第四章 预应力混凝土工程

1. 第四章 预应力混凝土工程

2. 第四章 预应力混凝土工程 第一节 概述 第二节 先张法 第三节 后张法

3. 第一节 概述 • 概述 • 施工方法 back

4. 概述 一、预应力原理 在结构或构件承受使用荷载前，张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋，将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，对受拉区的混凝土预先施加压应力,即产生预应力。以抵消或减少使用荷载作用下产生的拉应力，充分利用钢材的抗拉性能。

5. 二、优点 1. 构件截面小、自重轻、刚度大、抗裂度高、 耐久性好、材料省等； 2. 大开间、大跨度与重荷载的结构中，可减少材料用量，扩大使用功能，综合经济效益好； 3. 提高结构或构件的抗裂度、刚度； 4. 充分发挥高强钢材的作用； 5. 把散件拼成整体。 back

6. 施工方法 一、预应力筋 按材料类型分： 钢丝：冷拔低碳钢丝 、碳素钢丝、刻痕钢丝 钢绞线 钢筋：冷拉钢筋、热处理钢筋、精轧螺纹钢 筋 以钢绞线与钢丝采用最多。 发展趋势： 高强度、低松弛、粗直径、耐腐蚀。

7. 二、施工方法 按施工顺序分： 先张法 后张法 按张拉方法分： 机械张拉 电热张拉 back

8. 第二节 先张法 • 概述 • 施工工艺 back

9. 概述 一、特点 在台座或钢模上先张拉预应力筋并用夹具临时固定，再浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放张并切断预应力筋。 适用于预制构件厂生产中、小型构件 二、工艺流程 如图示

10. 清理台座 预应力筋制作 支底模或涂隔离剂、安放钢筋骨架及预应力钢筋 张拉预应力筋 调整初应力 张拉机具 支模、安设预埋件、网片 制作试块 浇 筑 砼 养 护 拆 模 放张及切断预应力钢筋 压 试 块 堆 放 back

11. 施工工艺 一、设备 1. 台座 要求：有足够的强度、刚度和稳定性； 满足生产工艺的要求。 种类： 墩式（传力墩、台面、横梁） 适于中、小型构件 如图4.1 槽式（传力柱、上下横梁、砖墙） 如图4.2 适于双向预应力构件，蒸汽养护 钢模台座 go

12. 重力式 与台面共同作用式 构架式 桩基构架式 图4.1 墩式台座的几种形式 back

13. 下横梁 1. 压杆 2.砖墙 4. 上横梁 图4.2 槽式台座 back

14. 2.夹具 （1） 锚固夹具 锥形（锥销式、二片式、三片式） 锚固单根直径12～14预应力筋。如图4.3 镦头锚具 带槽螺栓、梳子板。 如图4.4 、4.5、4.6、4.7 （2）张拉夹具 偏心式、楔形。 go

15. 圆套筒二片式夹具 锥销夹具 圆套筒三片式夹具 方套筒二片式夹具 图 4.3 back

16. 固定端镦头夹具 图4.4 单根镦头钢筋螺杆夹具

17. 图4.5 高强镦头钢丝用梳筋板夹具 接千斤顶

18. 图4.6 镦头梳筋板夹具（整体张拉）

19. 拉杆式千斤顶 张拉钩 连接套筒 承力架 图 4.7 张拉千斤顶与张拉钩 back

20. 3.张拉设备 （1）穿心式千斤顶 适于12～20单根钢筋。如图4.8 （2）电动螺杆 电动机带动变速箱，变速箱使力给螺杆，使螺旋杆转动，使螺旋杆上的夹具运动。适于钢筋、钢丝。如图4.9 （3）卷扬机 go

21. 图4.8 YC20穿心式千斤顶的工作原理 back

22. 图4.9 电动螺杆张拉机的工作原理 back

23. 二、施工工艺 1. 预应力筋铺设 预应力钢丝和钢绞线下料，应采用砂轮切割 机，不得采用电弧切割； 长线台座台面在铺设钢丝前应涂隔离剂，隔 离剂不应沾污钢丝，以免影响钢丝与混凝土的粘结； 钢丝接长，可借助于钢丝拼接器；图4.10 预应力筋与工具式螺杆连接，可用套筒式 连接器。图4.11

24. 图4.10 钢丝拼接器 图4.11 套筒式连接器 back

25. 2. 张拉预应力筋 （1）张拉程序 0 σcon 1.05σcon（持荷2分钟） 1.03σcon 0 （2）控制应力及最大应力 超张拉可减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损失，超张拉可比设计要求提高5%，但最大张拉控制应力不得超过相应规定。

26. （3）注意要点 张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际与设 计伸长值偏差≯±6%，否则停拉； 从台座中间向两侧进行，防偏心损坏台座； 多根成组张拉，初应力应一致； 拉速平稳，松紧一致，设备缓慢放松； 拉完的筋位置偏差≯5mm，且≯构件截面短 边的4%； 台座两端应有防护设施，严禁站人； 张拉过程中发生断丝或滑脱钢丝时，应更换

27. 3. 混凝土浇筑与养护 混凝土一次浇完，混凝土≮C30 防止较大徐变和收缩 尺量减小水灰比，减小水泥用量，以减小收缩和涂变 正确选择养护制度，减小温差应力损失 防止碰撞、踩踏钢丝或钢筋

28. 4.预应力筋放松 放张时，混凝土的强度应符合设计要求；如设计无规定，不应低于混凝土设计强度标准值的75%。 （1）放张顺序 如设计无规定，应： 轴心受压的构件，所有预应力筋应同时放张； 偏心受压的构件，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；

29. 如不能满足1、2两项要求时，应分阶段、对称、交错地放张，以防放张过程中构件产生弯曲、裂纹和预应力筋断裂； （2）放张方法 锯断 剪断 熔断 粗钢筋放张： 千斤顶、 砂箱、楔块。如图4.12、4.13 应缓慢进行，防止冲击。

30. 钢套箱 进砂口 活塞 钢套箱底板 螺杆 螺母 横梁 承力板 台座 砂子 出砂口 钢块 钢块 钢楔块 图4.12 砂箱 图4.13 楔块

31. （3）放张注意事项 检查构件放张时钢丝与混凝土的粘结，切断钢丝时应测定钢丝的回缩情况； 放张前，应拆除侧模，使构件能自由压缩，以防损坏模板或构件开裂； 用氧炔焰切割时，应采取隔热措施。 back

32. 第三节 后张法 • 概述 • 后张法施工工艺 • 电热法张拉 • 无粘结预应力混凝土施工 back

33. 概述 后张法是先制作构件或结构，待混凝土达到一定强度后，在构件，或结构上张拉预应力筋的方法。 一、特点 1. 不需要台座设备，灵活性大； 2. 适于大构件及结构的现场施工； 3.工序多、工艺复杂； 4.锚具不能重复利用。 二、工艺过程

34. 安装底模 绑轧钢筋骨架 焊钢筋支托 埋管制孔 安装侧模 浇 筑 砼 制作砼试块 养护、拆侧模 制作预应力筋 穿预应力筋 清理张拉端、装锚具 张拉设备标定 张拉预应力筋、锚固 压砼试块 灌浆设备准备 孔道灌浆、封锚 制作水泥浆试块 起吊运输或拆底模 压水泥浆试块 back

35. 后张法施工工艺 一、张拉机具 1.锚具 （1）单根粗钢筋锚具： 螺丝端杆锚具 钢筋冷拉前焊接好 适于直径18～36mm筋，如图4.14 帮条锚具 帮条与预应力筋同级，如图4.15 镦头锚具 go

36. 图4.14 螺丝端杆锚具 0 back

37. 4.15 帮条锚具 back

38. （2）单根钢绞线锚具 锥销夹具 夹片夹具 如图4.16 （3）钢筋束、钢绞线束锚具 多孔夹片式：XM型、QM型、BS型等 图4.17 JM－12型锚具 图4.18 KT－Z型锚具等 图4.19 （4）钢丝束锚具 镦头锚 图4.20 钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具等 图4.21、4.22、4.23

39. 锚环 (c)三夹片式夹片 钢绞线 夹片 (d)二夹片式夹片 (a)组装图 (e)斜开缝夹片 (b)锚环 图4.16 单孔夹片式锚具 back

40. 图4.17 多孔夹片锚固体系 back

41. JM12锚具 JM12锚具 镦头锚具 JM12锚具 l1 (a) 图4.18 JM12－6锚具 back

42. 锚环 锚塞 图4.19 KTZ型锚具 back

43. 4.20 镦头锚 back

44. 4.21 钢质锥形锚具

45. 图4.22 扁型夹片锚具

46. 图4.23 锥形螺杆锚具

47. 2. 张拉机械 （1）单根粗钢筋 拉杆式千斤顶（YL60） 图4.24 穿心式千斤顶（YC60、YC20、YC18）图4.25 （2）钢筋束、钢绞线束 锥锚式千斤顶（YZ60、YZ85） 图4.26 用于KT－Z及钢制锥形锚具； 穿心式千斤顶（YC60、YC120） 用于KT－Z及JM－12、JM－15锚具 大孔径穿心式千斤顶（YCD、YCQ、YCW型） 用于大吨位钢绞线束 图4.27、4.28

48. 图4.24 YL-60拉杆式千斤顶 back

49. 图4.25 YC60型千斤顶工作原理图 back

50. 图4.26 锥锚式千斤顶 back