逐根放松，则最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而丝将由于承受过大的拉力而突然断裂突然断裂，易使构件易使构件端部开裂端部开裂。预应力筋为钢筋时，对热处理钢筋及冷拉预应力筋为钢筋时，对热处理钢筋及冷拉IV级钢筋级钢筋不得用不得用电弧切割电弧切割，宜用，宜用砂轮锯砂轮锯或或切断机切断切断机切断。数量较多时，也应同时放。数量较多时，也应同时放松。多根钢丝或钢筋的同时放松，可用松。多根钢丝或钢筋的同时放松，可用油压千斤顶放张、砂箱放油压千斤顶放张、砂箱放张、楔块放张张、楔块放张等方法。等方法。楔块放张楔块放张 砂箱放张砂箱放张 采用湿热养护的预应力砼构件，宜采用湿热养护的预应力砼构件，宜热态放松预应力筋热态放松预应力筋，而，而不宜降温后再放松不宜降温后再放松。后张法施工后张法施工Post tensioned methodPost tensioned method后张法是先后张法是先制作构件并预留孔道制作构件并预留孔道，待构件砼达到规定强度后，待构件砼达到规定强度后，在孔道内在孔道内穿入预应力筋穿入预应力筋，张拉并锚固张拉并锚固，然后，然后孔道灌浆孔道灌浆。后张法不需台座，构后张法不需台座，构件在张拉过程中完成砼的弹件在张拉过程中完成砼的弹性压缩。广泛应用于现场生性压缩。广泛应用于现场生产的大型预应力构件和现浇产的大型预应力构件和现浇砼结构中。砼结构中。T T梁预应力张拉梁预应力张拉 工艺流程工艺流程technological processtechnological process浇浇 筑筑 砼砼抽管，养护拆模抽管，养护拆模预应力筋制作预应力筋制作埋埋 管管 制制 孔孔压压 试试 块块制作砼试块制作砼试块穿穿 筋筋张拉预应力筋张拉预应力筋孔孔 道道 灌灌 浆浆构件起吊、运输构件起吊、运输张拉机具准备张拉机具准备调整初应力调整初应力制作砂浆试块制作砂浆试块压砂浆试块压砂浆试块铺底模，钢筋及侧模铺底模，钢筋及侧模锚锚 具具 制制 作作灌浆机具准备灌浆机具准备 预应力筋制作预应力筋制作fabrication of prestressing tendonfabrication of prestressing tendon 钢绞线是成盘状供应，不需要对焊接长。制作工序是：钢绞线是成盘状供应，不需要对焊接长。制作工序是：开盘开盘下料下料编束编束。1、钢绞线钢绞线steel strand 下料：下料：钢绞线下料钢绞线下料宜用宜用砂轮切割机切割砂轮切割机切割，不得，不得采用采用电弧切割电弧切割。编束：编束：钢绞线编束宜用钢绞线编束宜用20号铁丝绑扎，间距号铁丝绑扎，间距2-3m，编束前编束前先将钢绞线先将钢绞线理顺理顺，使各根钢绞线，使各根钢绞线松紧一致松紧一致。钢钢绞绞线线加加工工 钢绞线下料长度：钢绞线下料长度：采用夹片锚具、穿心式千斤顶张拉时，按下式计算：采用夹片锚具、穿心式千斤顶张拉时，按下式计算：两端张拉：两端张拉：Ll+（l1+l2+l3+100）一端张拉：一端张拉：Ll+2（l1+100）+l2+l3 式中：式中：l 构件的孔道长度；构件的孔道长度；l1 夹片式工作锚厚度；夹片式工作锚厚度；l2 穿心式千斤顶长度；穿心式千斤顶长度；l3 夹片式工具锚厚度。夹片式工具锚厚度。钢绞线下料长度计算简图钢绞线下料长度计算简图2、钢丝钢丝steel wiresteel wire 下料：下料：消除应力钢丝放开后是直的消除应力钢丝放开后是直的,可直接下料。可直接下料。钢丝在钢丝在应力状态下切断下料应力状态下切断下料，控制应力为，控制应力为300N/mm2。下。下料长度的误差要控制在料长度的误差要控制在L5000以内，且不大于以内，且不大于5mm。编束：编束：为保证钢丝束两端钢丝排列顺序一致，为保证钢丝束两端钢丝排列顺序一致，穿束与张拉不致紊乱，钢丝必须编束。穿束与张拉不致紊乱，钢丝必须编束。钢丝编束可分为钢丝编束可分为空心束空心束和和实心束实心束，都需用梳丝板，都需用梳丝板理顺钢丝，在距钢丝端部理顺钢丝，在距钢丝端部510cm处编扎一道。处编扎一道。实心束实心束工艺简单，空心束孔道灌浆效果优于实心束。工艺简单，空心束孔道灌浆效果优于实心束。下料长度：下料长度：采用采用钢质锥形锚具、锥锚式千斤顶张拉钢质锥形锚具、锥锚式千斤顶张拉时时，按下式计算：，按下式计算：两端张拉：两端张拉：Ll+2（l1+l2+80）一端张拉：一端张拉：Ll+2（l1+80）+l2 式中：式中：l 构件的孔道长度；构件的孔道长度；l1 锚环厚度；锚环厚度；l2 千斤顶分丝头至千斤顶分丝头至 卡盘外端距离。卡盘外端距离。采用钢质锥形锚具时采用钢质锥形锚具时钢丝下料长度计算简图钢丝下料长度计算简图3、孔道留设孔道留设Reserved channelReserved channel 预应力筋的孔道形状有预应力筋的孔道形状有直线直线、曲线曲线和和折线折线三种，其三种，其直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系特点及直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系特点及尺寸确定。尺寸确定。预制构件的孔道留设预制构件的孔道留设 现浇构件的孔道留设现浇构件的孔道留设 孔道布置孔道布置channel layout 孔道至构件边缘的孔道至构件边缘的净距净距不小于不小于40mm，孔道之间的，孔道之间的净净距距不小于不小于50mm；端部的预埋钢板应；端部的预埋钢板应垂直于垂直于孔道中心线；孔道中心线；凡需起拱的构件，凡需起拱的构件，预留孔道应随构件同时起拱预留孔道应随构件同时起拱。孔道直径孔道直径channel diameterchannel diameter 粗钢筋的孔道直径应比粗钢筋的孔道直径应比对焊接头外径对焊接头外径或需穿过孔道或需穿过孔道的的锚具、连接器外径锚具、连接器外径大大1015mm；钢丝、钢铰线的孔；钢丝、钢铰线的孔道直径应比道直径应比预应力束外径预应力束外径或或锚具外径锚具外径大大510mm，且孔，且孔道面积宜为预应力筋净面积的道面积宜为预应力筋净面积的34倍。倍。孔道成形孔道成形-预埋管法：预埋管法：预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和金属螺旋管金属螺旋管、塑料波纹管塑料波纹管，埋入后不再抽出，可用于各类形状的，埋入后不再抽出，可用于各类形状的孔道，是目前孔道，是目前大力推广的孔道留设方法大力推广的孔道留设方法。波纹管要求：波纹管要求：在在1KN径向力作用下不变形，使用前进行径向力作用下不变形，使用前进行灌水灌水试验试验，检查有无渗漏，防止水泥浆流入管内堵塞孔道；安装就位，检查有无渗漏，防止水泥浆流入管内堵塞孔道；安装就位过程中避免反复弯曲，以防管壁开裂。过程中避免反复弯曲，以防管壁开裂。塑料波纹管塑料波纹管 金属螺旋管金属螺旋管2.3 2.3 孔道留设孔道留设构件中固定：构件中固定：用钢筋井字架用钢筋井字架,间距不大于间距不大于;螺旋管固定后，螺旋管固定后，必须用铅丝与钢筋必须用铅丝与钢筋扎牢扎牢，防止浇筑砼时，防止浇筑砼时螺旋管上浮螺旋管上浮而造成严重事而造成严重事故。故。曲曲线线孔孔道道的的固固定定 预应力筋穿入孔道预应力筋穿入孔道Prestressed tendon penetrat the channel 预应力筋穿入孔道按穿筋时机分有预应力筋穿入孔道按穿筋时机分有先穿束先穿束 和和后穿束后穿束,按穿入数按穿入数量分有量分有整束穿整束穿和和单根穿单根穿；按穿束方法分有；按穿束方法分有人工穿束人工穿束和和机械穿束机械穿束。箱梁的人工后穿束箱梁的人工后穿束 预应力筋穿插入孔道的箱梁预应力筋穿插入孔道的箱梁2 2 千斤顶定位安装千斤顶定位安装 3 3 张拉张拉1 1 准备工作准备工作5 5 封封端端4 4 锚锚固固 预应力筋张拉预应力筋张拉Tensioned Tensioned of prestressing tendonof prestressing tendon共共64页页 第第41页页2.5.1 准备工作准备工作preparationpreparation 块体拼装：块体拼装：分段制作的构件在分段制作的构件在张拉前张拉前完成拼装完成拼装;砼强度检验：砼强度检验：砼强度应满足设计要求，砼强度应满足设计要求，设计无设计无要求时应不低于设计强度的要求时应不低于设计强度的75%，块体拼装立缝处的砼或，块体拼装立缝处的砼或砂浆强度砂浆强度不低于砼强度的不低于砼强度的40%，且不得低于，且不得低于15N/mm2;构件端头清理构件端头清理；搭设张拉台，安搭设张拉台，安装锚具与张拉设备。装锚具与张拉设备。张张拉拉台台搭搭设设 张拉方式张拉方式Stretching modeStretching mode 一端张拉方式：一端张拉方式：张拉设备放在构件的一端进行张拉，张拉设备放在构件的一端进行张拉，适用于适用于长度长度30m的直线预应力筋的直线预应力筋与锚固损失影响长度与锚固损失影响长度Lf(L为预应力筋长度为预应力筋长度)的曲线预应力筋；的曲线预应力筋；两端张拉方式：两端张拉方式：张拉设备放在构件的两端进行张拉，适张拉设备放在构件的两端进行张拉，适用于用于长度长度30m的直线预应力筋的直线预应力筋与锚固损失影响长度与锚固损失影响长度Lf的曲的曲线预应力筋；线预应力筋；分批张拉方式：分批张拉方式：对配有多束预应力筋的构件分批对配有多束预应力筋的构件分批进行张拉，由于后批预应力筋张拉所产生的进行张拉，由于后批预应力筋张拉所产生的砼弹性压缩砼弹性压缩对对先批张拉的预应力筋造成先批张拉的预应力筋造成预应力损失预应力损失，所以先批张拉的预，所以先批张拉的预应力筋应应力筋应加上该弹性压缩损失值加上该弹性压缩损失值，使分批张拉的，使分批张拉的每根预应每根预应力筋的张拉力基本相等力筋的张拉力基本相等。预应力箱梁的分批、对称张拉预应力箱梁的分批、对称张拉 预应力预应力T T梁的分批张拉梁的分批张拉 张拉程序张拉程序Tensioning procedure(sequence)Tensioning procedure(sequence)预应力筋张拉操作程序，根据预应力筋张拉操作程序，根据构件类型、张拉锚固体系、松驰构件类型、张拉锚固体系、松驰损失损失等因素确定：等因素确定：采用采用低松驰钢丝和钢铰线低松驰钢丝和钢铰线时，张拉程序为：时，张拉程序为：0Pj 锚固锚固 Pj=conAP（预应力筋截面积）（预应力筋截面积）锚具安装锚具安装 千斤顶安装千斤顶安装 夹片安装夹片安装 张拉施工张拉施工 采用采用普通松驰预应力钢筋普通松驰预应力钢筋时，按时，按超张拉程序超张拉程序，即：，即：对对镦头锚具等可卸载锚具镦头锚具等可卸载锚具：0j 持荷持荷2min Pj 锚固锚固对对夹片锚具等不可卸载锚具夹片锚具等不可卸载锚具：0j 锚固锚固压力表读数压力表读数张张拉拉控控制制 伸长值校核伸长值校核Check of elongation valueCheck of elongation value 校核伸长值可综合反映张校核伸长值可综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大、预应力筋是否有异是否偏大、预应力筋是否有异常现象等。因此，张拉时应对常现象等。因此，张拉时应对伸长值进行校核，伸长值进行校核，实际伸长值实际伸长值与计算伸长值的偏差大于与计算伸长值的偏差大于6%时，时，应暂停张拉，在采取措施调整应暂停张拉，在采取措施调整后，方可继续张拉。后，方可继续张拉。伸伸长长值值校校核核伸伸长长值值校校核核 孔道灌浆孔道灌浆Duct groutingDuct grouting 预应力筋张拉后，应尽快进行孔道灌浆。一可保护预应力筋张拉后，应尽快进行孔道灌浆。一可保护预应力筋以免预应力筋以免锈蚀锈蚀，二使预应力筋与砼，二使预应力筋与砼有效粘结，有效粘结，控制控制超载时裂缝的间距与宽度超载时裂缝的间距与宽度，减轻梁端，减轻梁端锚具的负荷锚具的负荷情况。情况。灌浆料应采用强度等级不低于灌浆料应采用强度等级不低于级的普通硅酸盐水泥配制，水灰比不级的普通硅酸盐水泥配制，水灰比不大于，搅拌后大于，搅拌后3h泌水率不宜大于泌水率不宜大于2%，且不应大于，且不应大于3%。泌水应能在。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。灌浆用水内全部重新被水泥浆吸收。灌浆用水泥砂浆的抗压强度不应小于泥砂浆的抗压强度不应小于30N/mm2。灌灌浆浆管管 灌浆前应全面检查构件孔道及灌浆孔、泌水孔、排灌浆前应全面检查构件孔道及灌浆孔、泌水孔、排气孔是否气孔是否畅通畅通，对抽芯成孔的孔道采用压力水冲洗，对抽芯成孔的孔道采用压力水冲洗湿润湿润,对埋波纹管孔道可用对埋波纹管孔道可用压缩空气清孔压缩空气清孔。宜先灌下层孔道，。宜先灌下层孔道，后灌上层孔道。灌浆工作应缓慢均匀进行，后灌上层孔道。灌浆工作应缓慢均匀进行，不得中断不得中断，并应排气通顺，在出浆口冒出并应排气通顺，在出浆口冒出浓浆浓浆并封闭排气口后，继并封闭排气口后，继续加压至续加压至2稳压稳压2min，再封闭灌浆孔。，再封闭灌浆孔。对孔道直径较大且不掺减水剂或膨胀剂进行灌浆时对孔道直径较大且不掺减水剂或膨胀剂进行灌浆时,可可采取采取“二次压浆法二次压浆法”或或“重力补浆法重力补浆法”。超长孔道、大曲。超长孔道、大曲率孔道、扁管孔道、腐蚀环境的孔道可采用率孔道、扁管孔道、腐蚀环境的孔道可采用“真空辅助压真空辅助压浆法浆法”。后张法施工注意事项后张法施工注意事项Attentions of post-tensioned method construction Attentions of post-tensioned method construction 后张法预应力构件，后张法预应力构件，断裂断裂或或滑脱滑脱的数量严禁超过同一的数量严禁超过同一截面预应力筋截面预应力筋总根数的总根数的3%，且每束钢丝不得超过一根，且每束钢丝不得超过一根(对于对于多跨双向连续板，其同一截面应按每跨计算多跨双向连续板，其同一截面应按每跨计算)。预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定检验值的检验值的相对允许误差为相对允许误差为5%。同一检验批内抽查预应力筋总。同一检验批内抽查预应力筋总数的数的3%，且不少于，且不少于5束。束。后张法预应力筋锚固后的外露部分宜用机械方法切后张法预应力筋锚固后的外露部分宜用机械方法切割，其外露长度不宜小于预应力筋的倍，且不小于割，其外露长度不宜小于预应力筋的倍，且不小于30mm。长期的锚具，可涂刷防锈油漆或用封端砼封裹。长期的锚具，可涂刷防锈油漆或用封端砼封裹。现浇砼构件的侧模板宜在预应力张拉前拆除，底模支架拆现浇砼构件的侧模板宜在预应力张拉前拆除，底模支架拆除时，孔道灌浆强度不应低于除时，孔道灌浆强度不应低于15 N/mm2；波波纹纹管管事事故故锚锚垫垫板板事事故故危危险险的的堆堆放放 砼砼振振捣捣事事故故 金属波纹管或无粘结预应力筋铺设后，其附近不得进行金属波纹管或无粘结预应力筋铺设后，其附近不得进行电电焊作业焊作业，否则应采取防护措施。，否则应采取防护措施。砼浇筑时，应防止振动器砼浇筑时，应防止振动器触碰触碰金属波纹管、无粘结预应力金属波纹管、无粘结预应力筋筋或或端部预埋件端部预埋件，不得踏压或撞，不得踏压或撞碰碰预应力筋、钢筋支架预应力筋、钢筋支架。HomeworkHomework1 1、简述预应力砼的概念及特点。、简述预应力砼的概念及特点。2 2、试述先张法、后张法预应力砼的主要施工工艺过程。、试述先张法、后张法预应力砼的主要施工工艺过程。3 3、张拉过程中如出现预应力筋断裂或滑脱时，如何处理？、张拉过程中如出现预应力筋断裂或滑脱时，如何处理？4 4、后张法孔道灌浆有何作用？、后张法孔道灌浆有何作用？