预应力混凝土工程课件

为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥其
作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法。

即在结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回
弹力施加给混凝土，使混凝土受到一个预压应力，产生一定的
压缩变形。当该构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先 与压缩变形抵消，然后随着外力的增加，混凝土才逐渐被拉伸
(三) 预应力筋放松：
• 1.条件：混凝土达到设计规定且≦75%强度值后。 • 2.方法： • 锯断，剪断，熔断（仅限于Ⅰ～Ⅲ级冷拉筋）。
• 3.要点：
• 放张顺序： • 轴心受压构件同时放；
•
•
偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的，再同时放大的
区域的； 其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张。
工具锚 缸体 顶压器 工作锚
活塞
YCQ型千斤顶的操作顺序
（三）钢丝束：
•1、锚具：
• 张拉端——
• • • 锥形螺杆锚具（由锥形螺杆、套筒、螺母组成，锚14、16、 钢质锥形锚具（由锚环、锚塞组成，锚18根以下φ 5钢丝）； 镦头锚具（DM5A，锚12～54根φ 5钢丝）。
20、24、28根φ b5钢丝束等）；
• 3、张拉设备：
• • • 锥锚式双作用千斤顶； 拉杆式千斤顶； 穿心式千斤顶。
钢丝束的编束
锥形螺杆锚具的预紧
锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶的安装示意图
二、有粘结后张法施工工艺
（一）孔道留设：
• 1、要求：位置准确；内壁光滑；
–端部预埋钢板垂直于孔道轴线（中心线）；
–直径、长度、形状满足设计要求（直径与锚具及筋有关）。 • 2、方法： • ①钢管抽芯法（直孔）——钢管应平直、光滑，用前刷油； 每根长≧15米，每端伸出500mm；两根接长，中间用木塞及套管 连接；用钢筋井字架固定，@≧1米；浇混凝土后每10～15分钟 转动一次；混凝土初凝后、终凝前抽管；抽管先上后下，边转边 拔。（灌浆孔间距≧12米）
–
• 2、形式： •
满足生产工艺的要求。
①墩式（传力墩、台面、横梁） – 长度100～150m，适于中、小型构件。
•
②槽式（传力柱、上下横梁、砖墙）
–
– •
长45～76m，
适于双向预应力构件， 易于蒸汽养护。
③钢模台座
墩式台座的几种形式
重力式
与台面共同作用式
构架式
桩基构架式
锚桩式台座
上横梁
下横梁
②做好各种准备工作。
• 2.张拉控制应力和超张拉最大应力：（比先张法均低0.05f） • 3、张拉程序：同先张法。
４、张拉顺序：
• 配有多根钢筋或多束钢丝的构件 －－分批对称张拉（注意：后批对先批产生应力影响）；
1 con • con E ( con ) Ap S
• 粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶）。
活塞
钢套箱 进砂口
钢套箱底板
砂子
出砂口 螺杆螺母 横梁 承力板
砂箱放张法
台座
钢 钢 钢 块 楔 块 块
楔块放张法
后张法施工
• 工艺过程：浇筑混凝土结构或构件（留孔）→养护拆模→（达 75%强度后）穿筋张拉→固定→孔道灌浆→（浆达15N/mm2,混凝 土达100%后）移动、吊装。 • 适于：大构件及结构的现场施工——预制拼装，结构张拉。 • 特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。
穿 心 式 千 斤 顶
前 卡 式 千 斤 顶
（二）钢筋束、钢绞线束：
•1、锚具：
•张拉端——
• JM－12型锚具：锚环、夹片用45#钢。 – 可锚3～6根直径12的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线； • KT－Z型锚具：可锚3～6根直径12的HRB400~500级筋 • 单孔夹片式锚具：二片式、三夹片（直、斜开缝）；
• 2、张拉夹具：偏心式、楔形。
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
固定端镦头夹具
单根镦头钢筋螺杆夹具
接千斤顶
高强镦头钢丝用梳筋板夹具
镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板用）
拉杆式千斤顶
张拉钩
连接套筒
承力架
（三）张拉机械
• 1、穿心式千斤顶： • • • • YC－20型，最大拉力20t、行程200mm， 适于12～20单根钢筋。 拉力30～60t、行程800mm， 用于：钢筋、钢丝。
②当一端用螺杆、一端用帮条时:
钢筋下料长度：
l1 l2 l5 l3 l nd (1 )(1 1 )
3、张拉设备：
拉杆式千斤顶（YL－60）； • 穿心式千斤顶（YC－60、YC－20、YC－18）。
YL-60 拉杆式 千斤顶
YC60型千斤顶
工作原理图
配装撑脚和 拉杆后的外 貌图
• 2、电动螺杆：
• 3、卷扬机＋滑车组。
电动螺杆张拉机的工作原理图
二、先张法施工工艺 （一）张拉预应力筋：
• 1、张拉程序 • • • 失。 0→1.05σ 0→1.03σ
con（持荷2分钟）→σ con con
超张拉——减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损
2、控制应力及最大应力：
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下列规定：
NP L AP ES
（二）混凝土浇筑与养护：
• 1、混凝土一次浇完，混凝土≦C30。 级配良好，振捣密实（特别是端部）。 • 3、防止碰撞、踩踏钢丝。
• 2、防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比≧0.5，
• 4、减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，(开
始温差≧20℃，达10MPa后按正常速度升温）。
安装无粘结预应力筋
先张法施工
• 工艺过程：张拉固定钢筋→浇混凝土→养护（至75%强度）→放 松钢筋 • 适用于：构件厂生产中、小型构件（楼板、屋面板、吊车梁、薄 腹梁……）
夹具 横梁 台座
预应力筋
台面
A、张拉预应力筋
混凝土构件
B、浇筑混凝土构件
C、放张施加预应力
一、先张法施工的设备
• （一）台座： • 1、要求：有足够的强度、刚度和稳定性；
•
• •
按施工顺序分：先张法； 后张法。 按张拉方法分： 机械张拉（液压或电动螺杆） 电热张拉
•
•
预应力工程施工工艺流程
预应力材料准备 预应力设备准备 千斤顶配套标定
预应力钢材准备 留孔材料准备、锚具准备
灌浆设备准备
预应力筋安装
安装锚具并张拉
灌浆并封锚
有粘结预应力：
有粘结灌浆
安装波纹管、穿钢束
无粘结预应力：
电热 板
塑料波纹管的材料有高密度聚乙烯和聚丙烯。塑料波纹 管的接管可采用热接，即用电加热板加热管口至热塑状态后， 加压使管口对接在一起。
钢管的连接
胶管的封端处理
胶管与阀门连接
螺旋管的连接
螺旋管上留灌浆孔
螺旋管的固定
(二)预应力筋张拉：
• 1.张拉条件：
•
•
①结构的混凝土强度符合设计要求或达75%强度标准值；
•
EC
Ac
后批钢筋张拉对前面的预应力钢筋的影响
后批张拉钢筋的第一批预应力损失（包括锚具变形与摩 擦损失）
• 叠浇构件
——自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力，但顶底相差 ≧5%（钢丝、钢绞线、热处理筋） ≧9%（冷拉筋）。
(c)三夹片式夹片
钢绞线 锚环 夹片
(d)二夹片式夹片
(b)锚环
(e)斜开缝夹片
单孔夹片式锚具
多孔锚固体系构造图
•2、筋的制作：
•
工序：冷拉→下料→编束。 • 下料长度 l ：
– 两端张拉： l ＝l0＋2a
– 一端张拉： l ＝l0＋a＋b • a－－张拉端留量（600～850mm，由机具定） • b－－非张拉端外露长度（80～100mm） •
• 非张拉端——用镦头锚具（锚板），DM5B
准备穿的预应力钢绞丝束
锥形螺杆锚具
钢质锥形锚具
镦头锚具
• 2、钢丝束制作：下料→编束→安锚具。
• （1）下料长度：用钢质锥形锚具时，同钢筋束； • 用锥形螺杆锚具时—— • （2）下料方法： • 采取应力下料，控制应力取300N/mm2。 • （3）编束： • 测量直径，同束误差≧0.1mm；
，明显推迟了裂缝出现时间 。
• 2、施加预应力的目的：
•
•
• • ①提高结构或构件的抗裂度；
②提高结构或构件的刚度；
③充分发挥高强钢材的作用； ④把散件拼成整体。
• 3、施加预应力的方法：
•
张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋，并锚固在其端部，
将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，即产生预应力。
• 4、预应力混凝土的施工方法：
概

述
1、预应力混凝土：
普通钢筋混凝土的抗拉极限应变只有0.0001～0.0015，在正常 使用条件下受拉区混凝土开裂，构件的刚度小、挠度大。要使 混凝土不开裂，受拉钢筋的应力只能达到30Mpa；

对允许出现裂缝的构件，当裂缝宽度限制在0.2～0.3mm时，受 拉钢筋的应力也只能达到200 Mpa 左右。
• Δ L计=
• Δ L实=10% con 时量取+以后的推算值 • （2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座） • （3）多根成组张拉，初应力应一致(测力计抽查) • （4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松 • （5）拉完的筋位置偏差≧5mm，且≧构件截面短边的4% • （6）冬施张拉时，温度≦－15℃ • （7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。