第九章预应力混凝土工程施工

放张单根预应力筋，一般采用千斤顶 放张，如下页图所示。 构件预应力筋较多时，整批同时放张 可采用砂箱、楔块等放松装置。
9.3 后张法
1、后张法 先制作留有孔道的混凝土构件，混凝土达到设计规 定强度后，穿筋，借助锚具把预应力筋锚固在构件端部， 并用张拉机具张拉钢筋至设计规定应力值，最后孔道灌 浆，张拉力由锚具传给混凝土构件，并使之产生预应力。 特点： 1）混凝土的弹性压缩对预应力值的建立无直接影响； 2）锚具不能重复使用，成本高； 3）工艺比较复杂（构件制作、留孔、穿筋、张拉、灌 浆）；可拼装预制构件（现场拼装）。
9. 2 先张法
预 应 力 混 凝 土
墩式台座的验算:
M' K0 1.5 M
抗倾覆验算：
M=T·e M’=G1×l1+G2×l2
抗滑移能力验算：
T1 Ke 1.3 T
（2）槽式台座
组成：端柱、传力柱、横梁和台面。
适用：张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车 梁等。
要求：槽式台座设计需进行强度和稳定性计算。
5）灌浆工作应缓慢均匀连续进行，不得中断。
4、预应力筋的放张
（1）放张要求
混凝土强度应大于75％的设计强度
放张过程中，应使预应力构件自由伸缩， 避免过大的冲击与偏心; 同时还应使台座承受的倾覆力矩及偏心力 减小； 保证预应力筋与混凝土之间的粘结可靠。
（2）放张顺序
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。
卷扬机张拉电动螺杆张拉机张拉：构造简单， 体积小，重量轻，操作灵活，移动方便；
液压张拉千斤顶
1、张拉夹具
夹持住预应力筋后，与张拉机械连接起来进行预应力筋 张拉的机具。
张拉夹具的形式：偏心式、钳式、楔形。
② 镦头夹具 如图所示，采用镦头夹具时，将预应力筋端部热镦或 冷镦，通过承力分孔板锚固。
（3）钢筋锚固夹具
施工要点：
（1）钢管预埋前应除锈，刷油，保证平直，光滑，位置 正确。每根长度小于15米，以便于旋转、抽管。 （2）恰当掌握抽管时间 ：（早：坍孔；晚：抽管难，
抽不出来） 一般在初凝后终凝前，手指按压混凝土不粘
浆又无明显印痕时，则可抽管。 常温下，一般 3～6小时 即可抽管。
（3）抽管顺序和方法：先上后下，边抽边转，速度均匀，
与孔道保持在同一直线。
（2）胶管抽芯法
适用于直线、曲线或折线孔道成型。
施工方法： 在孔道留设处，安放胶管（内充气或水、钢 丝网胶管），浇筑混凝土，养护，初凝后，通过 放气（水）或直接拉，形成孔道。 施工要点：
① 长度 20～30米以内整根管，一端抽出。较长时在中间 接长，接头处应防漏气、漏水。 ② 抽管顺序：先上后下，先曲后直。
③
④
3、孔道灌浆与封锚
目的：
防止生锈；增加整体性与耐久性；提高结构的抗裂 度与承载力。 基本要求：
1）预应力筋张拉后，应尽快地用灰浆泵将水泥 浆压灌到预应力孔道中去。 2）灌浆用水泥浆应有足够的粘结力，且应有较 大的流动性，较小的干缩性和泌水性。
3）灌浆前，用压力水冲洗和湿润孔道。
4）灌浆顺序应先下后上，以免上层孔道漏浆把下层孔道 堵塞。
①
孔道、锚环与千斤顶三对中。
②
在张拉构件的两端应设置保护装置，如用麻袋、草包 装土筑成土墙，以防止螺帽滑脱、钢筋断裂飞出伤人；
在张拉操作中，预应力筋的两端严禁站人，操作人员 应在侧面工作。 张拉时混凝土强度应符合设计要求；若设计无要求时， 不应低于70％C设计。块体拼装，立缝处混凝土或砂 浆强度不应低于15MPa或40％设计。
用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成。
1、预应力筋的铺设
下料采用砂轮切割机
台座台面涂刷隔离剂
2、预应力筋的张拉
预应力筋的张拉是预应力混凝土施工中的关键工序。
在张拉中要严格控制张拉应力、张拉程序、计算张 拉力和进行预应力值校核。
先张法预应力筋的张拉有单根张拉和多根成组张拉。
一般预制厂选用多根成组张拉，施工现场常用单根张拉。
在浇筑混凝土之前，先张拉预应力钢筋，并将预应
9.2 先张法
张拉固定钢筋→浇混凝土→养护(至75%强度)→放张钢筋
9.2.3先张法施工设备
1、台座
组成：台面、横梁、承力结构。 分类：墩式台座、槽式台座、桩式台座等。
（1）墩式台座
适用：生产中、小型构件。
要求： 有足够的强度; 刚度和稳定性; 满足生产工艺。
（3）预埋波纹管法
适用于预应力筋密集或曲线预应力筋的孔道埋设。
施工方法：
波纹管直接埋设在需留设孔道处，不再抽出。
施工要点：
① ② ③ ④
使用前应作灌水试验，检查有无渗漏。 连接用大一号波纹管（接长时）。
固定：用钢筋卡子，并用铁丝绑牢。
避免反复弯曲。
3、预应力筋的穿束
1）穿束顺序
先穿束后装管；
④ 在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管， 必要时可在最低点设置排水管。 ⑤ 灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。
钢管抽芯法
2）孔道留设方法
胶管抽芯法 预埋管法
预埋金属波纹管 预埋塑料波纹管
（1）钢管抽芯法
适用于留设直线孔道，钢管长度不宜超过15m 。
施工方法：
在需留设孔道处预埋钢管， 在混凝土浇筑、养护中定期慢 转钢管，以防粘结，待混凝土 初凝后，终凝前抽出钢管，形 成孔道。
2、夹具
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
① 锥形夹具
锥形夹具可分为：圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具。
1、钢丝张拉设备
1）要求
简易可靠; 准确控制钢丝的拉力; 稳速增大拉力。 2）种类
第九章 预应力混凝土工程施工
9. 1 概述
9. 2 先张法 9. 3 后张法 9. 4 无粘结预应力混凝土
9. 1 概述
一、预应力混凝土的概念 预 应 力 混 凝 土
预应力混凝土是在外荷载作用于构件之前，利用钢筋张拉后的弹性 回缩，对构件受拉区的混凝土预先施加压力，产生预压应力，当构 件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着 荷载不断增加，受拉区混凝 土才受拉开裂，从而延迟了 构件裂缝的出现和限制了裂 缝的开展，提高了构件的抗 裂度和刚度。
固定端：帮条锚具或墩头锚具。
关键工序
1、孔道留设
1）目的：
构件中留设孔道主要为穿预应力钢筋(束)及张拉锚 固后灌浆用。
2）孔道留设的基本要求： ① 孔道直径应保证预应力筋(束)能顺利穿过。 ② 孔道应按设计要求的位置、尺寸埋设准确、牢固， 浇筑混凝土时不应出现移位和变形。 ③ 在设计规定位置上留设灌浆孔。
二、后张法设备
1、锚具
后张法结构或构件中为保持预应力筋的拉力并将 其传递到砼的永久性锚固装置。 单根钢筋锚具
1）分类：
钢筋束锚具 预应力钢丝束锚具 2）对锚具的要求： 钢绞线锚具 尺寸准确； 有可靠的锚固能力不致产生预应力筋的滑移； 有足够刚度和强度；
部件的互换性好。
① 单根钢筋锚具
张拉端：螺丝端杆锚具。
9. 1 概述
预应力钢筋的特性
1、应力－应变曲线
预 应 力 凝 土
A
0
b a
0.2%
ε
oa——总变形。 ba——弹性变形99.8%。 ob——塑性变形0.2%。
2、应力松弛
钢筋受到一定的张拉力后，在长度保持不变的条件下，
钢筋的应力随着时间的增长而降低的现象，其降低的值就 是应力松弛损失。 应力松弛的特点： 1)初期发展快。 2)初应力大，松弛损失也大。 3)松弛损失率随温度的升高急剧增加。
9. 2 先张法
1、什么是先张法？ （1） 力筋临时固定在台座或钢模上，待混凝土达到一定强度 （2） 后张法 预 (一般不低于混凝土设计强度标准值的75%)，混凝土与预 应 应力筋具有一定的粘结力时，放松预应力筋，使混凝土 力 在预应力的反弹力作用下，使构件受拉区的混凝土承受 预压应力。 混 凝 适用于：构件厂生产中、小型构件(楼板、屋面板、吊车 土 梁、薄腹梁……)
9. 1 概述
二、预应力混凝土的特点 预 应 力 混 凝 土
1、构件截面小、自重轻、质量好、材料省(可节约钢材 40%～50%、混凝土20%～40%)，在跨度较大的结 构中，其综合经济效益较好，并能扩大预制装配化程度。 2、预应力混凝土的施工，需要专门的机械设备，工艺比 较复杂，操作要求较高。 3、一般要求混凝土的强度等级不低于C30。目前，我国 在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50～ C60的高强混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80， 并逐步向更高强度等级的混凝土发展。国外混凝土的平 均抗压强度每10年提高5～10MPa，现已出现抗压强度 高达200MPa的混凝土。
3、混凝土的浇筑与养护
1）浇筑要求： 同一生产线的构件应一次浇筑完毕，不留施工缝； 构件应避开温度缝； 振捣时不应碰撞钢丝； 叠层生产时，下层混凝土强度达5MPa，方可浇筑上层构件； 混凝土的水灰比与水泥用量应严格控制，振捣应密实；
混凝土强度等级C30；
2）养护方法：
自然养护；湿热养护。
获得良好质量的 重要过程
1）张拉控制力
张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规 定应力，按设计规定采用。 2）张拉程序
预应力钢丝的张拉程序： 弥补预应力筋的松
弛损失
超张拉程序
0→(1.03～1.05)σcon
持荷2min 0 105% con con
预应力钢筋的张拉程序：
加速钢筋松弛的早 期发展，减少松弛 引起的预应力损失
9. 1 概述
预加应力的方法 预 应 力 混 凝 土 （1）先张法 （2） 后张法