第四章 预应力混凝土工程--4.1概述、4.2锚具,夹具及连接器张拉工具

无粘结钢绞线
无粘结钢绞线生产线
非金属Fra Baidu bibliotek应力筋
n 非金属预应力筋主要是指用纤维增强塑料 （简称FRP）制成的预应力筋，主要有玻璃 纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑 料（AFRP）及碳纤维增强塑料（CFRP）预 应力筋等几种形式。
锚具，夹具及连接器
n 预应力筋用的锚具是在后张法预应力混凝土结构 或构件中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混 凝土上所用的永久性锚固装置。夹具则是在先张法 预应力混凝土构件施工时，为保持预应力筋的拉力 并将其固定在生产台座（或设备）上的临时性锚固 装置；或在后张法预应力混凝土结构或构件施工时， 在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固 装置。
预应力混凝土结构特点
预应力结构具有如下的一些特点： n 改善结构的使用性能，提高结构的耐久性； n 减小构件截面高度，减轻自重； n 充分利用高强钢材； n 具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能； n 提高抗剪承载力； n 提高抗疲劳强度，此外，预应力混凝土结构具有
良好的经济性。
n 与普通钢筋混凝土施工相比较，预应力混 凝土施工，需要专门的机械设备，工艺比 较复杂，操作要求较高。但随着施工队伍 素质的提高和预应力机具设备的完善，预 应力施工技术的发展是乐观的。当前，在 大跨度桥梁领域，预应力混凝土结构占着 统治地位。预应力混凝土的使用范围和数 量，已成为一个国家建筑技术水平的重要 标志之一。
北
南水北调中
工
线京石段 S17标孟良
大 体
河渠道倒虹
育
吸管身段
馆
预应力结构的定义
n 预应力结构可以定义为：在结构承受外荷 载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉 区施加压应力，以改善结构使用性能的这 种结构形式称之为预应力结构。
施加部位：结构或构件受拉区域
施加方法： 张拉钢筋 →钢筋回弹→回弹力施加给混凝土→
4-4 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
无粘结预应力筋
n 是一种在施加预应力后沿全长与周围混凝 土不粘结的预应力筋，它由预应力钢材、 涂料层和包裹层组成（图4-5）。
a）无粘结预应力筋；b）截面示意 图4-5无粘结预应力筋
1—聚乙烯塑料套管；2—保护油脂；3—钢绞线或钢丝束
多伦多CN电视塔建于
1976年，高553.33米 。被美国土木工程 协会（英文：American Society of Civil Engineers）收入现代世界七大奇 迹。
n 预应力砼的分类 1、预应力混凝土按预应力度大小可分为：全预应 力混凝土和部分预应力混凝土。全预应力混凝土是 在全部使用荷载下受拉边缘不允许出现拉应力的预 应力混凝土，适用于要求混凝土不开裂的结构。部 分预应力混凝土是在全部作用荷载下受拉边缘允许 出现一定的拉应力或裂缝的混凝土，其综合性能较 好，费用较低，适用面广。预应力混凝土按施工方 式不同可分为：预制预应力混凝土、现浇预应力混 凝土和叠合预应力混凝土等。
n 《混凝土结构设计规范》要求预应力构件的混凝 土强度等级不宜低于C30；
n 用高强度钢丝或钢绞线做预应力钢筋的结构，特 别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于C40。
n 目前，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，并逐步向更高强度 等级的混凝土发展。
n 在预应力混凝土构件的施工中，不能掺用对钢筋 有侵蚀作用的氯盐、氯化钠等，否则会发生严重 的质量事故
n 预应力混凝土的应用范围：
¨ 近年来，随着施工工艺不断发展和完善，预应 力混凝土的应用范围愈来愈广。除在传统工业 与民用建筑的屋架、吊车梁、托架梁、空心楼 板、大型屋面板、檩条、挂瓦板等单个构件上 广泛应用外，还成功地把预应力技术运用到多 层工业厂房、高层建筑、大型桥梁、核电站安 全壳、电视塔、大跨度薄壳结构、筒仓、水池、 大口径管道、基础岩土工程、海洋工程等技术 难度较高的大型整体或特种结构上。
混凝土产生压缩变形和预压应力
n 普通钢筋混凝土的抗拉极限应变只有0.0001～ 0.0015，在正常使用条件下受拉区混凝土开裂，构 件的刚度小、挠度大。要使混凝土不开裂，受拉钢 筋的应力只能达到30Mpa；对允许出现裂缝的构件， 当裂缝宽度限制在0.2～0.3mm时，受拉钢筋的应力 也只能达到200 Mpa 左右。为了克服普通钢筋混凝 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。即在 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，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。
n 高强钢筋可分为冷拉热轧低合金钢筋和热 处理低合金钢筋两种。
n 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。
n 钢绞线是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是 在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心， 其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合（图44），再经低温回火处理即可。
预应力混凝土结构的钢筋
n 预应力混凝土结构的钢筋种类： ¨非预应力钢筋：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ 级热扎钢筋和乙级冷拔低碳钢丝 ¨预应力钢筋：高强钢筋、钢丝和钢绞线。 预应力钢筋其性能要求：高强度；具有一 定的塑性；良好的加工性能；与混凝土 有较好的粘结强度。
钢绞线
5*7; Ф15 4*7;Ф12
刻痕钢丝
第四章 预应力混 凝土工程
4.1 概述
n本节教学要求：
n 1. 了解预应力混凝土的特点和适用性； 2. 熟悉预应力钢筋的基本形式 和适用性； 3. 熟悉锚具、夹具和连接器的种类和使用； 4. 熟悉张拉机械的原理和适用性； 5. 掌握预应力钢筋、锚具、张拉机械的配套 使用。
皇冠国际预应力技术施工现场 内江桐梓坝大桥为预应力混凝土双薄臂连续钢构桥
2、按预加应力的方法不同可分为：先张法预应力 混凝土和后张法预应力混凝土，按是否粘结又可分 为无粘结预应力及有粘结预应力。
此外，还有自张法，即用膨胀水泥伴制的混凝土 来浇筑构件，利用混凝土硬化时的膨胀力使钢筋伸 长而获得预应力。
1.先张法 2.后张法
预应力构件（结构）对混凝土的要求
n 强度高；收缩、徐变小；快硬、早强；弹性模量 高。