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05 第五章 预应力混凝土工程.ppt

1、第五章 预应力混凝土工程,先张法施工 后张法施工,第一节 概述: 1、预应力混凝土: 在结构或构件承受使用荷载前,对受拉区的混凝土预先施加压应力, 以抵消或减少使用荷载作用下产生的拉应力。 2、施加预应力的目的: 提高结构或构件的抗裂度; 提高结构或构件的刚度; 充分发挥高强钢材的作用; 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: 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,5、预应力筋 (1)预应力高强钢丝 冷拔低碳

2、钢丝、碳素钢丝 、刻痕钢丝 (2)预应力钢绞线 1)标准型钢绞线:常用低松弛钢绞线(后张法中广泛应用)。 2)刻痕钢绞线:刻痕钢丝捻制而成 。 3)模拔钢绞线:密度提高约18% 。 (3)预应力粗钢筋 1)冷拉钢筋:是将HRB335、HRB400、HRB500冷拉而成,强度为400750MPa ,材料广泛。 2)热处理钢筋:直径为610mm,成盘。 3)精轧螺纹钢筋:可用螺纹套筒接长,端头用螺母锚固。,第二节 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),一、先张法施工工艺,(一)张拉预应力筋: 1、张拉

3、程序 01.05con(持荷2分钟)con 01.03con 超张拉减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损失。,2、控制应力及最大应力:,预应力筋种类 先张法 后张法 最大限值 消除应力钢丝、钢绞线 0.75fptk 0.75fptk 0.80fptk 冷轧带肋钢筋 0.70fptk 0.75fptk 精轧螺纹钢筋 0.85fpyk 0.95fpyk fptk:极限抗拉强度标准值 fpyk:屈服强度标准值,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:,3、张拉要点:,(1)做好材料、设备检查,并做好预应力筋张拉记录; (2)从台座中间向两侧进行(防偏心损坏台座) (3)多根成组

4、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)注意安全:两端设防护、严禁站人,敲击楔块不得过猛。,(二)混凝土浇筑与养护:,1、混凝土一次浇完,混凝土C30。 2、防止较大徐变和收缩:选收缩变形小的水泥,水灰比0.5,级配良好,振捣密实(特别是端部)。 3、防止碰撞、踩踏钢丝。 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)。,(三) 预应力筋放张:,1.条件:混凝土达到设计规定且75%强度值后。 2.放张顺序: 轴心受压构件同时放; 偏心受压构件先同时

5、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. 3.方法: 锯断,剪断,熔断(仅限于级冷拉筋) 粗筋放张应缓慢(常用千斤顶法)。,二、先张法施工设备,(一)台座: 1、要求:有足够的强度、刚度和稳定性; 满足生产工艺的要求。 2、形式: 墩式(传力墩、台面、横梁) 长度100150m,适于中、小型构件。 槽式(传力柱、上下横梁、砖墙) 长4576m, 适于双向预应力构件, 易于蒸汽养护。 钢模板台座。管桩、楼板、屋面板等常用。,重力式,墩式台座的几种形式,与台面共同作用式,构架式,锚桩式台座,槽式台座,(二)夹具:,1、张拉夹具:偏心式、楔形。 2、锚固夹

6、具: 锥形(圆套筒三片式、二片式,圆锥齿板式) 锚固单根直径1214预应力筋; 镦头锚具带槽螺栓、梳子板。 用于:冷拉筋(热镦), 冷拔丝(热、冷镦), 碳素钢丝(冷镦)。 要求:镦头强度不低于材料强度的98%, 钢丝束长度差值L/5000、5mm。 成组张拉长度10m的钢丝,长度极差2mm,锥销夹具,圆套筒三片式夹具,方套筒二片式夹具,圆套筒二片式夹具,固定端镦头夹具,单根镦头钢筋螺杆夹具,镦头梳筋板夹具(制作预应力圆孔板用),(三)张拉机械,1、穿心式千斤顶: YC20型,最大拉力20t、行程200mm, 适于1220单根钢筋。 2、千斤顶、四横梁式 用于成组张拉,第三节 后张法施工,工艺

7、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。,一、预应力筋、锚具和张拉机具,锚具按锚固性能分两类: 锚具性能 类 类 锚具效率系数 a0.95 a0.9 锚具的总应变 u2.0% u1.7% 用途: 类承受动、静载的无粘结、有粘结的预应力混凝土; 类有粘结、预应力筋的应力变化不大的部位。,(一)单根粗筋(直径1836mm):,1、锚具: (1)螺丝端杆锚具 螺杆45#钢,钢筋冷拉前焊接好; 螺母、垫板

8、用 Q235钢) 适于:直径1836mm筋。,(2)帮条锚具 (帮条与预应力筋同级, 互成120,E50焊条; 垫板用3#钢), 适于:冷拉HRB335、HRB400级筋,(3)镦头锚具,螺丝端杆锚具,帮条锚具,2、预应力筋制作:,工序:下料对焊冷拉。 下料长度计算: 当两端用螺丝端杆锚具时,钢筋下料长度:,当一端用螺杆、一端用帮条时:,钢筋下料长度:,3、张拉设备:,拉杆式千斤顶(YL60); 穿心式千斤顶(YC60、YC20、YC18)。,YL-60拉杆式千斤顶,配装撑脚和拉杆后的外貌图,(二)钢筋束、钢绞线束:,1、锚具: 张拉端 JM12型锚具:锚环、夹片用45#钢。 可锚36根直径1

9、2的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线; KTZ型锚具:可锚36根直径12的HRB400500级筋 单孔夹片式锚具:二片式、三夹片(直、斜开缝); 多孔夹片式锚具:XM型、QM型、OV型、BS型 非张拉端钢筋可用镦头锚具(固定板); 钢绞线可用挤压锚具,JM126锚具,(b)锚环,(c)三夹片式夹片,单孔夹片式锚具,多孔夹片锚固体系,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 l02a 一端张拉: l l0ab a张拉端留量(600850mm,由机具定) b非张拉端外露长度(80100mm) 3、张拉设备: 锥锚式千斤顶(YZ60、YZ85) 用

10、于KTZ及钢制锥形锚具; 穿心式千斤顶(YC60、YC120) 用于KTZ及JM12、JM15锚具 大孔径穿心式千斤顶(YCD、YCQ、YCW型) 用于大吨位钢绞线束(群锚),锥锚式千斤顶构造简图,YCD型千斤顶工作示意图,YCQ型千斤顶的操作顺序,二、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: 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1015分钟转动一次;混凝

11、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) 胶管抽芯法用于长孔或曲线孔。有一定刚度或充压;钢筋井字架0.5米;抽管时间较钢管略迟(可200h后)。 埋管法预埋螺旋管。可先穿筋,接头严密,有一定刚度;井字架0.8米;灌浆孔间距30米;波峰设排气泌水管.,胶管与阀门连接,钢管的连接,胶管的封端处理,金属螺旋管,螺旋管及锚座安装,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: 结构的混凝土强度符合设计要求或达75%强度标准值; 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、张拉顺序:,配有多根钢筋或多

12、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); 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)。,4.张拉方式:,(1)对抽芯法: 长度24 m直孔一端张拉(多根筋时,张拉端设在结构两端); 长度24 m直孔、曲线孔两端张拉(一端锚固后,另一端补足再锚固)。 (2)对埋螺旋管法: 长度30 m直孔一端张拉; 长度30 m直孔、曲线孔两端张拉。 5、张拉程序:同先张法。,(三)孔道灌浆:,1.目的:防止生锈;增加整体性。 2.基本要求:(尽早进行,饱满、密实) 水泥32.5级普硅; 水泥浆强度30MPa; 水灰比0.4左右,不

13、得大于0.45 ; 泌水率:拌后三小时宜2%,最大3% 可掺无腐蚀性外加剂:铝粉(水泥重的0.51/万),木钙(0.25%),微膨胀剂; 孔道湿、洁净,由下层孔到上层; 灌满孔道并封闭排气孔后,加压0.50.6MPa,稍后再封闭灌浆孔; 不掺外加剂时,可用二次灌浆法。,(四)无粘结预应力混凝土施工:,特点:无需留孔与灌浆,施工简单;张拉摩阻力小,预应力筋受力均匀; 可做成多跨曲线状;构件整体性略差,锚固要求高。 适用:现场整浇结构(梁板等)。 1.无粘结筋的制作: 钢丝束、钢绞线束外包涂料层:2070不变脆,不侵蚀其它材料,稳定性好,防腐、润滑,不透水、不吸湿。 包裹层:塑料布或塑料管,0.81mm厚。 2.存放: 有明显标记,成盘立放,不挤压,不暴晒。,无粘结筋张拉端凹口作法,(b)塑料穴模,(a)泡沫穴模,非张拉端锚固方式,3.铺设:,条件其它钢筋安装后。 顺序纵横交叉者,先低后高。 就位固定垫铁、马凳,或与其它筋固定。 避免两向相互穿插,端头与承压板垂直、贴紧 4.张拉: 顺序符合设计要求 25m内一端张拉;2550m,一端张拉锚固后,另端补强。 先用千斤顶抽动12次; 滑脱、断裂数量2%(同一截面总量的)。 5、端部处理: 锚固后在锚具夹片外保留30mm切断; 分散、弯折后浇混凝土封闭,防止锈蚀。,张拉端凹入式构造,6混凝土圈梁,锚头端部处理方法,

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