第12讲,1e410000港口与航道工程技术

1e410000港口与航道工程技术

1e411000港口与航道工程专业技术

第一章专业技术，14节内容分3部分：基础-水文气象地质；建材-水泥钢材混凝土土工织物；测量-gps管涌流沙。

1e411090港口与航道工程预应力混凝土

大纲要求：先张法预应力混凝土；后张法预应力混凝土。

重点：先张法和后张法预应力混凝土的原理和技术条件

难点：先张法和后张法预应力混凝土的各种规定和参数

1e411090港口与航道工程预应力混凝土

知识点一、预应力混凝土

钢筋混凝土的工作原理:由于混凝土对钢筋的握裹力，受力时共同承受荷载，共同变形、共同工作。但是，由于钢筋与混凝土性能有很大差异，钢筋的抗拉强度很高、受拉变形能力很强；而混凝土则相反，抗拉强度及抗拉变形能力都很差，抗压强度则较高。

受拉时，常混凝土很快开裂，而此时的钢筋。于是，人们利用其特性，先对钢筋张拉,在应力状态下浇筑混凝土（或灌注孔道砂浆），待混凝土达到一定强度后，再放松钢筋，钢筋弹性回缩给混凝土施加了一定量值与分布的预压应力，显著提高抗裂能力。

预应力混凝土的优点：

1．采用高强度钢材与混凝土，构件截面小、重量轻，跨越能力大，可加大排架间距和梁板等跨距。

2．预应力构件不易产生裂缝（如梁），耐久性高；抵抗打桩拉应力能力强（如桩），可加大桩长，适应深水港建设，提高承载力。

3．与普通钢筋混凝土比，节省钢材近30%，经济合理。

知识点二、港口与航道工程预应力混凝土的具体要求

（一）预应力筋制作

1．预应力钢筋，主要用低松弛的高强碳素钢丝、钢绞线和钢筋三类。

预应力筋的下料长度，除考虑构件、台座长度外，尚应考虑冷拉拉长值、张拉伸长值、锚夹具的厚度、弹性回缩值、焊接接头和镦头压缩量、连接杆的长度等。

2．预应力筋下料长度的允许偏差：

(l)各根钢丝长度相对差值不大于钢丝束长度的1/5000，且不大于5mm;

(2)冷拉后各钢筋长度相对差值不大于构件配筋长度的1／2000，且不大于20mm。

3．钢丝、钢绞线、热处理钢筋及冷拉ⅳ级钢筋，宜用砂轮锯或切断机切断下料，不得电弧切割。

4．成束预应力筋应逐根理顺，捆扎成束，并用穿束网套穿束。

（二）张拉设备

1．张拉梁应按预应力筋的布置、根数、张拉荷载的大小、张拉条件等计算选定。

2．锚具（夹具、连接器），主要分为粘着锚固、承压锚固和摩擦锚固三种。

（三）施加预应力

1．控制是正确建立预应力的前提，无论先张或后张均应应力及伸长值双控。

2．在应力控制张拉时，应尽量减少张拉设备的摩阻力，并力求稳定。预应力筋如需超张拉时，可比设计要求提高5%，其最大张拉控制应力，不得超过表ie411090的规定。

3．锚固后，实际与设计应力检验值的相对允许偏差为±5%。

4．为减少松弛影响，可采用超张拉方法：

(1)从零应力开始，张拉至1.05倍张拉控制应力σcon，持荷2min后，卸荷至控制应力；

(2)从零应力开始，张拉至1.03倍预应力筋的张拉控制应力σcon。

5．如实际伸长值比计算伸长值大10%或小5%，应暂停张拉，查明原因调整后，方可继续。

应力时开始量测，但应加上量测前推算伸长值；对实际伸长值宜在10%σ

con

后张法，尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。

计算伸长值△l(mm)，可按下式计算：

—平均张拉力。直线筋取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋，取张拉式中f

p

端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后的拉力平均值(kn)；l—预应力筋的长度(mm)；ap—预应力筋的截面积(mm2)；es-预应力筋的弹性模量(mpa)。

广泛用于高桩码头及引桥桩、梁、板中。分为先张法预应力和后张法预应力。

1e411091先张法预应力混凝土

知识点一、先张法预应力的基本概念

浇筑前，先进行张拉、锚固于台座上，然后浇筑，待达到强度值后，解除锚固，放松钢筋，使预应力施加于混凝土上，称为先张法预应力。

工艺简单、工序少、效率高、质量易保证。

知识点二、先张法预应力的具体要求

1．张拉台座必须有足够强度和刚度，抗倾稳定系数不得小于1.5；抗滑稳定系数不等小于1.3。预防台座区的差异沉降。采用墩板式时，可用钢底或钢筋混凝土、素混凝土底模板。保证放松时水平滑移稳定，并预防底模板拱起变形或出现裂纹。

2．张拉台座的长度，应综合考虑。

3．张拉梁、锚固梁可采用两梁式、三梁式。

4．张拉梁、锚同梁的中心线与底板中心线一致，其偏差不得大于3mm。多根直线筋同时张拉，合力作用线应在底模板中线为边的垂直面内；多根直线筋逐根张拉时，张拉作用线应与钢筋轴线一致。

5．多根同时张拉时，应预先调整初应力，使各根应力一致。

调整方法：可用反复整体张拉法、油压千斤顶法、测力扳手法等。对长线台座多根预应力筋，宜预先采用反复张拉法，取控制应力的40%～50%，反复张拉2～3次。

张拉程序：拧紧螺母-开始张拉至0.4～0.6倍控制应力一回零一重新拧紧一再张拉、放松。如此2～3次。

6．当构件的侧模板是在施加预应力之后安设时，宜先施加70%的控制应力，待模板安设完毕后，再施加至设计要求的荷载。

7．使接触面受力均匀。螺杆宜采用梯形螺纹。进场时进行验收。

8．放松器，设计与制作应符合下列规定：

(l)放松器宜通用性强，多根预应力筋能一次放松。

(2)设计应构造简单、操作方便、易于维修，计算中应以刚度控制、应力校核。

(3)楔形放松器，楔块的宽、高应根据张拉台座的布置、筋最大回缩量选定；楔块的倾斜度应正压力、扭矩和润滑条件，计算选定。

(4)砂箱千斤顶的直径、高度应根据正压力、砂质容许应力和最大回缩量选定。

(5)平面推力轴承的选型应根据预应力筋的布置、单根张拉力、端头镙杆直径综合选定。

9．钢绞线断裂或滑脱数量严禁超过结构同一截面钢材总根数的5%，且严禁相邻两根预应力筋断裂或滑脱。

10.放松时，混凝土强度必须符合设计要求。设计无要求时，不得低于设计强度标准值的75%。

作为先张法预应力应用的典型是高强混凝土管桩（phc桩）的生产制造。80s 我国引进phc桩(pretensionedhighconcrete)生产线，现已能生产φ600mm、φ800mm、φlooomm、φ1200mm、φ1400mm最长管节长度可达55m的phc桩。