预应力混凝土简支梁先张法施工(经典)

第四章预应力混凝土工程施工4.1先张法施工

4.2后张法施工

4.3无粘结预应力混凝土施工

1.预应力混凝土概述

美国混凝土协会（ACI）对预应力混凝土下的定义是：“预应力混凝土是根据需要人为地引入某一数值与分布的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应力的一种加筋混凝土。”

预应力混凝土是在外荷

载作用于构件之前，利用钢

筋张拉后的弹性回缩，对构

件受拉区的混凝土预先施加

压力，产生预压应力，当构

件在荷载作用下产生拉应力

时，首先抵消预应力，然后

随着荷载不断增加，受拉区

混凝土才受拉开裂，从而延

迟了构件裂缝的出现和限制

了裂缝的开展，提高了构件

的抗裂度和刚度。

2.预应力混凝土分类

1、先张法预应力混凝土与后张法预应力混凝土

2、全预应力和部分预应力

全预应力是在使用荷载作用下，构件截面混凝土不出现拉应力，即为全截面受压。部分预应力是在使用荷载作用下，构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂，即只有部分截面受压。

3、有粘结预应力与无粘结预应力

有粘结预应力是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力。（先张预应力结构及预留孔道穿筋压浆的后张预应力结构均属此类）无粘结预应力是指预应力筋伸缩、滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力。这种结构的预应力筋表面涂有防锈材料，外套防老化的塑料管，防止与混凝土粘结。（无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工艺相结合）

3.预应力混凝土的优缺点

优点

1、抗裂性好，刚度大

由于对构件施加预应力，大大推迟了裂缝的出现，在使用荷载作用下，构件可不出现裂缝，或使裂缝推迟出现，所以提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性。

2、节省材料，减小自重

其结构由于必须采用高强度材料，因此可减少钢筋用量和构件截面尺寸，节省钢材和混凝土，降低结构自重，对大跨度和重荷载结构有着明显的优越性（可节约钢材40%～50%、混凝土20%～40%）。

3、提高构件的抗剪能力

由于纵向预应力钢筋具有锚栓作用，阻碍着构件斜裂缝的出现与开展，又由于预应力混凝土梁的曲线钢筋合力的竖向分力将部分地抵消剪力，因而提高了构件的抗剪能力。

4、提高构件的耐疲劳性能

因为具有强大预应力的钢筋，在使用阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，故此可提高抗疲劳强度，这对承受动荷载的结构来说是很有利的。

5、在使用荷载作用下，预应力混凝土构件基本上处于弹性工作阶段。

缺点

1、工艺较复杂，对质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。

2、需要有一定的专门设备，如张拉机具、灌浆设备等。先张法需要有张拉台座；后张法还要耗用数量较多、质量可靠的锚具等。

3、预应力混凝土结构的开工费用较大，对构件数量少的工程成本较高。

4、预应力反拱度不易控制。它随混凝土徐变的增加而增大，造成桥面不平顺。

4.预应力钢筋

1、钢丝

1）冷拔低碳钢丝，直径：3～5ｍｍ

2）碳素钢丝，直径：3～8ｍｍ

2、钢绞线

由7根碳素钢丝捻制而成，直径：9～15mm

3、热处理钢筋

直径：6～10ｍｍ

4、精轧螺纹钢筋

直径：25，32ｍｍ

精轧螺纹钢筋

预应力混凝土用螺纹钢筋（也称精轧螺纹钢筋）是在整根钢筋上轧有外螺纹的大直径、高强度、高尺寸精度的直条钢筋。该钢筋在任意截面处都拧上带有内螺纹的连接器进行连接或拧上带螺纹的螺帽进行锚固。

4.1 先张法施工

在浇筑混凝土之前，先张拉预应力钢筋，并将预应力筋临时固定在台座或钢模上，待混凝土达到一定强度(一般不低于混凝土设计强度标准值的75%)，混凝土与预应力筋具有一定的粘结力时，放松预应力筋，使混凝土在预应力的反弹力作用下，使构件受拉区的混凝土承受预压应力。先张法施工中常用的预应力筋有：钢丝、钢筋。

适用于：在构件厂生产中、小型构件（空心板、屋面板、吊车梁、薄腹梁……）

张拉固定钢筋→浇混凝土→养护(至75%强度)→放张钢筋

先张法台座生产示意图

1—锚固夹具；2—横梁；3—台座承力结构；4—预应力筋；5—台面；6—混凝土构件

1.施工设备

（1）、台座：墩式台座、槽式台座（2）、夹具

（3）、张拉设备：电动螺杆张拉机

液压千斤顶

卷扬机

1）台座台座是先张法施工张拉和临时固定预应力筋的支撑结构。

组成：台面、横梁、承力台墩。

分类：墩式台座、槽式台座、钢模台座等。

适用：生产中、小型构件。

要求：有足够的强度；

刚度和稳定性；

满足生产工艺。（1）墩式台座

台座

台面

墩式台座由现浇钢筋砼做成，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。

台座

预应力筋

钢横梁

线杆连接器

（2）槽式台座

组成：端柱、传力柱、横梁和台面。既可承受张拉力和倾覆力矩,加盖后又可作为蒸汽养护槽。

适用：张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。

要求：槽式台座设计需进行强度和稳定性计算。

1-传力柱2-砖墙3-下横梁4-上横梁

（3）钢模台座

钢模台座主要在工厂流水线上使用。它是将制作构件的模板作为预应力钢筋锚固支座的一种台座。模板具有相当的刚度，可将预应力钢筋放在模板上进行张拉。

箱梁钢模组装箱梁端部模板作张拉台座