预应力砼工程.ppt

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1、第四节 预应力砼工程,1 概述 2 预应力筋 3 预应力锚固体系 4 张拉机具 5 一般规定 6 预应力混凝土施工工艺,1 概述,普通钢筋砼构件的抗拉极限应变只有0.1-0.1510-3。构件砼受拉开裂时，受拉钢筋的应力仅达1/4-1/3，钢筋的抗拉强度未能充分发挥。,1.1 预应力砼工作原理,预应力砼是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对砼施加预压应力。使用阶段的构件在外荷载作用下产生拉应力时，先要抵消预压应力，这就推迟了砼裂缝的出现并限制了裂缝的开展，从而提高构件的抗裂度和刚度。,预应力砼的种类,按预应力大小分,按施加预应力方式分,按预应力筋的 粘结状态分,按施工方式分,全预应力砼,先

2、张法预应力砼,后张法预应力砼,自应力砼,有粘结预应力砼,无粘结预应力砼,预制预应力砼,部份预应力砼,现浇预应力砼,叠合预应力砼,1.2 预应力砼的分类,1.3 预应力砼的优缺点, 有效利用高强钢材； 减小结构构件的截面尺寸、自重，能增大结构构件跨度，降低结构构件占用空间； 提高使用荷载下结构的抗裂性和刚度； 质量好、降低工程造价、结构耐久性好； 技术含量高、操作要求严，需要增添专用设备。,1.4 预应力工艺的应用,1.4.1 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

3、用的预应力方桩及管桩等。,预应力双T板 桥面预应力空心板 预应力方桩,1.4.2 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。,预应力箱梁 竖向预应力 斜拉索张拉,2 预应力筋,预应力筋宜采用螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松驰钢铰线，也可采用热处理钢筋。,预应力筋是指在预应力结构中用于建立预加应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋等。,冷拔低碳钢丝和冷拉钢筋由于存在残余应力、屈强比低，已逐

4、渐为螺旋肋钢丝、刻痕钢丝或13钢绞线所取代，不再作为预应力钢筋使用。,2.1 预应力钢丝,螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔使钢丝表面沿长度方向产生规则间隔肋条的钢丝。直径为49mm，标准抗拉强度15701770 N/mm2。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于先张法构件。,2.1.1 螺旋肋钢丝,螺旋肋钢丝外形 螺旋肋钢丝近照,2.1.2 刻痕钢丝,刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法使钢丝表面产生周期性变化的凹痕或凸纹的钢丝。直径为5、7 mm，标准抗拉强度1570 N/mm2。钢丝表面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹力，可用于先张法构件。,三面刻痕钢丝外形 刻痕钢丝近照,刻痕钢丝,2.2 预应力钢绞线,钢绞线

5、是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合，并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、柔性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝贵。钢绞线可分为光面钢绞线、无粘结钢绞线、模拔钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线、不锈钢钢绞线等。,预应力钢绞线,光面预应力 钢绞线,2.2.1 光面预应力钢绞线,常用光面钢绞线的规格有13和17两种，直径为8.615.2mm，标准抗拉强度15701860N/mm2。后张法预应力均采用17钢绞线，13钢绞线仅用于先张法构件。,光面预应力钢绞线的形式 钢绞线的包装,2.2.2 无粘结钢绞线,是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护套制成，主要用于后张法中

6、无粘结预应力筋，也可用于暴露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。,无粘结钢绞线 无粘结钢绞线生产线,2.3 热处理钢筋,热处理钢筋是由普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火调质热处理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，直径为610mm。成品钢筋为直径2m的弹性盘卷，开盘后自行伸直，每盘长度为l00120m。热处理钢筋的螺纹外形，有带纵肋和无纵肋两种。,有纵肋热处理钢筋 无纵肋热处理钢筋,2.4 精轧螺纹钢筋,精轧螺纹钢筋是用热轧方法在钢筋表面上轧出不带肋的螺纹外形。 钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。精轧螺纹钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目前国内生产的精轧螺纹钢筋品种有25和3

7、2，其屈服点为750MPa和900MPa两种。,精轧螺纹钢筋外形 精轧螺纹钢筋近照,2.5 预应力钢筋的特性,碳素钢丝或钢绞线均属硬钢。当钢丝拉伸到超过比例极限p (取残余应变为0.01%时的应力)后，-关系呈非线性变化，没有明显的屈服点。,2.5.1 应力-应变曲线,当钢丝拉伸超过0.2 (残余应变为0.2%)后，应变增加较快；当拉伸至最大应力b时，应变继续发展，在-曲线上呈现为一水平段，然后断裂。,预应力筋-曲线,见右图：,2.5.2 应力松弛,应力松弛是钢材受到一定的张拉力后，在长度保持不变的条件下，钢材的应力随时间的增长而降低的现象，其降低值称为应力松弛损失。产生应力松弛的原因主要是由

8、于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引起的。,右图根据碳素钢丝和热处理钢筋的试验数据，绘出其松弛率与时间、钢种、温度的关系：,预应力筋的应力松弛损失,2.5.3 减少应力松弛损失的措施, 采取超张拉程序； 采用低松弛钢绞线或钢丝，其松弛损失可减少7080%。,预应力砼箱梁张拉现场 箱梁采取超张拉,2.6 预应力钢筋的验收,包括标牌和外观检查，并按有关规定取样进行力学性能检验。,预应力钢筋出厂，每捆(盘)应挂有二个标牌(上注厂名、品名、规格、生产工艺及日期、批号等)，并有随货同行的出厂质量证明书。每验收批 由同一牌号、同一规格、同一生产 工艺的预应力钢筋组成，每批数量 不超过60t。

9、,2.6.1 标牌检查,标牌,标牌,2.6.2 外观检查,钢丝和钢绞线的外观检查均应逐盘进行。钢丝表面不得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤。钢丝直径检查按10%盘选取，但不少于6盘；钢绞线表面不得有油污、锈斑或机械损伤。镀锌、涂环氧钢绞线、无粘结钢绞线等涂层表面应均匀、光滑、无裂纹、无明显折皱。,无粘结预应力筋每验收批应抽取3个试件检验油脂重量和护套厚度。 精轧螺纹钢的外观检查应逐根进行。钢筋表面不得有锈蚀、油污、横向裂缝、结疤。,2.6.3 力学性能检验,在每批钢丝中任意选取10%盘(不少于6盘)，每盘在任意位置截取2根试件，1根做拉伸试验，1根做弯曲试验，如一项试验不合格，则该盘钢丝为不合

10、格品；另从该批未经检验的钢丝盘中抽取双倍数量的试件进行检验，如仍有一项不合格，则该批钢丝判为不合格品；或逐盘检验取用合格品。,预应力钢丝 力学性能检测,预应力钢绞线 松弛性能检测,对于钢绞线，在每批钢绞线中任意选取3盘，每盘在任意位置截取一根试件做拉伸试验，如有某一项试验结果不合标准要求，则该不合格盘报废；另从未经检验过的钢绞线中抽取双倍数量的试件进行复检，如仍有一项不合格，则该批钢绞线判为不合格品。,2.6.4 运输及存放,预应力筋由于强度高塑性差，在无应力状态下对腐蚀作用比普通钢筋敏感。预应力筋在运输或存放过程中如遭受雨淋、湿气或腐蚀介质的侵蚀，易发生锈蚀，不仅降低质量，钢筋表面出现腐蚀坑

11、，有时甚至会造成钢筋脆断。,3 预应力锚固体系,预应力锚固体系包括锚具、夹具和连接器。锚固体系的种类很多，且配套化、系列化、工厂化生产，主要有QM系列(中国建科院)、OVM系列(柳州建机厂)、HVM系列(柳州海威姆)、VLM系列等。,预应力锚固体系总成图（预应力筋锚具组装件）,张拉端锚具,锚固端锚具,连接器,波纹管及预应力筋,锚具在后张法结构或构件中，用于保持预应力筋的拉力并将其传递到砼(或钢结构)上所用的夹持预应力筋的永久性锚固装置。后张法锚固体系包括锚具、锚垫板和螺旋筋。 夹具在先张法构件施工时，用于保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座(或设备)上的临时性锚固装置；在后张法结构或构件施工

12、时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置(又称工具锚)。 连接器用于连接预应力筋的装置。,锚具（M）、夹具（J）和连接器（L)的代号,锚具、夹具和连接器的标记,示例：YJM 15-12,产品代号,企业体系代号，需要时标注,预应力钢材根数,预应力钢筋直径,锚具、夹具和连接器的标记由产品代号、预应力钢筋直径、预应力钢材根数三部份组成(生产企业的体系代号只在需要时加注)。,表示为锚固12根直径为15.2mm预应力砼用钢绞线的园形夹片式群锚锚具,应符合国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-2007 预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程 JGJ85-2010。 静载锚

13、固性能：锚具应同时满足a0.95，apu2.0%；夹具应满足g0.92。（a 为锚具效应系数，apu 为实测极限拉力的总应变， g 为夹具效应系数）,锚具静载试验机,模拟钢绞线张拉 锚具静载试验,3.1 性能要求, 动载锚固性能：满足循环次数为200万次的疲劳性能试验要求；对于用于抗震结构的锚具，应满足50次循环周期荷载要求。,洛氏硬度检测 磁粉探伤无损检验 内孔精确角度检验,锚具的出厂检验,韦氏硬度检测, 工艺性能： 应满足分级张拉、补张拉 和放松预应力筋 等张拉工艺要求； 锚固多根预应力筋用的锚具，除具有整束张拉 的性能外，宜具有单根张拉 的可能性； 夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安

14、全的重复使用功能，主要部件宜镀膜防腐。,锚具的种类,3.2 锚具,夹片式锚具分为单孔夹片锚具和多孔夹片锚具，由工作锚板、工作夹片、锚垫板、螺旋筋组成。可锚固预应力钢绞线。也可锚固75、77的预应力钢丝束，主要用作张拉端锚具。具有自动跟进，放张后自动锚固，锚固效率系数高，锚固性能好，安全可靠等特点。,QM夹片式锚具 夹片式锚具的组装,3.2.1 夹片式锚具,VLM单孔夹片式锚具 工具锚、工作夹片,锚具与千斤顶安装示意图 张拉端锚具构造图,扁形张拉端锚具,扁形张拉端锚具由扁形工作锚板、工作夹片、扁形锚垫板、扁形螺旋筋组成。扁锚的张拉端口扁小，钢铰线可逐根张拉亦可整体张拉。适用于楼板、低高度箱梁及桥

15、面横向预应力张拉。,张拉好的扁形锚具,扁锚的工作 锚板与夹片,多孔夹片式扁锚,3.2.2 镦头锚具,镦头锚体系可张拉P 5、P 7高强钢丝束，常用镦头锚分为A型和B型，A型由锚杯和螺母组成，用于张拉端；B型为锚板，用于固定端。预应力筋采用钢丝镦头器镦头成型，配套张拉使用YDC系列穿心式千斤顶。主要用于后张法施工中。,DM型镦头锚具 镦头锚具与预应力钢丝束,A型,B型,高强钢丝束,LD型系列镦头机构造示意图 1.油嘴 2.油缸 3.顺序阀 4.回油阀 5.镦头活塞 6.镦头活塞回程弹簧 7.夹紧活塞回程弹簧 8.夹紧活塞 9.镦头模 10.锚环 11.夹片 12.夹片回程弹簧,已镦好的7钢丝,L

16、D型系列镦头机,3.2.3 精轧螺纹钢锚具、连接器（螺母锚具）,由螺母和垫板组成，可锚固25、32高强精轧螺纹钢筋，主要用于先张法、后张法施工的预应力箱梁、纵向预应力及大型预应力屋架。连接器主要用于螺纹钢筋的接长。,精轧螺纹钢锚具、连接器,螺母,螺母,垫板,连接器,连接器,3.2.4 螺丝端杆锚具,螺丝端杆锚具由螺丝端杆、螺母和垫板组成，可锚固冷拉、级钢筋，主要用于后张法施工的预应力板梁及大型屋架。,螺丝端杆锚具 构造图,螺母,垫板,螺丝端杆,螺丝端杆锚具目 前已较少使用!,3.2.5 挤压式锚具（P型）,P型锚具是由挤压头、螺旋筋、 P型锚板、约束圈组成，它是在钢铰线端部安装钢丝衬圈和挤压套

17、，利用挤压机将挤压头挤过模孔，使其产生塑性变形而握紧钢铰线，形成可靠锚固。用于后张预应力构件的固定端对钢绞线的挤压锚固。,固定端P型锚具组件 单孔固定端锚具 VLM挤压套,螺旋筋,挤压头,P型锚板,预应力筋,波纹管,VLM固定端P型锚具,(应用于后张预应力构件的固定端，埋入构件中不作张拉用),P型固定端锚具构造图,GYJ挤压机 是制作P型固定端锚具的专用挤压设备。,挤压好的挤压头,JY型挤压机,3.2.6 压花式锚具（H型）,当需要把后张力传至砼时，可采用H型固定端锚具，它包括带梨形自锚头的一段钢绞线、支托梨形自锚头用的钢筋支架、螺旋筋、约束圈等。钢绞线梨形自锚头采用专用的压花机挤压成型。,V

18、LM15型 固定端H型锚具,梨形自锚头,预应力筋,螺旋筋,约束圈,波纹管,压花机是制作H型固定端锚具的专用挤压设备。YH30型压花机具有体积小、重量轻、操作方便等特点。,H型固定端压花锚具构造图 梨形头结构示意图,YH30型压花机 压花机压花过程,3.2.7 钢质锥形锚具,钢质锥形锚具(又称弗氏锚具)由锚圈和锚塞组成，可锚固630P 5或1224P 7的高强钢丝束，常用于后张法预应力砼结构和构件中，配套YDZ系列专用千斤顶张拉。,GZ型钢质锥形锚具,张拉好的 钢质锥形锚具,锚圈,锚圈,锚塞,锚塞,砼构件,锥形锚具,高强钢丝束,3.3 夹具,钢丝的夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座上的锚固夹

19、具；另一类是张拉时夹持预应力筋用的夹具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。夹具的种类繁多，下图是传统的单根钢丝锚固夹具。,3.3.1 钢丝的夹具,钢丝用锚固夹具,园锥齿板式常用于冷拔钢丝，园锥槽式常用于消除应力钢丝。,下图是常用的钢丝张拉夹具。,偏心式夹具 压销式夹具,QM预应力体系中的JXS、JXL、JXM型夹具是专为先张台座法预应力钢绞线张拉的需要而设计，可适应9.5、12.2、12.7、15.2，15.7、17.8mm等规格钢绞线的先张台座张拉。,3.3.2 钢绞线的夹具,JXS型先张夹具,JXM型先张夹具,JXL型先张夹具,4 张拉设备,预应力张拉设备主要有电动张拉设备和液压张拉设

20、备两大类。电动张拉设备仅用于先张法，液压张拉设备可用于先张法与后张法。液压张拉设备由液压千斤顶、高压油泵和外接油管组成。 张拉设备应装有测力仪器，以准确建立预应力值。张拉设备应由专人使用和保管，并定期维护和校验。,共63页 第49页,前卡式千斤顶,高压油泵,穿心式千斤顶,4.1 电动张拉机械,常用的电动张拉机械主要有：电动螺杆张拉机、电动卷扬张拉机等，常用于先张法施工中。,电动螺杆张拉机构造图 电动螺杆张拉机,电动卷扬张拉机,是一种利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶。既可用于需要顶压的夹片锚的整体张拉，配上撑脚与拉杆后，还可张拉镦头锚。广泛用于先张、后张法的预应力施工。,4.2.

21、1 穿心式千斤顶,YDC型穿心式千斤顶 构造示意图,千斤顶张拉中,4.2 液压张拉设备,YDC型穿心式千斤顶,点击穿心式千斤顶动画,拉杆式千斤顶为空心拉杆式千斤顶，选用不同的配件可组成几种不同的张拉形式。可张拉DM型螺丝端杆锚、JLM精轧螺丝钢锚具等。,4.2.2 拉杆式千斤顶,拉杆式千斤顶构造示意图,YCL拉杆式千斤顶,点击拉杆式千斤顶动画,是一种具有张拉、顶锚和退楔功能的三作用千斤顶，专用于张拉及顶压锚固带钢质锥形(弗氏)锚的钢丝束。,4.2.3 锥锚式千斤顶,张拉GZ型锚具实例,YDZ850型千斤顶构造示意图,点击锥锚式千斤顶动画,4.3 高压油泵,高压油泵与向液压千斤顶的油缸高压供油。

22、油泵的额定压力应等于或大于千斤顶的额定压力。高压油泵的额定压力为4080MPa。,千斤顶张拉时，张拉力的大小是通过油泵上的油压的读数来控制的。油压表的读数表示千斤顶张拉油缸活塞单位面积的油压力。在理论上如已知张拉力N，活塞面积 A，则可求出张拉时油表的相应读数P 。理论：N=PA，实际NPA。,ZB型油泵,YBZ型 高压泵站,预应力钢筋、锚具、张拉机具的配套使用,5 一般规定,在预应力结构中，砼的强度等级不低于C30，当采用钢铰线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋时不得低于C40；目前，在一些重要的预应力砼结构中，已开始采用C50C60的高强砼，并逐步向更高强度等级的砼发展。在预应力砼构件的施工中，

23、不能掺用对钢筋有侵蚀作用的氯盐、氯化钠等，否则会发生严重的质量事故。,5.1 预应力砼的材料要求,5.2 预应力筋下料及接头,5.2.1 预应力筋的下料 预应力筋下料应采用砂轮切割机切割，不得采用电弧焊切割；对需要镦头的钢丝，其切割面应与母材垂直；钢铰线切割前应用铅丝将切割处两端捆扎，防止端头松散。,5.2.2 预应力筋的接头 粗钢筋的接头必须使用闪光对焊工艺。 高强钢丝和钢绞线严禁有接头，预应力筋的接长必须使用连接器。,LB型整体对接式连接器 LB型连接器静载试验,L型周边悬挂式连接器,钢绞线束 的接长,VLM型单孔连接器 M2L15-1单孔连接器,VLM15(13)BL型 扁锚连接器,5.

24、3 施加预应力时的砼强度要求,应遵守设计规定。设计无规定时应经计算确定，并不低于设计强度的75%。,5.4 张拉设备的校验,为保证预应力筋张拉应力的准确性，应定期、配套校验张拉机具设备及仪表，确定张拉力与油表读数的关系。校验期一般不超过6个月。校正后的千斤顶与油压表必须配套使用。当使用中出现异常或千斤顶维修后，应重新标定。,6 预应力施工工艺,6.1 先张法施工,先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋，并用夹具将其临时锚固在台座或钢模上，再浇筑构件砼，待其达到一定强度后(约75%)放松并切断预应力筋，预应力筋产生弹性回缩，借助砼与预应力筋间的粘结，对砼产生预压应力。,先张法施工工艺示意图,先张法

25、生产有台座法 和台模法 两种。,点击先张法施工动画,1.1 台座,台座承受全部预应力筋的拉力，故台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失。,台座由台面、横梁和承力结构组成。按构造形式不同，可分为墩式台座、槽形台座和钢模台座等。台座可成批生产预应力构件。,墩式长线台座,台座,台面,1.1.1 墩式台座,墩式台座由现浇钢筋砼做成，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。,墩式台座近景 墩式台座构造示意图,台座,钢横梁,线杆连接器,预应力筋, 抗倾覆验算： 式中：K 抗倾覆安全系数，不应小于1.5； N预应力筋的张拉力； e1

26、张拉力合力作用点至倾覆点的力臂； G台墩的自重力； L台墩重心至倾覆点的力臂； Ep台墩后面的被动土压力合力； e2被动土压力合力至倾覆点的力臂。,对于与台面共同工作的台墩，倾覆点的位置宜选在砼台面下45cm处。,墩式台座的计算简图, 抗滑移验算： 式中：K抗滑移安全系数，不小于1.3； N1抗滑移的力，对于独立台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力产生。,台墩与台面共同工作时，预应力筋的张拉力几乎全部传给了台面，可不进行抗滑移验算，而应验算台面承载力。,1.1.2 槽式台座,由端柱、传力柱、横梁和台面组成，既可承受张拉力和倾覆力矩,加盖后又可作为蒸汽养护槽。适用于张拉吨位较大的吊车梁、屋架、箱梁等大

27、型预应力砼构件。,槽式台座构造示意图,钢模台座主要在工厂流水线上使用。它是将制作构件的模板作为预应力钢筋锚固支座的一种台座。模板具有相当的刚度，可将预应力钢筋放在模板上进行张拉。可用于预制楼板或预制箱梁等。,1.1.3 钢模台座,箱梁钢模组装 箱梁端部模板作张拉台座,1.2 施工工艺,张拉预应力筋,支侧模、安设预埋件,预应力筋制作,支底模、安放钢筋 骨架及预应力筋,压 试 块,制作砼试块,浇 筑 砼,养护、拆模,放松预应力筋,构件起吊、堆放,张拉机具准备,调整初应力,1.2.1 工艺流程,先张法预应力筋张拉,1.2.2 预应力筋的张拉, 单根钢丝张拉：台座法多进行单根张拉，由于张拉力较小，一般

28、可采用1020kN电动螺杆张拉机或电动卷扬机单根张拉，弹簧测力计测力，优质锥销式夹具锚固。, 整体钢丝张拉：台模法多进行整体张拉，可采用台座式千斤顶设置在台墩与钢横梁之间进行整体张拉，优质夹片式夹具锚固。,数控式预应力 钢丝张拉机, 单根钢绞线张拉：可采用前卡式千斤顶张拉，单孔夹片工具锚固定。, 整体钢绞线张拉：一般在三横梁式台座上进行，台座式千斤顶与活动横梁组装在一起，利用工具式螺杆与连接器将钢绞线挂在活动横梁上，张拉前，先用小型千斤顶在固定端逐根调整钢绞线初应力。张拉时，台座式千斤顶推动活动横梁带动钢绞线整体张拉。,前卡式千斤顶 逐根张拉,活动横梁,固定横梁,夹具,台座式千斤顶,高压油泵,

29、墩式台座,预应力筋, 粗钢筋的张拉：分单根张拉和多根成组张拉。由于在长线台座上预应力筋的张拉伸长值较大，一般千斤顶行程多不能满足，张拉较小直径钢筋可用卷扬机。,张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的 1.5倍；张拉行程应不小于预应力筋伸长值的 1.11.3倍。,钢筋预应力张拉机1 钢筋预应力张拉机2,1.2.3 预应力筋的张拉程序, 预应力钢丝：钢丝的张拉工作量大，宜采用一次张拉程序：,01.031.05con 锚固, 粗钢筋：采用一次张拉程序：,对于单根张拉：0 1.05con （持荷2min） con 锚固,式中：con 预应力筋的张拉控制应力。,1.2.4 张控制应力限值,预应力筋的张

30、控制应力限值con不宜超过下表限值，也不宜小于0.4 fptk ：,要求提高构件在施工阶段的抗裂性能或抵消由于应力松驰、磨擦、分批张拉、温差等因素产生的应力损失等，采用超张拉工艺时其最大张拉控制应力可提高0.05 fptk。,1.2.5 预应力值校核,钢丝张拉时，伸长值不作校核。张拉锚固后，用钢丝内力测定仪反复测定4次，取后3次的平均值为钢丝内力。其允许偏差为设计规定预应力值的5%。而预应力粗钢筋用伸长值进行校核。 钢丝宜全数检查，比较稳定的单位可抽查，但不少于5根。,2CN-1型双控钢丝内力测定仪,预应力钢丝 内力的检测 ，一般在张 拉锚固后1h 进行,业内俗称 “单控”,钢绞线张拉时，一般

31、采用张拉力控制、伸长值校核。,业内俗称为“双控”！,张拉过程中随时测量伸长值 (量测千斤顶活塞行程 反算预应力筋伸长值),台座式 千斤顶,固定横梁,活动横梁,工具锚,量千斤顶行程,张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为6%。,张拉力控制的校核方法与钢丝相同.,1.3 先张法施工注意事项,台座法张拉预应力筋时，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋，避免台座承受过大的偏心压力。张拉宜分批、对称进行。, 采用应力控制法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。当实际伸长值与计算伸长值的偏差大于6%时，应暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。, 多根预应力筋同时张拉时，须事先调整初应力（

32、一般为10%con ），使相互间的应力一致。预应力筋张拉锚固后的实际预应力值与设计规定检验值的相对允许偏差为5%。, 先张法中的预应力筋不允许出现断裂或滑脱。在浇筑砼前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。, 锚固时，张拉端预应力筋的回缩量应符合设计要求，设计无要求时不得大于施工规范规定。, 张拉锚固后，预应力筋对设计位置的偏差不得大于5mm，且不得大于构件截面短边尺寸的4%。, 施工中必须注意安全，严禁正对钢筋张拉的两端站立人员，防止断筋回弹伤人。,预应力筋张拉的安全防护,1.4 砼的浇筑与养护,预应力筋张拉完成后，应尽快进行钢筋绑扎、模板拼装和砼浇筑等工作。砼浇筑时，振动器不得碰撞预应力筋

33、。砼未达到强度前，也不允许碰撞或踩动预应力筋。,养护可采用自然养护和湿热养护，当构件在台座上进行湿热养护时，应防止温差引起的预应力损失。先张法在台座上生产砼构件，其最高允许的养护温度应根据设计规定的允许温差(张拉与养护时的温度之差)计算确定。当砼强度达到7.5Nmm2(粗钢筋配筋)或10Nmm2(钢丝、钢绞线配筋)以上时，则可不受设计规定的温差限制。可采用两次升温的方式进行养护。,1.5 预应力筋的放张,砼强度达到设计规定的数值(不小于标准强度的75%)后，才可放松预应力筋。, 轴心受预压构件，所有预应力筋应同时放张；,1.5.1 放张顺序, 偏心受预压构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力

34、筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋； 不能满足上述要求时，应分阶段、对称、交错地放张，防止构件在放张过程中产生弯曲、裂纹或预应力筋断裂。,1.5.2 放张方法, 当预应力筋采用钢丝时，配筋不多的中小型钢筋砼构件，钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方法放松。,长线台座上放松后预应力筋的切断顺序，一般由放松端开始,逐次切向另一端。,长线法生产预应力空心板,配筋多的钢筋砼构件，钢丝应同时放松，如逐根放松，则最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而突然断裂，易使构件端部开裂。, 预应力筋为钢筋时，对热处理钢筋及冷拉IV级钢筋不得用电弧切割，宜用砂轮锯或切断机切断。数量较多时，也应同时放松。多根钢丝或钢筋的同时

35、放松，可用油压千斤顶放张、砂箱放张、楔块放张等方法。,楔块放张 砂箱放张, 采用湿热养护的预应力砼构件，宜热态放松预应力筋，而不宜降温后再放松。,6.2 后张法施工,后张法是先制作构件并预留孔道，待构件砼达到规定强度后，在孔道内穿入预应力筋，张拉并锚固，然后孔道灌浆。,点击后张法施工动画,后张法不需台座，构件在张拉过程中完成砼的弹性压缩。广泛应用于现场生产的大型预应力构件和现浇砼结构中。,T梁预应力张拉,2.1 工艺流程,浇 筑 砼,抽管，养护拆模,预应力筋制作,埋 管 制 孔,压 试 块,制作砼试块,穿 筋,张拉预应力筋,孔 道 灌 浆,构件起吊、运输,张拉机具准备,调整初应力,制作砂浆试块

36、,压砂浆试块,铺底模，钢筋及侧模,锚 具 制 作,灌浆机具准备,共64页 第24,2.2 预应力筋制作,钢绞线是成盘状供应，不需要对焊接长。制作工序是：开盘下料编束。,2.2.1 钢绞线, 下料：钢绞线下料宜用砂轮切割机切割，不得采用电弧切割。, 编束：为保证钢绞线束两端排列顺序一致，穿束与张拉不致紊乱，钢绞线必须编束。钢绞线编束宜用20号铁丝绑扎，间距23m，编束前先将钢绞线理顺，使各根钢绞线松紧一致。,钢绞线加工, 钢绞线下料长度： 采用夹片锚具、穿心式千斤顶张拉时，按下式计算： 两端张拉：Ll +2（l1 + l2 + l3 + l4 ） 一端张拉：Ll + 2（l1 + l4）+ l2

37、 + l3,式中： l 构件的孔道长度； l1 夹片式工作锚厚度； l2 穿心式千斤顶长度； l3 夹片式工具锚厚度。 l4钢绞线端部外露长度。,钢绞线下料长度计算简图,2.2.2 钢丝, 下料：消除应力钢丝放开后是直的,可直接下料。钢丝在应力状态下切断下料，控制应力为300N/mm2。下料长度的误差要控制在L5000以内，且不大于5mm。 较常采用的是“钢管限位法下料”。, 编束： 钢丝编束可分为空心束和实心束，都需用梳丝板理顺钢丝，在距钢丝端部510cm处编扎一道。实心束工艺简单，空心束孔道灌浆效果优于实心束。, 下料长度：采用钢质锥形锚具、锥锚式千斤顶张拉时，按下式计算： 两端张拉：Ll

38、 +2（l1 + l2 + l3 ） 一端张拉：Ll +2（l1 + l3 ）+ l2,式中： l 构件的孔道长度； l1 锚环厚度； l2 千斤顶分丝头至 卡盘外端距离。 l3 钢丝外露长度。,采用钢质锥形锚具时 钢丝下料长度计算简图,2.2.3 粗钢筋,单根预应力钢筋一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除采用螺丝端杆锚具外，还可采用帮条锚具或镦头锚具。 其制作工序是：配料对焊冷拉。,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、冷拉率和冷拉弹性回缩率、孔道长度等因素。,粗钢筋下料长度计算简图,2.3 孔道留设,预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种，其

39、直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系特点及尺寸确定。,预制构件的孔道留设 现浇构件的孔道留设,2.3.2 孔道布置,孔道至构件边缘的净距不小于40mm，孔道之间的净距不小于50mm；端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线；凡需起拱的构件，预留孔道应随构件同时起拱。,2.3.1 孔道直径,粗钢筋的孔道直径应比对焊接头外径或需穿过孔道的锚具、连接器外径大1015mm；钢丝、钢铰线的孔道直径应比预应力束外径或锚具外径大510mm，且孔道面积宜为预应力筋净面积的34倍。,2.3.3 孔道成型方法,孔道成型有钢管抽芯法、胶管抽芯法和埋管法。 孔道成型的要求是：孔道的尺寸与位置正确，孔道平顺，接头不漏浆。

40、, 钢管抽芯法用于直线孔道。,钢管要求：平直、表面光滑，每根不超过15m，超过15m用两根钢管，中间套管连接； 构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于1m；,两根钢管的套管连接,钢管固定 井字架,防止粘结措施：浇筑后，每隔1015min时间转动钢管（两根钢管时，旋转方向要相反）；,抽管时机：初凝后、终凝前，以手指按压砼，无明显压痕又不沾浆即可抽管；常温下一般在砼浇筑后35h； 抽管顺序：先上后下；先中间，后周边；当部分孔道有扩孔时，先抽无扩孔管道，后抽扩孔管道；抽管时边抽边转、速度均匀、与孔道成一直线。 质量控制：抽管后，及时检查孔道并做好孔道清理工作，以防止穿筋困难。, 胶管抽芯法可用于直线或

41、曲线孔道。 胶管要求：胶管有夹布胶管或钢丝网胶管两种。使用前，一端封堵，另一端与阀门连接，充水(气)加压至0.50.8MPa，使胶皮管直径增大约3mm。,构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于0.6m； 防止粘结措施：浇筑后不需转动胶管，只需在抽管前放水(气)降压，待管径缩小与砼脱离即可抽管； 抽管时机：抽管时间比钢管略迟； 抽管顺序：先上后下；先曲后直。, 预埋管法预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和金属螺旋管、塑料波纹管，埋入后不再抽出，可用于各类形状的孔道，是目前大力推广的孔道留设方法。,波纹管要求：在1KN径向力作用下不变形，使用前进行灌水试验，检查有无渗漏，防止水泥浆流入管内堵塞孔道；安装

42、就位过程中避免反复弯曲，以防管壁开裂。,塑料波纹管 金属螺旋管,构件中固定：用钢筋井字架,间距不大于0.81.0m; 固定后，必须用铅丝与钢筋扎牢，防止浇筑砼时螺旋管上浮而造成严重事故。,曲线孔道的固定,在孔道留设的同时应留设灌浆孔和排气孔。 灌浆孔：一般在构件两端和中间每隔12m设置一个灌浆孔，孔径2025mm（与灌浆机输浆管嘴外径相适应），用木塞留设。,2.3.4 灌浆孔、排气孔与泌水孔,曲线孔道应在最低点设置灌浆孔，以利于排出空气,保证灌浆密实； 一个构件有多根孔道时，其灌浆孔不应集中留在构件的同一截面上，以免构件截面削弱过大。, 排气孔与泌水孔：构件的两端留设排气孔，曲线孔道的峰顶处应

43、留设排气兼泌水孔，必要时可在最低点设置排水孔。,灌浆孔的方向应使灌浆时水泥浆至上而下垂直或倾斜注入孔道；,用木塞留设 灌浆孔,波纹管上留设灌浆孔,灌浆孔的最大间距，抽芯成孔的不宜大于12m，预埋波纹管不大于30m。,2.4 预应力筋穿入孔道,预应力筋穿入孔道按穿筋时机分有先穿束 和后穿束,按穿入数量分有整束穿和单根穿；按穿束方法分有人工穿束和机械穿束。,箱梁的人工后穿束 预应力筋穿插入孔道的箱梁,长度在50m以内的二跨曲线束，多采用人工穿束；对超长束、特重束、多波曲线束应采用卷扬机穿束；目前穿束机穿束在越来越多的工程中得到使用。,先穿束 在砼浇筑前穿束，省力，但穿束占用工期，预应力筋保护不当易

44、生锈；后穿束 在砼浇筑后进行，不占用工期，穿筋后即进行张拉，但较费力。,构皮滩大坝中孔闸墩新式U型预应力锚索穿索试验,2 千斤顶定位安装 3 张拉,1 准备工作,5 封 端,4 锚 固,2.5 预应力筋张拉,2.5.1 准备工作, 块体拼装：分段制作的构件在张拉前完成拼装; 砼强度检验：砼强度应满足设计要求，设计无要求时应不低于设计强度的75%，块体拼装立缝处的砼或砂浆强度不低于砼强度的40%，且不得低于15N/mm2;, 构件端头清理； 搭设张拉台，安装锚具与张拉设备。,张拉台搭设,2.5.2 张拉方式,根据构件的特点、预应力筋的形状和长度及施工方法，预应力筋张拉有如下几种张拉方法：, 一端

45、张拉方式：张拉设备放在构件的一端进行张拉，适用于埋设波纹管且长度30m的直线预应力筋或抽芯成孔且长度24m的直线预应力筋。, 两端张拉方式：张拉设备放在构件的两端进行张拉，适用于埋设波纹管且长度30m的直线预应力筋或抽芯成孔且长度24m的直线预应力筋。及曲线预应力筋。, 分批张拉方式：对配有多束预应力筋的构件分批进行张拉，由于后批预应力筋张拉所产生的砼弹性压缩对先批张拉的预应力筋造成预应力损失，所以先批张拉的预应力筋应加上该弹性压缩损失值，使分批张拉的每根预应力筋的张拉力基本相等。,预应力箱梁的分批、对称张拉 预应力T梁的分批张拉, 分段张拉方式：在多跨连续梁板施工时，通长的预应力筋需要逐段

46、进行张拉，第二段及后 段的预应力筋利用锚头 连接器与前段预应力筋 进行接长。, 分阶段张拉方式：为平衡各阶段的不同荷载及减少弹性压缩损失,采取分阶段逐步施加预应力的方式。, 补偿张拉方式：在早期预应力损失基本完成后，再进行张拉的方式。,梁段的分段张拉施工,2.5.3 张拉顺序, 张拉顺序的确定原则： 不使砼产生超应力; 构件不扭转与侧弯、结构不变位； 张拉设备的移动次数最少。所以张拉宜对称进行。,预应力箱梁 的对称张拉,下图所示是预应力砼屋架的下弦，图a为二束不超过30m的钢丝束，可采用一端张拉，用二台千斤顶分别在构件的两端进行对称张拉，一次完成。,图b预应力筋为四束，需分两批张拉，用两台千斤

47、顶分别张拉对角线上的二束，然后张拉另二束，先批张拉的预应力损失应予补足。,（a）,（b）,预应力砼屋架下弦 的张拉顺序, 受拉构件的对称张拉, 平卧重叠构件张拉：现场平卧重叠制作的后张法预应力构件，其张拉顺序宜先上后下逐层进行，为减少上下层之间因磨擦力引起的预应力损失，应视预应力筋和隔离剂的类别逐层加大张拉力。, 张拉注意事项, 当两端同时张拉一根预应力筋时，宜先在一端张拉、一端锚固，再在另一端张拉补足张拉力后锚固；, 对于重要预应力砼构件，可分阶段建立预应力，即全部预应力先张拉50%之后，再第二次拉至100%。, 为解决砼弹性压缩损失问题，可采用同一张拉值,逐根复拉补足张拉力；,预应力钢绞线

48、的逐根张拉,2.5.4 张拉程序,预应力筋张拉操作程序，根据构件类型、张拉锚固体系、松驰损失等因素确定： 采用低松驰钢丝和钢铰线或设计已考虑松弛损失时，张拉程序为： 0Pj 锚固 Pj = conAP（预应力筋截面积）,锚具安装 千斤顶安装 夹片安装 张拉施工, 采用普通松驰预应力钢筋时，按超张拉程序，即： 对镦头锚具等可卸载锚具： 01.05Pj 持荷2min Pj 锚固 对夹片锚具等不可卸载锚具： 01.03Pj 锚固,压力表读数,张拉控制,2.5.5 伸长值校核,校核伸长值可综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大、预应力筋是否有异常现象等。因此，张拉时应对伸长值进行校核，实际伸长值与计算伸长值的偏差大于6%时，应暂停张拉，在采取措施调整后，方可继续张拉。（注：计算伸长值按轴心受拉考虑，实测的需考虑弹性回缩）,伸长值校核,伸长值校核,2.6 孔道灌浆,预应力筋张拉后，应尽快进行孔道灌浆。一可保护预应力筋以免锈蚀，二使预应力筋与砼有效粘结，控制超载时裂缝的间距与宽度，减轻梁端锚具的负荷情况。,灌浆料应采用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥配制，水灰比不大于0.45，搅拌后3h泌水率不宜大于2%，且不应大于3%。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。灌浆用水泥浆的抗压强度不应小于20N/mm2。灌浆设备：灰浆泵。,灌浆管,灌浆前应