预应力混凝土结构基本概念及其材料

❖ 预应力混凝土结构的传力机理？ ❖ 先张：粘结； ❖ 后张：锚具。
2021/3/13
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预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.2 预加应力的方法与设备
公路桥梁工程常见预应力钢筋种类 1.高强钢丝 2.钢绞线 3.精轧螺纹钢筋
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预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.2 预加应力的方法与设备
钢绞线 模具
d （5～6.5d）
硬钢丝螺旋圈 软钢套圈
图12-8 挤压锚具的生产示意图
130～150mm
图12-9 压花锚具
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2021/3/13 压花锚具
预应力混凝土结料构基本概念及其挤材压锚具
❖ 锚具的设计应根据工程具体情况，综合考虑 多种因素进行。
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预应力混凝土结构基本概念及其材 料
12.3 预应力混凝土结构的材料
12.3.1 混凝土 1)强度要求——预应力混凝土要求采用高强混凝土 ★可以施加较大的预压应力，提高预应力效率； ★徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失； ★有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置
❖ 镦头锚主要用于锚固钢丝束，也可锚固直径在 14mm以下的预应力螺纹钢筋。
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预应锚力固混凝钢土结丝构基束本概念及其材
料
❖ 钢筋螺纹锚具
当采用高强粗钢筋作为预应力钢筋时，可采 用螺纹锚具固定。即借粗钢筋两端的螺纹， 在钢筋张拉后直接拧上螺帽进行锚固，钢筋 的回缩力由螺帽经支承垫板承压传递给梁体 而获得预应力
扁锚锚具
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固定端扁锚锚具 扁锚锚具连接器
❖ 夹片锚固体系的特点是各根钢绞线独立工作， 即使单根锥孔的钢绞线锚固失效，也不会影 响全锚，只需对失效孔的钢绞线进行补拉。
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（2）依靠承压锚固的锚具
❖ 镦头锚
锚下垫板 波纹管
预留孔道
b)
锚圈
锚塞
压浆孔
钢丝束
Np 钢丝束
梁体
锥形锚（又称为弗式锚），主要用于钢丝束的锚固。
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锥形锚具实际产品
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优点：
❖ 钢制锥形锚锚固方便，锚具面积小，便于在 梁体上分散布置。
回顾上节课中的重点内容
❖ 钢筋混凝土结构的缺点？
❖ 易开裂（需带裂缝工作）；钢筋效率低（限 制了高强材料的使用）
❖ 预应力混凝土结构的定义？
❖ 预先给混凝土引入内部应力的结构
❖ 配筋混凝土结构的分类？
❖ 按预应力度进行分类（全预应力；部分预应 力A、B；钢筋混凝土）。
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2）锚具的分类 ❖ 锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，
可分为： （1）依靠摩阻力锚固的锚具； （2）依靠承压锚固的锚具； （3）依靠粘结力锚固的锚具。
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3）目前桥梁结构中几种常用的锚具
（1）依靠摩阻力锚固的锚具
❖ 锥形锚
a)
锚塞 压浆孔
锚圈
缺点：
❖ 锚固时钢丝的回缩量较大，一端锚头的回缩 量可达6mm，即引起的预应力损失较大。
❖ 不能重复张拉和接长，钢丝束的设计长度受 到千斤顶行程的限制。
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❖ 夹片锚具
夹片锚具体系主要作为 锚固钢绞线之用。
1) 中国建筑科学研
究院先后研制出了
XM锚具和QM锚具系
12.2.2 锚具
1）对锚具的要求
❖ 无论是先张法所用的临时夹具，还是后张法所用的 永久性工作锚具，都是保证预应力混凝土施工安全、 结构可靠的关键设备。
要求如下：
❖ 受力安全可靠；预应力损失要小；构造简单、紧凑， 制作方便，用钢量少；张拉锚固方便迅速，设备简 单。
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列；
2) 中交公路规划设
计院研制出了YM锚
具系列；
3) 柳州建筑机械总
厂与同济大学合作，
在QM锚具系列的基
础上又研制出了OVM
锚具系列等。
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多孔式夹片锚具
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固定端夹片锚具
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张拉端夹片锚具
张拉端扁锚锚具
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3）灌孔水泥浆及压浆机
（1）水泥浆
后张法预应力混凝土构件，预应力钢筋张拉锚固 后必须给预留孔道压注水泥浆，以免钢筋锈蚀， 并使预应力钢筋与梁体混凝土结合为一整体。
（2）压浆机是孔道灌浆的主要设备。 4）张拉台座
采用先张法生产预应力混凝土构件时，则需 设置用作张拉和临时锚固预应力钢筋的张拉台座。
❖ 为改善结构局部受力和方便施工，应尽量避 免使用大吨位锚具。
❖ 锚具设计参数和相应配件尺寸，可参阅各生 产厂家的产品介绍材料选用。
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12.2 预加应力的方法与设备(续)
❖ 12.2.3 千斤顶
限位板 工作锚夹片
油缸
工作锚锚板 喇叭管
活塞
工作锚锚板 工作锚夹片 钢绞线
❖ 全预应力混凝土结构的缺点？ ❖ 反拱大；预加力过大易产生纵向裂缝。 ❖ 按钢筋张拉的顺序对预应力混凝土结构分类 ❖ 先张法；后张法。 ❖ 先张法和后张法的施工工艺？ ❖ 先张：张拉钢筋、浇筑混凝土、待混凝土结
硬后释放预应力。 ❖ 后张：浇筑混凝土、张拉钢筋、管道灌浆。
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穿心式千斤顶
12.2 预加应力的方法与设备(续)
❖ 12.2.4 预加应力的其它设备
按照施工工艺的要求，预加应力尚需有以下一些设备或配件。 1）制孔器
目前，国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有两种：抽拔橡胶管 与螺旋金属波纹管。 2）穿索机
在桥梁悬臂施工和尺寸较大的构件中，一般都采用后穿法穿束。对 于大跨桥梁有的预应力钢筋很长，人工穿束十分吃力，故采用穿索 （束）机。
a） 螺帽
锚固板 灌浆排气 波纹套管
b）
圆垫圈 钢垫板图螺旋螺筋丝端杆锚具
锚固螺母 预留孔道
粗钢筋
梁体
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钢筋
排气槽
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（3）依靠粘结力锚固的锚具（固定端锚具）
1) 先张法预应力钢筋；
2) 后张法构件中的固定端锚具(分为挤压锚具和压 花锚具)。
活塞缸 机架