5预应力砼工程

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章,预,预,应,应力混凝,土,土工程,概述,先张拉法,施,施工,后张拉法,施,施工,电热张拉,法,法施工,第一节,概,概,述,述,一、预应,力,力混凝土,的,的特点和,应,应用,1.特点：,普,普,通,通砼构件,当,当裂缝宽,度,度限制在0.20.3mm时受拉,钢,钢筋的应,力,力也只能,达,达到150250 N/mm,2,，不能充,分,分发挥钢,筋,筋作用。,通,通过对钢,筋,筋进行张,拉,拉 、锚,固,固（放松,）,），使砼,获,获得预压,应,应力。当,构,构件受力,时,时，首先,与,与压缩变,形,形抵消，,然,然后才被,拉,拉伸，这就延缓了裂,缝,缝的出现,和,和开展。,提,提高了构,件,件的刚度,、,、抗裂性,和,和耐久性。,2.应用：,单,单,厂,厂的预制,构,构件、多,层,层厂房、,高,高层建筑,、,、大型桥,梁,梁、核电,站,站、电视,塔,塔和大跨,度,度薄壁结,构,构等。,二、预应力筋,的,的种类,1.冷拔低碳,钢,钢丝：一般直,径,径35mm，适,用,用于小型,构,构件的预,应,应力筋。,2.冷拉钢筋：可直接,做,做预应力,钢,钢筋。,3.碳素钢丝：钢丝直,径,径一般为38mm，最大12mm,；,；,直,直径34mm主要用,于,于先张法,，,，直径58mm,主,主要用于,后,后张法。,4.钢绞线：一般由7根钢丝,绞,绞合而成,，,，直径一,般,般为915mm,。,。施工方,便,便但价格,较,较贵。,5.热处理钢,筋,筋：普通中,碳,碳钢经调,质,质处理制,成,成，直径612mm，屈,、,、强点1325,、,、1470M Pa。,6.精轧螺纹,钢,钢筋：接长用,连,连接器，,端,端头锚固,直,直接用螺,母,母。连接,可,可靠、施,工,工方便。,三、对混,凝,凝土的要,求,求：,预应力砼,结,结构中，,一,一般要求,砼,砼的强度,等,等级不低,于,于C30；当采用,碳,碳素钢丝,、,、钢绞线,、,、级热,处,处理钢筋,作,作预应力,筋,筋时，砼,的,的强度等,级,级不低于C40。,目,目前,一,一些重要,的,的预应力,结,结构中，,已,已开始用C50C60高,强,强砼。,预,预应,力,力砼中，,不,不宜掺用,对,对钢筋有,锈,锈蚀作用,的,的氯盐。,第二节,先,先,张,张法施工,一、先张法,原,原理,1.原,理,理,（附图,）,）,2.先,张,张法施,工,工可采,用,用台座,法,法或机,组,组流水,法,法（台,模,模法）,。,。,二、先张法施工,设,设备,（一）台座台座是预应,力,力张拉时的,承,承力结构，,必,必须有足够,的,的强度、刚,度,度和稳定性,。,。台座分墩,式,式台座和槽,式,式台座。,1.墩式台座其构造如图,，,，一般用于,生,生产中小型,构,构件。台座,一,一般长度为100150m，可,一,一次生产多,根,根构件。墩,式,式台座由台,墩,墩、台面与,横,横梁等组成,。,。,（1）台墩一,般,般,由,由,现,现,浇,浇,钢,钢,筋,筋,砼,砼,构,构,成,成,。,。,台,台,墩,墩,除,除,应,应,具,具,有,有,足,足,够,够,的,的,强,强,度,度,和,和,刚,刚,度,度,外,外,，,，,还,还,应,应,进,进,行,行,抗,抗,倾,倾,覆,覆,与,与,抗,抗,滑,滑,移,移,等,等,稳,稳,定,定,性,性,验,验,算,算,。,。1,）,）,抗,抗,倾,倾,覆,覆,验,验,算,算2,）,）,抗,抗,滑,滑,移,移,验,验,算,算,（2,）,）,台,台,面,面,（3,）,）,横,横,梁,梁,：,：,按,按,承,承,受,受,均,均,布,布,荷,荷,载,载,的,的,简,简,支,支,梁,梁,计,计,算,算,。,。,2.槽,式,式,台,台,座,座由,端,端,柱,柱,、,、,传,传,力,力,柱,柱,、,、,柱,柱,垫,垫,、,、,横,横,梁,梁,和,和,台,台,面,面,组,组,成,成,。,。,设,设,计,计,时,时,也,也,应,应进,行,行,强,强,度,度,和,和,抗,抗,倾,倾,覆,覆,稳,稳,定,定,性,性,验,验,算,算。,多,多,用,用,于,于,生,生,产,产,较,较,大,大,型,型,构,构,件,件,。,。,（,二,二,）,）张,拉,拉,设,设,备,备,与,与,夹,夹,具,具,1.夹具（1,）,）墩头,式,式夹,具,具：分,单,单根,墩,墩头,夹,夹具,和,和墩,头,头梳,筋,筋板,夹,夹具,，,，适,用,用于,有,有墩,粗,粗头,的,的,、,、,、,、,级,级螺,纹,纹钢,筋,筋和,钢,钢丝,。,。,（,（2）锥销,式,式夹,具,具：适,用,用于,夹,夹持,直,直径,的,的冷,拔,拔低,碳,碳钢,丝,丝和,碳,碳素,钢,钢丝,。,。,（,（3,）,）夹片,式,式夹,具,具：分,圆,圆套,筒,筒三,片,片式,（,（,12、14,单,单根,冷,冷拉,钢,钢筋,）；,方,方套,筒,筒二,片,片式,（,（,8.2,热,热处,理,理钢,筋,筋,）；,单,单根,钢,钢绞,线,线夹,具,具（,12和,15钢,绞,绞线,）。,墩头,式,式夹,具,具,夹片,式,式夹,具,具,2.张拉,设,设备,（1,）,）钢丝,张,张拉,设,设备：1,）,）单,根,根张,拉,拉可,用,用小,型,型卷,扬,扬机,或,或电,动,动螺,杆,杆张,拉,拉机,（,（附,图,图）,，,，,用,用弹,簧,簧测,力,力计,控,控制,张,张拉,力,力。2,）,）多,根,根同,时,时张,拉,拉可,用,用台,座,座式,千,千斤,顶,顶（YT1200)。,（2）钢筋张,拉,拉设备：钢筋,张,张拉多,采,采用穿,心,心式千,斤,斤顶（YC200）,（,（附,图,图）,，,，也可,张,张拉单,根,根钢绞,线,线或小,型,型钢丝,束,束；成,组,组张拉,粗,粗钢筋,多,多用台,座,座式千,斤,斤顶。,电动螺,杆,杆张拉,机,机,三、先张法,施,施工工,艺,艺,先张法,工,工艺流,程,程：（一）预应力,筋,筋的铺,设,设（二）预应力,筋,筋张拉1.张拉方,法,法（1）单根预,应,应力筋,张,张拉1）冷,拔,拔低碳,钢,钢丝用10kN电动,卷,卷扬张,拉,拉机张,拉,拉，锥,销,销式夹,具,具锚固,。,。2）,高,高强刻,痕,痕钢丝,用,用20kN电,动,动卷扬,张,张拉机,张,张拉，,优,优质锥,销,销式夹,具,具或墩,头,头螺杆,夹,夹具锚,固,固。3）,冷,冷拉钢,筋,筋、热,处,处理钢,筋,筋和钢,绞,绞线用,穿,穿心式,千,千斤顶,张,张拉，,夹,夹片式,夹,夹具锚,固,固。,（2）多根预,应,应力筋,成,成组张,拉,拉1）用,梳,梳筋板,夹,夹具张,拉,拉2）用,多,多横梁,装,装置张,拉,拉,2.预应力,筋,筋张拉,（1）张拉控,制,制应力,1）张,拉,拉控制,应,应力的,确,确定,张拉控,制,制应力,con,设计最,大,大值,钢 种,张拉方法,先张法,后张法,碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线,0.75f,ptk,0.70f,ptk,热处理钢筋、冷拔低碳钢丝,0.70f,ptk,0.65f,ptk,冷拉钢筋,0.90f,pyk,0.85f,pyk,2）与,最,最大张,拉,拉控制,应,应力允,许,许值的,关,关系,钢 种,张拉方法,先张法,后张法,碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线,0.80f,ptk,0.75f,ptk,热处理钢筋、冷拔低碳钢丝,0.75f,ptk,0.70f,ptk,冷拉钢筋,0.95f,pyk,0.90f,pyk,（2）张拉程,序,序,1）预,应,应力钢,丝,丝采用,一,一次张,拉,拉程序,：,：0,1.03,con,锚固2）粗,钢,钢筋张,拉,拉程序,：,：01.05,con,持荷2min, ,con,锚固超张拉,的,的目的是,为,为减少,应,应力松,弛,弛损失。,成,成组张,拉,拉时应,预,预先调,整,整初应,力,力。,（3）张拉张拉力N,j,=m,con,A,p,张拉顺,序,序,（4）,预,预应力,值,值校核,预,预,应,应力钢,筋,筋的张,拉,拉力，,一,一般用,伸,伸长值,校,校核。,预,预,应,应力钢,丝,丝用钢,丝,丝内力,测,测定仪,测,测内力,校,校核。,（三）混凝土,的,的浇筑,与,与养护多层叠,浇,浇时，,下,下层构,件,件强度,达,达到810N/mm,2,后，方,可,可浇筑,上,上层构,件,件砼。,蒸,蒸,气,气养护,时,时注意,问,问题。,（四）预应力,筋,筋的放,张,张1.放张预,应,应力筋,时,时，对,砼,砼强度,的,的要求。放张时,混,混凝土,的,的强度,不,不得低,于,于设计,强,强度标,准,准值的75。2.放张顺,序,序放张顺,序,序应符,合,合设计,要,要求，,若,若无专,门,门要求,，,，应符,合,合下列,规,规定,：,（,（1,）,）对承,受,受轴心,预,预压应,力,力的构,件,件，应,同,同时放,张,张。,（,（2）对,承,承受偏,心,心预压,应,应力的,构,构件，,应,应先放,张,张预应,力,力较小,的,的预应,力,力筋。,（,（3）不,能,能按上,述,述规定,放,放张时,，,，应分,阶,阶段、,对,对称、,相,相互交,错,错地放,张,张。3.放张方法（1）预应,力,力筋为钢丝,或,或细钢筋可,用,用钢丝钳或,氧,氧炔焰切割,。,。,（,（2,）,）预应力筋,为,为数量较少,的,的粗钢筋可,用,用氧炔焰放,张,张。,（3）多根,钢,钢丝或钢筋,的,的同时放张,，,，可用千斤,顶,顶、砂箱、,楔,楔块等方法,放,放张。,4.放张的,检,检验,测,测定钢丝,的,的回缩情况,。,。,第三节,后,后张法,施,施工,一、预应力,锚,锚、夹具标,准,准及其检验,方,方法,锚具按锚固,性,性能分成两,类,类：类锚具和,类锚具。,1.静载锚固性,能,能由锚具效率,系,系数,a,和总应变,apu.tot,确定。,2.动载锚固性,能,能（1）疲劳,荷,荷载性能,（,（2）,周,周期荷载性,能,能,3.其它要,求,求,（,（1）满足,工,工艺要求,（,（2）,满,满足灌浆的,要,要求,（,（3）,连,连接器,4.锚具的,质,质量检验,二、锚具,（,（一）常,用,用锚具,适用范围,体系,名 称,预应力筋,张拉机具,螺丝端杆锚具,直径,36mm冷拉、级钢筋,YL600,螺杆式,锥形螺杆锚具,5钢丝束,YC600,精轧螺纹钢筋锚具,精轧螺纹钢筋,YC200,墩头式,钢丝束墩头锚具,5钢丝束,锥销式,钢质锥形锚具,5钢丝束,YZ380、600,KT-Z型锚具,钢筋束、钢绞线束,YC600,JM型锚具,级钢筋束、钢绞线束,YC600、1200,夹片式,XM型锚具,15,钢绞线束,YC1000、2000,QM型锚具,12、 15,钢绞线束,YCQ1000、2000、3500,单根钢绞线锚具,12、 15,钢绞线束,YC180、200,其它,帮条锚具,冷拉、级钢筋,固定端用,按使用锚具,常,常分为 ：,1.单根钢筋的,锚,锚具（1）螺丝,端,端杆锚具,由,由螺丝端杆,螺,螺母及垫板,组,组成（附图,）,） 。也可,用,用作先张法,夹,夹具。适用,于,于,1836、级,钢,钢筋。,（,（2,）,）帮条锚具,由,由衬,板,板和三根帮,条,条焊接而成,（附图）,，是单根粗,钢,钢筋非张拉,端,端用锚具。,（,（3）精,轧,轧螺纹钢筋,锚,锚具,由,由螺母和,垫,垫板组成,（附图）,，适用于锚,固,固25、32mm高,强,强精轧螺纹,钢,钢筋。,（,（4）,单,单根钢绞线,锚,锚具,由,由锚环,与,与夹片组成,（附图）,，适用于锚,固,固12和15钢绞线,。,。,2.预应力钢筋,束,束、钢绞线,束,束锚具,（1）KT-Z型锚具,由,由,锚,锚环与锚塞,组,组成（附图,）,），适用于锚,固,固36根,12的冷,拉,拉螺纹钢筋,与,与钢绞线束,。,。,（,（2）JM型锚具,由,由锚环,与,与夹片组成,（附图）,，用于锚固36根12冷拉,级,级钢筋束和,钢,钢绞线束。,（,（3,）,）XM型锚,具,具,由,由锚板和,夹,夹片组成,（附图）,，适用于锚,固,固单根至多,根,根15钢,绞,绞线束和钢,丝,丝束。,（,（4）QM型锚具,由,由锚板和夹,片,片组成，适,用,用于锚固单,根,根至多根钢,绞,绞线束。,JM锚具,3.预应力钢丝,束,束锚具（1）锥形,螺,螺杆锚具,由,由,锥,锥形螺杆、,套,套筒、螺母,、,、垫板组成,（,（附图）。适用于锚,固,固1428,s,5钢丝束。,（,（2）钢丝,束,束墩头锚具,（附图）,适用于锚固,任,任意根数,s,5钢丝束。,（,（3）,钢,钢质锥形锚,具,具,由,由锚环和锚,塞,塞组成,（附图）,。适用于锚,固,固6、12,、,、18与24 ,s,5钢丝束。,锥形螺杆锚,具,具,墩头锚具,钢质锥形锚,锚具的自锁,与,与自锚,1.锥销式,锚,锚具的自锁,与,与自锚,（,（1）锚,具,具的自锁(,不会反弹而,脱,脱出能力,),1,N,Q0,cosN,Q0,sin,以,以,1,= tg,1,代入，得：, ,1,（2）锚具,的,的自锚(,不被从夹具,中,中拉出的能,力,力,)P= ,2,N+S=,2,N+N tg ,2.夹片式,锚具的自锁,与,与自锚,3.顶压力,对,对锚具锚固,性,性能的影响,三、张拉设备,主要,根据锚具型,式,式和总张拉,力,力的大小进,行,行选择,。,常,常用的有拉,杆,杆式千斤顶,、,、穿心式千,斤,斤顶和锥锚,式,式千斤顶等,。,。,1.拉杆式,千,千斤顶(YL) （附,图,图）,2.穿心式,千,千斤顶(YC) （附,图,图）,3.锥锚式,千,千斤顶(YZ) （附,图,图）,穿心式千斤,顶,顶YC-600,四、后张法施工,原,原理和工艺,流,流程,（一）后张,法,法施工原理,（,（录像）,（二）,工艺流程,（附图）,（三）预应力筋的,制,制作,主要根据所,用,用预应力钢,材,材品种、锚,具,具形式及生,产,产工艺等确,定,定。,1.下料计算时考虑,结,结构的孔道,长,长度、锚夹,具,具厚度、千,斤,斤顶长度、,焊,焊接接头或,墩,墩头的预留,量,量、冷拉伸,长,长率、弹性,回,回缩值、张,拉,拉伸长值、,台,台座长度等,。,。,（1）单根预应力,粗,粗钢筋下料,长,长度1）预应力,筋,筋两端采用,螺,螺丝端杆锚,具,具,成,成,品,品全长L,1,=,l,+2l,2,张拉端：l,2,=2H+h+5mm,锚,锚固端,：,：l,2,=H+h+10mm,钢,钢,筋,筋部分的成,品,品长度:L,0,=L,1,-2l,1,预应力钢筋,的,的下料长度L=L,0,/(1+,-,)+n l,0,2）预应力,筋,筋一端用螺,丝,丝端杆，另,一,一端采用帮,条,条锚具,（2）预应,力,力钢丝束下,料,料长度,（3）钢筋,束,束或钢绞线,束,束的下料长,度,度,2.编束,五、后张法,施,施工工艺,后张法施工,的,的顺序,：做构件,预留孔道,穿预应力筋,预应力筋,张,张拉并锚固,孔道灌浆,。,。,（一）,孔道留设,1.钢管抽,芯,芯法2.胶,管,管抽芯法3.预,埋,埋管法,（二）预应力筋张,拉,拉,张拉时砼的,强,强度应符合,要,要求，不低,于,于设计强度,的,的75%；,块,块体拼装立,缝,缝强度的要,求,求。,1.张拉控制应,力,力2.张拉程序（1）01.05,con,持荷2min, ,con,（2）,0, ,con,（3）,0,1.03,con,3.张拉方法张拉方法有,一,一端张拉和,两,两端张拉。,对,对曲,线,线预应力筋,、,、抽芯成孔,的,的长度大于24m直线,预,预应力筋、,预,预埋波纹管,成,成孔长度大,于,于30m直,线,线预应力筋,应,应在两端张,拉,拉。,4.张拉顺序张拉顺序应,符,符合设计要,求,求，采用分,批,批、分阶段,、,、对称张拉,。,。 （1）,分,分批张拉时,应,应考虑分批,张,张拉的预应,力,力损失值。,E,C,=E,S,/E,C,(,con,-,SI,)A,P,/An,（,（2）采用,同,同一张拉值,，,，逐根复位,补,补足。,（,（3,）,）对重要结,构,构采用二次,张,张拉。,（,（4）设计,要,要求的其它,张,张拉顺序。,5.张拉伸,长,长值校核,6.张拉要,求,求,（三）孔道灌浆,1.灌浆材料要,求,求：水泥采用,不,不低于425,#,普硅水泥；,强,强度不小于20N/mm,2,；水灰比0.4左右；,可,可掺外加剂,，,，流动度为120170mm。,2.灌浆施工,六、无粘结预应,力,力混凝土,特点：施工,简,简单，摩阻,力,力小，易弯,成,成曲线，适,用,用于双向连,续,续平板、密,肋,肋板和多跨,连,连续梁。,1.无粘结预应,力,力束的制作由专用防腐,润,润滑脂作涂,料,料层，由塑,料,料作外包层,的,的钢绞线或,碳,碳素钢丝束,制,制作而成。,（,（1）预,应,应力筋：,j,12、,j,15的钢绞,线,线和7,S,5的碳素钢,丝,丝束。,（,（2）,防腐润滑脂,涂,涂层和塑料,外,外包层无粘结预应,力,力施工工艺,2.（1）无粘结预应,力,力束的铺设根据交叉处,两,两预应力束,的,的标高确定,铺,铺设顺序，,波,波峰用铁马,凳,凳架设。,（,（2）无粘结预应,力,力束的张拉与普通后张,法,法预应力钢,丝,丝束张拉方,法,法相似，张,拉,拉程序一般,采,采用0,1.03,con,，,采用两端同,时,时张拉。,某工程预应,力,力筋采用低,松,松弛预应力,钢,钢绞线s15，直15.24mm，由七根,钢,钢丝拧成，,预,预应力锚具,采,采用BS,锚,锚具。,预应力筋的,板,板内张拉端,楼板钢筋中,预,预埋的预应,力,力钢筋板边,张,张拉端,（3）锚具,及,及端部处理1）锚具,无,无,粘,粘结筋锚具,的,的性能，应,符,符合一类锚,具,具的规定。,常,常用钢丝束,墩,墩头锚具和,夹,夹片式锚具,。,。2）采用墩,头,头锚具时其,端,端部处理如,下,下：3）,对,对无粘结钢,绞,绞线采用夹,片,片式锚具，,其,其端部处理,为,为：,第四节电热张拉,法,法,一、电热,张,张拉法原,理,理与特点,二、钢筋,伸,伸长值计,算,算,L=(,con,+30,)/E,S,L,三、钢筋,电,电张时的,温,温度计算,温,温升,值,值T=,L/,L,钢,钢筋,电,电张后的,温,温度T=To+,T,四、电热,设,设备的选,择,择,五、电热,张,张拉工艺,本章习题,：,：,1.先张,法,法生产某,种,种预应力,混,混凝土空,心,心板，混,凝,凝土强度,等,等级为C40，预,应,应力钢丝,采,采用,s,5，其极,限,限抗拉强,度,度f,ptk,=1570N/mm,2,，单根张,拉,拉。,（,（1,）,）试确定,张,张拉程序,及,及张拉控,制,制应力；,（,（2）计算,张,张拉力并,选,选择张拉,机,机具；,（,（3）计,算,算预应力,放,放张时，,混,混凝土应,达,达到的强,度,度值。,2.某24m屋架,，,，采用后,张,张法施工,，,，下弦预,应,应力筋采,用,用2,l,25 ，f,pyk,=500N/mm,2,，冷拉率,为,为4%，,弹,弹性回缩,率,率为0.5%。每,根,根预应力,筋,筋用3根,钢,钢筋对焊,，,，每个对,焊,焊接头的,压,压缩长度,为,为25mm，试计,算,算：（1）两,端,端用螺丝,端,端杆锚具,时,时，预应,力,力筋的下,料,料长度（,螺,螺丝端杆,长,长320mm，外,露,露长120mm）,；,；,（,（2,）,）一端为,螺,螺丝端杆,锚,锚具，另,一,一端为帮,条,条锚具时,，,，预应力,筋,筋的下料,长,长度（帮,条,条长50mm，衬,板,板厚15mm）,。,。,3.一预,应,应力筋为,l,25，f,pyk,=500N/mm,2,，采用后,张,张法施工,，,，其张拉,程,程序为0,1.05,con,持荷2min,con,，若千斤,顶,顶活塞面,积,积F=16200mm,2,，,试,试,计,计,算,算,张,张,拉,拉,阶,阶,段,段,油,油,压,压,表,表,的,的,理,理,论,论,读,读,数,数,。,。,4.,某,某,屋,屋,架,架,下,下,弦,弦,预,预,应,应,力,力,筋,筋,为,为4,l,25,，,，f,pyk,=500N/mm,2,，,张,张,拉,拉,控,控,制,制,应,应,力,力,con,=0.8,f,pyk,，,现,现,采,采,用,用,对,对,角,角,张,张,拉,拉,分,分,两,两,批,批,进,进,行,行,。,。,第,第,二,二,批,批,张,张,拉,拉,时,时,，,，,混,混,凝,凝,土,土,产,产,生,生,的,的,法,法,向,向,应,应,力,力,为,为12N/mm,2,。,钢,钢,筋,筋,的,的,弹,弹,性,性,模,模,量,量Es=180kN/mm,2,，,混,混,凝,凝,土,土,的,的,弹,弹,性,性,模,模,量,量Ec=28kN/mm,2,。,试,试,计,计,算,算,第,第,一,一,、,、,二,二,批,批,钢,钢,筋,筋,张,张,拉,拉,时,时,的,的,应,应,力,力,各,各,为,为,多,多,少,少,？,？,还,还,有,有,那,那,些,些,方,方,法,法,使,使,第,第,一,一,批,批,张,张,拉,拉,的,的,钢,钢,筋,筋,达,达,到,到,规,规,定,定,的,的,应,应,力,力,？,？,演,讲,讲,完,完,毕,毕,，,，,谢,谢,谢,谢,观,观,看,看,！,！,