預(yù)應(yīng)力混凝土工程教案.pdf

1、土木工程學(xué)院教案用紙課程章節(jié)名稱項(xiàng)目三預(yù)應(yīng)力混凝土工程教學(xué)目的、要求了解預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)和工作原理; 掌握預(yù)應(yīng)力混凝土的概念掌握先張法、后張法的施工工藝流程，張拉程序、張拉力控制和放張方法。了解先、后張法的施工工藝、錨夾具類型及張拉設(shè)備。了解無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的施工工藝。熟悉預(yù)應(yīng)力工程質(zhì)量檢驗(yàn)和質(zhì)量控制的主要方法施。重點(diǎn)難點(diǎn)1、先、后張法的施工工藝、錨夾具類型及張拉設(shè)備。2、無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的制作，無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝。3、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念和應(yīng)用。教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間分配4 課時(shí)教學(xué)手段、 教學(xué)方法和實(shí)施步驟多媒體授課內(nèi)容 : 預(yù)應(yīng)力混凝土:是在構(gòu)件承受外荷載前,預(yù)先在構(gòu)件的受拉區(qū)對(duì)砼施加預(yù)壓應(yīng)力 ,使

2、用階段的構(gòu)件在外荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí),先要抵消預(yù)壓應(yīng)力,這就推遲了混凝土裂縫的出現(xiàn)并限制了裂縫的開展,從而提高構(gòu)件的抗裂度和剛度。建立預(yù)壓應(yīng)力的方法: 對(duì)混凝土構(gòu)件受拉區(qū)施加預(yù)壓應(yīng)力的方法,是通過預(yù)應(yīng)力鋼筋或錨具,將預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性收縮力傳遞到混凝土構(gòu)件上,并產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力的作用可以全部或者部分抵消外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而提高結(jié)構(gòu)的抗裂性,對(duì)于在使用荷載下出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,預(yù)應(yīng)力也可以起到減少裂縫寬度的作用。預(yù)應(yīng)力混凝土的分類:預(yù)應(yīng)力混凝土按預(yù)應(yīng)力度大小可分為:全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土按施工方式不同可分為:預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土和疊合預(yù)應(yīng)力混凝土等。按預(yù)加

3、應(yīng)力的方法不同可分為:先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。先張法是在混凝土澆筑前張拉鋼筋,預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞給混凝土。后張法是在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后張拉鋼筋,預(yù)應(yīng)力靠錨具傳遞給混凝土。在后張法中,按預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)狀態(tài)又可分為:有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。前者在張拉后通過孔道灌漿使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土相互粘結(jié) ,后者由于預(yù)應(yīng)力筋涂有油脂,預(yù)應(yīng)力只能永久地靠錨具傳遞給混凝土。預(yù)應(yīng)力工藝的應(yīng)用( 1 ) 先張法的應(yīng)用:先張法主要應(yīng)用于房屋建筑中的空心板、多孔板、槽形板、雙t 板、 v 形折板、托梁、檁條、槽瓦、屋面梁等;道路橋梁工程中的軌枕、橋面空心板、簡(jiǎn)支梁等。在基礎(chǔ)

4、工程中應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力方樁及管樁等。(2)后張法的應(yīng)用:后張法不但用于房屋建筑中的吊車梁、屋面梁、屋架,橋梁中的t 形梁、箱形梁等構(gòu)件,且在大跨度的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也日趨成熟;在特種結(jié)構(gòu)如塔體的豎向預(yù)應(yīng)力、筒體的環(huán)向預(yù)應(yīng)力也有突破 ,尤其為橋梁工程的懸索結(jié)構(gòu)、斜拉結(jié)構(gòu)提供了豐富的發(fā)展空間。預(yù)應(yīng)力砼的優(yōu)缺點(diǎn)：( 1 )有效利用高強(qiáng)鋼材。( 2)減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸、自重,能增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件跨度,降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件占用空間。( 3)提高使用荷載下結(jié)構(gòu)的抗裂性和剛度。( 4)質(zhì)量好、降低工程造價(jià)、結(jié)構(gòu)耐久性好。( 5)技術(shù)含量高、操作要求嚴(yán),需要增添專用設(shè)備一、 先張法施工先張法是在澆筑混凝土構(gòu)件之前

5、,張拉預(yù)應(yīng)力筋,將其臨時(shí)錨固在臺(tái)座或鋼模上 ,然后澆筑混凝土構(gòu)件,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(一般不低于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%),并使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間有足夠黏結(jié)力時(shí),放松預(yù)應(yīng)力 ,預(yù)應(yīng)力筋彈性回縮,借助于混凝土與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié)力對(duì)混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。1. 先張法的施工設(shè)備先張法施工的主要設(shè)備包括臺(tái)座、夾具和張拉設(shè)備。臺(tái)座 :用臺(tái)座法生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí),預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺(tái)座橫梁上,臺(tái)座承受全部預(yù)應(yīng)力筋的拉力,故臺(tái)座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,以免因臺(tái)座變形、傾覆或滑移而引起預(yù)應(yīng)力損失。根據(jù)承力結(jié)構(gòu)的不同,臺(tái)座分為墩式臺(tái)座、槽式臺(tái)座、樁式臺(tái)座等。2. 夾具：夾具是先張法構(gòu)件施工時(shí)保持預(yù)應(yīng)力筋拉力

6、,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,按其用途不同可分為錨固夾具和張拉夾具。夾具進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)必須檢查其出廠質(zhì)量證明書,以及其中所列的各項(xiàng)性能指標(biāo) ,并進(jìn)行必要的靜載試驗(yàn),符合質(zhì)量要求后方可使用。夾具的要求：(1)要具有良好的自錨性能和放張性能。(2)當(dāng)夾具組件達(dá)到實(shí)際極限拉力時(shí),其組成部件不得出現(xiàn)裂縫和破壞。(3)構(gòu)造簡(jiǎn)單 ,能夠多次重復(fù)使用。錨固夾具 :錨固夾具是將預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)固定在臺(tái)座橫梁上的工具,常用的夾具有以下幾類：鋼絲錨固夾具，鋼筋錨固夾具。3. 張拉夾具：張拉夾具是夾持住預(yù)應(yīng)力筋后,將其與張拉機(jī)械連接起來并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉的機(jī)具。常用的張拉夾具有鉗式夾具、偏心式夾

7、具和楔形夾具等，適用于張拉鋼絲和直徑16mm 以下的鋼筋。4. 先張法施工工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土先張法施工工藝的特點(diǎn)是:預(yù)應(yīng)力筋在澆筑混凝土前張拉 ,預(yù)應(yīng)力的傳遞依靠預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的黏結(jié)力,為了獲得良好質(zhì)量的構(gòu)件,在整個(gè)生產(chǎn)過程中,除確保混凝土質(zhì)量以外,還必須確保預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的良好黏結(jié),使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件獲得符合設(shè)計(jì)要求的預(yù)應(yīng)力值。張拉前的準(zhǔn)備工作：鋼筋的接長(zhǎng)與冷拉，鋼筋(絲 )的鐓頭，張拉機(jī)具設(shè)備及儀表定期維護(hù)和校驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力筋(絲)的鋪設(shè)。混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)：混凝土的收縮是水泥漿在硬化過程中脫水密結(jié)和形成的毛細(xì)孔壓縮的結(jié)果。混凝土的徐變是荷載長(zhǎng)期作用下混凝土的塑性變形 ,因水泥石內(nèi)

8、凝膠體的存在而產(chǎn)生。為了減少混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,在確定混凝土配合比時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用干縮性小的水泥,采用低水灰比,控制水泥用量,對(duì)骨料采取良好的級(jí)配等技術(shù)措施。二、 后張法施工后張法是先制作混凝土構(gòu)件,在放置預(yù)應(yīng)力筋的部位預(yù)先留有孔道,待構(gòu)件混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后,將預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道內(nèi),用張拉機(jī)具夾持預(yù)應(yīng)力筋將其張拉至設(shè)計(jì)規(guī)定的控制應(yīng)力,然后借助錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件端部,最后進(jìn)行孔道灌漿(亦有不灌漿者),預(yù)應(yīng)力筋的張拉力主要通過錨具傳遞給混凝土構(gòu)件,使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。1.預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉設(shè)備在后張法中,預(yù)應(yīng)力筋、 錨具和張拉設(shè)備是配套使用的。目前 ,后張法中常用的預(yù)應(yīng)力筋

9、主要有單根粗鋼筋、鋼筋束(或鋼絞線束)和鋼絲束三類;張拉設(shè)備多采用液壓千斤頂;錨具需具有可靠的錨固能力,按其錨固性能分為兩類 :類錨具 :適用于承受動(dòng)、靜荷載的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。類錨具 :僅適用于有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),且錨具處于預(yù)應(yīng)力變化不大的部位。2. 后張法施工工藝孔道留設(shè)： 孔道留設(shè)是后張法構(gòu)件制作中的關(guān)鍵工作?？椎乐睆饺Q于預(yù)應(yīng)力筋和錨具,用螺絲端桿的粗鋼筋,孔道直徑應(yīng)比螺絲端桿的螺紋直徑大 1015mm; 用 jm12 型錨具的鋼筋束或鋼絞線束,對(duì) jm123、jm124孔道直徑為42mm, 對(duì) jm125 、jm126 則為 50mm。預(yù)應(yīng)力筋張拉： 張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí),構(gòu)件混凝土的

10、強(qiáng)度應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定,如設(shè)計(jì)無規(guī)定則不宜低于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%。用塊體拼裝的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,其拼裝立縫處混凝土或砂漿的強(qiáng)度,如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí),不應(yīng)低于塊體混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的40%,且不得低于15n/mm2 。三、 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工：1.無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的制作無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的組成：無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束由預(yù)應(yīng)力筋、涂料層、外包層和錨具組成。無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的制作：無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的制作一般有纏紙工藝和擠壓涂層工藝兩種。2. 黏結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝：無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件施工中的主要問題是無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的鋪設(shè)、張拉和端部錨頭處理。無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的鋪設(shè)：無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束在鋪設(shè)前應(yīng)檢查其外包層的完好程度 ,對(duì)輕微破損者,可塑料帶補(bǔ)包好;對(duì)破損嚴(yán)重的應(yīng)予以報(bào)廢。無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的張拉：無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束的張拉與普通后張法帶有螺絲端桿錨具的有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絲束張拉方法相似。無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束一般為曲線配筋 ,故應(yīng)采用兩端同時(shí)張拉。錨頭端部處理：無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束由于一般采用鐓頭錨具,錨頭部位的外徑比較大 ,因此 ,鋼絲束兩端應(yīng)在構(gòu)件上預(yù)留有一定長(zhǎng)度的孔道,其直徑略大于錨具的外徑。四、 電熱法施工電熱法是利用鋼筋熱脹冷縮原理來張拉預(yù)應(yīng)力筋的一種施工方法。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋通以低電壓的強(qiáng)電流,使鋼筋發(fā)熱伸長(zhǎng),待其伸長(zhǎng)至預(yù)定長(zhǎng)度后 ,隨即進(jìn)行錨固并切斷電