1、授課教師：授課教師：張張 潔潔授課學時：授課學時：6 6學時學時為什么要使用預應力混凝土？n混凝土的抗拉極限應變值只有混凝土的抗拉極限應變值只有0.00010.00010.000150.00015, ,要保證混凝土不開裂，鋼筋的應力只能達到要保證混凝土不開裂，鋼筋的應力只能達到202030N/mm30N/mm2 2；即使允許出現裂縫的構件，當裂縫寬度即使允許出現裂縫的構件，當裂縫寬度限制在限制在0.20.20.30.3時，鋼筋應力也只能達到時，鋼筋應力也只能達到150150250N/mm250N/mm2 2, ,使使高強鋼筋的強度無法充分利用高強鋼筋的強度無法充分利用。預應力混凝土的基本原理？

2、預應力混凝土的基本原理？n在構件在構件承受外荷載前承受外荷載前，預先在構件的受拉區對混，預先在構件的受拉區對混凝土施加凝土施加預壓應力預壓應力抵消抵消構件在使用階段時外荷載構件在使用階段時外荷載作用下產生的作用下產生的拉應力拉應力，這就推遲了混凝土裂縫的，這就推遲了混凝土裂縫的出現并限制了裂縫的開展，從而提高了構件的抗出現并限制了裂縫的開展，從而提高了構件的抗裂度和剛度。裂度和剛度。n思考：預壓應力怎樣施加？思考：預壓應力怎樣施加？n通過張拉預應力筋利用預應力筋的回彈來擠壓混通過張拉預應力筋利用預應力筋的回彈來擠壓混凝土，使混凝土受到預壓應力凝土，使混凝土受到預壓應力 預應力混凝土分類預應力混

3、凝土分類n1.張拉鋼筋與混凝土澆筑的先后關系 ：n先張法：粘結力傳遞 n后張法：錨具傳遞 n（按預應力筋粘結狀態又分為：有粘結和無粘結 ） n2.施工方式不同分為：n預制預應力混凝土n現澆預應力混凝土n疊合預應力混凝土 本章內容本章內容n51 預應力筋與預應力設備 n52 先張法施工n53 后張法施工 51 預應力筋與預應力設備預應力筋與預應力設備n5.1.1 預應力筋n 基本要求：高強度、較好的塑性以及較好的粘結性能。n主要種類：鋼鉸線、消除應力鋼絲和熱處理鋼筋。n1.鋼絞線n一般由三股、七股3、4 或5 的高強鋼絲用鉸盤擰成螺旋狀，再經低溫回火制成。直徑8.6 15.2； 1570 、 1

4、720和1860 MPa；彈性模量1.95 10105 5N/mmmm2 2 .n2.消除應力鋼絲n采用消除應力的矯直回火鋼絲，可消除鋼絲冷拔中產生的殘余應力，提高鋼絲的比例極限、屈服強度和彈性模量，并改善塑性。消除應力鋼絲按外形分為光面、刻痕和螺旋肋鋼絲。直徑4 9；1570 、 1670和1770MPa；彈性模量2.05 10105 5N/mmmm2 2 。n3.熱處理鋼筋n對某些熱軋鋼筋（如40Si2Mn、48 Si2Mn、45 Si2Cr 等）經調質處理而形成的高強度無明顯流幅的硬鋼。利用熱軋鋼筋的余熱進行淬火，然后再中溫回火等熱處理后形成的。n直徑6 、8.2 、10；1470MPa

5、；彈性模量2.0 10105 5N/mmmm2 2 。5.1.2 預應力設備預應力設備n1.夾具和錨具n錨具（M）：錨固在構件端部，與構件聯成一體共同受力，不再取下的稱為錨具。用于后張法。n夾具（J）：在張拉鋼筋和混凝土成型過程中夾持和臨時固定預應力筋，待混凝土達到一定強度后取下并再重復使用的稱為夾具。 用于先張法。n（1）單根粗鋼筋錨具n LM型螺絲端桿錨具 （張拉端和固定端）；固定端：幫條錨具 ； 鐓頭錨具 n（2）鋼筋束、鋼絞線錨具n 夾片式錨具：單孔和多孔。主要品牌有：QM 、OVM、BM等。 n夾片的塊數與預應力鋼筋或鋼絞線的根數相同，夾片呈楔形，其截面為扇形。每一塊夾片有二個圓弧形

6、槽，槽內有齒紋，用以錨住預應力鋼筋。錨具靠摩擦力錨固預應力筋，依靠摩擦力將預拉力傳給夾片。再通過夾片的楔入作用將承壓力傳給錨環，錨環擠壓混凝土（或通過墊板）通過承壓力將張拉力傳給混凝土構件。QM錨具 扁錨（BM） OVM錨具 n固定端錨具：擠壓錨具和壓花錨具。其中擠壓錨具既可埋在混凝土內，也可安裝在結構之外，對有粘結、無粘結鋼絞線都適用，應用范圍最廣。壓花錨具僅用于固定端空間較大且具有足夠的粘結長度的情況，但成本最低。壓花錨具擠壓錨具n（3）鋼絲束錨具n 鋼質錐形錨具； 錐型螺桿錨具 ；鐓頭錨具 鋼質錐形錨具n（4）夾具n錨固夾具：鋼質錐形夾具；墩頭夾具 n張拉夾具 ：月牙夾具、偏心式夾具和楔

7、形夾具 n（4）夾具、錨具的質量檢驗n1000套為一個驗收批 n外觀檢查 ：10%的錨具且不少于10套 （裂紋和尺寸 ）n硬度檢驗：5%的錨具且不少于5套 （如夾片 ） n靜載錨固性能試驗：3個預應力筋錨具組裝件，測定預應力筋用夾片效率系數。 2.張拉設備張拉設備n液壓張拉千斤頂和電動油泵n穿心式千斤頂：常用YCW千斤頂 ，10004000KN；適用于張拉FVM夾片群錨、DM型鐓頭錨等 n拉桿式千斤頂：可張拉DM型螺絲端桿錨、JLM精軋螺絲鋼錨具，LZM冷鑄錨等。n錐錨式千斤頂:僅用于帶鋼質錐形錨具的鋼絲束。 拉桿式千斤頂穿心式千斤頂ZB4-500型電動油泵 52 先張法先張法 5.2.1 先

8、張法施工設備臺座張拉和臨時固定預應力筋的支撐結構；強度、剛度和穩定性驗算。包括：墩式臺座：臺墩、臺面與橫梁槽式臺座：端柱、傳力柱、柱墊、橫梁和臺面 522 先張法施工工藝及施工要點先張法施工工藝及施工要點臺座準備臺座準備刷隔離劑刷隔離劑放預應力筋放預應力筋張張 拉拉側模安裝側模安裝澆筑混凝土澆筑混凝土養養 護護放放 張張脫模脫模出槽出槽堆放堆放制作試塊制作試塊試塊試壓試塊試壓n1.預應力筋鋪設n在臺面涂隔離劑，不得污染預應力筋。n2.預應力張拉n（1）預應力筋張拉n鋼絲：01 .0 31 .0 5con錨固 n鋼絞線：0105con（持荷2min）conn超張拉超張拉：減少預應力筋的松弛應力損

9、失。：減少預應力筋的松弛應力損失。預應力筋張拉應力的確定預應力筋張拉應力的確定 jconPPA張拉力的計算張拉力的計算 n（2）預應力筋伸長值與應力的測定n實際伸長與計算伸長值的偏差不超過6% n計算伸長值：L= PjL/ApEs n實際伸長值：10初應力時開始量測 。 10以下推定。n鋼絲：不做伸長值校核，只檢查預應力值；5% 實際伸長值量測n（3）張拉注意事項n1） 臺座中間向兩側對稱進行，防止過大偏心損壞臺座；多根成組張拉時，各預應力鋼筋的初應力應一致；n2）張拉機具與預應力筋應在一條直線上；每隔34m放墊塊，防止預應力筋因自重而下垂，污染預應力筋。n3）預應力筋位置偏差： 5mm，且

10、構件截面短邊的4%；n4）在張拉過程中發生斷絲或鋼絲滑脫，應予以更換。n5）臺座兩端應有防護設施。張拉時沿臺座長度方向每隔45m放一個防護架，張拉時嚴禁正對鋼筋張拉的兩端站立人員，也不準進入臺座，防止斷筋回彈傷人。n3.混凝土澆筑與養護n低水灰比，控制水泥用量，采用良好的級配及振搗密實。振搗混凝土時，振動器不得碰撞預應力鋼筋。采用自然養護和濕熱養護。 n4.預應力筋的放張n（1）放張要求：75%n（2）放張順序n1）對軸心受預壓構件（如壓桿、樁等）所有預應力筋應同時放張。n2）對偏心受預壓構件（如梁等）先同時放張預壓力較小區域的預應力筋，再同時放張預壓力較大區域的預應力筋。n3）如不能按上述規

11、定放張時，應分階段、對稱、相互交錯的放張，以防止在放張過程中構件發生翹曲、裂紋及預應力筋斷裂等現象。n（3）放張方法n配筋不多的中小型構件，鋼絲可用砂輪鋸或切斷機等方法放張。n配筋多的鋼筋混凝土構件，鋼絲應同時放張，放張的常用方法有：千斤頂放張、砂箱放張、楔塊放張、預熱熔割、鋼絲鉗或氧炔焰切割等放張方法53 后張法后張法 n5.3.1 有粘結預應力施工要點檢查構件檢查構件穿預應力筋穿預應力筋安裝錨具及張拉設備安裝錨具及張拉設備張拉張拉孔道灌漿孔道灌漿張拉張拉預應力筋制作預應力筋制作錨具檢驗錨具檢驗張拉設備檢驗張拉設備檢驗制作水泥漿試塊制作水泥漿試塊壓水泥漿試塊壓水泥漿試塊n1.預留孔道n（1）

12、線型n預應力筋孔道形狀有直線、曲線和折線三種類型.n框架梁：正、反拋物線形布置2yAx220.5HAL22HAL跨中區段 梁端區段 L為0.10.2L n（2）預埋金屬螺旋管留孔n連接：大一號同型螺旋管，長度為2003 00，其兩端用密封膠帶或塑料熱縮管封裹。n固定：應采用鋼筋支托，其間距為0.81.2m。n（3）灌槳孔、排氣孔和泌水管n灌漿孔可設置在錨墊板上或利用灌漿管引至構件外，孔徑不宜小于20。n曲線預應力筋孔道的每個波峰處，應設置泌水管。泌水管伸出梁面的高度不宜小于0.5m，泌水管也可兼作灌漿孔用。n灌漿孔的作法，在螺旋管上開口，用帶嘴的塑料弧形壓板與海綿墊片覆蓋并用鐵絲扎牢，再接增強

13、塑料管。1螺旋管；2海綿墊；3塑料弧形壓板；4塑料管 ； 5鐵絲扎緊n（4）預留孔道質量要求n1）預留孔道的規格、數量、位置和形狀應符合設計要求；n2）預留孔道的定位應牢固，澆筑混凝土時不應出現移位和變形；n3）孔道應平順，端部的預埋錨墊板應垂直于孔道中心線；n4）成孔用管道應密封良好，接頭應嚴密且不得漏漿；n5）在曲線孔道的波峰部位應設置泌水管，灌漿孔與泌水管的孔徑應能保證漿液暢通。排氣孔不得遺漏或堵塞；n2.預應力筋制作與穿束n（1）預應力筋制作n鋼絞線下料長度：采用夾片錨具，以穿心式千斤頂在構件上張拉時 l 1 夾片式工作錨厚度；l 2 穿心式千斤頂長度；l 3 夾片式工具錨厚度。123

14、2100Lllll 1232100Lllll 兩端張拉 一端張拉 n（2）預應力筋穿束n先穿束和后穿束。n一般采用人工穿束；梁的中部留設約3m長的穿束助力段 n3.預應力筋的張拉與錨固 75% n安裝張拉設備時，對直線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道中心線重合；對曲線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線重合。n（1）張拉方式：n一端張拉（長度30m；LfL/2 ）的曲線預應力筋 ；兩端張拉；分批張拉；分段張拉；分階段張拉；補償張拉n（2）張拉順序n原則：對稱張拉；還應考慮到盡量減少張拉設備的移動次數 。鋼絞線束為雙跨曲線筋，長度達40m，采用兩端張拉方式。圖中4束鋼絞線分為兩批

15、張拉，兩臺千斤頂分別設置在梁的兩端，按左右對稱各張拉1束，待兩批4束均進行一端張拉后，再分批在另端補張拉。這種張拉順序，還可減少先批張拉預應力筋的彈性壓縮損失。n（3）張拉程序n1）采用低松弛鋼絲和鋼絞線：0con錨固n2）采用普通松弛預應力筋時，按下列超張拉程序進行操作：n對鐓頭錨具等可卸載錨具：01 .0 5con（持荷2min）con錨固n對夾片錨具等不可卸載錨具：01 .0 3con錨固n以0.20.25con為量伸長起點，分3級加載（0.2、 0.6及1.0）或4級加載（0.25, 0.50, 0.75及1.0），每級加載均應量測張拉伸長值。n超張拉5目的：主要是減少鋼筋松弛、混凝土

16、彈性壓縮、錨具變形和孔道摩擦等所引起的應力損失。n超張拉3目的：主要是彌補設計或施工中不可預見的損失。持荷2分鐘目的：主要是為了加速鋼筋松弛的早發展。n（4）伸長值校核n張拉伸長值應分段計算，然后累加。n考慮減去：n張拉過程中錨具楔緊引起的預應力筋內縮值n千斤頂體內預應力筋的張拉伸長值 n施加預應力時，后張法混凝土構件的彈性壓縮值 n4.孔道灌漿n目的：防止鋼筋銹蝕，增加結構的整體性和耐久性。n水泥漿：水灰比：0.40.45；泌水率：拌后三小時宜2%，最大3%，強度30MPa。對孔隙較大的孔道，可采用砂漿灌漿。可摻入對預應力筋無腐蝕作用的外加劑（0.25%的本質素磺酸鈣，0.05%的鋁粉）。n

17、灌漿前，用壓力水沖洗和溫潤孔道。用電動灰漿泵進行灌漿。灌漿工作應連續進行，不得中斷。并應防止空氣壓入孔道而影響灌漿質量。灌漿壓力以0.50.6MPa為宜。灌漿順序應先下后上，以避免上層孔道漏漿時把下層孔道堵塞。n5.3.2 無粘結預應力施工要點 工藝流程： 將無粘結預應力筋準確定位，并與普通鋼筋一 起綁扎形成鋼筋骨架，然后澆筑混凝土；待混凝土達到預期強度后（一般不低于混凝土設計強度的75%）進行張拉（一端錨固一端張拉或兩端同時張拉）。張拉完成后，在張拉端用錨具將預應力筋錨住，形成無粘結預應力結構。 特點：無粘結預應力具有不需要預留孔道、穿筋、灌漿等復雜工作，施工程序簡單，加快了施工速度。同時摩

18、擦力小，且易彎成多跨曲線型，特別適用于大跨度的單、雙向連續多跨曲線配筋梁板結構和屋蓋。n無粘結筋是藍色塑料管包裹的 無粘結后張法工藝流程 l混凝土構件；2無粘結預應力筋；3張拉千斤頂；4錨具 n預應力筋鋪設 無粘結預應力筋在平板結構中常常為雙向曲線配置，因此其鋪設順序很重要。如鋼絲束的鋪設一般根據雙向鋼絲束交點的標高差，繪制鋼絲束的鋪設順序圖，鋼絲束波峰低的底層鋼絲束先行鋪設，然后依次鋪設波峰高的上層鋼絲束，這樣可以避免鋼絲束之間的相互穿插。鋼絲束鋪設波峰的形成是用鋼筋制成的“馬凳”來架設。一般施工順序是依次放置鋼筋馬凳，然后按順序鋪設鋼絲束，鋼絲束就位后，進行調整波峰高度及其水平位置，經檢查

19、無誤后，用鉛絲將無粘結預應力束與非預應力鋼筋綁扎牢固，防止鋼絲束在澆筑混凝土施工過程中位移。 n預應力張拉預應力張拉 無粘結預應力筋的張拉與普通后張法帶有螺母錨具的有粘無粘結預應力筋的張拉與普通后張法帶有螺母錨具的有粘結預應力鋼絲束張拉方法相似。張拉程序一般采用結預應力鋼絲束張拉方法相似。張拉程序一般采用0 l03%con進行錨固。由于無粘結預應力筋多為曲線配筋，故進行錨固。由于無粘結預應力筋多為曲線配筋，故應采用兩端同時張拉。無粘結預應力筋的張拉順序，應根據其應采用兩端同時張拉。無粘結預應力筋的張拉順序，應根據其鋪設順序，先鋪設的先張拉，后鋪設的后張拉。鋪設順序，先鋪設的先張拉，后鋪設的后張

20、拉。 無粘結預應力筋一般長度大，有時又呈曲線形布置，如何無粘結預應力筋一般長度大，有時又呈曲線形布置，如何減少其摩阻損失值是一個重要的問題。施工時，為降低摩阻損減少其摩阻損失值是一個重要的問題。施工時，為降低摩阻損失值，宜采用多次重復張拉工藝。失值，宜采用多次重復張拉工藝。 n錨頭端部處理錨頭端部處理 無粘結預應力筋由于一般采用鐓頭錨具，錨頭部位的外徑無粘結預應力筋由于一般采用鐓頭錨具，錨頭部位的外徑比較大，因此，鋼絲束兩端應在構件上預留有一定長度的孔道，比較大，因此，鋼絲束兩端應在構件上預留有一定長度的孔道，其直徑略大于錨具的外徑。鋼絲束張拉錨固以后，其端部便留其直徑略大于錨具的外徑。鋼絲束張拉錨固以后，其端部便留下孔道，并且該部分鋼絲沒有涂層，為此應加以處理保護預應下孔道，并且該部分鋼絲沒有涂層，為此應加以處理保護預應力鋼絲。力鋼絲。 無粘結預應力筋錨頭端部處理，目前常采用兩種方法：