第5章 预应力混凝土工程

墩式台座的各部件应符合下列要求： ⑴为了保证台座正常工作，墩式台座
设计时需考虑张拉力引起的倾覆、滑移以 及台墩各部分的强度和刚度。其中台墩抗 倾覆与抗滑移是设计的关键。
⑵台座横梁受力后的挠度应控制在2mm 内，并不得产生翘曲。横梁用型钢或者用 钢筋砼制作。
⑶台面一般在夯实的碎石垫层上浇筑 一层厚度为60～100mm的砼而成。
先张法施工工艺示意图 1—预应力筋；2—混凝土构件；第35—章 预台应力座混凝土工程
先张法仅适用于生产中小型预制构件，多在 固定的预制厂生产，也可在施工现场生产。其主 要生产方式为台座法生产，即预应力筋的张拉、 固定、砼的浇筑、养护和预应力筋的的放松等工 序均在台座上进行。
㈠台座
用台座法生产预应力混凝土构件时，预应 力筋锚固在台座横梁上，台座承受全部预应力的 拉力，故台座应有足够的强度、刚度和稳定性， 以避免台座变形、倾覆和滑移。
砼的内应力（预压应力）是通过张拉预应力筋来实现的。
２、预应力砼分类
⑴按施加预应力的方式分：先张法和后张法； ⑵按施加预应力的手段分：机械张拉和电热张拉；
⑶按预应力筋与砼的粘结状态分：有粘结和无粘结 预应力混凝土；
⑷按施加预应力大小的程度分：全预应力和部分预 应力混凝土；
⑸按施工方法的不同分：预制、现浇和组合预应力 混凝土。
台座由台墩（承力结构）、台面和横梁等组 成。根据台座构造形式的不同，台座主要分为墩 式台座和槽式台座两类。
第5章 预应力混凝土工程
1、墩式台座 以砼墩作承力结构的台座称墩式台座，一般用以生 产中小型构件。台座长度宜为100～150m，张拉一次可 以生产多根构件或多层叠浇构件。墩式台座如下图：
墩式台座 l-混凝土墩；2-钢横梁；3-局部加厚的台面；第5章4预-预应力应混凝力土筋工程
第5章 预应力混凝土工程
⑶砼可采用自然养护或湿热养护，但必须 注意，当预应力砼构件在台座上进行湿热养护 时，由于预应力筋张拉后锚固在台座上，温度 升高使预应力筋膨胀伸长，使预应力筋的应力 损失，在这种情况下砼逐渐硬结，而预应力筋 的应力损失不能恢复。因此，应采取正确的养 护制度以减少由于温差引起的预应力损失。一 般可采用两次升温的措施：初次升温应在砼尚 未结硬、未与预应力筋粘结时进行，初次升温 的温差一般控制在20℃以内；第二次升温在砼 构件具备一定强度（7.5～10MPa），即砼与预 应力筋的粘结力足以抵抗温差变形后，再将温 度升到养护温度进行养护，此时，预应力筋将 和砼一起变形，预应力筋不再引起应力损失。
④液压千斤顶的标定：送有关部门检测，绘制 出N－P关系曲线。
第5章 预应力混凝土工程
思考题：
1．预应力砼是在结构或构件的（ ）预先施加压应力而成。
A、受压区 B、受拉区 C、中心线处 D、中性轴处
2．预应力砼工程施工技术日趋成熟，在预应力钢筋选用时，应提 倡采用强度高、性能好的（ ）。
A、热处理钢筋
第5章 预应力混凝土工程
3、预应力筋放张 ⑴放张要求：砼强度达到设计规定的数值 （不应低于设计强度的75%），才可放松预应力 筋。放松过早会由于预应力筋回缩而引起较大 的预应力损失。 ⑵放张顺序：①轴心受压构件(如压杆、桩 等)，所有预应力筋应同时放张；②偏心受压构 件(如异形梁等)，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；③当不能按上述规定放张时，应分 阶段、对称、相互交错地放张，以防止在放张 过程中发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象； ④放松后预应力筋的切断顺序，宜由放张端开 始，逐次切向另一端。
第5章 预应力混凝土工程
2、混凝土施工 ⑴确定预应力砼的配合比时，应尽量 减少砼的收缩和徐变，以减少预应力损失。 收缩和徐变都与水泥品种和用量、水灰比、 骨料孔隙率、振动成型等有关。 ⑵预应力筋张拉完成后，钢筋绑扎、 模板安装和砼浇筑等工作应尽快跟上。砼 浇筑应一次完成，不允许留设施工缝。砼 应振捣密实，振动器不得碰撞预应力筋。 砼未达到强度前，也不允许碰撞或踩动预 应力筋。
第5章 预应力混凝土工 程
2020/11/26
第5章 预应力混凝土工程
【本章要求】
1、了解预应力砼工程的工作原理及分类。
2、了解预应力砼材料、夹（锚）具、张拉机具的 构造及使用方法。
3、掌握先（后）张法施工工艺及预应力值的建立 传递原理，张拉力的计算和校验，了解建立张拉程序的 依据及放张要求，正确计算预应力筋的下料长度。
对于整体张拉，采用： 0 →1.05σcon 持荷2min σcon
超张拉3％～5％ 的目的是弥补预应力筋的 松弛损失。
预应力筋张拉锚固后实际预应力值与工程 设计规定检验值的相对允许偏差为±5％ 。
第5章 预应力混凝土工程
⑶ 预应力筋伸长验算
如实际伸长值比计算伸长值大或小6%，应暂停 张拉，查明原因并采用措施予以调整后方可继续张 拉。预应力筋的计算伸长值 计算可参考下式：
第5章 预应力混凝土工程
1、预应力筋张拉
张拉前应先作好台面的隔离层，隔离剂不得沾污 预应力筋，以免影响与砼的粘结。铺设预应力筋应采 用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割。预应力 筋张拉应采用合适的张拉方法、张拉顺序和张拉程序 进行。
⑴张拉控制应力。《混凝土结构设计》规定，预应力
筋的张拉控制力σcon 不宜超过下表的数值：
第5章 预应力混凝土工程
⑵液压张拉机：由液压千斤顶、压力表和油 泵组成。常用的液压张拉机有：
①拉杆式千斤顶（代号YL）
拉杆式千斤顶及工作示意图
1-主油缸；2-主缸活塞；3-进油孔；4-回油缸；5-回油活塞； 6-回油孔；7-连接器；8-传力架；9-拉杆；10-螺母；
11-预应力筋；12-混凝土构件；13-预埋铁板；14-螺丝端杆
第5章 预应力混凝土工程
②锥锚式千斤顶 （代号YZ）
锥锚式千斤顶构造及工作原理示意图 1-张拉油缸；2-顶压油缸（张拉活塞）；3-顶压活塞；4-弹簧 5-预应力筋；6-楔块；7-对中套；8-锚塞；9-锚环；10-构件
第5章 预应力混凝土工程
③穿心式千斤顶(代号YC)
YC-60型千斤顶和JM型锚的安装 1-工作锚；2-YC-60型千斤顶；3-工具锚；4-预应力筋束
预应力钢绞线的截面 D — 钢绞线直径； d 0 — 中心钢丝直径； d — 外层钢丝直径
②高强钢丝：常用的高强钢丝分为冷拉和矫直回火两种，按 外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。常用的高强钢丝的直径 （mm）有： 4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等几种。
第5章 预应力混凝土工程
４、预应力夹具及锚具
５、预应力张拉机械 ⑴电动螺杆张拉机 ：在先张法台座上生产构件进 行单根钢筋张拉，一般用小型电动螺杆张拉机，以弹簧、 杠杆等设备测力。用弹簧测力时宜设置行程开关，以便 张拉到规定的拉力时能自行停车。
电动螺杆张拉机
1--电动机；2--手柄；3--前限位开关；4--后限位开关； 5--减速箱；6--夹具；7--测力器；8--计量标尺；9--螺杆
A、张拉端锚具 B、固定端锚具 C、张拉夹具 D、锚固夹具
6.不属于液压张拉机的组成部分是（ ）。
A、液压千斤顶 B、压力表
C、油泵
D、弹簧测力器
第5章 预应力混凝土工程
二、先张法施工 先张法是在砼浇筑前铺设、张拉预应力筋，并将张 拉的预应力筋临时固定在台座上或钢模上，然后浇筑砼， 待砼养护达到不低于75％设计强度后，保证预应力筋与 砼有足够的粘结力，放松预应力筋，借助砼与预应力筋 的粘结，对砼施加预应力。施工工艺如下图：
B、乙级冷拔低碳钢丝
C、钢绞线
D、冷拉Ⅰ-Ⅲ级钢筋
3.在预应力混凝土结构中，当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋
作预应力筋时，混凝土的强度等级不宜低于（ ）。
A、C30
B、C35
C、的强度等级不得低于（ ）。
A、C20
B、C25
C、C30
D、C35
5．（ ）具有与张拉机械相连进行预应力筋张拉，并将预应力筋 锚固在构件上的双重功能。
4、了解电张法设备、电热伸长值的计算。
【本章重点】
先张法和后张法的施工工艺过程，质量控制与技术 措施，施工过程中可能产生的应力损失及弥补的方法。
【本章难点】
锚（夹）具、张拉机具的构造及使用方法；施工过 程中可能产生的应力损失及弥补的方法，质量控制与技 术措施。
第5章 预应力混凝土工程
一、概述
１、预应力砼原理：在结构（构件）受拉区预先施 加压力产生预压应力，使结构（构件）在使用阶段产生 的拉应力首先抵消预压应力，从而推迟了裂缝的出现和 限制裂缝的发展，提高了结构（构件）的抗裂度和刚度。
第5章 预应力混凝土工程
2、槽形台座：槽形台座由钢筋砼压杆、 上下横（槽）梁及台面组成。它可以承受 较大的张拉力和张拉力矩，故一般用以生 产张拉力较大的构件（如吊车梁及屋架 等）。在施工现场可利用预制钢筋砼柱或 砌块组成的临时性槽形台座生产吊车梁等 构件。
槽形台座的材料用量不仅与受力大小 有关，还随台座长度的增加而增加，同时 考虑到钢筋搬运、安装方便等因素，故台 座长度不宜过长，一般为45～76m（可生产 6～10根6m长吊车梁）。为便于混凝土运输 及蒸汽养护，台座宜低于地面为好。
---预应力筋的平均张拉力，KN。直线筋取张拉端的拉 力，两端张拉的曲线筋，取张拉端的拉力与跨中扣除孔 道摩阻损失后拉力的平均值。 ---预应力筋的长度,mm ---预应力筋的截面积，mm2 ---预应力筋的弹性模量，KN/mm2
第5章 预应力混凝土工程
⑷ 预应力筋张拉力计算
预应力筋张拉力Fp 的计算公式： ---超张拉系数，取1.03或1.05 ---预应力筋张拉控制应力，N/mm2 ---预应力筋截面面积，mm2
⑴夹具（代号J）：是张拉并临时固定在台 座上保持预应力筋张拉力的工具。夹具必须工作 可靠，构造简单，使用方便，能多次重复使用。 夹具根据工作特点分为张拉夹具和锚固夹具。张 拉夹具将预应力筋和张拉机械相连，进行预应力 筋张拉；锚固夹具是将预应力筋临时固定在台座 横梁上的工具。