1、第五章 預應力混凝土工程 先張法施工先張法施工 后張法施工后張法施工 概述： 1、預應力混凝土、預應力混凝土： 在結構或構件承受使用荷載前，對受拉 區(qū)的混凝土預先施加壓應力, 以抵消或減少使 用荷載作用下產生的拉應力。 2、施加預應力的目的：、施加預應力的目的： 提高結構或構件的抗裂度； 提高結構或構件的剛度； 充分發(fā)揮高強鋼材的作用； 把散件拼成整體。 3、施加預應力的方法：、施加預應力的方法： 張拉結構或構件受拉區(qū)中的預應力鋼筋，并 錨固在其端部，將鋼筋的彈性收縮力傳遞到混凝 土構件上，即產生預應力。 4、預應力混凝土的施工方法：、預應力混凝土的施工方法： 按施工順序分：按施工順序分：先張

2、法； 后張法。 按張拉方法分：按張拉方法分： 機械張拉（液壓或電動螺桿） 電熱張拉 第一節(jié)第一節(jié) 先張法施工先張法施工 工藝過程：工藝過程：張拉固定鋼筋澆混凝土 養(yǎng)護（至75%強度）放松鋼筋 適用于：適用于：構件廠生產中、小型構件 （樓板、屋面板、吊車梁、薄腹梁） 夾具 橫梁 臺座 預應力筋 臺面 A、張拉預應力筋張拉預應力筋 混凝土構件 B、澆筑混凝土構件澆筑混凝土構件 C、放張施加預應力放張施加預應力 一、先張法施工的設備 （一）臺座：（一）臺座： 1、要求要求：有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性； 滿足生產工藝的要求。 2、形式形式： 墩式墩式（傳力墩、臺面、橫梁） 長度100150m，適于中、

3、小型構件。 槽式槽式（傳力柱、上下橫梁、磚墻） 長4576m， 適于雙向預應力構件， 易于蒸汽養(yǎng)護。 鋼模臺座鋼模臺座 重力式重力式 墩式臺座的幾種形式墩式臺座的幾種形式 與臺面共同作用式與臺面共同作用式 構架式構架式樁基構架式樁基構架式 錨樁式臺座錨樁式臺座 槽式臺座槽式臺座 壓桿壓桿 磚墻磚墻 上橫梁上橫梁 下橫梁下橫梁 磚墻磚墻 壓桿壓桿 （二）夾具：（二）夾具： 1 1、錨固夾具、錨固夾具： 錐形錐形（錐銷式、二片式、三片式） 錨固單根直徑1214預應力筋； 鐓頭錨具鐓頭錨具帶槽螺栓、梳子板。 用于用于：冷拉筋（熱鐓）， 冷拔絲（熱、冷鐓）， 碳素鋼絲（冷鐓）。 要求要求：鐓頭強度不低

4、于材料強度的98%， 鋼絲束長度差值L/5000、5mm。 成組張拉長度10m的鋼絲，長度極差2mm 2 2、張拉夾具張拉夾具：偏心式、楔形。 錐銷夾具錐銷夾具 圓套筒三片式夾具圓套筒三片式夾具方套筒二片式夾具方套筒二片式夾具 圓套筒二片式夾具圓套筒二片式夾具 固定端鐓頭夾具固定端鐓頭夾具 單根鐓頭鋼筋螺桿夾具單根鐓頭鋼筋螺桿夾具 高強鐓頭鋼絲用梳筋板夾具高強鐓頭鋼絲用梳筋板夾具 接千斤頂接千斤頂 鐓頭梳筋板夾具（制作預應力圓孔板用）鐓頭梳筋板夾具（制作預應力圓孔板用） 拉桿式千斤頂拉桿式千斤頂 張拉鉤張拉鉤 連接套筒連接套筒 承力架承力架 （三）張拉機械（三）張拉機械 1、穿心式千斤頂、穿心

5、式千斤頂： YC20型，最大拉力20t、行程200mm, 適于1220單根鋼筋。 2、電動螺桿：、電動螺桿： 拉力3060t、行程800mm， 用于：鋼筋、鋼絲。 3、卷揚機滑車組。、卷揚機滑車組。 電動螺桿張拉機的工作原理圖電動螺桿張拉機的工作原理圖 二、先張法施工工藝 （一）張拉預應力筋（一）張拉預應力筋： 1、張拉程序、張拉程序 01.051.05con con（ （持荷持荷2 2分鐘）分鐘）con con 01.031.03con con 超張拉超張拉減少由于鋼筋松弛變形造 成的預應力損失。 2、控制應力及最大應力：、控制應力及最大應力： 預應力筋種類 先張法 后張法 碳素鋼絲、刻痕鋼

6、絲、鋼絞線 0.80fptk 0.75fptk 熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲 0.75fptk 0.7fptk 冷拉鋼筋 0.95fpyk 0.9fpyk fptk：極限抗拉強度標準值 fpyk：屈服強度標準值 超張拉可比設計要求提高5%，但最大張拉控 制應力不得超過下列規(guī)定： 3、張拉要點：、張拉要點： （1）張拉時應校核預應力筋的伸長值。實際伸 長值與設計計算值的偏差不得超過6%，否則 應停拉； （2）從臺座中間向兩側進行（防偏心損壞臺座) （3）多根成組張拉，初應力應一致(測力計抽查) （4）拉速平穩(wěn)，錨固松緊一致，設備緩慢放松 （5）拉完的筋位置偏差5mm，且構件截面短 邊的4% （6）冬

7、施張拉時，溫度 15 （7）注意安全：兩端嚴禁站人，敲擊楔塊不得 過猛。 （二）混凝土澆筑與養(yǎng)護： 1、混凝土一次澆完，混凝土、混凝土一次澆完，混凝土 C30。 2、防止較大徐變和收縮：防止較大徐變和收縮：選收縮變形小的 水泥，水灰比 0.5，級配良好，振搗密實（特 別是端部）。 3、防止碰撞、踩踏鋼絲。、防止碰撞、踩踏鋼絲。 4、減少應力損失：、減少應力損失：非鋼模臺座生產，采取二 次升溫養(yǎng)護，(開始溫差 20，達10MPa后按 正常速度升溫）。 (三) 預應力筋放松： 1.條件：條件：混凝土達到設計規(guī)定且75%強度值 后。 2.方法：方法： 鋸斷，剪斷，熔斷（僅限于級冷拉筋） 3.要點：要

8、點： 放張順序：放張順序： 軸心受壓構件同時放； 偏心受壓構件先同時放預壓應力小的區(qū)域的， 再同時放大的區(qū)域的； 其它構件，應分階段、對稱、相互交錯放張. 粗筋放張應緩慢（砂箱法、楔塊法、千斤頂). 橫梁 螺桿螺母 承力板 臺座 鋼 塊 鋼 塊 鋼 楔 塊 楔塊放張法楔塊放張法 活塞 鋼套箱 進砂口 出砂口砂子 鋼套箱底板 砂箱放張法砂箱放張法 第二節(jié)第二節(jié) 后張法施工后張法施工 工藝過程：工藝過程：澆筑混凝土結構或構件（留孔）養(yǎng)護拆 模（達75%強度后）穿筋張拉固定孔道灌漿 （漿達15N/mm2,混凝土達100%后）移動、吊裝。 適于：適于：大構件及結構的現場施工預制拼裝，結構 張拉。 特點

9、：特點：不需臺座；但工序多、工藝復雜，錨具不能重 復利用。 一、一、預應力筋、錨具和張拉機具預應力筋、錨具和張拉機具 錨具按錨固性能分兩類：錨具按錨固性能分兩類： 錨具性能錨具性能 類類 類類 錨具效率系數 a0.95 a0.9 錨具的總應變 u2.0% u1.7% 用途：用途： 類承受動、靜載的無粘結、有粘結的 預應力混凝土； 類有粘結、預應力筋的應力變化不大 的部位。 （一）單根粗筋（一）單根粗筋（直徑1836mm）： 1、錨具：、錨具： （1）螺絲端桿錨具）螺絲端桿錨具 螺桿45#鋼，鋼筋冷拉前焊接好; 螺母、墊板用 Q235鋼） 適于:直徑1836mm筋。 （2）幫條錨具）幫條錨具 （

10、幫條與預應力筋同級， 互成120，E50焊條； 墊板用3#鋼）， 適于:冷拉HRB335、HRB400級筋 （3）鐓頭錨具）鐓頭錨具 螺絲端桿錨具螺絲端桿錨具 幫條錨具幫條錨具 2、預應力筋制作：、預應力筋制作： 工序：工序：下料對焊冷拉。 下料長度計算：下料長度計算： 當兩端用螺絲端桿錨具時 nd )( lll l 1 521 1)1( 22 鋼筋下料長度：鋼筋下料長度： 當一端用螺桿、一端用幫條時: nd llll l )1)(1( 1 3521 鋼筋下料長度：鋼筋下料長度： 3、張拉設備、張拉設備： 拉桿式千斤頂（YL60）； 穿心式千斤頂（YC60、YC20、YC18）。 YL-60

11、拉桿式拉桿式 千斤頂千斤頂 YC60型千斤頂型千斤頂 工作原理圖工作原理圖 配裝撐腳和配裝撐腳和 拉桿后的外拉桿后的外 貌圖貌圖 （二）鋼筋束、鋼絞線束：（二）鋼筋束、鋼絞線束： 1、錨具：、錨具： 張拉端張拉端 JM12型錨具型錨具：錨環(huán)、夾片用45#鋼。 可錨36根直徑12的光圓、螺紋HRB500級筋或鋼絞線; KTZ型錨具型錨具：可錨36根直徑12的HRB400500級 筋 單孔夾片式錨具單孔夾片式錨具：二片式、三夾片（直、斜開縫）； 多孔夾片式錨具多孔夾片式錨具：XM型、QM型、OV型、BS型 非張拉端非張拉端鋼筋可用鐓頭錨具鐓頭錨具（固定板）； 鋼絞線可用擠壓錨具擠壓錨具 JM12

12、錨具 鐓頭 錨具 JM12 錨具 JM12 錨具 (a) l1 JM126錨具錨具 KTZ型錨具型錨具 錨環(huán)錨環(huán)錨塞錨塞 (a)組裝圖組裝圖 錨環(huán)錨環(huán) 夾片夾片 鋼絞線鋼絞線 (b)錨環(huán)錨環(huán) (c)三夾片式夾片三夾片式夾片 (e)斜開縫夾片斜開縫夾片 (d)二夾片式夾片二夾片式夾片 單孔夾片式錨具單孔夾片式錨具 多孔夾片錨固體系多孔夾片錨固體系 多孔錨固體系構造圖多孔錨固體系構造圖 2、筋的制作：、筋的制作： 工序工序：冷拉下料編束。 下料長度下料長度 l ： 兩端張拉： l l02a 一端張拉： l l0ab a張拉端留量（600850mm，由機具定） b非張拉端外露長度（80100mm）

13、3、張拉設備：、張拉設備： 錐錨式千斤頂錐錨式千斤頂（YZ60、YZ85） 用于KTZ及鋼制錐形錨具； 穿心式千斤頂穿心式千斤頂（YC60、YC120） 用于KTZ及JM12、JM15錨具 大孔徑穿心式千斤頂大孔徑穿心式千斤頂（YCD、YCQ、YCW型） 用于大噸位鋼絞線束（群錨） 錐錨式千斤頂構造簡圖錐錨式千斤頂構造簡圖 YCD型千斤頂工作示意圖型千斤頂工作示意圖 工具錨工具錨 缸體缸體頂壓器頂壓器 工作錨工作錨 活塞活塞 YCQ型千斤頂的操作順序型千斤頂的操作順序 （三）鋼絲束：（三）鋼絲束： 1、錨具：錨具： 張拉端張拉端 錐形螺桿錨具錐形螺桿錨具（由錐形螺桿、套筒、螺母組 成，錨14、

14、16、20、24、28根b5鋼絲束等）； 鋼質錐形錨具鋼質錐形錨具（由錨環(huán)、錨塞組成，錨18根 以下5鋼絲）； 鐓頭錨具鐓頭錨具（DM5A，錨1254根 5鋼絲）。 非張拉端非張拉端用鐓頭錨具鐓頭錨具（錨板），DM5B 錐形螺桿錨具錐形螺桿錨具 鋼質錐形錨具鋼質錐形錨具 鐓頭錨具鐓頭錨具 2、鋼絲束制作、鋼絲束制作：下料編束安錨具。 （1 1）下料長度下料長度：用鋼質錐形錨具時，同鋼筋束; 用錐形螺桿錨具時 （2）下料方法）下料方法： 采取應力下料，控制應力取300N/mm2。 （3）編束編束： 測量直徑，同束誤差0.1mm； 3、張拉設備、張拉設備： 錐錨式雙作用錐錨式雙作用千斤頂； 拉桿式

15、拉桿式千斤頂； 穿心式穿心式千斤頂。 鋼絲束的編束鋼絲束的編束 錐形螺桿錨具的預緊錐形螺桿錨具的預緊 錐形螺桿錨具與拉桿式千斤頂的安裝示意圖錐形螺桿錨具與拉桿式千斤頂的安裝示意圖 二、后張法施工工藝 （一）孔道留設：孔道留設： 1、要求要求：位置準確；內壁光滑； 端部預埋鋼板垂直于孔道軸線（中心線）； 直徑、長度、形狀滿足設計要求（直徑與錨具及筋有關）。 2、方法、方法： 鋼管抽芯法鋼管抽芯法（直孔）鋼管應平直、光滑，用前刷油； 每根長15米，每端伸出500mm；兩根接長，中間用木塞及套管 連接；用鋼筋井字架固定，1米；澆混凝土后每1015分鐘 轉動一次；混凝土初凝后、終凝前抽管；抽管先上后下

16、，邊轉邊 拔。（灌漿孔間距12米） 膠管抽芯法膠管抽芯法用于長孔或曲線孔。有一定剛度或充壓； 鋼筋井字架0.5米；混凝土達一定強度后拔管。 埋管法埋管法預埋螺旋管。可先穿筋，接頭嚴密，有一定剛 度；井字架0.8米；灌漿孔間距30米；波峰設排氣泌水管. 膠管與閥門連接膠管與閥門連接 鋼管的連接鋼管的連接 膠管的封端處理膠管的封端處理 金屬螺旋管金屬螺旋管 螺旋管及錨座安裝螺旋管及錨座安裝 螺旋管的連接螺旋管的連接 螺旋管上留灌漿孔螺旋管上留灌漿孔 螺旋管的固定螺旋管的固定 (二二)預應力筋張拉預應力筋張拉： 1.張拉條件：張拉條件： 結構的混凝土強度符合設計要求或達75%強 度標準值； 做好各種

17、準備工作。 2.張拉控制應力和超張拉最大應力：張拉控制應力和超張拉最大應力：（比先 張法均低0.05f） 3、張拉順序：、張拉順序： 配有多根鋼筋或多束鋼絲的構件配有多根鋼筋或多束鋼絲的構件 分批對稱張拉（注意：后批對先批產 生應力影響）； 疊澆構件疊澆構件 自上而下逐層張拉，逐層加大拉應力， 但頂底相差 5%（鋼絲、鋼絞線、熱處理筋） 9%（冷拉筋）。 4.張拉方式：張拉方式： （1）對抽芯法：）對抽芯法： 長度24 m直孔一端張拉（多根筋時， 張拉端設在結構兩端）； 長度24 m直孔、曲線孔兩端張拉 （一端錨固后，另一端補足再錨固）。 （2）對埋螺旋管法：）對埋螺旋管法： 長度30 m直孔

18、一端張拉； 長度30 m直孔、曲線孔兩端張拉。 5、張拉程序：、張拉程序：同先張法。同先張法。 （三）孔道灌漿：三）孔道灌漿： 1.1.目的：目的：防止生銹；增加整體性。 2.2.基本要求：基本要求：（盡早進行，飽滿、密實） 水泥32.5級普硅； 水泥漿強度30MPa； 水灰比0.4左右，不得大于0.45 ； 泌水率：拌后三小時宜2%，最大3% 可摻無腐蝕性外加劑：鋁粉（水泥重的0.51/ 萬），木鈣（0.25%），微膨脹劑； 孔道濕、潔凈，由下層孔到上層； 灌滿孔道并封閉排氣孔后，加壓0.50.6MPa， 稍后再封閉灌漿孔； 不摻外加劑時，可用二次灌漿法。 （四）無粘結預應力混凝土施工：（四）無粘結預應力混凝土施工： 特點：特點：無需留孔與灌漿，施工簡單；張拉摩阻力小