预应力混凝土结构基本概念及其材料
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预应力混凝土结构
南昌大学建筑工程学院
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二、后张法： 1、适用：大跨度和曲线配筋 2、工序：浇筑混凝土→穿钢丝束→张拉钢筋 →获得预压应力→锚固→压浆（预留孔道） 3、机理：靠锚具来传递和保持预应力（施工 复杂）
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制作构件，预留孔道
穿入预应力钢筋，安装千斤顶 并张拉钢筋
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2.分类：
注： M 0 M
s
M0——消压弯矩； Ms——作用短期效应组合计算的弯矩
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全预应力混凝土
：沿预应力方向的正截面不出 现拉应力，即 1
有限预应力混凝土 ：在全部荷载最不利组合作用下，
正截面上混凝土允许出现拉应力， 但不超过其抗拉强度；在长期持 续荷载组合作用下，混凝土不出 现拉应力。 部分预应力混凝土 ：沿预应力方向的正截面出 现拉应力或出现不超过规定 宽度的裂缝，即 1 0
B类：当构件控制截面受拉边缘拉应力超过限 值或出现不超过宽度限值的裂缝时，为B类预 应力混凝土构件。
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12.1.3 预应力混凝土结构的优缺点
优点： 1、提高抗裂度和刚度，耐久性； 2、节省材料，减少自重：（高强材料）； 3、曲线布筋，可以减小梁的竖向剪力和主拉 应力； 4、结构质量安全可靠,施加预应力时承受了一 次强度检验； 5、可以作为结构的连接手段。
锚固钢筋，拆除千斤顶、孔道压力灌浆
图12-11 后张法工艺流程示意图
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后张法动画演示
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第五章 预应力混凝土构件基本知识
1.1s con 0.85s con s con 0
荷载2 min 荷载2 min
③混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力的设
备之间温差 , 引起的损失 σl3 为了缩短先张法构件的生产周期，混凝土常采用蒸 汽养护办法。升温时，新浇的混凝土尚未结硬，预应 力筋与台座之间的温差△t使钢筋受热自由伸长，但两 端的台座是固定不动的，即距离保持不变，于是钢筋 就松了，钢筋的应力降低；降温时，预应力钢筋与混 凝土已黏结成整体，加上两者的温度线膨胀系数相近， 二者能够同步回缩，放松钢筋时因温度上升钢筋伸长 的部分已不能回缩，因而产生了温差损失。仅先张法 构件有该项损失。
3、锚具
预应力混凝土构件对锚具的要求是： 具有足够的强度和刚度； 预应力损失小； 构造简单，便于制作和加工； 节省材料，降低成本
第四节 预应力的损失和张拉控制应力的概念
1、预应力损失 ⑴、定义: 由于张拉工艺和材料特性的原因，从构件的制作、运 输、安装、使用等各个过程中，使预应力钢筋的应力 不断降低，这降低的部分就叫预应力损失。
钢绞线
钢丝绳与钢绞线的区别：
在制作工艺上，钢丝绳是由钢丝绞成股，
再由股捻成绳，有中间夹麻芯或钢芯和不加芯
的钢丝绳；钢绞线是由钢丝只经过一次扭绞。
在性能上，钢丝绳的弹性模量小于钢绞线。
③热处理钢筋
将合金钢（40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr）经过调质 热处理而成，达到提高抗拉强度（fPy =1040N/mm2）， 改善塑性性能。Φ HT表示。 这种筋具有强度高（节省钢材）低松弛的特点，其 Φ =6~10mm以盘园形式供给省去焊接，有利施工。
3、混凝土预应力的添加
4、预应力混凝土不能提高承载力 注意：预应力混凝土不能提高构件的承载能力。 也就是说，当截面和材料相同时，预应力混凝土与
预应力混凝土结构的基本概念及其材料(第12章)
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+ 12.2.1预加应力的主要方法 + 先张法、后张法
+ 12.2.2锚具
+ 锥形帽、墩头锚、钢筋螺纹锚、具夹片锚
具、固定端锚具、连接器 + 12.2.3千斤顶 + 12.2.4预加应力的其它设备
张拉台座
+ 制孔器、穿索机、灌孔水泥浆及压浆机、
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位，预先用某种方法对 混凝土施加一定的压应 力，使之建立一种人为的应力状态，这种应力 的大小和分布规律，能有利于 抵消使用荷载作 用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用 荷载作用下不致开裂，或推迟开裂或使裂缝宽 度减小。
+以简支梁为例，其基本原理如下图示。
2
3
+ 1）国外对配筋混凝土结构的分类
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Apk — 第k根（束）预应力钢筋的 截面面积
Ep — 预应力钢筋与混凝土弹 性模量之比
已知T形截面梁如右图示， 共配有6束Φ5的消除应力 光面钢丝，每束面积 Apk=471mm2，预留孔 道直径50mm，中心至下 边缘的距离120mm， αEP=6.06，试列表求毛截 面、净截面、换算截面几 何特征。
或I 0 I i
A y
i
A y
i 2 i
2 i
( Ep 1) Apk y k y 0u Ai yi ( Ep 1) Apk y k
2 2
A ( y
i
( Ep 1) Apk y k A0 y 0u
i
2
y 0u ) 2 ( Ep 1) Apk ( y k y 0u ) 2
《预应力混凝土》ppt课件
前景
随着交通基础设施建设的不断推进和桥梁设计理论的不断完善，大跨度桥梁的建设需求将不断增加。预应力混凝 土作为一种高性能材料，将在未来大跨度桥梁建设中发挥更大的作用，如超大跨度桥梁的建设、新型桥梁结构形 式的探索等。
海洋工程结构中应用现状及前景
现状
海洋工程结构长期处于恶劣的海洋环境中，对结构的耐久性和安全性要求极高。预应力混凝土在海洋 工程结构中具有广泛的应用前景，如海上风力发电基础、海洋石油平台、跨海大桥等。
发展历程
预应力混凝土技术起源于法国，20世 纪初开始应用于桥梁建设，后逐渐扩 展到建筑、水利等领域，成为现代土 木工程的重要分支。
预应力原理及作用机制
原理
通过在混凝土受拉区预先施加压应力，使得混凝土在使用阶段产生拉应力时， 能够抵消或部分抵消外荷载产生的拉应力，从而提高结构的承载能力和变形性 能。
未来发展趋势预测和展望
发展趋势预测
数字化与智能化技术的应用：探讨数字化与智能化技术 在预应力混凝土工程设计、施工及运维中的应用及发展 趋势。
提高工程质量和效率：提出通过改进设计方法、优化施 工工艺等措施，进一步提高预应力混凝土工程的质量和 效率。
新型材料的研发与应用：预测未来新型预应力混凝土材 料的研发方向及其在工程中的应用前景。
补偿方法
为减小预应力损失对结构性能的影响，可以采取以下补偿措 施：增加张拉控制应力、采用低松弛钢绞线、加强锚固措施 、采用后张法施工等。同时，在设计和施工过程中，应对预 应力损失进行充分估计和合理控制。
02
材料与构件特性分析
高性能混凝土材料特性
高强度
高性能混凝土具有较高的抗压 、抗拉和抗折强度，能够满足 大跨度、重载等复杂结构的需
验收程序
随着交通基础设施建设的不断推进和桥梁设计理论的不断完善，大跨度桥梁的建设需求将不断增加。预应力混凝 土作为一种高性能材料，将在未来大跨度桥梁建设中发挥更大的作用，如超大跨度桥梁的建设、新型桥梁结构形 式的探索等。
海洋工程结构中应用现状及前景
现状
海洋工程结构长期处于恶劣的海洋环境中，对结构的耐久性和安全性要求极高。预应力混凝土在海洋 工程结构中具有广泛的应用前景，如海上风力发电基础、海洋石油平台、跨海大桥等。
发展历程
预应力混凝土技术起源于法国，20世 纪初开始应用于桥梁建设，后逐渐扩 展到建筑、水利等领域，成为现代土 木工程的重要分支。
预应力原理及作用机制
原理
通过在混凝土受拉区预先施加压应力，使得混凝土在使用阶段产生拉应力时， 能够抵消或部分抵消外荷载产生的拉应力，从而提高结构的承载能力和变形性 能。
未来发展趋势预测和展望
发展趋势预测
数字化与智能化技术的应用：探讨数字化与智能化技术 在预应力混凝土工程设计、施工及运维中的应用及发展 趋势。
提高工程质量和效率：提出通过改进设计方法、优化施 工工艺等措施，进一步提高预应力混凝土工程的质量和 效率。
新型材料的研发与应用：预测未来新型预应力混凝土材 料的研发方向及其在工程中的应用前景。
补偿方法
为减小预应力损失对结构性能的影响，可以采取以下补偿措 施：增加张拉控制应力、采用低松弛钢绞线、加强锚固措施 、采用后张法施工等。同时，在设计和施工过程中，应对预 应力损失进行充分估计和合理控制。
02
材料与构件特性分析
高性能混凝土材料特性
高强度
高性能混凝土具有较高的抗压 、抗拉和抗折强度，能够满足 大跨度、重载等复杂结构的需
验收程序
第十一章 预应力混凝土的基本概念及其材料
为预应力的传递长度(图 11.2.3).同理,当外荷载增加,承载能力达到极限状态时,预应力钢 筋的应力达到极限抗拉强度设计值 度 就称为锚固长度.见图 ,为了使钢筋不致被拔出,钢筋应力从 到零的这一段长
(二)后张法构件有效预应力沿构件长度的分布 后张法构件中,摩擦损失 在张拉端为零,然后逐渐增大,至锚固端达最大值;若为直线预应
一,先张法(pretentioning method): 如图.
1,概念: 先张法是先张拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法.先张法所用的预应力钢筋,一般可用高强钢 先张法 丝,直径较小的钢铰线和小直径的冷拉钢筋. 2,优点: 先张法生产工艺简单,工序少,效率高,质量容易保证,适宜工厂化大批量生产. 3,缺点: 需要专门的张拉台座,基建投资较大.先张法一般宜于生产直线配筋的中小型构件. <top> 二,后张法(posttensioning method): 如图
1,概念: 在浇筑的混凝土中,按预应力钢筋的设计位置预留管道.待混凝土达到设计强度后,将预应力 钢筋穿入孔道,并利用构件作为加力台座进行张拉钢筋,在张拉钢筋的同时,构件混凝土受压, 钢筋张拉完毕后,用锚具(anchorage device)将钢筋锚固在构件的两端.然后向预留管道内压注 水泥浆,使钢筋和混凝土粘结成整体以防止钢筋锈蚀,并可增加构件的刚度.后张法主要是靠锚 具传递和保持预加应力的. 2,优点: 后张法不用加力台座,张拉设备简单,便于现场施工,是生产大型预应力混凝土构件的主要方 法.预应力钢筋可按照设计要求,配合荷载的弯矩和剪力变化而布置成合理的曲线形.
(或者说弯矩)的大小有关,且与Ny 的作用位置(即偏心距e的大小)有关. 在现代预应力混凝土结构学中,通常把在使用荷载作用下,沿预应力筋方向的正截面始终不出 现拉应力的预应力混凝土,称为"全预应力混凝土 全预应力混凝土";把普通钢筋混凝土称为"非预应力混凝土 全预应力混凝土 非预应力混凝土 (non-prestressed structure)";把介于钢筋混凝土与全预应力混凝土之间,预应力程度不同的整个 区间的预应力混凝土,称为"部分预应力混凝土(partially prestressed concrete structure)". <top> 三,加筋混凝土结构的分类 国内通常把全预应力混凝土,部分预应力混凝土和钢筋混凝土结构总称为加筋混凝土结构 加筋混凝土结构系列. 加筋混凝土结构 (一)国将加筋混凝土按预加应力的大小划分为Ⅰ级,Ⅱ级,Ⅲ级,Ⅳ级分别为全预应力,有限 预应力,部分预应力,普通钢筋混凝土结构. (二)国内加筋混凝土结构的分类 我国按预应力度分成全预应力混凝土, 部分预应力混凝土和钢筋混凝土等三种结构的分类方法. 1.预应力度(degree of prestress)的定义 《公桥规》将预应力度定义为
(二)后张法构件有效预应力沿构件长度的分布 后张法构件中,摩擦损失 在张拉端为零,然后逐渐增大,至锚固端达最大值;若为直线预应
一,先张法(pretentioning method): 如图.
1,概念: 先张法是先张拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法.先张法所用的预应力钢筋,一般可用高强钢 先张法 丝,直径较小的钢铰线和小直径的冷拉钢筋. 2,优点: 先张法生产工艺简单,工序少,效率高,质量容易保证,适宜工厂化大批量生产. 3,缺点: 需要专门的张拉台座,基建投资较大.先张法一般宜于生产直线配筋的中小型构件. <top> 二,后张法(posttensioning method): 如图
1,概念: 在浇筑的混凝土中,按预应力钢筋的设计位置预留管道.待混凝土达到设计强度后,将预应力 钢筋穿入孔道,并利用构件作为加力台座进行张拉钢筋,在张拉钢筋的同时,构件混凝土受压, 钢筋张拉完毕后,用锚具(anchorage device)将钢筋锚固在构件的两端.然后向预留管道内压注 水泥浆,使钢筋和混凝土粘结成整体以防止钢筋锈蚀,并可增加构件的刚度.后张法主要是靠锚 具传递和保持预加应力的. 2,优点: 后张法不用加力台座,张拉设备简单,便于现场施工,是生产大型预应力混凝土构件的主要方 法.预应力钢筋可按照设计要求,配合荷载的弯矩和剪力变化而布置成合理的曲线形.
(或者说弯矩)的大小有关,且与Ny 的作用位置(即偏心距e的大小)有关. 在现代预应力混凝土结构学中,通常把在使用荷载作用下,沿预应力筋方向的正截面始终不出 现拉应力的预应力混凝土,称为"全预应力混凝土 全预应力混凝土";把普通钢筋混凝土称为"非预应力混凝土 全预应力混凝土 非预应力混凝土 (non-prestressed structure)";把介于钢筋混凝土与全预应力混凝土之间,预应力程度不同的整个 区间的预应力混凝土,称为"部分预应力混凝土(partially prestressed concrete structure)". <top> 三,加筋混凝土结构的分类 国内通常把全预应力混凝土,部分预应力混凝土和钢筋混凝土结构总称为加筋混凝土结构 加筋混凝土结构系列. 加筋混凝土结构 (一)国将加筋混凝土按预加应力的大小划分为Ⅰ级,Ⅱ级,Ⅲ级,Ⅳ级分别为全预应力,有限 预应力,部分预应力,普通钢筋混凝土结构. (二)国内加筋混凝土结构的分类 我国按预应力度分成全预应力混凝土, 部分预应力混凝土和钢筋混凝土等三种结构的分类方法. 1.预应力度(degree of prestress)的定义 《公桥规》将预应力度定义为
《结构设计原理》复习资料
《结构设计原理》复习资料第二篇 预应力混凝土结构第十二章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料一、学习重点预应力混凝土能够有效、合理地利用高强度材料，减小截面尺寸，减轻了结构自重，从而可大大提高结构的抗裂性、刚度、耐久性，从本质上改善了钢筋混凝土结构，使混凝土结构得到广泛的应用。
施加预应力的方法主要有先张法和后张法。
施工工艺不同，建立预应力的方法也就不同。
先张法主要是靠粘结力传递并保持预加应力的。
预应力混凝土结构中，预压应力的大小主要取决于钢筋的张拉应力。
要能有效地建立预应力，则必须采用高强度钢材和较高等级的混凝土。
二、复习题（一）填空题1、钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题： 需要带裂缝工作 和 无法充分利用高强材料的强度 。
2、将配筋混凝土按预加应力的大小可划分为如下四级： 全预应力 、 有限预应力 、 部分预应力 和 普通钢筋混凝土结构 。
3、预加应力的主要方法有 先张法 和 后张法 。
4、后张法主要是靠 工作锚具 来传递和保持预加应力的；先张法则主要是靠 粘结力 来传递并保持预加应力的。
5、锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，可分为： 依靠摩阻力锚固的锚具 、 依靠承压锚固的锚具 和 依靠粘结力锚固的锚具 。
6、夹片锚具体系主要作为锚固 钢绞线筋束 之用。
7、国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有两种： 抽拔橡胶管 和 螺旋金属波纹管 。
8、预应力混凝土结构的混凝土，不仅要求高强度，而且还要求能 快硬 、 早强 ，以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高设备、模板等利用率。
9、影响混凝土徐变值大小的主要因素有 荷载集度 、 持荷时间 、 混凝土的品质 与 加载龄期 以及 构件尺寸 和 工作环境 等。
10、国内常用的预应力筋有： 冷拉热轧钢筋 、 热处理钢筋 、 高强度钢丝 、 钢绞线 、 冷拔低碳钢丝 。
（二）名词解释1、预应力混凝土────所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。
预应力混凝土结构的基本概念及材料—预应力混凝土结构的三种概念
(—AF + —MI—c)
My —I—
(—AF -+ —MI—y)
A—F
—MI—c
(—AF - —MI—c)
预应力钢筋的重心与梁的重心重合时截面的应力分布
1. 第一种概念
a）
截面重心线
e cc
偏心预应力钢筋
b）
c）
d）
e）
(—AF -—FI—ec +—MI—c)
—FI—ey
—M—I y
(—AF -+—FI—ey +-—M— I y )
b）的内部抵抗力矩 a）钢筋混凝土梁的隔离体 b）预应力混凝土梁的隔离体
2. 第二种概念
根据两者的相似性，可以将预应力钢筋与普 通钢筋作等强代换，减少用钢量，这在很多情况 下是经济可行的。
该种概念是预应力混凝土的强度理论， 表明预应力可充分发挥高强钢材和高强混 凝土，但却不能超越材料自身强度的界限。
—AF
—FI—ec
—M—I c
(—AF + —FI—ec - —MI—c)
预应力钢筋偏离混凝土截面的重心时截面应力分布
1. 第一种概念
这种概念将预应力钢筋的作用看成是改变 混凝土性能的一种手段。通过施加预应力将混 凝土作为弹性材料，采用材料力学公式及叠加 原理计算混凝土的应力、应变和挠度、上拱， 计算十分方便。
a)
b)
具有弯折形预应力筋的预应力梁
3. 第三种概念
该种概念的作用将预加应力看成是 改善使用荷载作用下结构工作性能的有 效手段，指出了预加应力效应和荷载效 应之间的相互关系，为分析、设计复杂 的预应力结构提供简捷的方法。
《钢筋混凝土结构》
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构的 三种概念
预应力混凝土结构的受力性能-混凝土结构基本原理
pcI
混凝土应力： cpI
( con
lI ) Ap
A0
A0 A ( Ep 1) Ap
七、轴心受拉构件的分析
1. 先张法构件各阶段的受力分析
施工阶段——完成第二批损失
Ep Ep Ec
预应力筋应力： peII con lI lII Ep pcII
pcII( A Ap ) ( con lI lII Ep pcII) Ap
0
1.1con停2分钟
0.85con停2分钟
锚固端
锚固端
con
五、预应力损失值
3. 锚具变形和预应力筋回缩损失l1
由于锚具、垫块本身的变形， 其间裂缝的压紧及钢筋在锚具 中的滑移引起的损失
l1
a l
Ep
张拉端锚具的变形 和钢筋的内缩值， 见教材表10-2
预应力筋的弹性 模量
张拉端至锚固端 之间的距离
*直接张拉法：用千斤顶等机械工具 直接张拉预应力筋 *电热法：低电压强电流通过预应力 筋使其发热伸长，达设计要求时断 电 *连续配筋法：用旋转工作台将预应力筋缠绕于混凝土块体上或水池 壁上
*自张法：用自应力水泥制成混凝土，结硬时混凝土膨胀带动混凝土 中的预应力筋一起伸长，在混凝土中产生压力
*直接加压法：用千斤顶直接在构件两端加力使其获得预压力
混凝土中的有效预压应力
pcII
混凝土应力： pcII
( con
lI lII) Ap
A0
A0 A ( Ep 1) Ap
七、轴心受拉构件的分析
1. 先张法构件各阶段的受力分析
加载阶段——加载至混凝土中的应力为0
p con lI lII Ep pcII
Nt0
预应力筋应力： p con lI lII
预应力混凝土ppt教学课件
定义
预应力混凝土是一种在混凝土浇筑前或浇筑过程中，通过张拉钢筋 或钢束对混凝土预先施加压力，以改善其受力性能的结构形式。
特点
具有较高的抗裂性、刚度和耐久性，能有效控制裂缝的开展和宽度， 提高结构的承载能力和使用寿命。
预应力原理及作用机制
原理
通过在混凝土中引入预压应力，使混 凝土在承受外荷载之前已经处于受压 状态，从而提高其抗裂性和承载能力。
应用领域
预应力混凝土广泛应用于桥梁、高层建筑、水利工程、海洋工程等需要承受大 荷载和严酷环境的结构中。
国内外发展现状与趋势
发展现状
预应力混凝土技术在国内外得到了广泛应用和深入研究，形成了完善的理论体系和 施工工艺。
发展趋势
随着新材料、新工艺和计算机技术的发展，预应力混凝土技术将朝着更高强度、更 轻量化、更耐久性和更环保的方向发展。同时，智能化施工和监测技术也将得到更 广泛的应用。
80%
安全管理
建立结构安全管理制度，对结构进 行安全评估，确保结构在使用过程 中的安全性。
损伤诊断技术应用
无损检测技术
应用无损检测技术对预应力混 凝土结构进行检测，如超声检 测、射线检测等，确定结构的 损伤位置和程度。
结构健康监测技术
通过安装传感器等监测设备， 实时监测结构的变形、应力等 参数，评估结构的健康状况。
预应力混凝土ppt教学课件
目
CONTENCT
录
• 预应力混凝土基本概念与原理 • 预应力混凝土材料与性能要求 • 预应力混凝土设计方法与步骤 • 预应力混凝土施工工艺流程与技术
要点 • 预应力混凝土质量检测与验收标准 • 预应力混凝土结构维护与加固方法
01
预应力混凝土基本概念与原理
结构设计原理课件第12章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料
18
12.2 预加应力的方法与设备
2）后张法——先浇筑构件混凝土，待混凝土结硬后，再张 拉预应力钢筋并锚固的方法。
在混凝土结硬后通过张拉预 应力筋并锚固而建立预加应力 的构件称为后张法预应力混凝 a） 土构件。
施工工艺不同，建立预应力 b) 的方法也不同，后张法是靠工 作锚具来传递和保持预加应力 的；先张法则是靠粘结力来传 c) 递并保持预加应力的。
钢丝镦头
预留孔道
锚杯
垫板 锚圈（螺帽） 锚杯 接千斤顶
锚圈（螺帽） 固定端
穿束方向 孔道长度L
钢丝镦头 压浆孔 预留孔道扩口
张拉端
图12-5 镦头锚锚具工作示意图
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预Байду номын сангаас应力的方法与设备 墩头锚具
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
25
12.2 预加应力的方法与设备 冷铸镦头锚-HiAm锚（抗疲劳性能好，多用于斜拉索中）
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
27
12.2 预加应力的方法与设备
（4）夹片锚具
夹片锚具体系主要作为锚固钢绞线之用。
①钢绞线夹片锚（1～55根Φs15.2mm， Φs12.7mm ）
工作锚夹板
铸铁喇叭管
锚板锥孔
螺旋筋
铸铁喇叭管
工作锚接片
钢绞线
Np
N con
波纹管
图12-7 夹片锚具配套示意图
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
26
12.2 预加应力的方法与设备
（3）钢筋螺纹锚具
当采用高强粗钢筋（精轧螺纹钢筋Φ25mm，Φ32mm ）作 为预应力钢筋时，可采用螺纹锚具固定。
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回顾上节课中的重点内容
❖ 钢筋混凝土结构的缺点？
❖ 易开裂（需带裂缝工作）；钢筋效率低（限 制了高强材料的使用）
❖ 预应力混凝土结构的定义？
❖ 预先给混凝土引入内部应力的结构
❖ 配筋混凝土结构的分类？
❖ 按预应力度进行分类（全预应力；部分预应 力A、B；钢筋混凝土）。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
缺点：
❖ 锚固时钢丝的回缩量较大，一端锚头的回缩 量可达6mm，即引起的预应力损失较大。
❖ 不能重复张拉和接长，钢丝束的设计长度受 到千斤顶行程的限制。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
❖ 夹片锚具
夹片锚具体系主要作为 锚固钢绞线之用。
1) 中国建筑科学研
究院先后研制出了
XM锚具和QM锚具系
a） 螺帽
锚固板 灌浆排气 波纹套管
b）
圆垫圈 钢垫板图螺旋螺筋丝端杆锚具
锚固螺母 预留孔道
粗钢筋
梁体
2021/3/13
钢筋
排气槽
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
（3）依靠粘结力锚固的锚具（固定端锚具）
1) 先张法预应力钢筋；
2) 后张法构件中的固定端锚具(分为挤压锚具和压 花锚具)。
活塞缸 机架
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
穿心式千斤顶
12.2 预加应力的方法与设备(续)
❖ 12.2.4 预加应力的其它设备
按照施工工艺的要求，预加应力尚需有以下一些设备或配件。 1）制孔器
目前，国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有两种：抽拔橡胶管 与螺旋金属波纹管。 2）穿索机
在桥梁悬臂施工和尺寸较大的构件中，一般都采用后穿法穿束。对 于大跨桥梁有的预应力钢筋很长，人工穿束十分吃力，故采用穿索 （束）机。
2）锚具的分类 ❖ 锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，
可分为： （1）依靠摩阻力锚固的锚具； （2）依靠承压锚固的锚具； （3）依靠粘结力锚固的锚具。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
3）目前桥梁结构中几种常用的锚具
（1）依靠摩阻力锚固的锚具
❖ 锥形锚
a)
锚塞 压浆孔
锚圈
❖ 预应力混凝土结构的传力机理？ ❖ 先张：粘结； ❖ 后张：锚具。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.2 预加应力的方法与设备
公路桥梁工程常见预应力钢筋种类 1.高强钢丝 2.钢绞线 3.精轧螺纹钢筋
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.2 预加应力的方法与设备
❖ 为改善结构局部受力和方便施工，应尽量避 免使用大吨位锚具。
❖ 锚具设计参数和相应配件尺寸，可参阅各生 产厂家的产品介绍材料选用。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.2 预加应力的方法与设备(续)
❖ 12.2.3 千斤顶
限位板 工作锚夹片
油缸
工作锚锚板 喇叭管
活塞
工作锚锚板 工作锚夹片 钢绞线
❖ 镦头锚主要用于锚固钢丝/3/13
预应锚力固混凝钢土结丝构基束本概念及其材
料
❖ 钢筋螺纹锚具
当采用高强粗钢筋作为预应力钢筋时，可采 用螺纹锚具固定。即借粗钢筋两端的螺纹， 在钢筋张拉后直接拧上螺帽进行锚固，钢筋 的回缩力由螺帽经支承垫板承压传递给梁体 而获得预应力
锚下垫板 波纹管
预留孔道
b)
锚圈
锚塞
压浆孔
钢丝束
Np 钢丝束
梁体
锥形锚（又称为弗式锚），主要用于钢丝束的锚固。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
2021/3/13
锥形锚具实际产品
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
优点：
❖ 钢制锥形锚锚固方便，锚具面积小，便于在 梁体上分散布置。
钢绞线 模具
d （5～6.5d）
硬钢丝螺旋圈 软钢套圈
图12-8 挤压锚具的生产示意图
130～150mm
图12-9 压花锚具
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
2021/3/13 压花锚具
预应力混凝土结料构基本概念及其挤材压锚具
❖ 锚具的设计应根据工程具体情况，综合考虑 多种因素进行。
扁锚锚具
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
固定端扁锚锚具 扁锚锚具连接器
❖ 夹片锚固体系的特点是各根钢绞线独立工作， 即使单根锥孔的钢绞线锚固失效，也不会影 响全锚，只需对失效孔的钢绞线进行补拉。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
（2）依靠承压锚固的锚具
❖ 镦头锚
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.3 预应力混凝土结构的材料
12.3.1 混凝土 1)强度要求——预应力混凝土要求采用高强混凝土 ★可以施加较大的预压应力，提高预应力效率； ★徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失； ★有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
3）灌孔水泥浆及压浆机
（1）水泥浆
后张法预应力混凝土构件，预应力钢筋张拉锚固 后必须给预留孔道压注水泥浆，以免钢筋锈蚀， 并使预应力钢筋与梁体混凝土结合为一整体。
（2）压浆机是孔道灌浆的主要设备。 4）张拉台座
采用先张法生产预应力混凝土构件时，则需 设置用作张拉和临时锚固预应力钢筋的张拉台座。
❖ 全预应力混凝土结构的缺点？ ❖ 反拱大；预加力过大易产生纵向裂缝。 ❖ 按钢筋张拉的顺序对预应力混凝土结构分类 ❖ 先张法；后张法。 ❖ 先张法和后张法的施工工艺？ ❖ 先张：张拉钢筋、浇筑混凝土、待混凝土结
硬后释放预应力。 ❖ 后张：浇筑混凝土、张拉钢筋、管道灌浆。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
列；
2) 中交公路规划设
计院研制出了YM锚
具系列；
3) 柳州建筑机械总
厂与同济大学合作，
在QM锚具系列的基
础上又研制出了OVM
锚具系列等。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
多孔式夹片锚具
2021/3/13
固定端夹片锚具
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
张拉端夹片锚具
张拉端扁锚锚具
12.2.2 锚具
1）对锚具的要求
❖ 无论是先张法所用的临时夹具，还是后张法所用的 永久性工作锚具，都是保证预应力混凝土施工安全、 结构可靠的关键设备。
要求如下：
❖ 受力安全可靠；预应力损失要小；构造简单、紧凑， 制作方便，用钢量少；张拉锚固方便迅速，设备简 单。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
❖ 钢筋混凝土结构的缺点？
❖ 易开裂（需带裂缝工作）；钢筋效率低（限 制了高强材料的使用）
❖ 预应力混凝土结构的定义？
❖ 预先给混凝土引入内部应力的结构
❖ 配筋混凝土结构的分类？
❖ 按预应力度进行分类（全预应力；部分预应 力A、B；钢筋混凝土）。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
缺点：
❖ 锚固时钢丝的回缩量较大，一端锚头的回缩 量可达6mm，即引起的预应力损失较大。
❖ 不能重复张拉和接长，钢丝束的设计长度受 到千斤顶行程的限制。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
❖ 夹片锚具
夹片锚具体系主要作为 锚固钢绞线之用。
1) 中国建筑科学研
究院先后研制出了
XM锚具和QM锚具系
a） 螺帽
锚固板 灌浆排气 波纹套管
b）
圆垫圈 钢垫板图螺旋螺筋丝端杆锚具
锚固螺母 预留孔道
粗钢筋
梁体
2021/3/13
钢筋
排气槽
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
（3）依靠粘结力锚固的锚具（固定端锚具）
1) 先张法预应力钢筋；
2) 后张法构件中的固定端锚具(分为挤压锚具和压 花锚具)。
活塞缸 机架
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
穿心式千斤顶
12.2 预加应力的方法与设备(续)
❖ 12.2.4 预加应力的其它设备
按照施工工艺的要求，预加应力尚需有以下一些设备或配件。 1）制孔器
目前，国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有两种：抽拔橡胶管 与螺旋金属波纹管。 2）穿索机
在桥梁悬臂施工和尺寸较大的构件中，一般都采用后穿法穿束。对 于大跨桥梁有的预应力钢筋很长，人工穿束十分吃力，故采用穿索 （束）机。
2）锚具的分类 ❖ 锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，
可分为： （1）依靠摩阻力锚固的锚具； （2）依靠承压锚固的锚具； （3）依靠粘结力锚固的锚具。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
3）目前桥梁结构中几种常用的锚具
（1）依靠摩阻力锚固的锚具
❖ 锥形锚
a)
锚塞 压浆孔
锚圈
❖ 预应力混凝土结构的传力机理？ ❖ 先张：粘结； ❖ 后张：锚具。
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预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.2 预加应力的方法与设备
公路桥梁工程常见预应力钢筋种类 1.高强钢丝 2.钢绞线 3.精轧螺纹钢筋
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.2 预加应力的方法与设备
❖ 为改善结构局部受力和方便施工，应尽量避 免使用大吨位锚具。
❖ 锚具设计参数和相应配件尺寸，可参阅各生 产厂家的产品介绍材料选用。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.2 预加应力的方法与设备(续)
❖ 12.2.3 千斤顶
限位板 工作锚夹片
油缸
工作锚锚板 喇叭管
活塞
工作锚锚板 工作锚夹片 钢绞线
❖ 镦头锚主要用于锚固钢丝/3/13
预应锚力固混凝钢土结丝构基束本概念及其材
料
❖ 钢筋螺纹锚具
当采用高强粗钢筋作为预应力钢筋时，可采 用螺纹锚具固定。即借粗钢筋两端的螺纹， 在钢筋张拉后直接拧上螺帽进行锚固，钢筋 的回缩力由螺帽经支承垫板承压传递给梁体 而获得预应力
锚下垫板 波纹管
预留孔道
b)
锚圈
锚塞
压浆孔
钢丝束
Np 钢丝束
梁体
锥形锚（又称为弗式锚），主要用于钢丝束的锚固。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
2021/3/13
锥形锚具实际产品
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
优点：
❖ 钢制锥形锚锚固方便，锚具面积小，便于在 梁体上分散布置。
钢绞线 模具
d （5～6.5d）
硬钢丝螺旋圈 软钢套圈
图12-8 挤压锚具的生产示意图
130～150mm
图12-9 压花锚具
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
2021/3/13 压花锚具
预应力混凝土结料构基本概念及其挤材压锚具
❖ 锚具的设计应根据工程具体情况，综合考虑 多种因素进行。
扁锚锚具
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
固定端扁锚锚具 扁锚锚具连接器
❖ 夹片锚固体系的特点是各根钢绞线独立工作， 即使单根锥孔的钢绞线锚固失效，也不会影 响全锚，只需对失效孔的钢绞线进行补拉。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
（2）依靠承压锚固的锚具
❖ 镦头锚
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.3 预应力混凝土结构的材料
12.3.1 混凝土 1)强度要求——预应力混凝土要求采用高强混凝土 ★可以施加较大的预压应力，提高预应力效率； ★徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失； ★有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
3）灌孔水泥浆及压浆机
（1）水泥浆
后张法预应力混凝土构件，预应力钢筋张拉锚固 后必须给预留孔道压注水泥浆，以免钢筋锈蚀， 并使预应力钢筋与梁体混凝土结合为一整体。
（2）压浆机是孔道灌浆的主要设备。 4）张拉台座
采用先张法生产预应力混凝土构件时，则需 设置用作张拉和临时锚固预应力钢筋的张拉台座。
❖ 全预应力混凝土结构的缺点？ ❖ 反拱大；预加力过大易产生纵向裂缝。 ❖ 按钢筋张拉的顺序对预应力混凝土结构分类 ❖ 先张法；后张法。 ❖ 先张法和后张法的施工工艺？ ❖ 先张：张拉钢筋、浇筑混凝土、待混凝土结
硬后释放预应力。 ❖ 后张：浇筑混凝土、张拉钢筋、管道灌浆。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
列；
2) 中交公路规划设
计院研制出了YM锚
具系列；
3) 柳州建筑机械总
厂与同济大学合作，
在QM锚具系列的基
础上又研制出了OVM
锚具系列等。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
多孔式夹片锚具
2021/3/13
固定端夹片锚具
预应力混凝土结构基本概念及其材 料
张拉端夹片锚具
张拉端扁锚锚具
12.2.2 锚具
1）对锚具的要求
❖ 无论是先张法所用的临时夹具，还是后张法所用的 永久性工作锚具，都是保证预应力混凝土施工安全、 结构可靠的关键设备。
要求如下：
❖ 受力安全可靠；预应力损失要小；构造简单、紧凑， 制作方便，用钢量少；张拉锚固方便迅速，设备简 单。
2021/3/13
预应力混凝土结构基本概念及其材 料