《主体工程施工》课件03项目三预应力混凝土工程

,项目三 预应力混凝土,主体工程施工,任务一,先张法施工,任务二,后张法施工,任务三,无黏结,预应力,混凝土,施工,任务四,电热法施工,目录,/,CONTENTS,先张法施工,任务一,了解预应力砼的特点和工作原理,;,了解张拉程序、张拉力控制和放张方法,;,了解先、后张法 的施工工艺、锚夹具类型及张拉设备。,学习目标,先张法的施工设备,先张法施工工艺,任务描述,一,、,先张法的施工设备,预应力混凝土结构指配置受力的预应力筋,通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土,结构。,1.,建立,预压应力的,方法,对,混凝土构件受拉区施加预压应力的方法,是通过预应力钢筋或锚具,将预应力钢筋的弹 性收缩力传递到混凝土构件上,并产生预应力。预应力的作用可以全部或者部分抵消外荷载 产生的拉应力,从而提高结构的抗裂性,对于在使用荷载下出现裂缝的构件,预应力也可以起 到减少裂缝宽度的作用,。,2,.,预应力,混凝土的,分类,预应力,混凝土按预应力度大小可分为,:,全预应力混凝土和部分预应力混凝土,。,一,、,先张法的施工设备,3,预应力工艺的应用,(1),先张法,的应用,:,先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、槽形板、双,T,板、,V,形折板、托梁、檩条、槽瓦、屋面梁等,;,道路桥梁工程中的轨枕、桥面空心板、简支梁等。在基础 工程中应用的预应力方桩及管桩等。,(2),后张法,的应用,:,后张法不但用于房屋建筑中的吊车梁、屋面梁、屋架,桥梁中的,T,形 梁、箱形梁等构件,且在大跨度的现浇结构及空间结构中的应用也日趋成熟,;,在特种结构如塔 体的竖向预应力、筒体的环向预应力也有突破,尤其为桥梁工程的悬索结构、斜拉结构提供了 丰富的发展空间。,一,、,先张法的施工设备,先张法是在浇筑混凝土构件之前,张拉预应力筋,将其临时锚固在台座或钢模上,然后浇 筑混凝土构件,待混凝土达到一定强度,(,一般不低于混凝土标准强度的,75%),并使预应力筋 与混凝土间有足够黏结力时,放松预应力,预应力筋弹性回缩,借助于混凝土与预应力筋间的 粘结力对混凝土产生预压应力。,一,、,先张法的施工设备,用台座法生产预应力混凝土构件时,预应力筋锚固在台座横梁上,台座承受全部预应力筋 的拉力,故台座应有足够的强度、刚度和稳定性,以免因台座变形、倾覆或滑移而引起预应力损 失。根据承力结构的不同,台座分为墩式台座、槽式台座、桩式台座等。,1,台座,一,、,先张法的施工设备,1.1,墩式台座,墩式,台座,由台面、横梁和承力结构等组成,(,如图,3 2),。台座的长度和宽度由场地大小、 构件类型和产量而定,一般长度为,100200m,宽度为,24m,。由于台座长度较长,张拉一次 可生产多根构件,也可减少因钢筋滑动引起的预应力损失。,一,、,先张法的施工设备,1.2,槽式台座,2,槽式台座 生产,.,吊车梁、屋架等预应力混凝土构件时,由于张拉力和倾覆力矩都较大,大多采用槽式 台座。由于它具有通长的钢筋混凝土压杆,可承受较大的张拉力和倾覆力矩,其上加砌砖墙,加盖后还可进行蒸汽养护,如图,3-3,所示,。,一,、,先张法的施工设备,夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力,并将其固定在张拉台座,(,或设备,),上的临时 性锚固装置,按其用途不同可分为锚固夹具和张拉夹具。夹具进入施工现场时必须检查其出 厂质量证明书,以及其中所列的各项性能指标,并进行必要的静载试验,符合质量要求后方可 使用,。,2.1,夹具,的要求,(1).,要,具有良好的自锚性能和放张性能,。,(2).,当,夹具组件达到实际极限拉力时,其组成部件不得出现裂缝和破坏。,(3).,构造,简单,能够多次重复使用,。,2,夹具,一,、,先张法的施工设备,2.2,锚固夹具,锚固,夹具是将预应力筋临时固定在台座横梁上的,工具,。,(1),钢丝,锚固夹具。多采用钢质锥形夹具和镦头夹具,。,钢质锥形夹具多用于锚固直径为,35mm,的单根钢丝,如图,3 4,所示。镦头夹具是通 过承力板或梳筋板将经过端部热镦或冷镦的钢丝进行锚固,多用于预应力钢丝固定端的锚固,如图,3-5,所示。,一,、,先张法的施工设备,2.2,锚固夹具,(2),钢筋,锚固夹具。钢筋锚固常用圆套筒两片式或三片式夹具,由套筒和夹片组成,如图,3-6,所示。其型号有,YJ12,、,YJ14;,用,YC-18,型千斤顶张拉时,适用于锚固直径为,12mm,、,14mm,的单根冷拉,HRB335,、,HRB400,、,RRB400,级钢筋。,一,、,先张法的施工设备,2.3,张拉,夹具,张拉,夹具是夹持住预应力筋后,将其与张拉机械连接起来并进行预应力筋张拉的机具。 常用的张拉夹具有钳式夹具、偏心式夹具和楔形夹具等,如图,3-7,所示,适用于张拉钢丝和直 径,16mm,以下的钢筋。,一,、,先张法的施工设备,张拉设备就是施加预应力值所用的设备,通过设备工作张拉产生预应力相关的数值。张 拉设备要求工作可靠,能可靠控制应力,能以稳定的速率加大拉力,。,3,张拉设备,3.1,卷扬机,在,长线台座上张拉预应力筋时,由于张拉行程大,多采用卷扬机张拉、用杠杆或弹簧测力 装置配合完成。这种张拉机在对单根小直径钢筋或钢丝应用较为广泛。弹簧测力时,宜设行 程开关,在使张拉到规定的应力时,能自行停机,如图,3-8,所示,。,一,、,先张法的施工设备,3,张拉设备,3.2,电动螺杆张拉机,电动螺杆,张拉机由螺杆、电动机、变速箱、测力计及顶杆等,组成。,张拉时,顶杆支于台座横梁上,用张拉夹具夹紧钢筋后,开动电动机,由皮带、齿轮传动系统使螺杆作直线运动,从而张拉钢筋,。,这种,设备具有构造简单、操作灵活、移动方便、速度快、运行稳定、张拉行程大等特点,多用于张拉单根预应力钢丝。,一,、,先张法的施工设备,3.3,油压千斤顶,油压,千斤顶可用于张拉单根或成组的预应力筋,也可用于钢绞线或钢丝束的张拉,张拉过 程可直接从油压表读取张拉力值。图,3-10,为油压,千斤顶,成组张拉装置。选择张拉设备时,为了保证设备、人身安全和张拉力准确,张拉设备的张拉力应不小于 预应力筋张拉力的,1.5,倍,;,张拉设备的张拉行程应不小于预应力筋张拉伸长值的,1.1 1.3,倍,。,二、,先张法施工工艺,先张法预应力混凝土构件在台座上生产时,其工艺流程一般如图,3-11,所示,。,预应力,混凝土先张法施工工艺的特点,是：预应力筋,在浇筑混凝土前张拉,预应力的传递,依靠,预应力筋与混凝土之间的黏结力,为获良好,质量的构件,生产,过程中,除确保混 凝土质量以外,还必须确保预应力筋与混凝土之间的良好,黏结 。,二、先张法施工工艺,1.1,钢筋的接长与冷拉,(1),钢丝,的接长,:,一般用钢丝拼接器用,2022,号铁丝密排绑扎。绑扎长度的规定,:,冷拔 低碳钢丝不得小于,40,倍钢丝直径,;,高强度钢丝不得小于,80,倍钢丝直径。,(2),预应力,钢筋的接长与冷拉,:,预应力钢筋一般采用冷拉,HRB335,、,HRB400,和,RRB400,热轧钢筋。预应力钢筋的接长及预应力钢筋与螺丝端杆的连接,宜采用对焊连接,且应先焊接 后冷拉,以免焊接而降低冷拉后的强度。预应力钢筋的制作,一般有对焊和冷拉两道工序。 预应力钢筋铺设时,钢筋与钢筋、钢筋与螺丝端杆的连接可采用套筒双拼式,连接。,1,张拉前的准备工作,二、先张法施工工艺,1.,钢筋,(,丝,),的镦头,预应力筋,(,丝,),固定端采用镦头夹具锚固时,钢筋,(,丝,),端头要镦粗形成镦粗头。镦头一 般有热镦和冷镦两种工艺,。,1.3,张拉,机具设备及仪表定期维护和校验,张拉,设备应配套校验,以确定张拉力与仪表读数的关系曲线,保证张拉力的准确,每半年 校验一次,。,1.4,预应力筋,(,丝,),的铺设,长线台座,面,(,或胎模,),在铺放钢丝前,应清扫并涂刷隔离剂,。待,其干燥后,铺设预应力筋,一端用夹具锚固在 台座横梁的定位承力板上,另一端卡在台座张拉端的承力板上待张拉,。,二、先张法施工工艺,混凝土的收缩,是水泥浆在硬化过程中脱水密结和形成的毛细孔压缩的结果。,混凝土的,徐变,是荷载长期作用下混凝土的塑性变形,因水泥石内凝胶体的存在而产生。为了减少混凝土 的收缩和徐变引起的预应力损失,在确定混凝土配合比时,应优先选用干缩性小的水泥,采用 低水灰比,控制水泥用量,对骨料采取良好的级配等技术措施。,预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工作完成后,应立即浇筑混凝土,每条生 产线应一次连续浇筑完成,不允许留设施工缝。采用机械振捣密实时,要避免碰撞钢丝。,混凝土,未达到一定强度前,不允许碰撞或踩踏钢丝。,2,混凝土的浇筑与养护,二、先张法施工工艺,预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护,自然养护不得少于,14d,。干硬性混凝土浇筑 完毕后,应立即覆盖进行养护。以机组流水法或传送带法用钢模制作预应力构件,湿热养护时钢模与预应力筋同 步伸缩,故不引起温差预应力损失。,2,混凝土的浇筑与养护,二、先张法施工工艺,3.1,放张要求,放,张预应力筋时,混凝土必须达到设计要求的强度,;,如设计无要求时,应不得低于混 凝土强度标准值的,75%,。同时,应保证预应力筋与混凝土之间具有足够的黏结力。对于 重叠生产的构件,要求最上一层构件的混凝土强度不低于设计强度标准值的,75%,时方可 进行预应力筋的放张。过早放张预应力筋会引起较大的预应力损失或产生预应力筋滑 动。预应力混凝土构件在预应力筋放张前要对混凝土试块进行试压,以确定混凝土的实 际强度。,3,预应力筋的放张,二、先张法施工工艺,3.2,放张方法与,顺序,预应力筋放张应根据配筋情况和数量,选用正确的方法和顺序,否则会引起构件翘曲、开 裂和断筋等,现象。,(1,),放张,方法：放,张前,应拆除侧模,使放张时构件能自由压缩,否则将损坏模板或使构件 开裂。预应力筋的放张工作,应缓慢进行,防治冲击。,.,对于预应力钢丝混凝土构件,分两种情况放法,:,配筋不多的预应力钢丝放张采用剪切、 割断和熔断的方法自中间向两侧逐根进行,以减少回弹量,利于脱模。配筋较多的预应力,钢丝放,张采用同时放张的方法,以防止最后的预应力钢丝因应力突然增大而断裂或使构件端部 开裂。,二、先张法施工工艺,3.2,放张方法与,顺序, 对于预应力钢筋混凝土构件,放张应缓慢进行。放张单根预应力筋,一般采用千斤顶放张,如图,3-12(a,),所示。配筋较多的预应力钢筋,所 有钢筋应同时放张,可采用楔块,图,3-12(c,),或砂箱,图,3-12(b,),等装置进行缓慢放张,。, 采用湿热养护的预应力混凝土构件,宜热态放张预应力筋,而不宜降温后再放张。,二、先张法施工工艺,3.2,放张方法与,顺序,(2,),放张,顺序：预应力筋,的放张顺序,应符合设计要求。如设计无要求时,应满足,下列规定,:,对承受轴心预压力的构件,(,如压杆、桩等,),所有预应力筋应同时放张。,对承受偏心预压力的构件,(,如吊车梁,),先同时放张预压力较小区域的预应力筋,再同 时放张预压力较大区域的预应力筋,。, 如不能按以上规定放张时,应分阶段、对称、相互交错地放张,以防止在放张过程中构 件发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。, 长线,台座生产的钢弦构件,剪断钢丝宜从台座中部开始,;,叠,层生产的预应力构件,宜按自上而下的顺序进行放松,;,板,类构件放松时,从两边逐渐向中心进行。,二、先张法施工工艺,4.1,张拉控制应力的,确定,张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力,应按设计规定采用。控制,应力的,数值直接影响预应力的效果,。张,拉应力可按,设计值,提高,3%5%,但其最大张拉控制应力不得超过表,3-1,的规定。,4,预应力筋的张拉,二、先张法施工工艺,2,张拉程序,预应力筋,的张拉程序有超张拉和一次张拉两种。为了弥补预应力筋的松弛损失,一般采用超张拉程序的方法张拉预应力筋,可按下列两种张拉程序之一进行张拉。,4,预应力筋的张拉,其中,con,为张拉控制应力,一般由设计而定,。,为了减少应力松弛,损失,预应力钢筋宜,采用前者。预应力,钢丝张拉工作量大时,宜,采用后者，即一,次,张拉程序。,二、先张法施工工艺,4.3,预应力筋,的,校核,预应力筋张拉后,一般应校核其伸长值。其实际伸长值与理论伸长值的偏差应在规范,允许,范围,6%,内。,若超过,应暂停张拉,查明原因并采 取措施予以调整后,方可继续张拉。 预应力筋的理论伸长值, L,按下式计算,:,预应力筋的实际伸长值,宜在初应力约为,10%,时测量，但必须加上初应力以下,的推算,伸长值。对于后张法,尚应扣除,混凝土构件,在张拉过程中的弹性压缩值。,二、先张法施工工艺,4.3,预应力筋,的,校核,预应力筋初应力以下的推算伸长值,L,2,可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关 系,用计算法确定。,计算,法是根据张拉时预应力筋应力与伸长值的关系来推算。如某预应力筋张拉应力从,0.3,con,增加到,0.4,con,若,初应力确定为,10%,con,则其,L,为,4mm,先张法,预应力筋张拉后与设计位置的偏差不得大于,5mm,且不得大于构件截面最短,边长,的,4%,。当同时张拉多根预应力筋时,应预先调整初应力,使各根预应力筋均匀一致。,对于,长线台座生产,构件的预应力筋为钢丝时,一般常用弹簧测力计直接测定钢丝的张拉力,伸长值可不作校核,钢丝张拉锚固后,应采用钢丝测力仪检查钢丝的预应力值。,二、先张法施工工艺,4.4,张拉方法与,要求,预应力筋的张拉可采用单根张拉或多根同时张拉,当预应力筋数量不多,张拉设备拉力有 限时常采用单根张拉。当预应力筋数量较多且密集布筋,张拉设备拉力较大时,则可采用多根 同时张拉。在确定预应力筋张拉顺序时,应考虑尽可能减少台座的倾覆力矩和偏心力,先张拉 靠近台座截面重心处的,预应力筋。,多,根预应力筋同时张拉时,应预先调整初应力,使其相互之间的应力一致,。,施工中应注意安全。张拉时,正对钢筋两端禁止站人。敲击锚具的锥塞或楔块时,不应用 力过猛,以免损伤预应力筋而断裂伤人,但又要锚固可靠。冬期张拉预应力筋时,其温度不宜 低于,-15,且应考虑预应力筋容易脆断的危险,。,任务二,后张法,施工,了解预应力砼的特点和工作原理,;,了解张拉程序、张拉力控制和放张方法,;,了解先、后张法 的施工工艺、锚夹具类型及张拉设备。,学习目标,预应力筋、锚具和张拉设备,后张法施工工艺,任务描述,一、预应力筋、锚具和张拉设备,后张法是先制作混凝土构件,在放置预应力筋的部位预先留有孔道,待构件混凝土达到规 定强度后,将预应力筋穿入孔道内,用张拉机具夹持预应力筋将其张拉至设计规定的控制应 力,然后借助锚具将预应力筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆,(,亦有不灌浆者,),预应力筋 的张拉力主要通过锚具传递给混凝土构件,使混凝土产生预压应力,。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,后张法的特点如下,:,(1,),预应力筋在构件上张拉,不需台座,不受场地限制,张拉力可达几百吨,所以,后张法 适用于大型预应力混凝土构件制作,它既适用于预制构件生产,也适用于现场施工大型预应力 构件,而且后张法又是预制构件拼装的手段。,(2,),锚具为工作锚。预应力筋用锚具固定在构件上,不仅在张拉过程中起作用,而且在工 作过程中也起作用,永远停留在构件上,成为构件的一部分。,(3,),预应力传递靠锚具,。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,在后张法中,预应力筋、锚具和张拉设备是配套使用的。目前,后张法中常用的预应力筋 主要有单根粗钢筋、钢筋束,(,或钢绞线束,),和钢丝束三类,;,张拉设备多采用液压千斤顶,;,锚具,需具有,可靠的锚固能力,按其锚固性能分为两类,:,类,锚具,:,适用于承受动、静荷载的预应力混凝土结构,。,类锚具,:,仅适用于有黏结预应力混凝土结构,且锚具处于预应力变化不大的部位。,、,类锚具的静载锚固性能,由预应力锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数,a,和达到,实测极限拉力时的总,应变,apu,确定。其值应符合表,3-2,规定。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,类锚具组装,件,，,除,必须满足静载锚固性能,外，尚,须满足循环次数为,200,万次的疲劳,性能试验,。如用在抗震结构中,还应满足循环次数为,50,次的周期荷载试验。 除上述者外,锚具尚应具有下列性能,:,(1),在,预应力锚具组装件达到实际破断拉力时,全部零件均不得出现裂缝和破坏,(,设计规 定者除外,),。,(2),除,能满足分级张拉和补张拉外,宜具有能放松预应力筋的性能。,(3),锚具,或其附件上宜设置灌浆孔,灌浆孔应有足够的截面面积,以保证浆液畅通。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,1.1,锚具,锚具是预应力张拉和永久固定在预应力混凝土构件上传递预应力的工具,应该锚固可靠,使用方便、有足够的强度和刚度。根据构件的长度和张拉工艺的要求,单根预应力钢筋可在,一端,或两端张拉。一般张拉端均采用螺丝端杆锚具,;,而固定端除了采用螺丝端杆锚具外,还可采 用帮条锚具或镦头锚具。,1,单根粗钢筋,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(1),螺丝,端杆锚具。螺丝端杆锚具适用于锚固直径不,大于,36mm,的冷拉,HRB335,级与,HRB400,级钢筋。它是由螺丝端杆、螺母和垫板组成,如图,3-14,所示。螺丝端杆采用,45,号 钢制作,螺母和垫板采用,3,号钢制作。螺丝端杆与预应力钢筋的焊接应在预应力钢筋冷拉前进行。螺丝端杆与预应力筋焊接 后,同张拉机械相连进行张拉,最后上紧螺母即完成对预应力钢筋的锚固。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(2,),帮条锚具。帮条锚具适用于冷拉,HRB335,级与,HRB400,级钢筋及冷拉,5,号钢钢筋,主要用于固定。它是由帮条和衬板组成,见图,3-15,。帮条采用与预应力筋同级别的钢筋,衬板,采用普通低碳钢钢板,。帮,条的焊接可在预应力筋冷拉前 或冷拉后进行。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(3,),镦头锚具。镦头锚具由镦头和垫板组成。镦头一般是直接在预应力筋端部热镦、冷镦或锻打成型,垫板采用,3,号钢制作。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,1.2,张拉,设备,单根,粗钢筋的张拉设备一般有,YL-60,型拉杆式千斤顶,YC-60,型、,YC-20,型、,YC-18,型穿心式千斤顶,。拉杆,式千斤顶由主油缸,、主,缸活塞、回油缸、回油活塞、连接器、传力架、活塞拉杆等组成。张拉前,先将连接器旋在,预应力,筋的螺丝端杆上,相互连接牢固,;,千斤顶由传力,架,支承在,构件,端部的钢板,上,。张拉时,高压 油进入主油缸,推动主缸活塞及拉杆,通过连接器和螺丝端杆,预应力筋被拉伸。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,1.3,预应力筋的制作,单根,粗钢筋预应力筋的制作,包括配料、对焊、冷拉等工序。预应力筋的下料长度应计算 确定,计算时要考虑锚具种类、对焊接头或镦粗头的压缩量、张拉伸长值、冷拉的冷拉率和弹性 回缩率、构件长度等因素。,(1,),当构件两端均采用螺丝端杆锚具张拉预应力筋时,(,图,3-18,),预应力,(,不包括螺丝端杆,),冷拉前的下料,长度,L,:,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(2,),当采用一端张拉时,固定端可采用帮条锚具或 镦头锚具,(,图,3 19),预应力筋下料长度为,:,预应力筋,(,不包括螺丝端杆,),冷拉前的下料,长度,L:,一、预应力筋、锚具和张拉设备,2.1,锚具及张拉,设备,(1)JM12,型锚具。,JM12,型锚具是一种利用楔块原理锚固多根预应力筋的锚具,它既可 作为张拉端的锚具,亦可作为固定端的锚具,或作为重复使用的工具锚,。,JM12,型锚具由锚环和夹片组成。,JM12,型锚具性能好,锚固,2,预应力钢筋束和钢绞线束,时钢筋束或钢绞线束被单根 夹紧,不受直径误差的影响,且预应力筋是在呈直线状态下被张拉和锚固,受力性能好。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,JM12,型锚具宜选用相应的,YC-60,型穿心式千斤顶张拉预应力筋。,YC-60,型穿心式,千斤顶,的构造如图,3-21,所示。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(2)KT-Z,型锚具。,KT-Z,型锚具为可锻铸铁锥形锚具,由锚塞和锚环组成。其构造如图,3-22,所示。,KT-Z,型锚具可用于锚固,36,根,12,钢筋束或钢绞线束。该锚具为半埋式,使 用时先将锚环小头嵌入承压钢板中,并用断续焊缝焊牢,然后共同预埋在构件端部。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,KT-Z,型锚具用于螺纹钢筋束时,宜用锥锚式双作用千斤顶张拉,(,见图,3-23,);,用于钢绞 线束,则宜用,YC-60,型双作用千斤顶张拉。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(3)XM,型锚具。,XM,型锚具由锚板与三片夹片组成,如图,3 24,所示。它既适用于锚 固钢绞线束,又适用于锚固钢丝束,;,既可锚固单根预应力筋,又可锚固多根预应力筋。当用 于锚固多根预应力筋时,既可单根张拉、逐根锚固,又可成组张拉,成组锚固。另外它还既 可用作工作锚具,又可用作工具锚具。近年来随着预应力混凝土结构和无黏结预应力结构 的发展,XM,型锚具已得到广泛应用。实践证明,XM,型锚具具有通用性强、性能可靠、施工 方便、便于高空作业的特点。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,2.2,钢筋束和钢绞线束的制作,钢筋束和钢绞线束一般成盘状供应,长度较长,不需要对焊接长。其制作工序,是,：,开盘, 下料编束。下料时,宜采用切断机或砂轮锯切机,不得采用电弧切割。钢绞线在切断前,在切口,两侧各,50mm,处,应用铅丝绑扎,以免钢绞线松散。编束是将钢绞线理顺后,用铅丝每,隔,1.0m,左右绑扎成束,在穿筋时应注意防止扭结。 钢筋束和钢绞线束的下料,长度,L,可,按下式计算,:,一、预应力筋、锚具和张拉设备,3.1,锚具,(1,),钢质锥形锚具。由锚环和锚塞,(,图,3 25),组成。锚塞表面刻有细齿槽,以防止被夹 紧的预应力钢丝滑动。锚固时,将锚塞塞入锚环,顶紧,钢丝就夹紧在锚塞周围,锚塞上刻 有细齿槽,夹紧钢丝后,可以防止滑动。钢质锥形锚具用于锚固以锥锚式双作用千斤顶张 拉的钢丝束,适用于锚固,6,、,12,、,18,或,24,根直径,5mm,的钢丝束。,3,钢丝束,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(2,),钢丝束镦头锚具。用于锚固,1254,根,5,碳素钢丝的钢丝束。分为张拉端使用的,DM5A,型和固定端使用的,DM5B,型。,DM5A,型由锚环和螺母组成,DM5B,型仅有一块锚板,(,图,3 26),。墩头锚具的滑移值不应大于,1mm,其镦头强度,不得低于钢丝规定抗拉强度 的,98%,。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(3),锥形,螺杆锚具。用于锚固,14,、,16,、,20,、,24,或,28,根直径为,5mm,的碳素钢丝。锥形螺杆 锚具由锥形螺杆、套筒、螺帽和垫板组成,(,图,3 27),。锥形螺杆采用,45,号钢制作,调质热处理 后进行精加工,最后对锥形螺杆的锥头,70,毫米范围内的螺纹进行表面高频或盐液淬火热处 理。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,锥形螺杆锚具与,YL 60,、,YL 90,拉杆式千斤顶配套使用,YC 60,、,YC 90,穿心式千斤 顶亦可应用。与拉杆式千斤顶共同使用时的安装方法如图,3 28,所示。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,3.2,张拉设备,钢,质锥形锚具,用锥锚式双作用千斤顶进行张拉。镦头锚具用,YC-60,千斤顶,(,穿心式,千斤顶,),或拉杆式千斤顶张拉。大跨度结构、长钢丝束等引伸量大者,用穿心式千斤顶为宜。锥 形螺杆锚具宜用拉杆式千斤顶或穿心式千斤顶张拉,。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(1,),拉杆式,千斤顶,拉杆,式千斤顶适用于张拉以螺丝端杆锚具为张拉锚具的粗钢筋,张 拉以锥形螺杆锚杆为张拉锚具的钢丝束,张拉以,DM5A,型镦头锚具为张拉锚具的钢丝束。,拉杆,式千斤顶的构造及工作过程见图,3-29,。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(2,),锥锚式,双作用千斤顶,锥,锚式双作用千斤顶适用于张拉以,KT-Z,型锚具为张拉锚 具的钢筋束和钢绞线束,张拉以钢质锥形锚具为张拉锚具的钢丝束。锥锚式双作用千斤顶构 造如图,3 30,所示。其张拉油缸用于张拉预应力筋,顶压油缸用以顶压锥塞。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,(3,),穿心式,千斤顶,YC-60,型穿心式千斤顶适用于张拉各种型式的预应力筋,是目前,我国,预应力混凝土构件施工中应用最为广泛的张拉机械。穿心式千斤顶的特点是,:,千斤顶中心有穿通的孔道,以便预应力筋或拉杆穿过后用工具锚 临时固定在千斤顶的顶部进行张拉。,YC-60,型穿心式千斤顶的构造及工作过程如图,3-31,所示,沿千斤顶纵轴线有一直穿心通道,供穿过预应力筋用,。,一、预应力筋、锚具和张拉设备,3.2,钢丝束的制作,钢丝束的制作,随锚具形式的不同制作方式也有差异,一般包括调直、下料、编束和安装锚 具等工序。用钢质锥形锚具锚固的钢丝束,其制作和下料长度计算基本上同钢筋束。,为,防止钢丝扭结,必须进行编束。在平整场地上先把钢丝 理顺平放,然后在其全长中每隔,1m,左右用,22,号铅丝编成帘子状,(,图,3-32,),再每隔,1m,放一个按端杆直径制成的螺丝衬圈,并将编好的钢丝帘绕衬圈围成圆束绑扎牢固。,二,、,后张法施工工艺,后张法施工步骤是先制作混凝土构件,预留孔道,;,待构件混凝土达到规定强度后,在孔道 内穿放预应力筋,张拉并锚固,;,最后孔道灌浆。图,3 33,是后张法施工的工艺流程图。下面主 要介绍孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分内容。,二,、,后张法施工工艺,1.1,孔道,留设的基本要求,(1),孔道直径应保证预应力筋,(,束,),能顺利穿过。,(2,),孔道应按设计要求的位置、尺寸埋设准确、牢固,浇筑混凝土时不应出现移位和变形。,(3,),在设计规定位置上留设灌浆孔和排气孔。,(4,),在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管,必要时可在最低点设置排水管。,(5,),灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通,。,1,孔道,留设,二,、,后张法施工工艺,1.2,孔道留设的方法,(1,),钢管抽芯法,:,预先将钢管埋设在模板内孔道位置处,在混凝土浇筑过程中和浇筑之后,每间隔一定时间 慢慢转动钢管,使之不与混凝土黏结,待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管,即形成孔道。该法,只可,留设直线孔道。 钢管要平直,表面要光滑,安放位置要准确,。,二,、,后张法施工工艺,(2,),胶管抽芯法,:,胶,管有五层或七层夹布胶管和钢丝网胶管两种。前者质软,用间距不大于,0.5m,的,钢筋井字,架固定位置,浇筑混凝土前,胶管内充入压力为,0.60.8N/mm2,的压缩空气或压力水,此时胶管直径增大,3mm,左右,待浇筑的混凝土初凝后,放出压缩空气或压力水,管径缩小而 与混凝土脱离,便于抽出。后者质硬,具有一定弹性,留孔方法与钢管一样,只是浇筑混凝土后 不需转动,由于其有一定弹性,抽管时在拉力作用下断面缩小易于拔出。,胶,管抽芯法施工省去了转管工序,又由于胶管便于 弯曲,所以胶管抽芯法既适用于直线孔道留没,也适用于曲线孔道留设。 胶管抽芯法的灌浆孔和排气孔的留设方法同钢管抽芯法,。,二,、,后张法施工工艺,(3,),预埋管法,:,预,埋管法是用间距不大于,0.8m,的钢筋井字架将黑铁皮管、薄钢管或金属螺旋管固定在 设计位置上,在混凝土构件中埋管成型的一种施工方法,无需抽管。预埋管法因省去抽管工 序,且孔道留设的位置、形状也易保证,故目前应用较为普遍。,预,埋管法适用于预应力筋密集或曲线预应力筋的孔道埋设,但电热后张法施工中,不得采 用波纹管或其他金属管埋设的管道。,对螺旋管的基本要求,:,一是在外荷载的作用下,有抵抗变形的能力,;,二是在浇筑混凝土过 程中,水泥浆不得渗入管内。,二,、,后张法施工工艺,(3,),预埋管法,:,灌浆孔与螺旋管的连接,见图,3-35,。其做法是在螺旋管上开洞,其上覆盖海绵垫片与带嘴的塑料弧形压板,并用铁丝扎牢,再用增强塑料管插在嘴上,并将其引出梁顶面,400 500mm,。灌浆孔间距不宜大于,30m,曲线孔道的曲线波峰位置,宜设置泌水管。 在混凝土浇筑过程中,为了防止螺旋管偶尔漏浆引起孔道堵塞,应采用通孔器通孔。通孔 器由长,6080mm,的圆钢制成,其直径小于孔径,10mm,用尼龙绳牵引。,二,、,后张法施工工艺,张拉预应力筋时,构件混凝土的强度应按设计规定,如设计无规定则不宜低于混凝土标准 强度的,75%,。用块体拼装的预应力构件,其拼装立缝处混凝土或砂浆的强度,如设计无规定 时,不应低于块体混凝土标准强度的,40%,且不得低于,15N/mm2,。,1.1,张拉控制应力,后张法,施工张拉控制应力应符合设计规定。在施工中需要对预应力筋进行超张拉时,可 比设计要求提高,5%,但其最大张拉控制应力不得超过表,4 1,的规定。 后张法施工的张拉程序、预应力筋张拉力计算及伸长值验算与先张法相同。,2,预应力筋张拉,二,、,后张法施工工艺,1.2,张拉,方法,为,减少预应力筋与预留孔孔壁摩擦而引起的应力损失,预应力筋张拉端的设置应符合设 计要求。当无设计规定时,应符合下列规定,:,(1,),抽芯成形孔道。曲线形预应力筋和长度大于,24m,的直线预应力筋,应采用两端张 拉,;,长度等于或小于,24m,的直线预应力筋,可一端张拉。,(2,),预埋管孔道。曲线形预应力筋和长度大于,30m,的直线预应力筋宜在两端张拉,;,长度 等于或小于,30m,直线预应力筋,可在一端张拉。,二,、,后张法施工工艺,1.3,孔道,灌浆,预应力筋张拉锚固后,应随即进行孔道灌浆,以防止预应力筋锈蚀,增加结构的抗裂性、耐 久性和整体性。,灌浆宜用强度等级不低于,32.5,级的普通硅酸盐水泥调制的水泥浆,对空隙大的孔道,水 泥浆中可掺适量的细砂,但水泥浆和水泥砂浆的强度不宜低于,20N/mm2,且应有较大的流动 性和较小的干缩性、泌水性,(,搅拌后,3h,的泌水率宜控制在,2%),。水灰比一般为,0.400.45,。 为使孔道灌浆饱满,可在灰浆中掺入,0.050.1,的铝粉或,0.25%,的木质素磺酸钙。,灌浆顺序应先下后上。曲线孔道灌浆宜由最低点注入水泥浆,至最高点排气孔排尽空气 并溢出浓浆为止。,任务三,无黏结,预应力,混凝土,施工,了解无粘结预应力筋的施工工艺,;,熟悉预应力工程质量 检验和质量控制的主要方法。,学习目标,无黏结预应力束的,制作,无,黏结预应力施工工艺,任务描述,一,、,无黏结预应力束的制作,无黏结预应力,是近年来发展的一项新技术,它是后张法预应力混凝土的发展。其施工方 法是,:,在预应力筋表面刷涂料并包塑料布,(,管,),后,如同普通钢筋一样先铺设在构件模板内,然 后浇筑混凝土,待构件混凝土达到设计要求强度后,进行预应力筋张拉锚固。这种预应力工艺 的优点是不需要预留孔道和灌浆,施工简单,张拉时摩阻力较小,预应力筋易弯成曲线形状,适 用于曲线配筋的结构。在双向连续平板和密肋板中应用无黏结预应力比较经济合理,在多跨 连续梁中也很有发展前途。,一,、,无黏结预应力束的制作,1.1,预应力筋,一般,选 用,7,根,s,5,高强钢丝组成的钢丝束,也可选用,7,根,s,4,或,s,5,的钢绞线。,1.2,涂料,层,需,长期保护预应力筋不受腐蚀,还应符合下列要求,:,(1,),温度在,-20+70,范围内不流淌、不裂缝、不变脆,并有一定韧性。,(2,),使用期内化学稳定性高。,(3,),对周围材料无侵蚀作用,。,(4,),不透水、不吸湿。,(5,),防腐性能好。,(6,),润滑性能好,摩擦阻力小。,根据,上述要求,目前一般选用,1,号或,2,号建筑油脂作为无黏结预应力束的表面涂料。,1,无黏结预应力束的组成,一,、,无黏结预应力束的制作,1.3,外,包层,外包层,的包裹物必须具有一定的抗拉强度、防渗漏性能,同时还需,符合：,(1,),在使用温度范围内,(-20+70),低温不脆化,高温化学性能稳定。,(2,),具有足够的韧性、抗磨性。,(3,),对周围材料无侵蚀作用。,(4,),保证预应力筋在运输、储存、铺设和浇筑混凝土过程中不发生不可修复的破坏。,一般,常用的包裹物有塑料布、塑料薄膜或牛皮纸,其中塑料布或塑料薄膜防水性能、抗拉 强度和延伸率较好。此外,还可选用聚氯乙烯、高压聚乙烯、低压聚乙烯和聚丙烯等挤压成型 作为预应力筋的涂层外包层。,1,无黏结预应力束的组成,一,、,无黏结预应力束的制作,1.4,锚具,无,黏结预应力构件中,锚具是把预应力束的张拉力传递给混凝土的工具,外荷载引起的预 应力束内力的变化全部由锚具承担。因此,无黏结,预应力束的锚具不仅受力比有黏结预应力 筋的锚具大,而且承受的是重复荷载。因而,1,无黏结预应力束的组成,无黏结预应力束的锚具应有更高的要求。,我国,主要采用高强钢丝和钢绞线作为无黏结预应力束。高强钢丝预应力束主要用,镦头锚具,钢绞线预应力束则可采用,XM,型锚具。,一,、,无黏结预应力束的制作,无黏结预应力束的制作一般有缠纸工艺和挤压涂层工艺两种。,2.1,缠,纸工艺,是,在缠纸机上连续作业,完成编束、涂油、镦头、缠塑料布和切断等工序。,2.2,挤压,涂层工艺,主要,是钢丝通过涂油装置涂油,涂油钢丝束通过塑料挤压机涂刷塑料薄膜,再经冷却筒槽 成型塑料套管。这种无黏结束挤压涂层工艺与电线、电缆包裹塑料套管的工艺相似,并具有效 率高、质量好、设备性能稳定的特点。,2,无黏结预应力束的制作,二、,无黏结预应力施工工艺,无黏结预应力束在铺设前应检查其外包层的完好程度,对轻微破损者,可塑料带补包好,;,对破损严重的应予以报废。,无,黏结预应力束在平板结构中多为双向曲线配置,因此其铺设顺序很重要。一般是根据 双向钢丝束交点的标高差,绘制钢丝束的铺设顺序图,钢丝束波峰低的底层钢丝束先行铺设,然后依次铺设波峰高的上层钢丝束钢丝束铺设波峰 的形成是用钢筋制成的“马凳”来架设,马凳间距不宜大于,2m,。一般施工顺序是依次放置钢 筋马凳,然后按顺序铺设钢丝束,钢丝束就位后,进行调整波峰高度及其水平位置,经检查无误 后,用铅丝将无黏结预应力束与非预应力钢筋绑扎,牢固。,1,无黏结预应力束的铺设,二、,无黏结预应力施工工艺,无黏结预应力束的张拉与普通后张法带有螺丝端杆锚具的有黏结预应力钢丝束张拉方法 相似。,无,黏结预应力束一般为曲线配筋,故应采用两端同时张拉。,张拉程序,一般采用,0103%,con,。预应力束的张拉伸长值应符合设计要求。,张拉,顺序应根据其铺设顺序,先铺设的先张拉,后铺设的后张拉。,无黏结预应力束一般长度大,有时又呈曲线形布置,如何减少其摩阻损失值是一个重要,问题,。影响摩阻损失值的主要因素是润滑介质、包裹物和预应力束截面形式。摩阻损失值,可用 标准测力计或传感器等测力装置进行测定。施工时,为降低摩阻损失值,宜采用多次重复,张拉工艺。,2,无黏结预应力束的张拉,二、,无黏结预应力施工工艺,无黏结预应力束锚头端部处理,目前常采用两种方法,:,一种方法是在孔道中注入油脂并加 以封闭,如图,3 36,所示,;,另一种方法是在两端留设的孔道内注入环氧树脂水泥砂浆,其抗压 强度不低于,35MPa,。灌浆时将锚头封闭,防止预应力筋锈蚀,也起一定的锚固作用。,3,锚头端部处理,任务四,电热法施工,了解电热法施工的原理、特点和工作流程。,学习目标,对,预应力钢筋通以低 电压的强电流,使钢筋发热伸长,待其伸长至预定长度后,随即进行锚固并切断电源,断电后钢 筋降温而冷却回缩,使混凝土建立预压应力。,任务描述,电热法施工,电热法是利用钢筋热胀冷缩原理来张拉预应力筋的一种施工方法。对预应力钢筋通以低 电压的强电流,使钢筋发热伸长,待其伸长至预定长度后,随即进行锚固并切断电源,断电后钢 筋降温而冷却回缩,使混凝土建立预压应力,。,电热法适用于冷拉,HRB335,、,HRB400,、,RRB400,钢筋或钢丝配筋的先张法、后张法和模外 张拉构件。,其,特点是操作简便,劳动强度低,设备简单,效率高,可避免摩擦损失,张拉曲线形钢筋或 高空进行张拉更有其优越性。,电热法施工,电热设备选择,(,电热变压器功率、导线截面和夹具型式,),导线的选择,:,电源到变压器的一次导线,普通绝缘硬铜线,;,变压器与预应力钢筋连接的二 次导线,绝缘软铜丝绞线。,夹具,的选择,:,一般采用螺丝端杆,、镦头锚,具和帮条锚具,并配合,U,型钢板。,谢谢,THANK YOU,！,