1、土木工程學院教案用紙課程章節名稱項目三預應力混凝土工程教學目的、要求了解預應力混凝土的特點和工作原理; 掌握預應力混凝土的概念掌握先張法、后張法的施工工藝流程，張拉程序、張拉力控制和放張方法。了解先、后張法的施工工藝、錨夾具類型及張拉設備。了解無粘結預應力筋的施工工藝。熟悉預應力工程質量檢驗和質量控制的主要方法施。重點難點1、先、后張法的施工工藝、錨夾具類型及張拉設備。2、無黏結預應力束的制作，無黏結預應力施工工藝。3、預應力混凝土的概念和應用。教學環節時間分配4 課時教學手段、 教學方法和實施步驟多媒體授課內容 : 預應力混凝土:是在構件承受外荷載前,預先在構件的受拉區對砼施加預壓應力 ,使

2、用階段的構件在外荷載作用下產生拉應力時,先要抵消預壓應力,這就推遲了混凝土裂縫的出現并限制了裂縫的開展,從而提高構件的抗裂度和剛度。建立預壓應力的方法: 對混凝土構件受拉區施加預壓應力的方法,是通過預應力鋼筋或錨具,將預應力鋼筋的彈性收縮力傳遞到混凝土構件上,并產生預應力。預應力的作用可以全部或者部分抵消外荷載產生的拉應力,從而提高結構的抗裂性,對于在使用荷載下出現裂縫的構件,預應力也可以起到減少裂縫寬度的作用。預應力混凝土的分類:預應力混凝土按預應力度大小可分為:全預應力混凝土和部分預應力混凝土。預應力混凝土按施工方式不同可分為:預制預應力混凝土、現澆預應力混凝土和疊合預應力混凝土等。按預加

3、應力的方法不同可分為:先張法預應力混凝土和后張法預應力混凝土。先張法是在混凝土澆筑前張拉鋼筋,預應力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結力傳遞給混凝土。后張法是在混凝土達到一定強度后張拉鋼筋,預應力靠錨具傳遞給混凝土。在后張法中,按預應力筋粘結狀態又可分為:有粘結預應力混凝土和無粘結預應力混凝土。前者在張拉后通過孔道灌漿使預應力筋與混凝土相互粘結 ,后者由于預應力筋涂有油脂,預應力只能永久地靠錨具傳遞給混凝土。預應力工藝的應用( 1 ) 先張法的應用:先張法主要應用于房屋建筑中的空心板、多孔板、槽形板、雙t 板、 v 形折板、托梁、檁條、槽瓦、屋面梁等;道路橋梁工程中的軌枕、橋面空心板、簡支梁等。在基礎

4、工程中應用的預應力方樁及管樁等。(2)后張法的應用:后張法不但用于房屋建筑中的吊車梁、屋面梁、屋架,橋梁中的t 形梁、箱形梁等構件,且在大跨度的現澆結構及空間結構中的應用也日趨成熟;在特種結構如塔體的豎向預應力、筒體的環向預應力也有突破 ,尤其為橋梁工程的懸索結構、斜拉結構提供了豐富的發展空間。預應力砼的優缺點：( 1 )有效利用高強鋼材。( 2)減小結構構件的截面尺寸、自重,能增大結構構件跨度,降低結構構件占用空間。( 3)提高使用荷載下結構的抗裂性和剛度。( 4)質量好、降低工程造價、結構耐久性好。( 5)技術含量高、操作要求嚴,需要增添專用設備一、 先張法施工先張法是在澆筑混凝土構件之前

5、,張拉預應力筋,將其臨時錨固在臺座或鋼模上 ,然后澆筑混凝土構件,待混凝土達到一定強度(一般不低于混凝土標準強度的75%),并使預應力筋與混凝土間有足夠黏結力時,放松預應力 ,預應力筋彈性回縮,借助于混凝土與預應力筋間的粘結力對混凝土產生預壓應力。1. 先張法的施工設備先張法施工的主要設備包括臺座、夾具和張拉設備。臺座 :用臺座法生產預應力混凝土構件時,預應力筋錨固在臺座橫梁上,臺座承受全部預應力筋的拉力,故臺座應有足夠的強度、剛度和穩定性,以免因臺座變形、傾覆或滑移而引起預應力損失。根據承力結構的不同,臺座分為墩式臺座、槽式臺座、樁式臺座等。2. 夾具：夾具是先張法構件施工時保持預應力筋拉力

6、,并將其固定在張拉臺座(或設備 )上的臨時性錨固裝置,按其用途不同可分為錨固夾具和張拉夾具。夾具進入施工現場時必須檢查其出廠質量證明書,以及其中所列的各項性能指標 ,并進行必要的靜載試驗,符合質量要求后方可使用。夾具的要求：(1)要具有良好的自錨性能和放張性能。(2)當夾具組件達到實際極限拉力時,其組成部件不得出現裂縫和破壞。(3)構造簡單 ,能夠多次重復使用。錨固夾具 :錨固夾具是將預應力筋臨時固定在臺座橫梁上的工具,常用的夾具有以下幾類：鋼絲錨固夾具，鋼筋錨固夾具。3. 張拉夾具：張拉夾具是夾持住預應力筋后,將其與張拉機械連接起來并進行預應力筋張拉的機具。常用的張拉夾具有鉗式夾具、偏心式夾

7、具和楔形夾具等，適用于張拉鋼絲和直徑16mm 以下的鋼筋。4. 先張法施工工藝：預應力混凝土先張法施工工藝的特點是:預應力筋在澆筑混凝土前張拉 ,預應力的傳遞依靠預應力筋與混凝土之間的黏結力,為了獲得良好質量的構件,在整個生產過程中,除確保混凝土質量以外,還必須確保預應力筋與混凝土之間的良好黏結,使預應力混凝土構件獲得符合設計要求的預應力值。張拉前的準備工作：鋼筋的接長與冷拉，鋼筋(絲 )的鐓頭，張拉機具設備及儀表定期維護和校驗，預應力筋(絲)的鋪設。混凝土的澆筑與養護：混凝土的收縮是水泥漿在硬化過程中脫水密結和形成的毛細孔壓縮的結果。混凝土的徐變是荷載長期作用下混凝土的塑性變形 ,因水泥石內

8、凝膠體的存在而產生。為了減少混凝土的收縮和徐變引起的預應力損失,在確定混凝土配合比時,應優先選用干縮性小的水泥,采用低水灰比,控制水泥用量,對骨料采取良好的級配等技術措施。二、 后張法施工后張法是先制作混凝土構件,在放置預應力筋的部位預先留有孔道,待構件混凝土達到規定強度后,將預應力筋穿入孔道內,用張拉機具夾持預應力筋將其張拉至設計規定的控制應力,然后借助錨具將預應力筋錨固在構件端部,最后進行孔道灌漿(亦有不灌漿者),預應力筋的張拉力主要通過錨具傳遞給混凝土構件,使混凝土產生預壓應力。1.預應力筋、錨具和張拉設備在后張法中,預應力筋、 錨具和張拉設備是配套使用的。目前 ,后張法中常用的預應力筋

9、主要有單根粗鋼筋、鋼筋束(或鋼絞線束)和鋼絲束三類;張拉設備多采用液壓千斤頂;錨具需具有可靠的錨固能力,按其錨固性能分為兩類 :類錨具 :適用于承受動、靜荷載的預應力混凝土結構。類錨具 :僅適用于有黏結預應力混凝土結構,且錨具處于預應力變化不大的部位。2. 后張法施工工藝孔道留設： 孔道留設是后張法構件制作中的關鍵工作。孔道直徑取決于預應力筋和錨具,用螺絲端桿的粗鋼筋,孔道直徑應比螺絲端桿的螺紋直徑大 1015mm; 用 jm12 型錨具的鋼筋束或鋼絞線束,對 jm123、jm124孔道直徑為42mm, 對 jm125 、jm126 則為 50mm。預應力筋張拉： 張拉預應力筋時,構件混凝土的

10、強度應按設計規定,如設計無規定則不宜低于混凝土標準強度的75%。用塊體拼裝的預應力構件,其拼裝立縫處混凝土或砂漿的強度,如設計無規定時,不應低于塊體混凝土標準強度的40%,且不得低于15n/mm2 。三、 無黏結預應力混凝土施工：1.無黏結預應力束的制作無黏結預應力束的組成：無黏結預應力束由預應力筋、涂料層、外包層和錨具組成。無黏結預應力束的制作：無黏結預應力束的制作一般有纏紙工藝和擠壓涂層工藝兩種。2. 黏結預應力施工工藝：無黏結預應力構件施工中的主要問題是無黏結預應力束的鋪設、張拉和端部錨頭處理。無黏結預應力束的鋪設：無黏結預應力束在鋪設前應檢查其外包層的完好程度 ,對輕微破損者,可塑料帶補包好;對破損嚴重的應予以報廢。無黏結預應力束的張拉：無黏結預應力束的張拉與普通后張法帶有螺絲端桿錨具的有黏結預應力鋼絲束張拉方法相似。無黏結預應力束一般為曲線配筋 ,故應采用兩端同時張拉。錨頭端部處理：無黏結預應力束由于一般采用鐓頭錨具,錨頭部位的外徑比較大 ,因此 ,鋼絲束兩端應在構件上預留有一定長度的孔道,其直徑略大于錨具的外徑。四、 電熱法施工電熱法是利用鋼筋熱脹冷縮原理來張拉預應力筋的一種施工方法。對預應力鋼筋通以低電壓的強電流,使鋼筋發熱伸長,待其伸長至預定長度后 ,隨即進行錨固并切斷電