預(yù)應(yīng)力混凝土工程

1、預(yù)應(yīng)力混凝土工程第1節(jié) 概述1、 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)和應(yīng)用：1. 特點(diǎn)：普通砼構(gòu)件當(dāng)裂縫寬度限制在0.20.3mm時(shí)受拉鋼筋的應(yīng)力也只能達(dá)到150250 N/mm2，不能充分發(fā)揮鋼筋作用。通過對鋼筋進(jìn)行張拉 、錨固（放松），使砼獲得預(yù)壓應(yīng)力。當(dāng)構(gòu)件受力時(shí)，首先與壓縮變形抵消，然后才被拉伸，這就延緩了裂縫的出現(xiàn)和開展。提高了構(gòu)件的剛度、抗裂性和耐久性。2. 應(yīng)用：單廠的預(yù)制構(gòu)件、多層廠房、高層建筑、大型橋梁、核電站、電視塔和大跨度薄壁結(jié)構(gòu)等。2、 預(yù)應(yīng)力筋的種類 1. 冷拔低碳鋼絲：一般直徑35mm，適用于小型構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力筋。 2. 冷拉鋼筋：可直接做預(yù)應(yīng)力鋼筋。 3. 碳素鋼絲：鋼絲直徑一般為

2、38mm，最大12mm；直徑34mm主要用于先張法；鋼絲直徑58mm主要用于后張法。 4. 鋼絞線：一般由7根鋼絲絞合而成，直徑一般為915mm。施工方便但價(jià)格較貴。5. 熱處理鋼筋：普通中碳鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理制成，直徑612mm，屈 、強(qiáng)點(diǎn)1325、1470M Pa。6. 精軋螺紋鋼筋：接長用連接器，端頭錨固直接用螺母。連接可靠、施工方便。3、 對混凝土的要求： 1. 預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中，一般要求砼的強(qiáng)度等級不低于C30；當(dāng)采用碳素鋼絲、鋼絞線、級熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，砼的強(qiáng)度等級不低于C40。2. 目前一些重要的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，已開始用C50C60高強(qiáng)砼。3. 預(yù)應(yīng)力砼中，不宜摻用對鋼筋有銹蝕作用的

3、氯鹽。第2節(jié) 先張法施工1、 先張法原理1. 概念：先在臺座鋼模上先張拉預(yù)應(yīng)力筋，用夾具臨時(shí)固定，澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后再放張或切斷構(gòu)建外預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法叫先張法施工。2. 先張法原理（見下圖），張法施工可采用臺座法或機(jī)組流水法（臺模法）。2、 先張法施工設(shè)備 1 臺座臺座是預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)的承力結(jié)構(gòu)，必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。臺座分墩式臺座和槽式臺座。a. 墩式臺座，其構(gòu)造如圖，一般用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件。臺座一般長度為100150m，可一次生產(chǎn)多根構(gòu)件。墩式臺座由臺墩、臺面與橫梁等組成。 1 臺墩 一般由現(xiàn)澆鋼筋砼構(gòu)成。臺墩除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)進(jìn)行抗傾覆與抗滑移等穩(wěn)

4、定性驗(yàn)算。1） 抗傾覆驗(yàn)算2）抗滑移驗(yàn)算 2 臺面 3 橫梁：按承受均布荷載的簡支梁計(jì)算。b. 槽式臺座由端柱、傳力柱、柱墊、橫梁和臺面組成。設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。多用于生產(chǎn)較大型構(gòu)件。2 張拉設(shè)備與夾具 1. 夾具：a. 墩頭式夾具：分單根墩頭夾具和墩頭梳筋板夾具，適用于有墩粗頭的、級螺紋鋼筋和鋼絲b. 錐銷式夾具：適用于夾持直徑的冷拔低碳鋼絲和碳素鋼絲。c. 夾片式夾具：分圓套筒三片式（f12、14單根冷拉鋼筋）；方套筒二片式（f8.2熱處理鋼筋）；單根鋼絞線夾具（f12和f15鋼絞線）。3.張拉設(shè)備（1）鋼絲張拉設(shè)備： 1）單根張拉可用小型卷揚(yáng)機(jī)或電動螺桿張拉機(jī)（附圖）

5、，用彈簧測力計(jì)控制張拉力。 2）多根同時(shí)張拉可用臺座式千斤頂（YT1200)。 （2）鋼筋張拉設(shè)備：鋼筋張拉多采用穿心式千斤頂（YC200） （附圖） ，也可張拉單根鋼絞線或小型鋼絲束；成組張拉粗鋼筋多用臺座式千斤頂。3、 先張法施工工藝 （1） 預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè) （2） 預(yù)應(yīng)力筋張拉1. 張拉方法（1） 單根預(yù)應(yīng)力筋張拉1） 冷拔低碳鋼絲用10kN電動卷揚(yáng)張拉機(jī)張拉，錐銷式夾具錨固。2） 高強(qiáng)刻痕鋼絲用20kN電動卷揚(yáng)張拉機(jī)張拉，優(yōu)質(zhì)錐銷式夾具或墩頭螺桿夾具錨固。 3）冷拉鋼筋、熱處理鋼筋和鋼絞線用穿心式千斤頂張拉，夾片式夾具錨固。（2） 多根預(yù)應(yīng)力筋成組張拉 1） 用梳筋板夾具張拉2） 用多

6、橫梁裝置張拉2. 預(yù)應(yīng)力筋張拉（1） 張拉控制應(yīng)力1） 張拉控制應(yīng)力的確定：張拉控制應(yīng)力設(shè)計(jì)最大值鋼 種張拉方法先張法后張法碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.70fptk熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲0.70fptk0.65fptk冷拉鋼筋0.90fpyk0.85fpyk與最大張拉控制應(yīng)力允許值的關(guān)系鋼 種張拉方法先張法后張法碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.70fptk熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲0.70fptk0.65fptk冷拉鋼筋0.95fpyk0.90fpyk（2） 張拉程序1) 預(yù)應(yīng)力鋼絲采用一次張拉程序：錨固2) 粗鋼筋張拉程序： 持荷錨固；超張拉的目的是為減少應(yīng)力

7、松弛損失。成組張拉時(shí)應(yīng)預(yù)先調(diào)整初應(yīng)力。 （3）張拉 張拉力： （4）預(yù)應(yīng)力值校核預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力，一般用伸長值校核。預(yù)應(yīng)力鋼絲用鋼絲內(nèi)力測定儀測內(nèi)力校核。（3） 混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù) 多層疊澆時(shí)，下層構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)到810N/mm2 后，方可澆筑上層構(gòu)件砼。蒸氣養(yǎng)護(hù)時(shí)注意問題。（4） 預(yù)應(yīng)力筋的放張 1. 放張預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，對砼強(qiáng)度的要求。 放張時(shí)混凝土的強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75。2. 放張順序 放張順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，若無專門要求，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）對承受軸心預(yù)壓應(yīng)力的構(gòu)件，應(yīng)同時(shí)放張。（2）對承受偏心預(yù)壓應(yīng)力的構(gòu)件，應(yīng)先放張預(yù)應(yīng)力較小的預(yù)應(yīng)力筋。（3）不能按上述規(guī)定放張時(shí)，應(yīng)分階段、

8、對稱、相互交錯(cuò)地放張。3. 放張方法（1）預(yù)應(yīng)力筋為鋼絲或細(xì)鋼筋可用鋼絲鉗或氧炔焰切割。（2）預(yù)應(yīng)力筋為數(shù)量較少的粗鋼筋可用氧炔焰放張。（3）多根鋼絲或鋼筋的同時(shí)放張，可用千斤頂、砂箱、楔塊等方法放張。4. 放張檢驗(yàn)測定鋼絲的回縮情況。第3節(jié) 后張法施工1、 概念：后張法是先澆筑構(gòu)件或結(jié)構(gòu)混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，在構(gòu)件或結(jié)構(gòu)上加預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后將預(yù)應(yīng)力鋼筋用錨具固定在構(gòu)件或結(jié)構(gòu)上的方法。2、 預(yù)應(yīng)力錨、夾具標(biāo)準(zhǔn)及其檢驗(yàn)方法錨具按錨固性能分成兩類：類錨具和類錨具。1. 靜載錨固性能 由錨具效率系數(shù)和總應(yīng)變確定。2. 動載錨固性能1) 疲勞荷載性能2) 周期荷載性能3. 其它要求1) 滿足

9、工藝要求2) 滿足灌漿的要求3) 連接器4. 錨具的質(zhì)量檢驗(yàn)3、 錨具 （1） 常用錨具體系名稱適用范圍預(yù)應(yīng)力筋張拉機(jī)具螺桿式螺絲端桿錨具錐形螺桿錨具精軋螺紋鋼筋錨具直徑36mm冷拉、級鋼筋5鋼絲束精軋螺紋鋼筋YL600YC600YC200墩頭式鋼絲束墩頭錨具5鋼絲束錐銷式鋼質(zhì)錐形錨具KT-Z型錨具5鋼絲束鋼筋束、鋼絞線束YZ380、600YC600夾片式JM型錨具XM型錨具QM型錨具單根鋼絞線錨具級鋼筋束、鋼絞線束15 鋼絞線束12、15鋼絞線束12、15鋼絞線束YC600、1200YC1000、2000YCQ1000、2000、3500YC180、200其它幫條錨具冷拉、級鋼筋固定端用（2

10、） 按使用錨具常分為： 1. 單根鋼筋的錨具（1）螺絲端桿錨具 由螺絲端桿螺母及墊板組成（附圖） 。也可用作先張法夾具。適用于1836、級鋼筋。（2） 幫條錨具 由襯板和三根幫條焊接而成（附圖） ，是單根粗鋼筋非張拉端用錨具。 （3）精軋螺紋鋼筋錨具 由螺母和墊板組成（附圖） ，適用于錨固25、32mm高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋。 （4）單根鋼絞線錨具 由錨環(huán)與夾片組成（附圖） ，適用于錨固12和15鋼絞線。2. 預(yù)應(yīng)力鋼筋束、鋼絞線束錨具（1） KT-Z型錨具由錨環(huán)與錨塞組成（附圖） ，適用于錨固36根f12的冷拉螺紋鋼筋與鋼絞線束。（2）JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成（附圖） ，用于錨固36根f12冷拉

11、級鋼筋束和鋼絞線束。（3）XM型錨具由錨板和夾片組成（附圖） ，適用于錨固單根至多根f15鋼絞線束和鋼絲束。（4）QM型錨具 由錨板和夾片組成，適用于錨固單根至多根鋼絞線束3. 預(yù)應(yīng)力鋼絲束錨具（1） 錐形螺桿錨具 由錐形螺桿、套筒、螺母、墊板組成（附圖） 。適用于錨固鋼絲束。（2） 鋼絲束墩頭錨具（附圖）。適用于錨固任意根數(shù)鋼絲束。 （3） 鋼質(zhì)錐形錨具 ，由錨環(huán)和錨塞組成（附圖） 。適用于錨固6、12、18與24鋼絲束。（3） 錨具的自鎖與自錨1. 錐銷式錨具的自鎖與自錨 （1） 錨具的自鎖(不會反彈而脫出能力)1以代入，得：（2） 錨具的自錨(不被從夾具中拉出的能力) 2. 夾片式錨具的

12、自鎖與自錨 3. 頂壓力對錨具錨固性能的影響（4） 張拉設(shè)備 主要根據(jù)錨具型式和總張拉力的大小進(jìn)行選擇。常用的有拉桿式千斤頂、穿心式千斤頂和錐錨式千斤頂?shù)取?.拉桿式千斤頂(YL) （附圖） 2.穿心式千斤頂(YC) （附圖） 3.錐錨式千斤頂(YZ) （附圖）拉桿千斤頂穿心式千斤頂YC-600預(yù)壓千斤頂4、 后張法施工原理和工藝流程（1） 后張法施工原理：是先制作構(gòu)件(或塊體)，并在預(yù)應(yīng)力筋的位置預(yù)留出相應(yīng)的孔道，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值后，穿入預(yù)應(yīng)力筋并施加預(yù)應(yīng)力，最后進(jìn)行孔道灌漿，張拉力由錨具傳給混凝土構(gòu)件而使之產(chǎn)生預(yù)壓力。（2） 工藝流程（三）預(yù)應(yīng)力筋的制作 主要根據(jù)所用預(yù)應(yīng)力鋼

13、材品種、錨具形式及生產(chǎn)工藝等確定。1. 下料計(jì)算時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的孔道長度、錨夾具厚度、千斤頂長度、焊接接頭或墩頭的預(yù)留量、冷拉伸長率、彈性回縮值、張拉伸長值、臺座長度等。1) 單根預(yù)應(yīng)力粗鋼筋下料長度1 預(yù)應(yīng)力筋兩端采用螺絲端桿錨具成品全長；張拉端： 錨固端：鋼筋部分的成品長度:L0=L1-2l1 預(yù)應(yīng)力鋼筋的下料長度2 預(yù)應(yīng)力筋一端用螺絲端桿，另一端采用幫條錨具2) 預(yù)應(yīng)力鋼絲束下料長度3) 鋼筋束或鋼絞線束的下料長度2. 編束5、 后張法施工工藝張法施工的順序：（1） 孔道留設(shè) 1. 鋼管抽芯法 2. 膠管抽芯法 3. 預(yù)埋管法（2） 預(yù)應(yīng)力筋張拉張拉時(shí)砼的強(qiáng)度應(yīng)符合要求，不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75

14、%；塊體拼裝立縫強(qiáng)度的要求。1. 張拉注意事項(xiàng)： 張拉時(shí)應(yīng)做到孔道、錨環(huán)與千斤頂三對中，以便張拉工作順利進(jìn)行，不致增加孔道摩擦損失。 工具錨的夾片，應(yīng)注意保持清潔和良好的潤滑狀態(tài)。 多根鋼絞線束夾片錨固體系如遇到個(gè)別鋼絞線滑移，可更換夾片，用小型千斤頂單根張拉。 構(gòu)件張拉完畢后，應(yīng)檢查端部和其他部位是否有裂縫，并填寫張拉記錄表。 預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露長度不宜小于30mm。長期外露的錨具，可涂刷防銹油漆，或用混凝土封裹，以防腐蝕。 2. 張拉控制應(yīng)力3. 張拉程序1) 持荷2)3)4. 張拉方法張拉方法有一端張拉和兩端張拉。對曲線預(yù)應(yīng)力筋、抽芯成孔的長度大于24m直線預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)埋波紋管成孔長度

15、大于30m直線預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在兩端張拉。5. 張拉順序張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，采用分批、分階段、對稱張拉。 （1） 分批張拉時(shí)應(yīng)考慮分批張拉的預(yù)應(yīng)力損失值。（2） 采用同一張拉值，逐根復(fù)位補(bǔ)足。（3） 對重要結(jié)構(gòu)采用二次張拉。（4） 設(shè)計(jì)要求的其它張拉順序。6. 張拉伸長值校核7. 張拉要求（3） 孔道灌漿 預(yù)應(yīng)力筋張拉后，應(yīng)隨即進(jìn)行孔道灌漿，尤其是鋼絲束，張拉后應(yīng)盡快進(jìn)行灌漿，以防銹蝕與增加結(jié)構(gòu)的抗裂性和耐久性。 在澆注混凝土之前需設(shè)置灌漿孔、排氣孔、排水孔與泌水管。 灌漿孔用于進(jìn)水泥漿，一般設(shè)置在構(gòu)件兩端及跨中處。 排氣孔是為了保證孔道內(nèi)氣流通暢以及水泥漿充滿孔道，不形成死角。 泌水管用于排除

16、孔道灌漿后水泥漿的泌水，并可二次補(bǔ)充水泥漿。泌水管一般與灌漿孔統(tǒng)一設(shè)置。 灌漿前，用壓力水沖洗和潤濕孔道。 灌漿過程中，可用電動或手動灰漿泵進(jìn)行灌漿，水泥漿應(yīng)均勻緩慢地注入，不得中斷。灌滿孔道并封閉氣孔后，再繼續(xù)加注至0.50.6 MPa，并穩(wěn)定一段時(shí)間，以確保孔道灌漿的密實(shí)性。對不摻外加劑的水泥漿，可采用兩次灌漿法來提高灌漿的密實(shí)性。 灌漿順序應(yīng)先下后上。曲線孔道灌漿宜由最低點(diǎn)注入水泥漿，至最高點(diǎn)排氣孔排盡空氣并溢出濃漿為止。 灌漿宜用標(biāo)號不低于42.5號的普通硅酸鹽水泥調(diào)制的水泥漿，對空隙大的孔道，水泥漿中可摻適量的細(xì)砂，但水泥漿和水泥砂漿的強(qiáng)度等級不低于M30，且應(yīng)有較大的流動性和較小的干縮性、泌水性（攪拌后3 h泌水率宜控制在2%）。水灰比一般為0.40-0.45。 為使孔道灌漿密實(shí)，可在灰漿中摻入0.05-0.1的鋁粉或0.25%的木質(zhì)素磺酸鈣。6、 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土特點(diǎn)：施工簡單，摩阻力小，易彎成曲線，適用于雙向連續(xù)平板、密肋板和多跨連續(xù)梁。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)，其做法是在預(yù)應(yīng)力筋表面涂專用防