5预应力混凝土工程.pptx

建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 5 5 预应力混凝土工程预应力混凝土工程 主要内容：主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后张法的预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工工艺，机具设备和施工方法。电热张法、无粘施工工艺，机具设备和施工方法。电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理、特点及应用。结预应力混凝土施工原理、特点及应用。学习要求：学习要求：了解预应力混凝土的概念了解预应力混凝土的概念，及其在工程应用中及其在工程应用中的优点；的优点；熟悉预应力混凝土的材料品种熟悉预应力混凝土的材料品种、规格及要求；规格及要求；建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 熟悉先张法熟悉先张法、后张法后张法、电热张法的施工工艺；电热张法的施工工艺；掌握先张法掌握先张法、预应力筋的控制应力预应力筋的控制应力、张拉程序张拉程序和放张顺序的确定和注意事项；和放张顺序的确定和注意事项；掌握后张法孔道留设掌握后张法孔道留设、锚具选择锚具选择、预应力筋的预应力筋的张拉顺序张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；孔道灌浆等施工方法及注意要点；了解电热张法了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理无粘结预应力混凝土施工原理及应用；及应用；熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用，即在外即在外荷载作用于构件之前荷载作用于构件之前，利用钢筋张拉后的弹性回缩利用钢筋张拉后的弹性回缩，对对构件受拉区的混凝土预先施加压力构件受拉区的混凝土预先施加压力，产生产生预压应力预压应力，使使混凝土结构在作用状态下混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高充分发挥钢筋抗拉强度高和和混混凝土抗压能力强凝土抗压能力强的特点的特点，可以提高构件的承载能力可以提高构件的承载能力。当当构件在荷载作用下产生拉应力时构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力首先抵消预应力，然然后随着荷载不断增加后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂受拉区混凝土才受拉开裂，从而从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构提高了构件的抗裂度和刚度件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土预压应力的钢筋混凝土，叫做叫做预应力混凝土预应力混凝土。建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 预加应力的方法，可以分为预加应力的方法，可以分为先张法先张法和和后张法后张法两类。两类。先张法是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预应力靠钢筋先张法是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预应力靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土。与混凝土之间的粘结力传递给混凝土。后张法是先浇筑混凝土并预留孔道，待混凝土达到一后张法是先浇筑混凝土并预留孔道，待混凝土达到一定强度后张拉钢筋，预应力靠锚具传递给混凝土。定强度后张拉钢筋，预应力靠锚具传递给混凝土。为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土 当采用冷拉当采用冷拉HRB335HRB335、HRB400HRB400钢筋和冷轧带肋钢钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30C30；当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40C40。建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 5.1 先张法先张法 5.3 无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工 本本 章章 内内 容容 5.2 后张法后张法 5.4 质量检查与安全措施质量检查与安全措施 建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 5.1 5.1 先先 张张 法法 先张法：先张法：在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，计控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，进行绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝进行绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待混凝土达到规定的强度土；待混凝土达到规定的强度(设计强度设计强度75%)75%)，保，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力，在预应力筋弹性回缩筋，借助于它们之间的粘结力，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。先张法生产示意图见先张法生产示意图见图图5.15.1所示。所示。建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 图图5.1 5.1 先张法（台座）生产示意图先张法（台座）生产示意图 (a)(a)预应力筋张拉；预应力筋张拉；(b)(b)混凝土灌注；混凝土灌注；(c)(c)放松预应力筋放松预应力筋 1 1台座承力结构；台座承力结构；2 2横梁；横梁；3 3台面；台面；4 4预应力筋；预应力筋；5 5锚固夹具；锚固夹具；6 6混凝土构件混凝土构件 建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。先张法生产时，可采用先张法生产时，可采用台座法台座法和和机组流水法机组流水法。采用台座法时采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋放松前，其拉力由台座承受。放松前，其拉力由台座承受。采用机组流水法时采用机组流水法时，构件连同钢模通过固定的机组，构件连同钢模通过固定的机组，按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 5.1.1 5.1.1 台座台座 台座由台座由台面台面、横梁横梁和和承力结构承力结构等组成，是先张法生产等组成，是先张法生产的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和养护及预应力筋放松等全部施工过程都在台座上完成；和养护及预应力筋放松等全部施工过程都在台座上完成；预应力筋放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，预应力筋放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台座应有足够的强度、刚度和稳定性。台座应有足够的强度、刚度和稳定性。台座按构造形式分：台座按构造形式分：敦式台座敦式台座和和槽式台座槽式台座。墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。一般一般100100150m150m长，长，2 24m4m宽。宽。1 1、墩式台座墩式台座 建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 图图5.2 5.2 墩式台座墩式台座 1 1混凝土混凝土墩座；墩座；2 2横梁；横梁；3 3局部加局部加厚台面；厚台面；4 4预应力预应力筋筋 建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 01.5MKM 台墩台墩 台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于倾覆系数不得小于1.51.5，抗滑移系数不得小于抗滑移系数不得小于1.31.3。A A、抗倾覆验算的计算简图如、抗倾覆验算的计算简图如图图5.35.3所示，按下式计算：所示，按下式计算：建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 式中式中 K K0 0台座的抗倾覆安全系数；台座的抗倾覆安全系数；MM由张拉力产生的倾覆力矩，由张拉力产生的倾覆力矩，kNmkNm；M=TeM=Te e e 张拉合力张拉合力T T的作用点到倾覆转动点的作用点到倾覆转动点o o的力臂，的力臂，mm；MM抗倾覆力矩，抗倾覆力矩，kNmkNm。MM=G=G1 1 l l1 1+G+G2 2 l l2 2 建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 11.3eTKTB B、抗滑移能力按下式验算：、抗滑移能力按下式验算：式中式中 Ke Ke 抗滑移安全系数；抗滑移安全系数；T T 张拉力合力，张拉力合力，kNkN；T T1 1 抗滑移的力，抗滑移的力，kNkN；对于独立的台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力等产生；对于独立的台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力等产生；对与台面共同工作的台墩，其水平推力几乎全部传给对与台面共同工作的台墩，其水平推力几乎全部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。验算台面的强度。建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 台面台面 台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚它是在厚150150mmmm夯实碎石垫层上，浇筑夯实碎石垫层上，浇筑60608080mmmm厚厚C20C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有平整、光滑，沿其纵向有3%3%的排水坡度。的排水坡度。横梁横梁 横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。的支座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 2 2、槽式台座槽式台座 槽式台座由槽式台座由端柱、传力柱、横梁端柱、传力柱、横梁和和台面台面组成。组成。槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。槽式台座构造如槽式台座构造如图图5.5.5 5所示。所示。槽式台座需进行槽式台座需进行强度和稳定性计算强度和稳定性计算。端柱和传力柱的强度。端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受压构件计算。槽式台座端柱抗倾按钢筋混凝土结构偏心受压构件计算。槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力矩及部分张拉力矩组成。覆力矩由端柱、横梁自重力矩及部分张拉力矩组成。1.1.钢混端柱钢混端柱 2.2.砖墙砖墙 3.3.下横梁下横梁 4.4.上横梁上横梁 5.5.传力柱传力柱 6.6.柱垫柱垫 建筑施工技术建筑施工技术 开封大学土木建筑工程学院开封大学土木建筑工程学院 5.1.2 5.1.2 夹具夹具 (1)(1)圆锥齿板式夹圆锥齿板式夹具（锥销夹具）可具（锥销夹具）可分为圆锥齿板式夹分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具，具和圆锥槽式夹具，如如图图5.5.6 6所示。所示。夹具夹具是先张法构件施工