預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及材料-預(yù)加應(yīng)力的方法與設(shè)備

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》預(yù)加應(yīng)力的方法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)目錄

1.先張法2.后張法3.兩種預(yù)加應(yīng)力方法的比較

工程中如何對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力？這是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件首先要解決的問題。預(yù)加應(yīng)力的主要方法一般是在混凝土中配置高強(qiáng)度鋼筋，采千斤頂機(jī)械張拉或用電熱法張拉鋼筋，通過鋼筋錨固，對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力。

根據(jù)施工工藝的不同可以分為先張法和后張法兩種。先張拉鋼筋后澆筑混凝土構(gòu)件的方法。1.先張法先張法施工工序如圖。

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土的關(guān)鍵技術(shù)是如何保證預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的可靠粘結(jié)。

為了增加粘結(jié)力，先張法構(gòu)件一般采用高強(qiáng)度的螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲以及直徑較小的鋼絞線。特點(diǎn)：靠鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力來傳遞和保持預(yù)應(yīng)力。1.先張法先張法工藝流程圖1.先張法先張法優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、工序少，效率高、質(zhì)量容易保證，適宜工廠化大批量生產(chǎn)，是生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土中小型構(gòu)件的主要方法。房屋建筑中，一些中小型構(gòu)件幾乎全部采用先張法生產(chǎn)。橋梁工程中，當(dāng)橋梁的簡(jiǎn)支跨徑小于23米，梁的數(shù)量較多時(shí)也可采用先張法工藝。1.先張法我國(guó)常用的先張法有臺(tái)座法和鋼模機(jī)組流水法兩種。臺(tái)座法又有直線配筋和折線配筋兩種工藝。1.先張法先張直線配筋臺(tái)座法（又稱長(zhǎng)線法）：

臺(tái)座長(zhǎng)度為80~200m，一次張拉鋼筋可以生產(chǎn)多個(gè)中小型構(gòu)件。優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，便于采用自然養(yǎng)護(hù)。缺點(diǎn)：先張法的臺(tái)座一次投資較大，只有生產(chǎn)數(shù)量大且運(yùn)距較小時(shí)才比較經(jīng)濟(jì)。1.先張法先張折線配筋臺(tái)座法：

需設(shè)置鋼筋轉(zhuǎn)向的特殊裝置，構(gòu)造較為復(fù)雜。采用折線配筋可更好地適應(yīng)構(gòu)件的受力要求。但在實(shí)際工程中，尤其是橋梁工程中采用較少。用鋼模板代替臺(tái)座承受張拉力，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械化程度高、生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，適合于較小型構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)。先張鋼模機(jī)組流水法：2.后張法先澆筑混凝土后張拉鋼筋的方法。張拉鋼筋的同時(shí)，構(gòu)件混凝土受到預(yù)壓。特點(diǎn)：后張法主要是靠錨具傳遞和保持預(yù)加應(yīng)力的。后張法施工工序如圖。2.后張法后張法工藝流程圖2.后張法優(yōu)點(diǎn)：后張法不用加力臺(tái)座，張拉設(shè)備簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)施工，預(yù)應(yīng)力鋼筋可按照需要布置成合理的曲線形，是生產(chǎn)大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的主要方法，也是大型橋梁工程中采用的主要方法。缺點(diǎn)：在后張法施工中預(yù)留管道及壓注水泥漿施工較繁瑣，且壓漿質(zhì)量直接影響預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。2.后張法后張法中直線型管道多采用抽拔鋼管的方法形成；曲線形管道多采用抽拔橡膠管或預(yù)埋鐵皮波紋管的方法成型。鐵皮波紋管2.后張法后張法梁體內(nèi)預(yù)留的預(yù)應(yīng)力管道2.后張法鐵皮波紋管的芯管2.后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁支座的鋼模板2.后張法后張法中的錨墊板和波紋管道預(yù)制后的預(yù)應(yīng)力混凝土T梁3.兩種預(yù)加應(yīng)力方法的比較與后張法相比，先張法具有施工簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)外，其最大的優(yōu)勢(shì)是取消了預(yù)留管道和壓漿工序，省去了構(gòu)造復(fù)雜的錨具，靠混凝土的粘結(jié)力錨固鋼筋，混凝土保護(hù)鋼筋免于銹蝕，結(jié)構(gòu)的耐久性得以保證。近些年來，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土在我國(guó)橋梁工程中有了較大的發(fā)展，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋梁的跨度已達(dá)20~30m。

但對(duì)更大跨徑的橋梁，目前仍以后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主，并在改進(jìn)管道灌漿工藝，提高灌漿質(zhì)量方面做了一些試驗(yàn)研究工作。3.兩種預(yù)加應(yīng)力方法的比較《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》預(yù)加應(yīng)力的設(shè)備預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)目錄1.錨具2.千斤頂3.預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備1.錨具1）概念：錨具是在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)錨固預(yù)應(yīng)力筋的一種裝置。*夾具：主要依靠摩擦力來夾住鋼筋，它不留在構(gòu)件上，剪斷預(yù)應(yīng)力筋后夾具的作用即消失*錨具：永久地留在構(gòu)件上，如錨具失效構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力將全部消失。1.錨具2）對(duì)錨具要求錨具受力安全可靠；預(yù)應(yīng)力損失??；構(gòu)造簡(jiǎn)單、緊湊，制作方便，用鋼量少，價(jià)格便宜；施工設(shè)備簡(jiǎn)便，張拉錨固方便迅速。無論是先張法所用的臨時(shí)夾具，還是后張法所用的永久性工作錨具，都是保證預(yù)應(yīng)力混凝土施工的關(guān)鍵設(shè)備，因此，應(yīng)滿足下列要求：1.錨具

3）錨具的分類（按傳力錨固的受力原理分）

（1）依靠摩阻力錨固的錨具。

如楔形錨、錐形錨、JM錨、夾片式群錨。（2）依靠承壓錨固的錨具。

如鐓頭錨、鋼筋螺紋錨等。（3）依靠粘結(jié)力錨固的錨具。

如先張法的筋束錨固、后張法的鋼絞線壓花錨具。1.錨具（1）錐形錨（弗式錨）

4）工程中常用的錨具用于固定預(yù)應(yīng)力鋼絲束，由錨圈和錨塞組成。

1.錨具

錐型錨可錨固12~30根Ф5高強(qiáng)鋼絲，也可錨固6~12根7Ф4、7Ф5鋼絞線。錐形錨優(yōu)點(diǎn)：錨固方便、錨具面積小，便于在梁體上分散布置。缺點(diǎn)：鋼絲回縮量大，一端錨頭的回縮量可達(dá)6mm，應(yīng)力損失較大；不能重復(fù)張拉和接長(zhǎng)，使鋼絲束的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度受到千斤頂行程的限制。1.錨具用于錨固鋼絞線。

（2）夾片錨

由于鋼絞線與周圍接觸的面積小，且強(qiáng)度高，硬度大，故對(duì)錨具的錨固性能要求很高。目前我國(guó)常用的有OVM、QM、JM、XM等，橋梁結(jié)構(gòu)中較多采用OVM錨具。

1.錨具1.錨具夾片錨的特點(diǎn)：各根鋼絞線獨(dú)立工作，即使單根錐孔的鋼絞線錨固失敗，也不會(huì)影響全錨，只對(duì)失效錐孔的鋼絞線進(jìn)行補(bǔ)拉即可；

預(yù)留孔端部，因錨板錐孔布置的需要，必須擴(kuò)孔。工作錨下的一段預(yù)留孔道一般需設(shè)置成喇叭形，或配套設(shè)置專門的鑄鐵喇叭形錨墊板。1.錨具1.錨具（3）鐓頭錨

（BBRV體系錨具）用于固定預(yù)應(yīng)力鋼絲束和直徑≤14mm的粗鋼筋。

1.錨具墩頭錨具1.錨具墩頭錨的優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)滑絲，錨固時(shí)應(yīng)力損失很小，鐓頭工藝操作簡(jiǎn)便、迅速，適于錨固直線式配束；缺點(diǎn)：當(dāng)張拉噸位過大，鋼絲數(shù)很多時(shí)，施工較麻煩，對(duì)鋼絲下料要求精確。1.錨具（4）鋼筋螺紋錨具

用于固定高強(qiáng)粗鋼筋。

1.錨具螺紋錨具1.錨具螺紋錨具優(yōu)點(diǎn)：受力明確，錨固可靠，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，能重復(fù)張拉、放松和拆卸，并可簡(jiǎn)便的采用套筒接長(zhǎng)；缺點(diǎn)：螺紋加工要求高。1.錨具（5）固定端錨具（擠壓錨具和壓花錨具）

利用壓頭機(jī)和壓花機(jī)制作，也叫暗錨。

3.錨具壓花錨具錨具（6）連接器分為錨頭連接器和接長(zhǎng)連接器。

預(yù)應(yīng)力鋼筋連接器1.錨具2.千斤頂

各種錨具都必須配置相應(yīng)的張拉設(shè)備，才能順利的進(jìn)行張拉、錨固。

與夾片錨具配套的張拉設(shè)備，是一種大直徑的穿心式單作用千斤頂。2.千斤頂千斤頂構(gòu)造簡(jiǎn)圖1.工具錨；2.千斤頂活塞；3.千斤頂缸體；4.限位板；5.工作錨；6.鋼絞線；7.工具錨夾片；8.工作錨夾片。大孔徑穿心式單液壓缸千斤頂——群錨千斤頂3.錨具千斤頂工具錨工作錨鋼絞線工具錨工作錨2.千斤頂油泵2.千斤頂四缸千斤頂，用于張拉豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋或吊桿2.千斤頂3.預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備

1）制孔器：用于后張法施工預(yù)留孔道。抽拔橡膠管螺旋金屬波紋管3.預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備

2）穿索機(jī)：用于后張法構(gòu)件穿束。

橋梁懸臂施工和尺寸較大的構(gòu)件制作過程中，通常采用后穿法，大跨徑橋梁人工穿索十分困難，故采用穿索機(jī)。穿索機(jī)有兩種類型，分為液壓式和電動(dòng)式。橋梁中多用液壓式，穿束時(shí)在鋼絞線前端套一個(gè)子彈形帽子，可減小穿束阻力。3.預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備3）灌孔水泥漿及壓漿機(jī)

后張法構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固后必須給預(yù)留孔道壓注水泥漿，防止鋼筋銹蝕，提高耐久性，并使鋼筋與梁體混凝土結(jié)合為一整體。

向管道壓注水泥漿采用特制的壓漿機(jī)完成。為了保證管道內(nèi)水泥漿的密實(shí)度，應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比，一般以0.4~0.5為宜，并可加入適量的減水劑和膨脹劑（鋁粉）。3.預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備

攪漿機(jī)

灌漿泵壓漿機(jī)3.預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備

壓漿用水泥漿，按70×70×70mm立方體試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天測(cè)得的強(qiáng)度不應(yīng)低于30MPa。

國(guó)內(nèi)外的大量工程實(shí)踐表明，管道灌漿不飽滿，水泥漿等級(jí)過低，質(zhì)量得不到保證是較為普通的現(xiàn)象，直接威脅到結(jié)構(gòu)的耐久性。3.預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備

尤其是在管道彎起處，鋼筋張拉后緊貼管道的凸出處，即使灌漿再飽滿，也不可能將緊貼管壁凸出部分的鋼筋與梁體混凝土粘結(jié)為一體。

由于水分的侵入，造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的銹蝕是不可避免的，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性構(gòu)成了潛在的威脅。3.預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備4）張拉臺(tái)座

先張法施工需要設(shè)置用作張拉和臨時(shí)錨固筋束的張拉臺(tái)座。臺(tái)座應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。例題1、預(yù)加應(yīng)力的方法主要有（）、（）。2、先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，依靠（）來傳遞預(yù)應(yīng)力；后張法施工中，預(yù)應(yīng)力是依靠（）傳遞的。3、錨具按其傳力錨固的受力機(jī)理可分為（）、（）、（）三類。4、目前國(guó)內(nèi)常用的錨具有（）、（）、（）、（）、（）等。先張法后張法粘結(jié)力錨具摩阻錨具承壓錨具粘著錨具錐型錨夾片錨墩頭錨鋼筋螺紋錨具壓花錨具5、夾片錨具主要作為錨固（），錐形錨主要用于錨固（）。6、臺(tái)座應(yīng)具有足夠的（