建筑施工 第五章.ppt

1.了解预应力混凝土的基本原理； 2.掌握预应力混凝土施工先张法、后张法、无粘 结预应力的施工工艺； 3.掌握预应力混凝土的施工质量验收标准及检测 方法； 4.掌握预应力混凝土结构施工的安全技术第五章 预应力混凝土工程学习要求：预应力混凝：就是在结构受拉区预先施加压力产生预 压应力，从而使结构在使用阶段产生的拉应力首先抵 消预压应力，从而推迟了裂缝的出现和限制裂缝的开 展，提高了结构的抗裂度和刚度这种施加预应力的 混凝土，叫做预应力混凝土 特点：预应力混凝土可提高构件的抗裂度和刚度，还 可减轻自重、增加构件的耐久性、降低造价等优点 分类： 1.按施工方法不同分为：先张法和后张法两大类 2.按钢筋张拉方式不同分：为机械张拉、电热张拉与 自应力张拉法等先张法：在浇筑混凝土之前，先张拉预应力钢筋，并将预应力筋临时固定在台座或钢模上，待混凝土达到一定强度，放松预应力筋，使混凝土在预应力筋的反弹力作用下，使构件受拉区的混凝土承受预压应力先张法分类：生产方法可采用台座法和机组流水法预应力混凝土构件先张法（台座）生产过程见图5-1适用范围：先张法适用于生产定型的中小型构件，如空心板、屋面板、吊车梁、檩条等。

第一节 先张法台座是先张法施工张拉和临时固定预应力筋的支 撑结构，它承受预应力筋的全部张拉力 台座分类：台座按构造型式分为墩式台座和槽式台座墩式台座由承力台墩、台面和横梁组成(图5-2) 台座的长度和宽度由场地大小、构件类型和产量而定 ，一般长度宜为100～150m，宽度为2～4m槽式台座是由端柱，传力柱和上、下横梁及砖墙组成 的(图5-5)槽式台座适用于张拉吨位较大的构件，如吊 车梁、屋架、薄腹梁等一、台座（一）墩式台座（二）槽式台座夹具是预应力筋张拉和临时固定的锚固装置，用 在先张法施工中 分类：按其用途不同，可分为锚固夹具和张拉夹具夹具的静载锚固性能应满足: ηs≥0.95 夹具除满足上述要求外，尚应具有下列性能： 1.当预应力夹具组装件达到实际极限拉力时，全部零 件不应出现肉眼可见的裂缝和破坏； 2.有良好的自锚性能； 3.有良好的松锚性能； 4.能多次重复使用二、夹具（一）夹具的要求1.钢质锥形夹具钢质锥形夹具主要用来锚固直径为3～5㎜的单根 钢丝夹具，如图5-6 2.墩头夹具墩头夹具适用于预应力钢丝固定端的锚固，如图 5-7张拉夹具是将预应力筋与张拉机械连接起来进行 预应力张拉的工具，常用的张拉夹具有月牙形夹具、 偏心式夹具和楔形夹具等，如图5-8。

二）锚固夹具（三）张拉夹具常用的张拉设备有油压千斤顶、卷扬机、电动螺 杆张拉机等 1.油压千斤顶:油压千斤顶可用来张拉单根或多根成 组的预应力筋可直接从油压表的读数求得张拉应力 值，见图5-9 2.卷扬机:卷扬机主要用来在张拉长线台座小直径钢 筋长拉过程见图5-11 3.电动螺杆张拉机:电动螺杆张拉机由螺杆、电动机 、变速箱、测力计及顶杆等组成可单根张拉预应力 钢丝或钢筋见图5—12三、张拉设备先张法施工工艺流程如图5—13图5-13 先张法施工工艺流程图台座准备刷隔离剂铺放预应力筋安侧模、扎横向筋灌筑混凝土养 护放松预应力筋张 拉制作试块试块试压脱模出槽堆放四、先张法施工工艺1.预应力筋铺设前先做好台面的隔离层，隔离剂应选 用非油质类模板隔离剂，不得使预应力筋受污，以免 影响预应力筋与混凝土的粘结 2.钢丝接长可借助钢丝拼接器用20~22号铁丝密排绑扎 3.预应力筋张拉应力的确定：预应力筋的张拉控制应 力，应符合设计要求施工如采用超张拉，可比设计 要求提高5%，但其最大张拉控制应力不得超过表5-1的 规定 4.张拉程序：预应力筋的张拉程序可按下列程序之一 进行：（一）、预应力筋的铺设、张拉5.预应力筋伸长值与应力的测定预应力筋的伸长值△L按下式计算：预应力筋的位置不允许有过大偏差，对设计位置 的偏差不得大于5㎜，也不得大于构件截面最短边长 的4%。

为了减少预应力损失，在设计配合比时应考虑减 少混凝土的收缩和徐变 1.混凝土的浇筑振捣混凝土时，振动器不得碰撞预应力钢筋混凝土未达到一定强度前也不允许碰撞和踩动预 应力筋，以保证预应力筋与混凝土有良好的粘结力 2.混凝土的养护预应力混凝土可采用自然养护和湿热养护当采用湿热养护时应采取正确的养护制度，以减 少由于温差引起的预应力损失二）混凝土浇筑与养护1.放张要求放张预应力筋时，混凝土应达到设计要求的强度 如设计无要求时，应不得低于设计混凝土强度等级 的75%放张预应力筋前应拆除构件的侧模 2.放张方法配筋不多的中小型构件，钢丝可用砂轮锯或切断 机等方法放张配筋多的钢筋混凝土构件，钢丝应同时放张消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋不得用电弧 切割，宜用砂轮锯或切断机切断预应力钢筋数量较多时，可用千斤顶、砂箱、楔 块等装置应同时放张，见图5—15三）预应力筋的放张3.放张顺序预应力筋的放张顺序，应满足设计要求，如设计 无要求时应满足下列规定： （1）对轴心受预压构件所有预应力筋应同时放张 （2）对偏心受预压构件应先同时放张预压力较小区 域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的 预应力筋 （3）如不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、 相互交错的放张。

后张法：先制作构件，并预留孔道，待构件混凝土强度达到设计规定的数值后，在孔道内穿入预应力筋进行张拉，并用锚具在构件端部将预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆靠构件端部的锚具将预应力筋的张拉力传递给混凝土，使混凝土产生预压应力预应力混凝土后张法生产示意图见5-16 第二节 后 张 法图5－16 后张法施工顺序 (a)制作构件，预留孔道；(b)穿入预应力钢筋进行张拉并锚固；(c)孔道灌浆 1–混凝土构件；2–预留孔道；3–预应力筋；4–千斤顶；5–锚具锚具：是预应力筋张拉和永久固定在预应力混凝 土构件上的传递预应力的工具分类：按锚固性能不同，可分为Ⅰ类锚具和Ⅱ类 锚具Ⅰ类锚具适用于承受动载、静载的预应力混凝土 结构；Ⅱ类锚具仅适用于有粘结预应力混凝土结构， 且锚具只能处于预应力筋应力变化不大的部位一、锚具及张拉设备（一）锚具的要求锚具应满足静载锚固性能的要求锚具还应满足下列规定： 1.当预应力筋锚具组装件达到实测极限拉力时，除 锚具设计允许的现象外，全部零件均不得出现肉 眼可见的裂缝或破坏 2.除能满足分级张拉及补张拉工艺外，宜具有能放 松预应力筋的性能 3.锚具或其附件上宜设置灌浆孔道，灌浆孔道应有 使浆液通畅的截面积。

1.按锚固原理和构造型式不同分：螺杆锚具、夹片锚具、锥销式锚具和镦头锚具 四种体系； 2.按张拉过程中锚具所在位置与作用不同分：张拉端锚具和固定端锚具； 3.按锚具锚固预应力筋的类型和数量分：单根粗钢筋锚具、钢丝锚具和钢筋束、钢绞线 束锚具二）锚具的种类后张法主要张拉设备有千斤顶和高压油泵 1.拉杆式千斤顶（YL型）拉杆式千斤顶主要用于张拉带有螺丝端杆锚具的 粗钢筋，锥形螺杆锚具钢丝束及镦头锚具钢丝束 2.锥锚式千斤顶（YZ型）锥锚式千斤顶主要用于张拉KT-Z型锚具锚固的钢 筋束或钢绞线束和使用锥形锚具的预应力钢丝束 3.穿心式千斤顶（YC型）穿心式千斤顶适用性很强，它适用于张拉采用 JM12型、QM型、XM型的预应力钢丝束，钢筋束和钢绞 线束三）张拉设备4.千斤顶的校正采用千斤顶张拉预应力筋，预应力的大小是通过 油压表的读数表达，油压表读数表示千斤顶活塞单位 面积的油压力 千斤顶校正的方法主要有：标准测力计校正、压 力机校正及用两台千斤顶互相校正等方法 5.高压油泵高压油泵与液压千斤顶配套使用，它的作用是向 液压千斤顶各个油缸供油，使其活塞按照一定速度， 伸出或回缩1.单根预应力筋制作单根粗预应力钢筋制作过程有：配料、对焊、冷 拉等工序。

为保证质量，宜采用控制应力的方法进行冷拉； 钢筋配料时应根据钢筋的品种测定冷拉率 钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行钢筋的下料长度由 计算确定图5-29 预应力筋下料长度计算图 二、预应力筋的制作当构件两端均采用螺丝端杆锚具时预应力筋下 料长度为：一端为螺丝端杆锚具，另一端采用帮条锚具或 镦头锚具时，预应力筋下料长度为 ：2.钢筋束及钢绞线束制作预应力筋制作过程包括:开盘冷拉、下料和编束 等工序下料是在钢筋冷拉后进行钢绞线下料前应 在切割口两侧各50㎜处用铁丝绑扎，切割后对切割口 应立即焊牢，以免松散钢筋束由直径10㎜的热处理 钢筋编束而成，钢绞线束由直径为12㎜或15㎜的钢绞 线编束而成，每束3～6根编束时一般把预应力筋理 顺后，用18-22号铁丝，每隔1m左右绑扎一道，形成 束状 3.钢丝束制作钢丝束制作随锚具的不同而异，一般需经调直、 下料、编束和安装锚具等工序后张法施工工艺与预应力施工有关的主要是孔道留设，预应力筋张拉和孔道灌浆三部分，图5-32为后张法工艺流程图三、后张法施工工艺图5-32 后张法施工工艺流程图孔道留设方法：有钢管抽芯法，胶管抽芯法，预 埋管法预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三 种。

钢管抽芯法只用于直线孔道，胶管抽芯法和预埋 管法则适用于直线、曲线和折线孔道 1.钢管抽芯法施工要点 （1）钢管要平直，表面光滑，安放位置准确钢管 的位置固定一般用钢筋井字架，井字架间距一般为1 ～2m左右 （2）钢管每根长度最好不超过15m，以便旋转和抽管 （3）恰当地掌握抽管时间 （4）抽管顺序宜先上后下进行，抽管时速度要均匀 ，边抽边转，并与孔道保持在一直线上 （5）灌浆孔和排气孔的留设一）孔道留设2.胶管抽芯法施工要点留设孔道用的胶管一般有五层或七层夹布管和供 预应力混凝土专用的钢丝网橡皮管两种胶管的固定用钢筋井字架，间距不宜大于0.5m， 并与钢筋骨架绑扎牢然后充水（或充气）加压到 0.5～0.8N/㎜2，此时胶管直径可增大约3㎜ （1）胶管必须有良好的密封装置，勿使漏水、漏气 （2）做好胶管接头处理，见图5-34 （3）抽管时间比钢管略迟，一般可参照气温和浇筑 后的小时数的乘积达200度小时左右 （4）抽管顺序一般为先上后下，先曲后直3.预埋管法预埋管法是利用与孔道直径相同的金属波纹管埋在构件中，无需抽出即可成孔波纹管的固定，采用钢筋井字架，间距不宜大于0.8m，曲线孔道时应加密，并用铁丝绑扎牢。

波纹管的连接，可采用大一号同型波纹管，接头管长度应大于200㎜,用密封胶带或塑料热塑管封口 后张法张拉预应力筋时，混凝土强度应符合设计要求，设计无规定时，不应低于设计强度等级的75%1.张拉控制应力张拉控制应力越高，建立的预应力值就越大，构件抗裂性越好但是张拉控制应力过高时构件破坏前没有明显警示，且构件混凝土预压应力过大而导致混凝土的徐变应力损失增加二）预应力筋张拉施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求 提高5%，但其最大张拉控制应力不得超过表5-1的 规定为了减少预应力筋的松驰损失，预应力筋的张 拉程序为:2.张拉顺序张拉顺序应使构件不扭转与侧弯，不产生过大偏 心力，预应力筋一般应对称张拉对配有多根预应力筋构件，不可能同时张拉时， 应分批、分阶段对称张拉 张拉顺序应符合设计要求分批张拉的应力损失可以采取对先批预应力筋逐 根复位补足的办法处理 3.叠层构件的张拉为了减少和弥补上层构件产生的水平摩阻力会阻 止下层构件预应力筋张拉时产生的预应力损失，可自 上而下逐层加大张拉力，底层张拉力不宜比顶层张拉 力大5%，且不得超过表5-1规定4.张拉端的设置(1)抽芯成形孔道:曲线预应力筋和长度＞24m的直线 预应力筋，应在两端张拉；对长度≤24m的直线预应力筋，可在一端张拉；(2)预埋波纹管孔道:对于曲线预应力筋和长度＞30m 的直线预应力筋，宜在两端张拉；对于长度≤30m的直 线预应力筋可在一端张拉。

3)当同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时，张 拉端宜分别设在构件的两端，以免构件受力不均匀5.预应力值的校核和伸长值的测定检验。