1、预应力施工工艺预应力施工工艺Construction Technologies of Prestressed Concrete Structure参赛者：邢德利参赛者：邢德利目目 录录一、概述一、概述二、预应力锚具二、预应力锚具三、先张法施工三、先张法施工四、后张法施四、后张法施工一、概述1、预应力混凝土、预应力混凝土 为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。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，
2、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。2、预压目的、预压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、预应力施工流程、预应力施工流程预应力材料准备预应力材料准备预应力设备准备预应力设备准备留孔材料准备、锚具准备留孔材料准备、锚具准备预应力钢材准备预应力钢材准备千斤顶配套标定千斤顶配套标定灌浆设备准备灌浆设备准备预应力筋安装预应力筋安装安装锚具并张拉安装锚具并张拉有粘结预应力：有粘结预应力：安装波纹管、穿钢束安装波纹管、穿钢束无粘结预应力：无粘结预应力：安装无粘结预应力筋安装无粘结预应力筋灌浆并封锚灌浆并封锚有粘结灌浆有粘
3、结灌浆二、预应力锚具。先张法构件中的锚具可重复使用，也称先张法构件中的锚具可重复使用，也称夹具或工作锚夹具或工作锚；后张法构件依靠锚具传递预应力，锚具也是构件的后张法构件依靠锚具传递预应力，锚具也是构件的组组成部分成部分，不能重复使用不能重复使用。现在国内外的锚具、夹具种类繁多，按构造形现在国内外的锚具、夹具种类繁多，按构造形式及锚固原理，可分为三种基本类型。式及锚固原理，可分为三种基本类型。锚块锚塞型锚块锚塞型螺杆螺帽型螺杆螺帽型镦头型锚具镦头型锚具（1）锚块锚塞型）锚块锚塞型锥形锚具锥形锚具 锥形锚具由锚圈和锚塞两部分组成。目前在后张法预应力混凝土结构中常用的锥形锚主要用于锚固高强钢丝束。
4、夹片锚具（楔形锚具）夹片锚具（楔形锚具）夹片锚具由夹片、锚板及锚垫片等部分组成。夹片按楔块夹片锚具由夹片、锚板及锚垫片等部分组成。夹片按楔块作用原理夹持钢绞线，在钢绞线回缩过程中将其拉紧进行锚作用原理夹持钢绞线，在钢绞线回缩过程中将其拉紧进行锚固。夹片式锚具的夹片接缝有平行钢绞线轴向的固。夹片式锚具的夹片接缝有平行钢绞线轴向的直接缝直接缝和呈和呈一定角度的一定角度的斜接缝斜接缝两种。两种。夹片式锚具的锚固性能稳定，应力均匀，安全可靠，锚夹片式锚具的锚固性能稳定，应力均匀，安全可靠，锚固钢绞线的范围非常广泛。固钢绞线的范围非常广泛。单孔夹片锚的组成及组装单孔夹片锚的组成及组装1）单孔夹片锚）单孔
5、夹片锚多孔夹片锚组成多孔夹片锚组成2）多孔夹片锚）多孔夹片锚多孔夹片锚、锚垫板及螺旋筋多孔夹片锚、锚垫板及螺旋筋2.螺杆螺帽型（轧丝锚具）螺杆螺帽型（轧丝锚具）轧丝锚具是一种简单的螺杆锚具，适用于锚固预应力粗轧丝锚具是一种简单的螺杆锚具，适用于锚固预应力粗钢筋钢筋。轧丝锚具制作简单，用钢量最省，张拉操作方便，锚具轧丝锚具制作简单，用钢量最省，张拉操作方便，锚具作用明确可靠，锚具的预应力损失小，适用于短小预应力混作用明确可靠，锚具的预应力损失小，适用于短小预应力混凝土构件，也能用简单的套筒接长，还具有能多次重复张拉凝土构件，也能用简单的套筒接长，还具有能多次重复张拉和放松的优点。和放松的优点。3
6、.镦头型锚具镦头型锚具 预应力靠预应力靠镦头镦头的承压力传到的承压力传到锚杯锚杯，再依靠，再依靠螺纹螺纹上的承压上的承压力传到力传到螺帽螺帽，再经过，再经过支承垫板支承垫板传到传到混凝土构件混凝土构件上。镦头锚具上。镦头锚具主要用于张拉高强度钢丝或钢丝束。主要用于张拉高强度钢丝或钢丝束。镦头锚具操作简便迅速，不会出现滑丝的现象。与锥形镦头锚具操作简便迅速，不会出现滑丝的现象。与锥形锚具相比一般可节约预应力钢丝锚具相比一般可节约预应力钢丝20左右，锚具费用按吨位左右，锚具费用按吨位计算约节省计算约节省40。缺点是下料长度要求精确，如果误差太大，。缺点是下料长度要求精确，如果误差太大，在张拉时会因
7、各钢丝受力不均匀而发生断丝现象。在张拉时会因各钢丝受力不均匀而发生断丝现象。镦头锚及镦头器镦头锚及镦头器 锚固体系除锚具、夹具外，还有钢筋连接器、锚下支承锚固体系除锚具、夹具外，还有钢筋连接器、锚下支承系统等。系统等。在施工中会遇到钢筋长度不足的情况，为接长钢筋满足在施工中会遇到钢筋长度不足的情况，为接长钢筋满足结构要求，常通过连接器来实现。结构要求，常通过连接器来实现。普通钢筋的连接普通钢筋的连接单孔连接器单孔连接器多孔连接器多孔连接器扁锚连接器扁锚连接器多孔连接器多孔连接器多孔连接器及配套护筒多孔连接器及配套护筒 张拉设备由油泵和千斤顶及配套油管组成，通过油泵液张拉设备由油泵和千斤顶及配套
8、油管组成，通过油泵液压系统传力给千斤顶，常用的千斤顶类型有一下几种：压系统传力给千斤顶，常用的千斤顶类型有一下几种：可用于无粘结和有粘结预可用于无粘结和有粘结预 应力钢绞线的单根张拉，或应力钢绞线的单根张拉，或者多孔锚具的逐根张拉。新者多孔锚具的逐根张拉。新式的该类型千斤顶内设有止式的该类型千斤顶内设有止转装置，能有效防止张拉时转装置，能有效防止张拉时千斤顶和钢绞线旋转，张拉千斤顶和钢绞线旋转，张拉力可达力可达260kN。前卡式千斤顶前卡式千斤顶张拉设备张拉设备前卡式千斤顶前卡式千斤顶前卡式千斤顶前卡式千斤顶 用于狭小空间的张拉施工，也可用于一般的张拉施工，用于狭小空间的张拉施工，也可用于一般
9、的张拉施工，能节省大量的钢绞线，张拉力可达能节省大量的钢绞线，张拉力可达2460kN。施工现场施工现场穿心内卡式千斤顶穿心内卡式千斤顶穿心内卡式千斤顶穿心内卡式千斤顶施工现场施工现场穿心拉杆式千斤顶穿心拉杆式千斤顶穿心拉杆式千斤顶穿心拉杆式千斤顶油泵有多种吨位和型式，如：油泵有多种吨位和型式，如：三、先张法施工三、先张法施工 先张法的优点是生产效率高、施工工艺简单、锚具、先张法的优点是生产效率高、施工工艺简单、锚具、夹具可多次重复使用等。夹具可多次重复使用等。先张法是依靠预应力筋与混凝土之间的先张法是依靠预应力筋与混凝土之间的来传递来传递预应力的。预应力的。适用于适用于：构件厂生产中、小型构件
10、构件厂生产中、小型构件预应力空心板1、先张法施工的设备、先张法施工的设备（一）台座：（一）台座：1、要求、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、形式：墩式墩式（传力墩、台面、横梁）长度100150m，适于中、小型构件。槽式槽式（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。钢模台座钢模台座重力式重力式墩式台座的几种形式墩式台座的几种形式与台面共同作用式与台面共同作用式构架式构架式桩基构架式桩基构架式锚桩式台座锚桩式台座槽式台座槽式台座压杆压杆砖墙砖墙上横梁上横梁下横梁下横梁砖墙砖墙压压杆杆（二）夹具：（二）夹具：1 1、锚固夹具：、锚固夹具：
11、锥形锥形（锥销式、二片式、三片式）锚固单根直径1214预应力筋；镦头锚具镦头锚具带槽螺栓、梳子板。用于用于：冷拉筋（热镦），冷拔丝（热、冷镦），碳素钢丝（冷镦）。要求要求：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 2 2、张拉夹具、张拉夹具：偏心式、楔形。锥销夹具锥销夹具圆套筒三片式夹具圆套筒三片式夹具方套筒二片式夹具方套筒二片式夹具圆套筒二片式夹具圆套筒二片式夹具固定端镦头夹具固定端镦头夹具单根镦头钢筋螺杆夹具单根镦头钢筋螺杆夹具高强镦头钢丝用梳筋板夹具高强镦头钢丝用梳筋板夹具接千斤顶接千斤顶镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板
12、用）镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板用）拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶张拉钩张拉钩连接套筒连接套筒承力架承力架（三）张拉机械（三）张拉机械1、穿心式千斤顶穿心式千斤顶：YC20型，最大拉力20t、行程200mm，适于1220单根钢筋。2、电动螺杆：、电动螺杆：拉力3060t、行程800mm，用于：钢筋、钢丝。2、施工工艺、施工工艺夹具横梁台座预应力筋台面第一步、张拉预应力筋第一步、张拉预应力筋混凝土构件第二步、浇筑混凝土构件第二步、浇筑混凝土构件第三步、放张施加预应力第三步、放张施加预应力2、控制应力及最大应力、控制应力及最大应力 预应力筋种类 先张法 后张法 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 0.80f
13、ptk 0.75fptk热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 0.75fptk 0.7fptk 冷拉钢筋 0.95fpyk 0.9fpyk 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：（二）混凝土浇筑与养护：（二）混凝土浇筑与养护：1、混凝土一次浇完，混凝土、混凝土一次浇完，混凝土 C30。2、防止较大徐变和收缩：、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。、防止碰撞、踩踏钢丝。4、减少应力损失：、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 2
14、0，达10MPa后按正常速度升温）。(三三)预应力筋放松预应力筋放松1.条件条件：混凝土达到设计规定且75%强度值后。2.方法方法：锯断，剪断，熔断（仅限于级冷拉筋）。3.要点要点：放张顺序放张顺序：轴心受压构件同时放；偏心受压构件先同时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。粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶）。横梁螺杆螺母承力板台座钢块钢块钢楔块楔块放张法楔块放张法活塞钢套箱进砂口出砂口砂子钢套箱底板砂箱放张法砂箱放张法 四、后张法施工四、后张法施工工艺过程工艺过程：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
15、达15N/mm2,混凝土达100%后）移动、吊装。适于适于：大构件及结构的现场施工预制拼装，结构张拉。特点特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。1、预应力筋、锚具和张拉机具、预应力筋、锚具和张拉机具锚具按锚固性能分两类锚具按锚固性能分两类：锚具性能锚具性能 类类 类类锚具效率系数 a0.95 a0.9锚具的总应变 u2.0%u1.7%用途用途：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。（2）帮条锚具）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）镦头锚具
16、（一）单根粗筋（直径（一）单根粗筋（直径1836mm）：）：1、锚具：、锚具：（1）螺丝端杆锚具）螺丝端杆锚具 螺杆45#钢，钢筋冷拉前焊接好；螺母、垫板用 Q235钢 适于:直径1836mm筋。螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具帮条锚具帮条锚具2、预应力筋制作、预应力筋制作：工序：工序：下料对焊冷拉。下料长度计算：下料长度计算：当两端用螺丝端杆锚具时：nd)(llll15211)1(22钢筋下料长度：钢筋下料长度：当一端用螺杆、一端用帮条时:ndlllll)1)(1(13521钢筋下料长度：钢筋下料长度：YL-60拉杆式拉杆式千斤顶千斤顶3、张拉设备、张拉设备拉杆式千斤顶（YL60）；穿心式千斤顶（Y
17、C60、YC20、YC18）。YC60型千斤顶型千斤顶工作原理图工作原理图配装撑脚和配装撑脚和拉杆后的外拉杆后的外貌图貌图（二）钢筋束、钢绞线束：（二）钢筋束、钢绞线束：1、锚具：、锚具：张拉端张拉端 JM12型锚具型锚具：锚环、夹片用45#钢。可锚36根直径12的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线；KTZ型锚具型锚具：可锚36根直径12的HRB400500级筋 单孔夹片式锚具单孔夹片式锚具：二片式、三夹片（直、斜开缝）；多孔夹片式锚具多孔夹片式锚具：XM型、QM型、OV型、BS型 非张拉端非张拉端钢筋可用镦头锚具镦头锚具（固定板）；钢绞线可用挤压锚具挤压锚具JM12锚具镦头锚具JM12锚具J
18、M12锚具(a)l1JM126锚具锚具2、筋的制作：、筋的制作：工序工序：冷拉下料编束。下料长度下料长度 l：两端张拉：l l02a 一端张拉：l l0aba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：、张拉设备：锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶（YZ60、YZ85）用于KTZ及钢制锥形锚具；穿心式千斤顶穿心式千斤顶（YC60、YC120）用于KTZ及JM12、JM15锚具 大孔径穿心式千斤顶大孔径穿心式千斤顶（YCD、YCQ、YCW型）用于大吨位钢绞线束（群锚）（三）钢丝束：（三）钢丝束：1、锚具：、锚具：张拉端张拉端 锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具（由锥形螺
19、杆、套筒、螺母组成，锚14、16、20、24、28根b5钢丝束等）；钢质锥形锚具钢质锥形锚具（由锚环、锚塞组成，锚18根以下5钢丝）；镦头锚具镦头锚具（DM5A，锚1254根 5钢丝）。非张拉端非张拉端用镦头锚具镦头锚具（锚板），DM5B锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具钢质锥形锚具钢质锥形锚具镦头锚具镦头锚具2、钢丝束制作、钢丝束制作：下料编束安锚具。（1 1）下料长度下料长度：用钢质锥形锚具时，同钢筋束；用锥形螺杆锚具时，同钢筋束；（2）下料方法）下料方法：采取应力下料，控制应力取300N/mm2。（3）编束）编束：测量直径，同束误差0.1mm；3、张拉设备、张拉设备：锥锚式双作用锥锚式双作用千斤顶
20、；拉杆式拉杆式千斤顶；穿心式穿心式千斤顶。钢丝束的编束钢丝束的编束锥形螺杆锚具的预紧锥形螺杆锚具的预紧锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶的安装示意图锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶的安装示意图（四）孔道灌浆：（四）孔道灌浆：1.1.目的：目的：防止生锈；增加整体性。2.2.基本要求：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。谢谢大家谢谢大家
