预应力混凝土工程

预应力混凝土工程5.1 概述5.1.1 预应力混凝土的基本概念1.预应力的概念预应力是预加应力的简称，它是近几十年发展起来的一门技术。

然而人们对预加应力原理的应用却由来已久，在日常生活中稍加注意就会找到一些熟悉的例子。

如用竹箍的木桶，如图5.1所示，中国古代的工匠早就运用预应力的原理来制作木桶，木桶的环向预压应力通过套紧竹箍的方法产生。

只要水对桶壁产生的环向拉应力不超过环向预压应力，则桶壁木板之间将始终保持受压的紧密状态，预压应力通过两端锚具传给构件混凝土，木桶就不会开裂和漏水。

这种木桶的制造原理与现代预应力混凝土圆形水池的原理是完全一样的。

这是利用预加应力来抵抗预期出现的拉应力的一个典型例子。

图5.1 预应力原理在木桶上的应用（a）木桶；（b）竹箍分离体图；（c）板块分离体木锯如图5.2所示，是另一个熟悉的例子，当锯条来回运动锯割木料时，就会使锯条的一部分受拉而另一部分受压。

这种薄而狭长的锯条本身并没有什么抗压能力，但由于预先拧紧绳子而受有预拉应力，当预拉应力超过锯木时引起的压应力，锯条就始终处于受拉状态，就不至于发生压屈失稳破坏。

这是利用预加拉应力以抵抗使用时出现的压应力的一个典型例子。

当整理书架需要搬运书本时，人们常采用如图5.3所示的搬书方法。

由于受到双手抱书所加的压力，这列书就如同一根梁一样可以承担全部书本的重量。

这和用后张预应力束将若干混凝土预制块体拼成预应力梁的原理基本上也是一样的。

图5.2 预应力原理在木锯上的应用（a）中国式木锯；（b）木锯各杆件分离体图；（c）锯片的受力图图5.3 块体拼装式预应力梁示意图类似的例子还能举出一些，例如施工现场装卸红砖用的一次可以手提5块砖的砖夹子、自行车车轮的辐条等。

这些例子都表明运用预加应力的原理和技术，既可用预加压应力来提高结构的抗拉能力和抗弯能力，又可用预加拉应力来提高结构的抗压能力。

因此，只要善于运用，就可以利用预加应力获得改善结构使用性能和提高结构强度的效果。

第五章预应力混凝土工程1.预应力混凝土结构的优点(1)改善使用阶段的性能。

受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。

(2)提高受剪承载力。

纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。

(3)改善卸载后的恢复能力。

混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。

(4)提高耐疲劳强度。

预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲劳)所控制的。

(5)能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。

在普通钢筋混凝土结构中，由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。

例如，1860Mpa级的高强钢绞线，如用于普通钢筋混凝土结构中，钢材强度发挥不到20％，其结构性能早己满足不了使用要求，裂缝宽，挠度大；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。

这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。

(6)可调整结构内力。

将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段。

因此，现代预应力混凝土是解决建造大(大跨度、大空间建筑一工艺上和使用上要求的)、高(高层建筑、高耸结构)、重(重荷载、重型结构、转换层结构)、特(特种结构一水池、电视塔、安全壳)等类建筑结构和工程结构物的不可缺少的、重要的结构材料和技术。

2.预应力混凝土构件中的非预应力钢筋有何作用预应力混凝土构件中的非预应力钢筋主要有：架立钢筋-起骨架作用；主筋-与预应力钢筋共同受力，在预应力失效时提供缓冲作用；箍筋-增加梁体抗剪强度，通过环箍来提高混凝土的强度；梁肋钢筋-在预应力梁体预制养生过程中起防裂作用；锚后钢筋网-防止预应力对锚后混凝土产生应力集中而开裂；锚后螺旋箍筋-提高锚后混凝土强度，共同抵抗强大的预应力。

引言概述：预应力混凝土工程是一种先进的工程技术，在现代建筑领域有着广泛的应用。

本文将对预应力混凝土工程的相关内容进行详细阐述，主要包括预应力混凝土的概念、施工工艺、设计原则、材料选择以及工程实践案例等方面内容。

通过对这些内容的深入剖析，可以更好地理解和应用预应力混凝土技术，提高工程的质量和效益。

正文内容：一、预应力混凝土的概念1.1预应力混凝土的定义1.2预应力混凝土的发展历程1.3预应力混凝土的特点和优势二、预应力混凝土的施工工艺2.1预应力混凝土构件的制作方法2.2预应力混凝土构件的施工流程2.3预应力混凝土的拉应力施加方法三、预应力混凝土的设计原则3.1预应力混凝土的设计目标3.2预应力混凝土的设计原则和设计方法3.3预应力混凝土的受力分析和设计要点四、预应力混凝土中的材料选择4.1预应力混凝土的主要材料4.2预应力钢材的选择和特点4.3混泥土的选择和性能要求五、预应力混凝土工程实践案例5.1高层建筑中的预应力混凝土应用5.2桥梁工程中的预应力混凝土应用5.3地下工程中的预应力混凝土应用5.4其他领域中的预应力混凝土应用总结：预应力混凝土工程是一种重要的建筑技术，具有很大的发展潜力。

通过本文的阐述，可以看出预应力混凝土在工程中的广泛应用和其技术优势。

在今后的工程实践中，需要充分发挥预应力混凝土的优势，不断提高工程的质量和效益，并进一步推动预应力混凝土工程技术的发展和创新。

同时，需要加强对预应力混凝土工程的研究和探索，提高设计和施工水平，为建筑行业的可持续发展做出贡献。

预应力混凝土工程引言概述：预应力混凝土是一种先施加预先确定的压力，再进行混凝土浇筑的结构材料。

它通过在混凝土内部施加压力，来抵抗外部荷载产生的拉力，提高混凝土的承载能力和耐久性。

预应力混凝土工程广泛应用于桥梁、建筑、海洋等领域，具有优越的结构性能和经济效益。

正文内容：一、预应力混凝土工程的基本原理1.1预应力原理：通过在混凝土内部施加预先确定的拉应力，改变混凝土的受力状态，提高其抗拉能力。

第五章预应力混凝土工程内容简介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。

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，明显推迟了裂缝出现时间。

预应力混凝土的优点：能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。

与普通混凝土相比，在同样条件下具有截面小、自重轻、质量好、材料省（要节约钢材20％～40％），并能扩大预制装配化程度。

与普通钢筋混凝土施工相比较，预应力混凝土施工，需要专门的机械设备，工艺比较复杂，操作要求较高。

但随着施工队伍素质的提高和预应力机具设备的完善，预应力施工技术的发展是乐观的。

当前，在大跨度桥梁领域，预应力混凝土结构占着统治地位。

预应力混凝土的使用范围和数量，已成为一个国家建筑技术水平的重要标志之一。

本章重点内容导航先张法施工工艺（动画）台座夹具张拉机械折线张拉工艺锚具JM12锚具（动画）预应力钢丝束千斤顶－高压输油泵穿心式千斤顶（动画）后张法施工工艺（动画）无粘结预应力第一节先张法先张法施工顺序（图示）（动画）一．张拉设备和机具（一）、台座台座是先张法生产中的主要设备之一，要求有足够的强度和稳定性，以免台座变形、倾复、滑移而引起预应力值的损失。

台座按构造不同，可分为墩式台座和槽式台座两类1．墩式台座墩式台座一般用于生产小型构件。

生产钢弦混凝土构件的墩式台座，其长度常为100～150米，这样既可利用钢丝长的特点，张拉一次可生产多根构件，减少张拉及临时固定工作，又可减少钢丝滑动或台座横梁变形引起的应力损失。

什么是预应力混凝土（二）引言概述：预应力混凝土是一种通过施加预先设计的拉力来提高混凝土结构强度和耐久性的技术。

本文将进一步介绍预应力混凝土的相关知识，包括预应力混凝土的施工过程、应用领域、优点和缺点等方面。

正文：一、预应力混凝土的施工过程1. 预应力混凝土的材料选用2. 预应力混凝土的预应力设计3. 预应力混凝土的构件制作4. 预应力混凝土的预拉工序5. 预应力混凝土的浇筑和养护工序二、预应力混凝土的应用领域1. 预应力混凝土在桥梁工程中的应用2. 预应力混凝土在建筑工程中的应用3. 预应力混凝土在水利工程中的应用4. 预应力混凝土在地下结构中的应用5. 预应力混凝土在特殊工程中的应用三、预应力混凝土的优点1. 提高混凝土结构的自重承载能力2. 提高混凝土结构的抗弯、抗剪能力3. 提高混凝土结构的整体性能和耐久性4. 减小构件断面尺寸，降低工程造价5. 进一步利用混凝土材料性能，实现结构轻量化四、预应力混凝土的缺点1. 施工难度较大，需要专业施工团队2. 施工周期长，对工期要求较高3. 工程资金投入较大4. 如果预应力失效，结构整体性能会受到严重影响5. 对于某些特殊形状的构件，预应力施工可能较为困难总结：预应力混凝土是一种通过施加预先设计的拉力来提高混凝土结构强度和耐久性的技术。

它在桥梁、建筑、水利、地下结构和特殊工程等领域都有广泛应用。

虽然预应力混凝土的施工难度和周期较大，但其优点包括提高结构承载能力、整体性能和耐久性，同时也可以实现结构轻量化。

然而需要注意的是，预应力混凝土的施工要求高，如果预应力失效，将严重影响结构的整体性能。