[PPT]预应力混凝土工程(后张法-无粘结预应力).ppt

5 预应力混凝土工程,混凝土先张法施工,混凝土后张法施工,无粘结预应力混凝土施工,本章内容,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；,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、预应力混凝土的分类：按施工顺序分：先张法 后张法 按预应力筋的粘结分：有粘结预应力 无粘结预应力,5.1 先张法施工,工艺过程：安台座张拉预应力钢筋浇混凝土养护（至75%强度）放张钢筋适用于：构件厂生产中、小型构件（楼板、屋面板、吊车梁、薄腹梁）,一、先张法施工的设备,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。钢模台座,墩式台座,目前常用的是现浇钢筋混凝土制成的由承力台墩与台面共同受力的台座。台座设计，应进行稳定性和强度验算，稳定性验算包括台座的抗倾覆和抗滑移验算。,槽式台座,长度6米，宽度不小于1米承载力可达1000kN,适于张拉吨位较大的构件,5.1.2 张拉机具和夹具,（一）夹具：夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。1、钢丝锚固夹具：锥形夹具：锚固单根直径1214预应力筋镦头夹具：,2.预应力筋的张拉,张拉机具 先张法粗钢筋的张拉，分单根张拉和多根成组张拉。选择张拉机具时，为了保证设备、人身安全和张拉力准确.,夹具 先张法中夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座或钢模上的锚固夹具；另一类是张拉时夹持预应力筋用的张拉夹具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。此处仅介绍常用的一些钢丝张拉夹具钢丝张拉夹具,(a)钳式(偏心式)(b)月牙式(c)楔形1钢丝；2钳齿；3拉钩；4偏心齿条；5拉环；6锚板；7楔块,(a)圆锥齿板式(b)圆锥槽式(c)楔形 1套筒；2齿板；3钢丝；4锥塞；5锚板；6楔块,锚固钢丝夹具,先张法施工工艺,张拉预应力筋：张拉程序,张拉程序可按下列之一进行：超张拉：01.05con持荷2min 一次张拉：01.03con con为预应力筋的张拉控制应力 张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，应按设计规定采用。但其最大张拉控制应力不得超过规范规定。采用超张拉工艺的目的是为了减少预应力筋的松弛应力损失。所谓“松弛”即钢材在常温、高应力状态下具有不断产生塑性变形的特性，松弛的数值与张拉控制应力和延续时间有关。控制应力高，松弛也大，在第一分钟内可完成损失总值的50，24h内则可完成80。所以采用超张拉工艺，先超张拉5再持荷2min，则可减少50以上的松弛应力损失。采用一次张拉，松弛损失大，故张拉力应比原设计控制应力提高3。这种张拉程序施工简便，一般多用。,预应力筋种类 先张法 后张法 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 0.80fptk 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：,张拉要点,（1）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算值的偏差不得超过6%，否则应停拉（2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座)（3）多根成组张拉，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）冬施张拉时，温度15（7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。,混凝土浇筑与养护,为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，采用低水灰比控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工作完成后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成。,预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护，自然养护不得少于14d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。当预应力混凝土采用湿热养护时，要尽量减少由于温度升高而引起的预应力损失。为了减少温差造成的应力损失，采用湿热养护时，在混凝土未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过20C。,预应力筋的放张,放张的要求 放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。无设计要求时，混凝土强度不低于设计强度标准值的75%。放张预应筋前，应拆除构件侧模使放张时构件能自由压缩。放张的方法 钢丝可用砂轮锯或切断机切断 粗钢筋对热处理钢筋及冷拉IV级钢筋，不得用电弧切割，宜用 砂轮锯或切断机切断 当放张多根预应力筋时，多根钢丝或钢筋的同时放松，可用油压千斤顶、砂箱、楔块等同时放张。放张的顺序：尽可能同时放张,放张的顺序 预应力筋放张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可按下列要求进行：承受轴心预应力构件的所有预应力筋应同时放张；承受偏心预压力构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋。叠层生产的预应力构件，宜按自上而下的顺序进行放松；板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。如不能满足上述要求时，应分阶段、对称、交错进行。,5.2 后张法施工,原理：后张法是先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后（一般不超过混凝土设计强度标准值的75%），穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。预应力筋的张拉力主要靠构件端部的锚具传递给混凝土 特点：不需台座设备，灵活性大，广泛用于施工现场大型预制预应力砼构件。,预应力混凝土后张法生产工艺,1.锚具的种类单根粗钢筋锚具 一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除了采用螺丝端杆 锚具外，还可采用镦头锚具。,二、锚具及张拉设备,钢筋束锚具,目前常用的锚具有JM型、KT-Z型(可锻铸铁锥形)以及XM型、QM型、墩头锚具。,JM锚具由锚环和夹片组成。锚环分甲型和乙型，夹片呈扇形；可用于锚固36根直径12mm的光圆或螺纹钢筋束，也可锚固56根12mm的钢绞线束；可作为张拉端或固定端锚具。JM型锚具性能好，锚固时钢筋束或钢绞线束被单根夹紧，不受直径误差的影响，且预应力筋是在呈直线状态下被张拉和锚固，受力性能好。JM型锚具用于锚固钢筋束时的滑移值，不应大于3mm；用于锚固钢绞线时，滑移值不应大于5mm。,XM型锚具 这是一种新型锚具，由锚环与三块夹片组成，适用于锚固钢绞线束、钢丝束；既可锚固单根预应力筋，又可锚固多根预应力筋。当用于锚固多根预应力筋时，既可单根张拉、逐根锚固，又可成组张拉、成组锚固。实践证明，XM型锚具具有通用性强、性能可靠、施工方便、便于高空作业的特点。,夹片,锚环,张拉机具：宜选用相应的YC型穿心式千斤顶适于张拉JM型、XM型、QM型的预应力钢丝束、钢筋束、钢绞线束。,1大缸缸体；2穿心套；3顶压活塞；4护套；5回程弹簧；6连接套；7顶压套；8撑套；9堵头；10密封圈；11两缸缸体；12油嘴；13撑脚；14拉杆；15连接套筒,钢丝束锚具 钢质锥型锚具、钢丝束镦头锚具、XM型、QM型 钢质锥型锚具由锚环和锚塞组成。钢丝分布在锚环锥孔内侧，由锚塞塞紧锚固。锚塞上刻有细齿槽，夹紧钢丝防止滑移。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致。,钢丝束镦头锚具 A型用于张拉端，B型用于固定 端。锚环的内外壁均有丝扣，内 丝扣连接张拉螺杆，外丝扣拧紧 螺母锚固钢丝束。张拉时，张拉螺丝杆一端与锚环 内丝扣连接，另一端与千斤顶的 拉头连接。张拉到控制应力时，锚环被拉出，则拧紧锚环外丝扣 上的螺母加以锚固。,孔道留设,预应力筋的孔道形状有直线、曲线、折线三种，孔道直径一般比预应力筋的接头外径或需穿入孔道锚具外径大11.5cm。要求：位置准确，内壁光滑，端部预埋钢板垂直于孔道轴线，直径、长度、形状满足设计要求（直径与锚具及筋有关）。孔道留设方法：钢管抽芯法 胶管抽芯法 预埋波形管（螺旋管）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）,胶管抽芯法留设直线或曲线孔道 在胶管内注入压力水或压缩空气，待混凝土初凝后，放出压力水或压缩空气，胶管直径变小，混凝土达一定强度后拔管。注意事项：胶管用间距小于0.5m的钢筋井字架固定胶管必须有良好的密封装置胶管接头处理要慎重抽管时间比钢管略迟，抽管顺序宜先上后下，先曲后直,预埋波形管法：直线或曲线孔道。无需抽管;金属波纹管重量轻、刚度好、弯折方便，与混凝土粘结好；波纹管采用间距不大于0.8m的钢筋井字架固定；波纹管的连接，可采用大一号的同型波纹管，用密封胶带或塑料热塑管封口。灌浆孔间距30米,金属波纹管,现场金属波纹管铺设,预应力筋的张拉,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 配有多根钢筋或多束钢丝的构件 可分批、分阶段、对称地张拉以免构件承受过大的偏心压力。叠浇构件 宜先上后下逐层进行张拉，采用逐层加大张拉力的方法，以减少上下层构件之间的摩阻力引起的预应力损失。,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）预埋波纹管法：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。,孔道灌浆,主要作用 保护预应力筋，防止其锈蚀，并使预应力筋与结构混凝土形成整体。材料 灌浆用的水泥浆应有足够强度和粘结力，且具有较好的流动性、较小的干缩和泌水性；水泥浆及砂浆强度，均不应小于20MPa；水泥浆的水灰比宜在0.4左右，搅拌后三小时泌水率宜控制在2%左右，最大不得超过3%；当需要增加孔道灌浆密实性时，水泥浆中可掺入外加剂灌浆施工要领 灌浆前混凝土孔道应用压力水冲刷，确保孔道混凝土湿润和洁净；水泥浆倒入灰浆泵时，必须过筛；灌浆缓慢均匀地进行，不得中断，并排气通顺。在灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加至0.50.6MPa，并稳压一定时间，再封闭灌浆孔；灌浆顺序应先下后上，以避免上层孔道灌浆而把下层孔道堵塞。曲线孔道灌浆，宜由低点压入水泥浆，至最高点排气孔中排出空气及溢出浓浆为止。,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。,3.铺设：条件其它钢筋安装后。顺序纵横交叉者，先低后高。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,Thank You!,