第五章预应力混凝土工程.ppt

第一节第一节 概述概述 第四节第四节 无黏结预应力混凝土无黏结预应力混凝土 本本 章章 内内 容容End End 第二节第二节 先张法先张法 第三节第三节 后张法后张法第五章第五章 预应力混凝土工程预应力混凝土工程建筑施工技术建筑施工技术第一节 概述普通钢筋混凝土的缺点混凝土抗拉强度很低，在受弯构件设计中，限制受拉区钢筋的相应变形率，不利于钢筋充分发挥作用钢筋混凝土构件一般都是带裂缝工作对于允许出现裂缝的构件，高强钢材却不能充分发挥作用第一节第一节 概述概述建筑施工技术建筑施工技术预应力混凝土的基本原理预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用，即在外荷载作用于构件之前，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区的混凝土预先施加压力，产生预压应力，使混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高和混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝预应力混凝土土。基本原理可见下图一图一所示建筑施工技术建筑施工技术图一建筑施工技术建筑施工技术预应力混凝土结构的特点及适用性主要优点主要优点：能充分利用高强钢筋、高强混凝土，减少钢筋用量；构件截面小，减轻结构自重，降低工程造价预应力使构件受拉区推迟或避免开裂，提高构件的抗裂性能构件的截面刚度较大，可减小荷载作用下构件的挠度扩大钢筋混凝土结构的应用范围，适用于较大荷载和较大跨度提高装配式结构的整体性，使施工制造及运输安装工作更加方便适用性适用性：大型屋面板、屋架、托架、吊车梁等构件均有定型标准设计；在裂缝控制上要求较高的结构，如水池、油罐及建造大跨度或承受重型荷载的结构构件返回建筑施工技术建筑施工技术第二节第二节 先先 张张 法法先先张张法法：在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，进行绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待混凝土达到规定的强度，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。先张法生产示意图见下图二图二所示。建筑施工技术建筑施工技术图二建筑施工技术建筑施工技术先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。先张法生产时，可采用台座法和机组流水法。采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋放松前，其拉力由台座承受。为长线生产，即一次张拉预应力筋可在其上浇筑多个构件；靠自然养护，生产速度慢。采用机组流水法时，构件连同钢模通过固定的机组，按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。为短线生产，即一次张拉预应力筋仅在其上浇筑一个构件；用蒸汽养护构件，生产速度快。建筑施工技术建筑施工技术1台座、夹具和张拉设备台座、夹具和张拉设备（一）台座台座台座由台面、横梁和承力结构等组成，是先张法生产的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和养护及预应力筋放张等全部施工过程都在台座上完成；预应力筋放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台座应有足够的强度、刚度和稳定性。1.墩式台座墩式台座墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件，如屋架、空心板、平板等。建筑施工技术建筑施工技术 台墩台墩 台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。抗倾覆验算的计算简图如下图三图三所示，按下式计算：式中 K0台座的抗倾覆安全系数；M由张拉力产生的倾覆力矩，kNm；M=Ne1 e1 张拉合力T的作用点到倾覆转动点o的力臂，m；M抗倾覆力矩，kNm M=GL+EPe2。建筑施工技术建筑施工技术图三建筑施工技术建筑施工技术台墩与台面共同工作时，台墩倾覆点位置宜取在台面往下45cm处抗滑移能力按下式验算：式中 Ke 抗滑移安全系数；T张拉力合力，kN；T1 抗滑移的力，kN；对于独立的台墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等产生；对与台面共同工作的台墩，其水平推力几乎全部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。台座强度验算时，支承横梁的牛腿，按柱牛腿计算方法配筋；墩式台座与台面接触外伸部分按偏心受拉构件计算；台面按轴心受压构件计算；横梁按承受均布荷载的简支梁计算，挠度控制在2mm以内。建筑施工技术建筑施工技术 台面台面 台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚150mm夯实碎石垫层上，浇筑6080mm厚C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有3%的排水坡度。横梁横梁 横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。建筑施工技术建筑施工技术（2）槽式台座槽式台座槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成。槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。槽式台座构造如下图四图四所示。槽式台座需进行强度和稳定性计算。端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受压构件计算。槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力矩及部分张拉力矩组成。建筑施工技术建筑施工技术图四建筑施工技术建筑施工技术（二）夹具（二）夹具夹具夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。按其工作用途不同分为锚固夹具锚固夹具和张拉夹具张拉夹具。（1）钢丝锚固夹具钢丝锚固夹具 圆锥齿板式夹具（锥销夹具）锥销夹具可分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具，如下图五图五所示。镦头夹具如下图图六六所示，采用镦头夹具时，将预应力筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。建筑施工技术建筑施工技术图五建筑施工技术建筑施工技术图六建筑施工技术建筑施工技术(2)钢筋锚固夹具钢筋锚固夹具 钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成，如下图七图七所示。其型号有YJ12、YJ14，适用于先张法；用YC-18型千斤顶张拉时，适用于锚固直径为12mm、14mm的单根冷拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。建筑施工技术建筑施工技术图七建筑施工技术建筑施工技术(3)张拉夹具张拉夹具 张拉夹具是夹持住预应力筋后，与张拉机械连接起来进行预应力筋张拉的机具。常用的张拉夹具有月牙形夹具、偏心式夹具、楔形夹具等，如下图图八八所示，适用于张拉钢丝和直径16mm以下的钢筋。建筑施工技术建筑施工技术图八建筑施工技术建筑施工技术单根钢筋之间的连接或粗钢筋与螺丝杆的连接可用钢筋连接器，如下图九图九所示建筑施工技术建筑施工技术（三）张拉设备张拉设备要求简易可靠，控制应力准确，能以稳定速度增大张力。选择张拉机具时，为保证设备、人身安全和张拉力准确，张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.5倍；张拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的1.11.3倍。还应考虑张拉机具与锚固夹具配套使用。预应力用液压千斤顶类型 按机型不同分为拉杆式千斤顶、穿心式千斤顶、锥锚式千斤顶和台座式千斤顶；按使用功能不同分为单作用千斤顶和双作用千斤顶；还有前置内卡式千斤顶和开口式千斤顶，供单根钢绞线张拉用。先张法中，单根冷拔钢丝的张拉可用电动螺杆张拉机与电动卷扬张拉机等。张拉设备应装有测力仪表，以准确建立张拉力。张拉设备应由专人使用和保管。建筑施工技术建筑施工技术 拉杆式千斤顶 利用单活塞张拉预应力筋的单作用千斤顶，用于张拉带螺纹端杆锚具的冷拉级钢筋和带镦头锚具的钢丝束。如YL60型千斤顶。穿心式千斤顶 如下图图十十所示，适用于张拉带JM型锚具的钢筋束或钢绞线束，也可作为拉杆式穿心千斤顶。电动螺杆张拉机 如下图图十十一一所示，适用于预制厂，在长线台座上张拉冷拔低碳钢丝。电动卷扬张拉机 适用于长线台座上张拉冷拔低碳钢丝。建筑施工技术建筑施工技术图十建筑施工技术建筑施工技术图十一建筑施工技术建筑施工技术2先张法施工工艺先张法施工工艺（一）张拉控制应力（一）张拉控制应力张拉控制应力张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，应按设计规定采用。控制应力的数值直接影响预应力的效果。施工中采用超张拉工艺，使超张拉应力比控制应力提高3%5%。预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高3%5%，但其最大张拉控制应力不得超过表一表一的规定。钢筋种类钢筋种类 张拉方法张拉方法 先张法先张法 后张法后张法 消除应力钢丝、钢绞线消除应力钢丝、钢绞线 热处理钢筋热处理钢筋 0.75fptk 0.70fptk0.75fptk0.65fptk表一表一 最大张拉控制应力允许值最大张拉控制应力允许值建筑施工技术建筑施工技术（二）张拉程序（二）张拉程序张拉程序可按下列之一进行：或其中con为预应力筋的张拉控制应力为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用的张力程序。预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序0103%con。建筑施工技术建筑施工技术（三）预应力值的校核（三）预应力值的校核预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力筋理论伸长值L按下式计算：式中 FP 预应力筋平均张拉力，kN；轴线张拉取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；L 预应力筋的长度，mm；AP 预应力筋的截面面积，mm2；ES 预应力筋的弹性模量，kN/mm2。建筑施工技术建筑施工技术预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为10%con时测量，并加初应力以内的推算伸长值。国产2CN-1型钢丝内力测定仪如下图十二图十二所示。图十二建筑施工技术建筑施工技术（四）预应力筋敷设（四）预应力筋敷设n长线台座台面（胎模）在铺放钢丝前应涂隔离剂n使用适当溶剂清洗受污染的预应力筋n预应力钢丝宜用牵引车铺放，若接长钢丝可用下图十三图十三所示钢丝拼接器密排绑扎。建筑施工技术建筑施工技术图十三建筑施工技术建筑施工技术（五）预应力筋的张拉（五）预应力筋的张拉1.1.张拉前的准备张拉前的准备 核实预应力筋的级别、直径、根数、排距是否满足设计要求；预应力钢筋（丝）接头是否符合施工及验收规范要求。横梁、定位承力板是否贴合及严密稳固。建筑施工技术建筑施工技术2.预应力筋张拉注意事项预应力筋张拉注意事项为避免台座承受过大的偏心力，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。钢质锥形夹具锚固时，敲击锥塞或楔块应先轻后重，同时倒开张拉设备并放松预应力筋，两者应密切配合，既要减少钢丝滑移，又要防止锤击力过大导致钢丝在锚固夹具处断裂。对重要结构构件（如吊车梁、屋架等）的预应力筋，用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。同时张拉多根预应力钢丝时，应预先调整初应力（10%con），使其相互之间的应力一致。建筑施工技术建筑施工技术预应力筋张拉后，对设计位置的偏差不得大于5mm，也不得大于构件截面最短边长的4%。在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。张拉、锚固预应力筋应专人操作，实行岗位责任制，并做好预应力筋张拉记录。在已张拉钢筋（丝）上进行绑扎钢筋、安装预埋铁件、支承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。建筑施工技术建筑施工技术（六）混凝土的浇筑与养护（六）混凝土的浇筑与养护混凝土的收缩是水泥浆在硬化过程中脱水密结和形成的毛细孔压缩的结果。混凝土的徐变是荷载长期作用下混凝土的塑性变形，因水泥石内凝胶体的存在而产生。为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工作完成后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成。建筑施工技术建筑施工技术采用机械振捣密实时，要避免碰撞钢丝。混凝土未达到一定强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护，自然养护不得少于14d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。当预应力混凝土采用湿热养护时，要尽量减少由于温度升高而引起的预应力损失。为了减少温差造成的应力损失，采用湿热养护时，在混凝土未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过20C。建筑施工技术建筑施工技术（七）预应力筋放张（七）预应力筋放张1.1.放张顺序放张顺序 是指预应力混凝土构件中，多根预应力筋依次放张的先后顺序（包括逐根放张和同时放张）。预应力筋放张时，应缓慢放松锚固装置，使各根预应力筋缓慢放松。预应力筋放张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可按下列要求进行：v承受轴心预应力构件的所有预应力筋应同时放张；承受偏心预压力构件，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。v长线台座生产的钢弦构件，剪断钢丝宜从台座中部开始；叠层生产的预应力构件，宜按自上而下的顺序进行放松；板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。建筑施工技术建筑施工技术2.2.放张方法放张方法 对于中小型预应力混凝土构件，预应力丝的放张宜从生产线中间处开始，以减少回弹量且有利于脱模；对于构件应从外向内对称、交错逐根放张，以免构件扭转、端部开裂或钢丝断裂。放张单根预应力筋，一般采用千斤顶放张，如下图图十十四四所示。构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔块等放松装置。v砂箱装置如下图十四图十四所示。v楔块放张装置如下图图十四十四所示。建筑施工技术建筑施工技术图十四建筑施工技术建筑施工技术（八）放张注意事项（八）放张注意事项为检查构件放张时钢丝与混凝土的黏结是否可靠，切断钢丝时应测定钢丝往混凝土内的回缩情况。放张前应拆除侧模，使放张时构件能自由压缩，否则将损坏模板或使构件开裂。必要时在胎模与台面之间设置滚动支座。返回建筑施工技术建筑施工技术第三节第三节 后后 张张 法法后后张张法法：主要用于现场预应力施工，是在制作构件时预留孔道，待混凝土达到一定的强度后在孔道内穿入钢筋，并按照设计要求张拉钢筋，然后用锚具在构件端部将钢筋锚固，阻止钢筋回缩，从而对构件施加预应力。预应力混凝土后张法主要工序见下图十五图十五所示。建筑施工技术建筑施工技术图十五建筑施工技术建筑施工技术后张法施工由于直接在钢筋混凝土构件或结构上进行预应力筋的张拉和锚固，所以不需要固定台座设备，不受地点限制，又是预制构件拼装的一种手段。它既适用于预制构件生产，也适用于现场施工大型预应力构件。只能单一逐个施加预应力，工序较多，操作也较麻烦；锚具耗钢量大，锚具加工要求的精度较高，成本较高。建筑施工技术建筑施工技术1 1锚具锚具 2是后张法结构或构件中保持预应力筋拉力并将其传递倒3混凝土上用的永久性锚固装置。4锚具类型：1.1.单单根根钢钢筋筋锚锚具具单根粗钢筋的预应力筋，如果采用一端张拉，则在张拉端用螺螺丝丝端杆端杆锚锚具具，固定端用帮条帮条锚锚具或镦头锚具具或镦头锚具；如果采用两端张拉，则两端均用螺螺丝丝端杆端杆锚锚具具。v螺丝端杆锚具如下图十六图十六所示。v帮条锚具如下图十七图十七所示。v镦头锚具由镦头和垫板组成。v精轧螺纹钢筋锚具由螺母和垫板组成。v单根钢绞线锚具如下图十八图十八所示。建筑施工技术建筑施工技术图十六建筑施工技术建筑施工技术图十七建筑施工技术建筑施工技术图十八建筑施工技术建筑施工技术2.2.钢筋束、钢绞线锚具钢筋束、钢绞线锚具采用的锚具有JM型、XM型、QM型和镦头锚具。JM型锚具 由锚环与夹片组成（如下图十九图十九所示），锚环分甲型和乙型两种。与YL60型千斤顶配套使用，适用于锚固36根直径为12mm光面或螺纹钢筋束，也可用于锚固56根直径为12mm或15mm的钢绞线束。XM型和QM型锚具是一种新型锚具（如下图二十图二十所示），每根钢绞线都是分开锚固的，任何一根钢绞线的锚固失效都不会引起整束钢绞线锚固失效。XM锚具适用于锚固112根直径15mm的钢绞线，也用于锚固钢丝束；QM锚具适用于锚固431根直径12mm或319根直径15mm的钢绞线。固定端用锚头锚具当预应力钢筋束一端张拉时，在固定端可用这种锚具代替JM型（如下图二十一图二十一所示）。建筑施工技术建筑施工技术图十九建筑施工技术建筑施工技术图二十建筑施工技术建筑施工技术图二十一建筑施工技术建筑施工技术3.3.预应力钢丝束锚具预应力钢丝束锚具4.钢丝束用做预应力筋时，由几根到几十根直径35mm的5.平行碳素钢丝组成。其固定端采用钢丝束镦头锚具，张拉6.端锚具可采用钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、XM型锚具。锥形螺杆锚具 如下图二二十十二二所示。用于锚固14、16、20、24或28根直径为5mm的碳素钢丝。钢丝束镦头锚具如下图二十三所示。用于1254根直径为5mm的碳素钢丝。常用镦头锚具分为A型与B型。A型由锚杯与螺母组成，用于张拉端。B型为锚板，用于固定端。钢质锥形锚具如下图二十四所示。用于锚固以锥锚式双作用千斤顶张拉的钢丝束，适用于锚固6、12、18或24根直径5mm的钢丝束。建筑施工技术建筑施工技术图二十二建筑施工技术建筑施工技术图二十三建筑施工技术建筑施工技术图二十四建筑施工技术建筑施工技术2张拉设备张拉设备锥形螺杆锚具、钢丝束镦头锚具宜采用拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶（YL60型）或穿心式千斤顶穿心式千斤顶（YC60型）张拉锚固；钢制锥形锥形锚具应用锥锚式双作用千斤顶（常用YZ60型）张拉锚固。1.拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶适用于张拉以螺纹端杆锚具为张拉锚具的粗钢筋，张拉以锥形螺杆锚具为张拉锚具的钢丝束。如下图二十图二十五五所示。建筑施工技术建筑施工技术图二十五建筑施工技术建筑施工技术2.穿心式千斤顶穿心式千斤顶 如下图二十六图二十六所示，沿千斤顶纵轴线有一直穿心通道，供穿过预应力筋用。沿千斤顶的径向分内外两层油缸。外层油缸为张拉油缸，工作时张拉预应力筋；内层为顶压油缸，工作时进行锚具的顶压锚固，故称YC60型为穿心式双作用千斤顶。3.锥锚式双作用千斤顶锥锚式双作用千斤顶 如下图二十七图二十七所示。其主缸和主缸活塞用于张拉预应力筋。建筑施工技术建筑施工技术图二十六建筑施工技术建筑施工技术图二十七建筑施工技术建筑施工技术3预应力筋制作预应力筋制作根据所用的预应力刚才品种、锚（夹）具类型及生产工艺等确定。预应力筋的下料长度由计算确定。（一）单根预应力粗钢筋下料长度（一）单根预应力粗钢筋下料长度两端采用螺纹端杆锚具（如下图二十八图二十八所示）时，其成品全长（包括螺纹端杆在内冷拉后的全长）为 L1=l+2l2 预应力筋（不包括螺丝端杆）冷拉后需达到的长度为 L0=L1-2l1 预应力筋（不包括螺丝端杆）冷拉后需达到的长度为建筑施工技术建筑施工技术当预应力钢筋一端用螺纹端杆，另一端用帮条（或镦头）锚具（如下图二十八图二十八所示）时，L1=l+l2+l3 L0=L1-l1为保证质量，冷拉宜采用控制应力的方法。若在一批钢筋中冷拉率分散性较大时，应尽可能把冷拉率相近的钢筋对焊在一起，以保证钢筋冷拉应力的均匀性 建筑施工技术建筑施工技术图二十八建筑施工技术建筑施工技术【例例5.15.1】21m预应力屋架的孔道长为20.80m，预应力筋为冷拉级钢筋，直径为22mm，每根长度为8m，实测冷拉率r=4%，弹性回缩率=0.4%，张拉应力为0.85fpyk。螺丝端杆长为320mm，帮条长为50mm，垫板厚为15mm。计算：（1）两端用螺丝端杆锚具锚固时预应力筋的下料长度?（2）一端用螺丝端杆，另一端为帮条锚具时预应力筋的下料长度?（3）预应力筋的张拉力为多少?建筑施工技术建筑施工技术【解解】（1）螺丝端杆锚具，两端同时张拉，螺母厚度取36mm，垫板厚度取16mm，则螺丝端杆伸出构件外的长度l2=2H+h+5=236+16+5=93m；对焊接头个数n=2+2=4；每个对焊接头的压缩量=22mm，则预应力筋下料长度 L=(l-2l1+2l2)/(1+r-)+n=19727（mm）建筑施工技术建筑施工技术(2)帮条长为50mm，垫板厚15mm，则预应力筋的成品长度 L1=l+l2+l3=20800+93+（50+15）=20958（mm）预应力筋（不含螺丝端杆锚具）冷拉后长度：L0=L1-l1=20958-320=20638（mm）L=L0/(1+r-)+n=20638/(1+0.04-0.004)+422 =20009（mm）(3)预应力筋的张拉力 FP=conAP=0.855003.14/4222=161475（N）=161.475（kN）建筑施工技术建筑施工技术（二）预应力钢丝束下料长度（二）预应力钢丝束下料长度采用钢质锥形锚具，以锥锚式千斤顶张拉（如下图二十九图二十九所示）时，钢丝下料长度L为 两端张拉两端张拉 L=l+2（l4+l5+80）一端张拉一端张拉 L=L+2（l4+80）+l5 图二十九建筑施工技术建筑施工技术（二）预应力钢丝束下料长度（二）预应力钢丝束下料长度采用镦头锚具，以拉杆式或穿心式千斤顶张拉（如下图图三十三十所示）时，钢丝下料长度L为L=l+2a+2bK（H1H）Lc 图三十建筑施工技术建筑施工技术（二）预应力钢丝束下料长度（二）预应力钢丝束下料长度采用锥形螺杆锚具，以拉杆式千斤顶张拉（如下图三十一图三十一所示）时，钢丝下料长度L为L=l+2l22l1+2（l6+a）a20mm图三十一建筑施工技术建筑施工技术（三）钢筋束或钢绞线束的下料长度（三）钢筋束或钢绞线束的下料长度采用夹片式锚具，以穿心式千斤顶张拉（如下图三十二图三十二所示）时，钢筋束钢绞线束的下料长度L为两端张拉时：L=l+2（l7+l8+l9+100）一端张拉时：L=l+2（l7+100）+l8+l9图三十二建筑施工技术建筑施工技术采用钢丝束镦头锚具锚固钢丝束时，其下料长度应力求精确。对直的或一般曲率的钢丝束，在同束钢丝中下料长度的相对差值应控制在L/5000以内，且不大于5mm。通常采用应力状态下料，即把钢丝拉至300MPa应力状态下划定长度，放松后剪切下料。用锥形螺杆锚具锚固的钢丝束，经过调直的钢丝可以在非应力状态下料。建筑施工技术建筑施工技术4后张法施工工艺后张法施工工艺后张法施工工艺与预应力施工有关的是孔道留设孔道留设、预应力预应力筋张拉筋张拉和孔道灌浆孔道灌浆三部分。（一）孔道留设（一）孔道留设构件中留设孔道主要为穿预应力钢筋（束）及张拉锚固后灌浆用。孔道留设的基本要求：孔道直径应保证预应力筋（束）能顺利穿过。孔道应按设计要求的位置、尺寸埋设准确、牢固，浇筑混凝土时不应出现移位和变形。在设计规定位置上留设灌浆孔。在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，必要时可在最低点设置排水管。灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。建筑施工技术建筑施工技术预留孔道形状有直线、曲线和折线形，孔道留设方法：1.1.钢管抽芯法钢管抽芯法预先将平直、表面圆滑的钢管埋设在模板内预应力筋孔道位置上。在开始浇筑至浇筑后拔管前，间隔一定时间要缓慢匀速地转动钢管；待混凝土初凝后至终凝之前，用卷扬机匀速拔出钢管即在构件中形成孔道。建筑施工技术建筑施工技术钢管抽芯法只用于留设直线孔道，钢管长度不宜超过15m，钢管两端各伸出构件500mm左右，以便转动和抽管。构件较长时，可采用两根钢管，中间用套管连接。抽管时间与水泥品种、浇筑气温和养护条件有关。采用钢筋束镦头锚具和锥形螺杆锚具留设孔道时，张拉端的扩大孔也可用钢管成型，留孔时应注意端部扩孔应与中间孔道同心。建筑施工技术建筑施工技术2.2.胶管抽芯法胶管抽芯法 胶管采用57层帆布夹层，壁厚67mm的普通橡胶管，用于直线、曲线或折线孔道成型。胶管一端密封，另一端接上阀门，安放在孔道设计位置上；待混凝土初凝后、终凝前，将胶管阀门打开放水（或放气）降压，胶管回缩与混凝土自行脱落。一般按先上后下、先曲后直的顺序将胶管抽出。建筑施工技术建筑施工技术3.3.预埋管法预埋管法 预埋管法是用钢筋井字架将黑铁皮管、薄钢管或金属螺旋管固定在设计位置上，在混凝土构件中埋管成型的一种施工方法。适用于预应力筋密集或曲线预应力筋的孔道埋设，但电热后张法施工中，不得采用波纹管或其他金属管埋设的管道。建筑施工技术建筑施工技术（二）预应力筋张拉（二）预应力筋张拉用后张法张拉预应力筋时，结构的混凝土强度应符合设计要求；当设计无要求时，其强度不应低于设计强度标准值的75。1.穿筋穿筋成束的预应力筋将一头对齐，按顺序编号套在穿束器上（见下图三十三图三十三所示）。图三十三建筑施工技术建筑施工技术2.预应力筋的张拉顺序 预应力筋张拉顺序应按设计规定进行；如设计无规定时，应采取分批分阶段对称地进行。下图图三三十十四四所示是预应力混凝土屋架下弦预应力筋张拉顺序。下图图三三十十五五所示是预应力混凝土吊车梁预应力筋采用两台千斤顶的张拉顺序，对配有多根不对称预应力筋的构件，应采用分批分阶段对称张拉。平卧重叠浇筑的预应力混凝土构件，张拉预应力筋的顺序是先上后下，逐层进行。建筑施工技术建筑施工技术图三十四建筑施工技术建筑施工技术图三十五建筑施工技术建筑施工技术3.3.预应力筋张拉程序预应力筋张拉程序 预应力筋的张拉程序，主要根据构件类型、张锚体系、松弛损失取值等因素来确定。用超张拉方法减少预应力筋的松弛损失时，预应力筋的张拉程序宜为：如果预应力筋张拉吨位不大，根数很多，而设计中又要求采取超张拉以减少应力松弛损失时，其张拉程序可为：建筑施工技术建筑施工技术4.4.预应力筋的张拉方法预应力筋的张拉方法 对于曲线预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋，应采用两端同时张拉的方法；长度等于或小于24m的直线预应力筋，可一端张拉，但张拉端宜分别设置在构件两端。对预埋波纹管孔道曲线预应力筋和长度大于30m的直线预应力筋宜在两端张拉，长度等于或小于30m的直线预应力筋可在一端张拉。安装张拉设备时，对于直线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；对于曲线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线方向重合。建筑施工技术建筑施工技术5.5.张拉注意事项张拉注意事项 应认真做到孔道、锚具与千斤顶三对中，以便张拉顺利进行，不致增加孔道摩擦损失。采用锥锚式千斤顶张拉钢丝束时，先使千斤顶张拉缸进油，至压力计略有启动时暂停，检查每根钢丝的松紧并进行调整，然后再打紧楔块。工具锚的夹片，应注意保持清洁和良好的润滑状态。多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移，可更换夹片，用小型千斤顶单根张拉。每根构件张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝，并填写张拉记录表。预应力筋锚固后的外露长度，不宜小于30mm。在张拉构件的两端应设置保护装置，如用麻袋、草包装土筑成土墙，以防止螺帽滑脱、钢筋断裂飞出伤人；在张拉操作中，预应力筋的两端严禁站人，操作人员应在侧面工作。建筑施工技术建筑施工技术（三）孔道灌浆（三）孔道灌浆n预应力筋张拉后，应尽快地用灰浆泵将水泥浆压灌到预应力孔道中去。n灌浆用水泥浆应有足够的粘结力，且应有较大的流动性，较小的干缩性和泌水性。n灌浆前，用压力水冲洗和湿润孔道。n灌浆顺序应先下后上，以免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞。n灌浆工作应缓慢均匀连续进行，不得中断。返回建筑施工技术建筑施工技术n无黏结预应力筋无黏结预应力筋是指施加预应力后沿全长与周围混凝土不结的预应力筋。它由预应力钢材、涂料层和护套层组成。（见下图三十六图三十六所示）n无黏结预应力技术是克服一般后张法预应力构件的施工工艺缺点的有效技术。n具有施工工序减少，操作简便，结构性能好、摩擦损失小、设计自由度大等特点。广泛用于大开间多层建筑、高层建筑。第四节第四节 无黏结预应力混凝土无黏结预应力混凝土图三十六建筑施工技术建筑施工技术1 1无黏结预应力筋无黏结预应力筋无黏结预应力筋是由7根5mm高强钢丝组成的钢丝束或扭结成的钢绞线，通过专门设备涂包涂料层和包裹外包层构成的。涂料层一般采用防腐沥青。无黏结预应力混凝土中，锚具必须具有可靠的锚固能力，要求不低于无粘结预应力筋抗拉强度的95%。高强钢丝作为无黏结预应力筋时，主要用于镦头锚具；钢绞线作为无黏结预应力筋时，则可采用XM型锚具。建筑施工技术建筑施工技术2 2无黏无黏结预应结预应力混凝土施工工力混凝土施工工艺艺（一）无黏（一）无黏结预应结预应力筋的力筋的铺铺放与定位放与定位铺设双向配筋的无粘结预应力筋时，应先铺设标高低的钢丝束，再铺设标高较高的钢丝束，以避免两个方向钢丝束相互穿插。无粘结预应力筋应在绑扎完底筋以后进行铺放。无粘结预应力筋应铺放在电线管下面。建筑施工技术建筑施工技术（二）端部锚具节点安装（二）端部锚具节点安装1.1.无黏结钢丝束镦头锚具无黏结钢丝束镦头锚具 如下图图三三十十七七所示。张拉端钢丝束从外包层抽拉起来，穿过锚环孔眼镦粗头。2.2.无黏结钢绞线夹片式锚具无黏结钢绞线夹片式锚具 如下图图三三十十八八所示。常采用XM型锚具，其固定端采用压花成型埋置在设计部位，待混凝土强度等级达到设计强度后，方能形成可靠的黏结式锚头。建筑施工技术建筑施工技术图三十七建筑施工技术建筑施工技术图三十八建筑施工技术建筑施工技术（三）无黏结预应力筋的张拉及锚头处理（三）无黏结预应力筋的张拉及锚头处理混 凝 土 强 度 达 到 设 计 强 度 时 才 能 进 行 张 拉。张 拉 程 序 采 用0103%con。张拉顺序应根据设计顺序，先铺设的先张拉，后铺设的后张拉。锚具外包浇筑钢筋混凝土圈梁。张拉前宜用千斤顶往复抽动12次；张拉过程中钢丝发生滑脱或断裂根数不应超过同一截面总根数的2；对于多跨双向连续板，其同一截面应按每跨计算。端部锚固区的防护处理是施工的一项重要内容，须防锈、防火处理，严防水气渗入。锚具外包浇钢筋混凝土圈梁。返回建筑施工技术建筑施工技术