预应力混凝土工程讲义(先张法 后张法预应力)
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con
• （2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座）
• （3）多根成组张拉，初应力应一致(测力计抽查)
• （4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松
• （5）拉完的筋位置偏差≯5mm，且≯构件截面短边的4%
• （6）冬施张拉时，温度≮－15℃
• （7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。
（二）混凝土浇筑与养护：
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 。
• 1、要求：有足够的强度、刚度和稳定性；
–
满足生产工艺的要求。
• 2、形式：
• ①墩式（传力墩、台面、横梁）
–
长度100～150m，适于中、小型构件。
• ②槽式（传力柱、上下横梁、砖墙）
– 长45～76m，
– 适于双向预应力构件， 易于蒸汽养护。
• ③钢模台座
墩式台座的几种形式
重力式
与台面共同作用式
预应力混凝土工程
先张法施工 后张法施工
概述
1、预应力混凝土：
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。
• 2、施加预应力的目的：
• ①提高结构或构件的抗裂度；
• ②提高结构或构件的刚度； • ③充分发挥高强钢材的作用； • ④把散件拼成整体。
• 3、施加预应力的方法：
•
张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋，并锚固在其端部，
将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，即产生预应力。
• 4、预应力混凝土的施工方法：
一、预应力筋、锚具和张拉机具
• 锚具按锚固性能分两类：
– 锚具性能
Ⅰ类
拉杆式千斤顶 连接套筒
（三）张拉机械
• 1、穿心式千斤顶：
•
YC－20型，最大拉力20t、行程200mm，
•
适于12～20单根钢筋。
• 2、电动螺杆：
•
拉力30～60t、行程800mm，
•
用于：钢筋、钢丝。
• 3、卷扬机＋滑车组。
电动螺杆张拉机的工作原理图
二、先张法施工工艺
• 按施工顺序分：先张法；
•
后张法。
• 按张拉方法分：
•
机械张拉（液压或电动螺杆）
•
电热张拉
预应力工程施工工艺流程
预应力材料准备
预应力设备准备
预应力钢材准备
千斤顶配套标定
留孔材料准备、锚具准备
灌浆设备准备
预应力筋安装
安装锚具并张拉
灌浆并封锚
有粘结预应力： 安装波纹管、穿钢束 无粘结预应力： 安装无粘结预应力筋
（一）张拉预应力筋：
• 1、张拉程序
•
0→1.05σcon（持荷2分钟）→σcon
•
0→1.03σcon
•
超张拉——减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损
失。
2、控制应力及最大应力：
超张拉可比设计要求提高5%，但最大 张拉控制应力不得超过下列规定：
预应力筋种类 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 • 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 • 冷拉钢筋 • fptk：极限抗拉强度标准值 • fpyk：屈服强度标准值
活塞 钢套箱 进砂口 钢套箱底板
砂子 出砂口
砂箱放张法
螺杆螺母
横梁
承力板
台座
钢钢钢 块楔块
块
楔块放张法
后张法施工
• 工艺过程：浇筑混凝土结构或构件（留孔）→养护拆模→（达 75%强度后）穿筋张拉→固定→孔道灌浆→（浆达15N/mm2,混凝 土达100%后）移动、吊装。
• 适于：大构件及结构的现场施工——预制拼装，结构张拉。 • 特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。
• 1、混凝土一次浇完，混凝土≮C30。 • 2、防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比≯0.5，
级配良好，振捣密实（特别是端部）。 • 3、防止碰撞、踩踏钢丝。 • 4、减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，(开
始温差≯20℃，达10MPa后按正常速度升温）。
(三) 预应力筋放松：
构架式
桩基构架式
锚桩式台座
上横梁 下横梁
砖墙 压杆
槽式台座
砖墙 压杆
（二）夹具：
• 1、锚固夹具：
• ①锥形（锥销式、二片式、三片式） • ——锚固单根直径12～14预应力筋；
• ②镦头锚具—带槽螺栓、梳子板。 • 用于：冷拉筋（热镦），
•
冷拔丝（热、冷镦），
•
碳素钢丝（冷镦）。
• 要求：镦头强度不低于材料强度的98%，
• 1.条件：混凝土达到设计规定且≮75%强度值后。 • 2.方法： • 锯断，剪断，熔断（仅限于Ⅰ～Ⅲ级冷拉筋）。 • 3.要点： • 放张顺序： • 轴心受压构件同时放； • 偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的，再同时放大的
区域的； • 其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张。 • 粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶）。
有粘结灌浆
先张法施工
• 工艺过程：张拉固定钢筋→浇混凝土→养护（至75%强度）→放 松钢筋
• 适用于：构件厂生产中、小型构件（楼板、屋面板、吊车梁、薄 腹梁……）
预应力空心板
夹具 横梁 台座
预应力筋
A、张拉预应力筋
台面
混凝土构件
B、浇筑混凝土构件
C、放张施加预应力
一、先张法施工的设备
• （一）台座：
•
钢丝束长度差值≯L/5000、≯5mm。
•
成组张拉长度≯10m的钢丝，长度极差≯2mm
• 2、张拉夹具：偏心式、楔形。
圆套筒二片式夹具 锥销夹具
圆套筒三片式夹具
方套筒二片式夹具
固定端镦头夹具 单根镦头钢筋螺杆夹具
接千斤顶
高强镦头钢丝用梳筋板夹具
镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板用）
张拉钩 承力架
先张法 后张法
0.80fptk 0.75fptk 0.95fpyk
0.75fptk 0.7fHale Waihona Puke Baidutk 0.9fpyk
3、张拉要点：
• （1）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值
• 与设计计算值的偏差不得超过±6% ，否则应停拉；
• ΔL计=
NP • L AP • ES
•
ΔL实=10%
时量取+以后的推算值
• （2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座）
• （3）多根成组张拉，初应力应一致(测力计抽查)
• （4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松
• （5）拉完的筋位置偏差≯5mm，且≯构件截面短边的4%
• （6）冬施张拉时，温度≮－15℃
• （7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。
（二）混凝土浇筑与养护：
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 。
• 1、要求：有足够的强度、刚度和稳定性；
–
满足生产工艺的要求。
• 2、形式：
• ①墩式（传力墩、台面、横梁）
–
长度100～150m，适于中、小型构件。
• ②槽式（传力柱、上下横梁、砖墙）
– 长45～76m，
– 适于双向预应力构件， 易于蒸汽养护。
• ③钢模台座
墩式台座的几种形式
重力式
与台面共同作用式
预应力混凝土工程
先张法施工 后张法施工
概述
1、预应力混凝土：
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。
• 2、施加预应力的目的：
• ①提高结构或构件的抗裂度；
• ②提高结构或构件的刚度； • ③充分发挥高强钢材的作用； • ④把散件拼成整体。
• 3、施加预应力的方法：
•
张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋，并锚固在其端部，
将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，即产生预应力。
• 4、预应力混凝土的施工方法：
一、预应力筋、锚具和张拉机具
• 锚具按锚固性能分两类：
– 锚具性能
Ⅰ类
拉杆式千斤顶 连接套筒
（三）张拉机械
• 1、穿心式千斤顶：
•
YC－20型，最大拉力20t、行程200mm，
•
适于12～20单根钢筋。
• 2、电动螺杆：
•
拉力30～60t、行程800mm，
•
用于：钢筋、钢丝。
• 3、卷扬机＋滑车组。
电动螺杆张拉机的工作原理图
二、先张法施工工艺
• 按施工顺序分：先张法；
•
后张法。
• 按张拉方法分：
•
机械张拉（液压或电动螺杆）
•
电热张拉
预应力工程施工工艺流程
预应力材料准备
预应力设备准备
预应力钢材准备
千斤顶配套标定
留孔材料准备、锚具准备
灌浆设备准备
预应力筋安装
安装锚具并张拉
灌浆并封锚
有粘结预应力： 安装波纹管、穿钢束 无粘结预应力： 安装无粘结预应力筋
（一）张拉预应力筋：
• 1、张拉程序
•
0→1.05σcon（持荷2分钟）→σcon
•
0→1.03σcon
•
超张拉——减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损
失。
2、控制应力及最大应力：
超张拉可比设计要求提高5%，但最大 张拉控制应力不得超过下列规定：
预应力筋种类 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 • 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 • 冷拉钢筋 • fptk：极限抗拉强度标准值 • fpyk：屈服强度标准值
活塞 钢套箱 进砂口 钢套箱底板
砂子 出砂口
砂箱放张法
螺杆螺母
横梁
承力板
台座
钢钢钢 块楔块
块
楔块放张法
后张法施工
• 工艺过程：浇筑混凝土结构或构件（留孔）→养护拆模→（达 75%强度后）穿筋张拉→固定→孔道灌浆→（浆达15N/mm2,混凝 土达100%后）移动、吊装。
• 适于：大构件及结构的现场施工——预制拼装，结构张拉。 • 特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。
• 1、混凝土一次浇完，混凝土≮C30。 • 2、防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比≯0.5，
级配良好，振捣密实（特别是端部）。 • 3、防止碰撞、踩踏钢丝。 • 4、减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，(开
始温差≯20℃，达10MPa后按正常速度升温）。
(三) 预应力筋放松：
构架式
桩基构架式
锚桩式台座
上横梁 下横梁
砖墙 压杆
槽式台座
砖墙 压杆
（二）夹具：
• 1、锚固夹具：
• ①锥形（锥销式、二片式、三片式） • ——锚固单根直径12～14预应力筋；
• ②镦头锚具—带槽螺栓、梳子板。 • 用于：冷拉筋（热镦），
•
冷拔丝（热、冷镦），
•
碳素钢丝（冷镦）。
• 要求：镦头强度不低于材料强度的98%，
• 1.条件：混凝土达到设计规定且≮75%强度值后。 • 2.方法： • 锯断，剪断，熔断（仅限于Ⅰ～Ⅲ级冷拉筋）。 • 3.要点： • 放张顺序： • 轴心受压构件同时放； • 偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的，再同时放大的
区域的； • 其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张。 • 粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶）。
有粘结灌浆
先张法施工
• 工艺过程：张拉固定钢筋→浇混凝土→养护（至75%强度）→放 松钢筋
• 适用于：构件厂生产中、小型构件（楼板、屋面板、吊车梁、薄 腹梁……）
预应力空心板
夹具 横梁 台座
预应力筋
A、张拉预应力筋
台面
混凝土构件
B、浇筑混凝土构件
C、放张施加预应力
一、先张法施工的设备
• （一）台座：
•
钢丝束长度差值≯L/5000、≯5mm。
•
成组张拉长度≯10m的钢丝，长度极差≯2mm
• 2、张拉夹具：偏心式、楔形。
圆套筒二片式夹具 锥销夹具
圆套筒三片式夹具
方套筒二片式夹具
固定端镦头夹具 单根镦头钢筋螺杆夹具
接千斤顶
高强镦头钢丝用梳筋板夹具
镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板用）
张拉钩 承力架
先张法 后张法
0.80fptk 0.75fptk 0.95fpyk
0.75fptk 0.7fHale Waihona Puke Baidutk 0.9fpyk
3、张拉要点：
• （1）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值
• 与设计计算值的偏差不得超过±6% ，否则应停拉；
• ΔL计=
NP • L AP • ES
•
ΔL实=10%
时量取+以后的推算值