預應力混凝土工程概述預應力混凝土的原理預應力混凝土的原理1、原理在構件承受外荷載前，預先在構件的受拉區對混凝土施加預壓應力，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對構件受拉區的混凝土預先施加壓力，產生預壓應力。當構件在荷載作用下產生拉應力時，首先抵消預應力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區混凝土才受拉開裂，從而延遲了構件裂縫的出現和限制了裂縫的開展，提高了構件的抗裂度和剛度。預應力混凝土的優點。２、如何理解預應力的作用（１）預應力使混凝土成為彈性材料；（２）預應力使高強度鋼材和混凝土協同工作并充分發揮兩者的強度優勢；（３）預加應力實現荷載平衡。預應力混凝土的原理３、預應力混凝土的優勢預應力混凝土的原理（１）結構抗裂性好、剛度大、變形小；（２）結構自重輕，跨越能力大；（３）耐久性好，抗疲勞性強；（４）高強材料得到充分利用；（５）抗剪承載力高，經濟性好。預應力混凝土的分類后張法：是先澆筑混凝土并預留孔道，待混凝土達到一定強度后張拉鋼筋，預應力靠錨具傳遞給混凝土。先張法：先張拉鋼筋，后澆筑混凝土，預應力靠鋼筋與混凝土之間的粘結力傳遞給混凝土。預應力混凝土的分類(按照施工方法不同)２、按預應力度分類：全預應力混凝土與部分預應力混凝土。３、按裂縫控制等級分類：第一類、第二類、第三類。４、按預應力筋位置分類：體內預應力混凝土與體外預應力混凝土；５、按預應力體系分類：雙預應力混凝土、預彎預應力混凝土。預應力混凝土的分類預應力筋的種類和最新發展預應力筋的種類和最新發展１、預應力筋的種類（１）冷拔低碳鋼絲，直徑：3～5ｍｍ；（２）冷拉鋼筋；（３）碳素鋼絲，直徑：3～8ｍｍ；（４）鋼絞線，由多根鋼絲絞合而成；（５）熱處理鋼筋，直徑：6～10ｍｍ；（６）精軋螺紋鋼筋，直徑：25，32ｍｍ預應力筋的種類和最新發展２、預應力鋼材的最新發展（１）2000Mpa級的高強度低松弛預應力鋼絞線得到研制并開始應用；（２）大直徑預應力鋼絞線開始研制和試點應用；（３）防腐蝕的表面涂層鋼絞線得到進一步推廣應用；（４）預應力鋼棒得到研制與開始應用。預應力筋的種類和最新發展預應力筋的種類和最新發展預應力筋的種類和最新發展混凝土0１《混凝土結構設計規范》規定:混凝土強度等級一般不低于C30；當采用碳素鋼絲、鋼絞線、V級鋼筋（熱處理）作預應力筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。03在一些重要的預應力混凝土結構中，已經開始采用C50,C60，甚至更高等級混凝土。0２《鐵路橋涵設計規范》、《公路橋涵設計規范》規定混凝土強度等級不得低于C40；預應力張拉錨固體系１、夾具夾具是先張法構件施工時保持預應力筋拉力，并將其固定在張拉臺座（或設備）上的臨時性錨固裝置。按其工作用途不同分為錨固夾具和張拉夾具。預應力張拉錨固體系（1）錨固夾具：①錐形（錐銷式、二片式、三片式）——錨固單根直徑12～14mm預應力筋；②鐓頭錨具—帶槽螺栓、梳子板。用于：冷拉筋（熱鐓），冷拔絲（熱、冷鐓）、碳素鋼絲（冷鐓）。要求：鐓頭強度不低于材料強度的98%。（２）張拉夾具：偏心式、楔形。預應力張拉錨固體系預應力張拉錨固體系錐銷夾具預應力張拉錨固體系圓套筒二片式夾具圓套筒三片式夾具預應力張拉錨固體系方套筒二片式夾具預應力張拉錨固體系固定端鐓頭夾具預應力張拉錨固體系單根鐓頭鋼筋螺桿夾具接千斤頂預應力張拉錨固體系高強鐓頭鋼絲用梳筋板夾具２、錨具錨具是在后張法預應力混凝土結構或構件中，為保持預應力筋的拉力并將其傳遞到混凝土上所用的夾持預應力筋的永久性錨固裝置。預應力張拉錨固體系２、錨具錨具是在后張法預應力混凝土結構或構件中，為保持預應力筋的拉力并將其傳遞到混凝土上所用的夾持預應力筋的永久性錨固裝置。預應力張拉錨固體系（1）支承式錨具螺母錨具（螺絲端桿錨具）

a）螺母錨具；b）螺絲端桿；c）螺母；d）墊板。預應力張拉錨固體系先張法先張法簡介先張法簡介1.先張法的概念按下面的過程形成預應力鋼筋混凝土預制件的方法，就是先張法：（１）在澆筑混凝土構件之前，張拉預應力筋將其臨時錨固在臺座或鋼模上，（２）然后澆筑混凝土構件，待混凝土達到一定的強度（不低于混凝土標準值的75%）并使預應力筋與混凝土間由足夠粘結力時，放松預應力筋，（３）預應力筋收縮，借助于混凝土與預應力筋間的粘結力，對混凝土產生預壓應力。先張法生產示意圖見下圖圖5.1先張法生產示意圖（a）預應力筋張拉；(b)混泥土澆筑和養護；(c)放松頂應力筋1-臺座；2-橫梁；3-臺面；4-預應力筋；5-夾具；6-構件２.先張法施工特點（１）臺座（或鋼梁）是張拉預應力筋的支點；（２）夾具是張拉和臨時固定預應力筋的工具，夾具是可以周轉使用的；（３）施加的預應力是依靠預應力筋與混凝土之間的粘結力進行傳遞的。先張法簡介３.先張法的使用范圍先張法一般用于預制構件廠生產定型的中小型構件：如樓板、屋面板、檁條、吊車梁等。４.先張法施工工藝（１）預應力筋的鋪設，（２）預應力筋的張拉，（３）混凝土的澆筑與養護，（４）預應力的放張。先張法簡介預應力筋的鋪設預應力筋的鋪設按如下過程進行：首先，在鋪設預應力筋前，應清掃臺座面，并涂刷隔離劑。二是，鋪設預應力筋，預應力筋宜用牽引車鋪設，接長可采用鋼絲拼接器。預應力筋的鋪設預應力筋張拉預應力筋張拉——１、張拉控制應力

張拉控制應力是指在張拉預應力筋時所達到的規定應力，應按設計規定采用。控制應力的數值直接影響預應力的效果。施工中采用超張拉工藝，使超張拉應力比控制應力提高3%～5%。預應力筋張拉fptk：預應力鋼筋的極限抗拉強度標準值，fpyk：冷拉鋼筋的屈服強度標準值。——１.張拉控制應力

施工中采用超張拉工藝時，其最大張拉控制應力不得超過下表的規定：預應力筋張拉２.張拉程序預應力鋼筋張拉程序一般可按下列程序之一進行：一是，鋼筋超張拉５％（1.05σcon），并持荷兩分鐘，然后再回到σcon（即０→1.05σcon→σcon）進行預應力筋錨固；二是，鋼筋超張拉３％（０→1.03σcon）直接錨固。兩種張拉程序是等效的。注：σcon是預應力筋的設計張拉控制應力。預應力筋張拉——３.張拉力的計算

預應力筋張拉力FP可按下式計算：

FP＝（1＋m）σconAP（5-1）式中:

m——超張拉百分率（％）；

σcon——張拉控制應力（N/mm2）；

AP——預應力筋截面面積（mm2）。預應力筋張拉４.預應力值的校核

預應力鋼筋的張拉力，一般用伸長值校核。預應力筋理論伸長值ΔL按下式計算：預應力筋張拉——４.預應力值的校核

式中：

FP—預應力筋平均張拉力，kN；

L—預應力筋的長度，mm；

AP—預應力筋的截面面積，mm2；

ES—預應力筋的彈性模量，kN/mm2。

混凝土的澆筑與養護混凝土的澆筑與養護1、澆筑要求（１）同一生產線的構件應一次澆筑完畢；（２）構件應避開溫度縫；（３）振搗時不應碰撞鋼絲；（４）疊層生產時，下層混凝土強度達5MPa，方可澆筑上層構件；（５）混凝土的水灰比應嚴格控制，振搗應密實。（１）鋼絲：數量少，逐根放張；數量多，同時放張。（２）粗鋼筋：數量少，逐根加熱熔斷；數量多，同時放張。2.放張方法(1)軸心受壓構件同時放張。(3)如不能滿足上述要求，應分階段、對稱、相互交錯進行放張。(2)偏心構件偏心構件：先同時放張預應力較小區域內的預應力筋；再同時放張預應力較大區域內的預應力筋。3、放張順序注意：放張時，應拆除側模。混凝土的澆筑與養護——

4、放張裝置

后張法后張法簡介后張法簡介１、后張法的概念按下列方法現場制作預應力混凝土構件的方法，就是后張法：（１）先制作混凝土構件，并在預應力筋的位置預留出相應孔道；（２）待混凝土強度達到設計規定的數值后，穿入預應力筋進行張拉，并利用錨具把預應力筋錨固；（３）最后進行孔道灌漿。預應力筋的張拉主要通過錨具傳遞給混凝土構件。預應力混凝土后張法生產工藝見下圖：圖5.17預應力混泥土后張法生產示意圖（a）制作混泥土掛件；(b)張拉鋼筋；(c)錨固和孔道灌漿1-混泥土掛件；2-預留孔道；3-預應力筋；4-千斤頂；5-錨具2、后張法的特點（１）預應力筋直接在混凝土構件上張拉，不需要固定的臺座設備，生產靈活，張拉力可達幾百噸，所以，后張法適用于大型預應力混凝土構件制作。（２）錨具固定在構件上，不僅在張拉過程中起作用，而且在工作過程中也起作用，永遠停留在構件上，成為構件的一部分。（３）預應力傳遞靠錨具。后張法簡介3、適用范圍現場制作大型構件，避免大型構件運輸的麻煩。4、生產過程（1）構件生產階段；（2）預加應力階段（包括錨具、預應力筋制作、張拉、灌漿等）后張法簡介孔道留設孔道留設構件中留設孔道主要為穿預應力鋼筋（束）及張拉錨固后灌漿用。孔道留設方法主要由鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預埋波紋管法。孔道留設１、孔道留設的基本要求（１）孔道直徑應保證預應力筋（束）能順利穿過。（２）孔道應按設計要求的位置、尺寸埋設準確、牢固，澆筑混凝土時不應出現移位和變形。（３）在設計規定位置上留設灌漿孔。（４）在曲線孔道的曲線波峰部位應設置排氣兼泌水管，必要時可在最低點設置排水管。（５）灌漿孔及泌水管的孔徑應能保證漿液暢通。（１）預先將平直、表面圓滑的鋼管埋設在模板內預應力筋孔道位置上。(3)待混凝土初凝后至終凝之前，用卷揚機勻速拔出鋼管即在構件中形成孔道。(2)在開始澆筑至澆筑后拔管前，間隔一定時間要緩慢勻速地轉動鋼管。２、鋼管抽芯法孔道留設（１）膠管采用5～7層帆布橡膠管（壁厚6～7mm），用于直線、曲線或折線孔道成型。（２）膠管一端密封，另一端接上閥門，安放在孔道設計位置上；待混凝土初凝后、終凝前，將膠管閥門打開放水（或放氣）降壓，膠管回縮與混凝土自行脫落。（３）一般按先上后下、先曲后直的順序將膠管抽出。——３.膠管抽芯法01埋管法是用鋼筋井字架將帶波紋的金屬管固定在設計位置上，在混凝土構件中埋管成型的一種施工方法。02適用于預應力筋密集或曲線預應力筋的孔道埋設，但電熱后張法施工中，不得采用波紋管或其他金屬管埋設的管道。預埋波紋管法預埋波紋管法預埋波紋管法預應力筋張拉01預應力筋的張拉控制應力應符合設計要求，施工時預應力筋需超張拉，可比設計要求提高3%～5%。02超張拉目的是為了抵消由于應力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉機溫度變形等因素產生的預應力損失。預應力筋張拉預應力筋張拉——１.穿筋成束的預應力筋將一頭對齊，按順序編號套在穿束器上預應力筋張拉——２.預應力筋張拉程序

預應力筋張拉——２.預應力筋張拉程序（３）如果預應力筋張拉噸位不大，根數很多，而設計中又要求采取超張拉以減少應力松弛損失時，其張拉程序可為

預應力筋張拉３、預應力筋的張拉方法根據構件的特點、預應力筋的形狀和長度及施工方法，預應力筋張拉有一端張拉方式、兩端張拉方式、分批張拉方式、分段張拉方式、分階段張拉方式、補償張拉方式等。（１）在張拉構件的兩端應設置保護裝置，如用麻袋、草包裝土筑成土墻，以防止螺帽滑脫、鋼筋斷裂飛出傷人；（２）在張拉操作中，預應力筋的兩端嚴禁站人，操作人員應在側面工作。張拉的安全事項：孔道灌漿孔道灌漿——

1.孔道灌漿