预制混凝土工程教学.pptx

2024/3/26 周二1n本章提要：本章提要：n本章内容包括预应力混凝土先张法、后张法和无粘结本章内容包括预应力混凝土先张法、后张法和无粘结预应力混凝土施工等三部分，主要对工艺及特点、预预应力混凝土施工等三部分，主要对工艺及特点、预应力值的建立和传递原理、质量控制及技术措施。应力值的建立和传递原理、质量控制及技术措施。n学习要求：学习要求：n1、了解预应力混凝土的概念及特点；、了解预应力混凝土的概念及特点；n2、了解先张法台座的类型、预应力值的建立和传递原、了解先张法台座的类型、预应力值的建立和传递原理，掌握张拉程序、张拉应力控制和放张方法；理，掌握张拉程序、张拉应力控制和放张方法；n3、了解后张法的施工工艺、锚具类型及张拉设备，掌、了解后张法的施工工艺、锚具类型及张拉设备，掌握预应力筋的制作、张拉方法、张拉程序、张拉预应握预应力筋的制作、张拉方法、张拉程序、张拉预应力的控制；力的控制；n4、了解无粘结预应力筋的制作和铺设要求，掌握张拉、了解无粘结预应力筋的制作和铺设要求，掌握张拉锚固工艺。锚固工艺。5 预应力混凝土工程预应力混凝土工程2024/3/26 周二21 1、概述、概述（1 1）预应力混凝土概念）预应力混凝土概念 由于普通混凝土构件抗裂性能差，为了解决混凝土由于普通混凝土构件抗裂性能差，为了解决混凝土的极限抗拉应变太小而造成容易开裂这一矛盾，在的极限抗拉应变太小而造成容易开裂这一矛盾，在混凝土构件受拉区先施加预压应力，当构件在荷载混凝土构件受拉区先施加预压应力，当构件在荷载作用下，产生拉应力时，首先要抵消混凝土的预压作用下，产生拉应力时，首先要抵消混凝土的预压应力，然后，随着荷载的不断增加，混凝土才受拉应力，然后，随着荷载的不断增加，混凝土才受拉开裂，从而推迟裂缝的出现时间和限制裂缝的发展，开裂，从而推迟裂缝的出现时间和限制裂缝的发展，达到提高构件抗裂度和刚度的目的。达到提高构件抗裂度和刚度的目的。5 预应力混凝土工程预应力混凝土工程2024/3/26 周二3n预应力混凝土构件与普通混凝土构件相比，除能提预应力混凝土构件与普通混凝土构件相比，除能提高构件的抗裂度和刚度外，还具有能增加构件的耐高构件的抗裂度和刚度外，还具有能增加构件的耐久性，节约材料，减少自重等优点。但是在制作预久性，节约材料，减少自重等优点。但是在制作预应力混凝土构件时，增加了张拉工作，相应增添了应力混凝土构件时，增加了张拉工作，相应增添了张拉机具和锚固装置，制作工艺也较复杂。张拉机具和锚固装置，制作工艺也较复杂。n（2 2）分类）分类n按预应力大小分：全预应力混凝土和部分预应力按预应力大小分：全预应力混凝土和部分预应力混凝土。混凝土。n按施加预应力方式分：先张法预应力混凝土、后按施加预应力方式分：先张法预应力混凝土、后张法预应力混凝土和自预应力混凝土。张法预应力混凝土和自预应力混凝土。n按预应力粘结状态分：有粘结预应力混凝土和无按预应力粘结状态分：有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土粘结预应力混凝土。n按施工方法分：预制预应力混凝土、现浇预应力按施工方法分：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。混凝土和叠合预应力混凝土。2024/3/26 周二4n 1 1、先张法、先张法n 先张法是先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的预应先张法是先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的预应力混凝土生产方法。这种方法需要专用的生产台力混凝土生产方法。这种方法需要专用的生产台座和夹具，以便张拉和临时锚固预应力筋，待混座和夹具，以便张拉和临时锚固预应力筋，待混凝土达到设计强度后，放松预应力筋。先张法适凝土达到设计强度后，放松预应力筋。先张法适用于预制厂生产中小型预应力混凝土构件。预应用于预制厂生产中小型预应力混凝土构件。预应力是通过预应力筋与混凝土间的粘结力传递给混力是通过预应力筋与混凝土间的粘结力传递给混凝土的。凝土的。n2 2、后张法是先浇筑混凝土后张拉预应力筋的预应、后张法是先浇筑混凝土后张拉预应力筋的预应力混凝土生产方法。这种方法需要预留孔道和专力混凝土生产方法。这种方法需要预留孔道和专用的锚具，张拉锚固的预应力筋要求进行孔道灌用的锚具，张拉锚固的预应力筋要求进行孔道灌浆。后张法适用于施工现场生产大型预应力混凝浆。后张法适用于施工现场生产大型预应力混凝土构件与结构。预应力是通过锚具传递给混凝土土构件与结构。预应力是通过锚具传递给混凝土的。的。2024/3/26 周二5n3 3、有粘结、有粘结n所谓有粘结预应力混凝土是指预应力筋沿全长均与周所谓有粘结预应力混凝土是指预应力筋沿全长均与周围混凝土相粘结。先张法的预应力筋直接浇筑在混凝围混凝土相粘结。先张法的预应力筋直接浇筑在混凝土内，预应力筋和混凝土是有粘结的；后张法的预应土内，预应力筋和混凝土是有粘结的；后张法的预应力筋通过孔道灌浆与混凝土形成粘结力，这种方法生力筋通过孔道灌浆与混凝土形成粘结力，这种方法生产的预应力混凝土也是有粘结的。产的预应力混凝土也是有粘结的。n4、无粘结、无粘结n无粘结预应力混凝土的预应力筋沿全长与周围混凝土无粘结预应力混凝土的预应力筋沿全长与周围混凝土能发生相对滑动，为防止预应力筋腐蚀和与周围混凝能发生相对滑动，为防止预应力筋腐蚀和与周围混凝土粘结，采用涂油脂和缠绕塑料薄膜等措施。土粘结，采用涂油脂和缠绕塑料薄膜等措施。2024/3/26 周二6第二节 预应力夹具和锚具n一、夹具Gripn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；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。2024/3/26 周二7第二节 预应力夹具和锚具n夹具必须工作可靠，构造简单，使用方便，能多次重复使用。夹具根据工作特点分为张拉夹具和锚固夹具。n张拉夹具:n将预应力筋和张拉机械相连，进行预应力筋张拉；n锚固夹具:n是将预应力筋临时固定在台座横梁上的工具。2024/3/26 周二8第二节 预应力夹具和锚具n二、锚具Anchoragen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。n三、连接器Couplern 用于连接预应力筋的装置。n四、锚具、夹具性能要求n1、预应力筋用锚具、夹具和连接器的性能均应符合现行国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器GBT 14370的规定。2024/3/26 周二9第二节 预应力夹具和锚具n2、在预应力筋强度等级已确定的条件下，预应力筋锚具组装件的静载锚固性能试验结果，应同时满足锚具效率系数(a)等于或大于095和预应力筋总应变(apu)等于或大于20两项要求。n锚具的静载锚固性能，应由预应力筋锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数(a)和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变(apu)确定。锚具效率系数(a)应按下式计算：2024/3/26 周二10第二节 预应力夹具和锚具n Fapuna=n p.Fpmn 式中 Fapu预应力筋锚具组装件的实测极限拉力；n Fpm预 应力筋的实际平均极限抗拉力。由预应力钢材 试件实测破断荷载平均值计算得出；n p预应力筋的效率系数。p应按下列规定取用：预应力筋锚具组装件中预应力钢材为1至5根时，p=1；6至12根时，p=099；13至19根时，p=0.98；20根以上时，p=097。2024/3/26 周二11第二节 预应力夹具和锚具n 当预应力筋锚具(或连接器)组装件达到实测极限拉力(Fapu)时，应由预应力筋的断裂，而不应由锚具(或连接器)的破坏导致试验的终结。预应力筋拉应力未超过08fptk时，锚具主要受力零件应在弹性阶段工作，脆性零件不得断裂。n3、用于承受静、动荷载的预应力混凝土结构，其预应力筋锚具组装件，除应满足静载锚固性能要求外，尚应满足循环次数为200万次的疲劳性能试验要求。2024/3/26 周二12第二节 预应力夹具和锚具n疲劳应力上限应为预应力钢丝或钢绞线抗拉强度标准值。(fptk)的65(当为精轧螺纹钢筋时，疲劳应力上限为屈服强度的80)，应力幅度不应小于80MPa。对于主要承受较大动荷载的预应力混凝土结构，要求所选锚具能承受的应力幅度可适当增加，具体数值可由工程设计单位根据需要确定。2024/3/26 周二13第二节 预应力夹具和锚具n4、在抗震结构中，预应力筋锚具组装件还应满足循环次数为50次的周期荷载试验。组装件用钢丝或钢绞线时，试验应力上限应为08fptk；用精轧螺纹钢筋时，应力上限应为其屈服强 度的90。应力下限均应为相应强度的40。2024/3/26 周二14第二节 预应力夹具和锚具n5、锚具尚应满足分级张拉、补张拉和放松拉力等张拉工艺的要求。锚固多根预应力筋的锚具，除应具有整束张拉的性能外，尚宜具有单根张拉的可能性。n Fgpung=n Fpmn 式中：Fgpu 预应力筋夹具组装件的实测极限拉力。n 试验结果应满足夹具效率系数(g)等于或大于092的要求。n 当预应力筋夹具组装件达到实测极限拉力时，应由预应力筋的断裂，而不应由夹具的破坏导致试验终结。2024/3/26 周二15第二节 预应力夹具和锚具n7、夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安全的重复使用性能。主要锚固零件宜采取镀膜防锈。n8、永久留在混凝土结构或构件中的预应力筋连接器，应符合锚具的性能要求；用于先张法施工且在张拉后还将放张和拆卸的连接器，应符合夹具的性能要求。2024/3/26 周二16第二节 预应力夹具和锚具n四、锚具、夹具和连接器的选用n1、预应力筋用锚具、夹具和连接器按锚固方式不同，可分为n夹片式(单孔和多孔夹片锚具)：JM12（图51）n支承式(镦头锚具、螺母锚具等)：镦头锚具（图52）、螺丝端杆锚具（图53）、帮条锚具（图54）n锥塞式：钢质锥形锚具（图55）n握裹式(挤压锚具、压花锚具等)：锥形螺杆锚具（图56）、压花锚具（图57）。n工程设计单位应根据结构要求、产品技术性能和张拉施工方法，按表51选用锚具。2024/3/26 周二17第二节 预应力夹具和锚具2024/3/26 周二18第二节 预应力夹具和锚具2024/3/26 周二19第二节 预应力夹具和锚具2024/3/26 周二20第二节 预应力夹具和锚具图5-4 帮条锚具1衬板；2帮条；3主筋图5-5钢质锥形锚具1锚环；2锚塞2024/3/26 周二21第二节 预应力夹具和锚具2024/3/26 周二22第二节 预应力夹具和锚具n表51 锚具选用2024/3/26 周二23第二节 预应力夹具和锚具n2、预应力混凝土结构工程用锚具在锚固部位的布置，应根据锚具型号、预应力筋 数量、混凝土强度等级等条件，进行局部 承压验算。锚具间距应满足最小间距的要求。n当锚具下的锚垫板要求采用喇叭管时，宜选用钢制或铸铁的产品，锚垫板下应设置足够的螺旋钢筋或网状分布钢筋。n锚垫板与预应力筋(或孔道)在锚固区及其附近应相互垂直。锚垫板上宜设灌浆孔，此孔还可用于排气或安设水泥浆泌水补偿器。选用锚具时，应根据张拉设备的要求，使现场有足够的操作空间。2024/3/26 周二24第二节 预应力夹具和锚具n3、工程设计选定的锚具或连接器，应在设计图纸上注明型式、规格及性能要求，不得指定生产厂名或以独家产品型号间接指定生产厂名。n 能够适用于高强度预应力钢材的锚具(或连接器)，也可用于较低强度的预应力钢材；仅适用于低强度预应力钢材的锚具(或连接器)，则不得用于高强度的预应力钢材。在施工中，锚具 需要代换时，应经工程设计责任方审核同意。n4、夹具和先张法预应力筋连接器的选用，应根据预应力筋的品种、规格、张拉设备型式以及工艺操作要求，由构件的生产单位或生产线的设计单位确定。2024/3/26 周二25第二节 预应力夹具和锚具n五、进场验收 n（一）锚具进场验收时，需方应按合同核对产品质量证明书中所列的型号、数量及适用于何种强度等级的预应力钢材，确认无 误后应按下列三项规定进行检验。检验合格后方可在工程中应用。n1、外观检查：从每批中抽10的锚具且不应少于10套，检查其外观质量和外形尺寸；并按产品技术条件确定是否合格。n 所抽全部样品均不得有裂纹出现，当有二套表面有裂纹时，则本批应逐套检查，合格者方可进入后续检验组批；2024/3/26 周二26第二节 预应力夹具和锚具n2、硬度检验：对硬度有严格要求的锚具零件，应进行硬 度检验。应从每批中抽取5的样品且不应少于5套，按产品设计规定的表面位置和硬度范围(该表面位置和硬度范围是品质保证条件，由供货方在供货合同中注明)做硬度检验。有一个零件不合格时，则应另取双倍数量的零件重做检验；仍有一件不合格时，则应对本批产品逐个检验，合格者方可进入后续检验组批；2024/3/26 周二27第二节 预应力夹具和锚具n3、静载锚固性能试验在通过外观检查和硬度检验的锚具中抽取6套样品，与符合试验要求的预应力筋组装成3个预应力筋锚具组装件，并应由国家或省级质量技术监督部门授权的专业质量检测机构进行静载锚固性能试验。试验结果应单独评 定，每个组装件试件都必须符合本节四、2条的要求。有一个试件不符合要求时，则应取双倍数量的锚具重做试验；仍有一个试件不符合要求时，则该批锚具应视为不合格品。2024/3/26 周二28第二节 预应力夹具和锚具n在试验过程中，当试验数据已满足本节四、2条的要求而组装件仍未拉断，此时，在能证明锚具的负载能力大于或等于 Fpm，可终止试验，并判定试验结果合格。n 注：1、对于锚具用量不多的工程，如由供货方提供有效试验合格证明文件，经工程负责单位审议认可并正式备案，可不必进行静载验收试验；n2、用于主要承受动荷载的锚具，可按本节四、4条确定的疲劳应力幅度进行疲劳荷载试验。2024/3/26 周二29第二节 预应力夹具和锚具2024/3/26 周二30第二节 预应力夹具和锚具2024/3/26 周二31第二节 预应力夹具和锚具n（二）夹具进场验收时，应进行外观检查、硬度检验和静载锚 固性能试验。检验和试验方法与锚具相同；但静载试验结果应符合本节四、7条的规定。n（三）后张法连接器的进场验收规定应与锚具相同。先张法连接器的进场验收规定应与夹具相同。n（四）划分进场验收批时，只有在同种材料和同一生产工艺条件下生产的产品，才可列为同一批量。锚固多根预应力钢材的锚具或夹具应以不超过1000套为一个验收批；锚固单根预应力钢材的锚具或夹具，每个验收批可扩大为2000套。连接器的每个 验收批不宜超过500套。n每个工程或标段不宜使用两个生产厂家提供的产品。n（五）预应力筋用锚具、夹具和连接器的锚固性能试验方法，应符合有关规定。2024/3/26 周二32n 先张法施工是在浇筑混凝土前在台座上或钢模先张法施工是在浇筑混凝土前在台座上或钢模上张拉预应力筋，并用夹具将张拉完毕的预应力上张拉预应力筋，并用夹具将张拉完毕的预应力筋临时固定在台座的横梁上或钢模上，然后进行筋临时固定在台座的横梁上或钢模上，然后进行非预应力钢筋的绑扎，支设模板，浇筑混凝土，非预应力钢筋的绑扎，支设模板，浇筑混凝土，养护混凝土至设计强度等级的养护混凝土至设计强度等级的75%以上，放松以上，放松预应力筋，使混凝土在预应力筋的反弹力作用下预应力筋，使混凝土在预应力筋的反弹力作用下，通过混凝土与预应力筋之间的粘结力传递预应，通过混凝土与预应力筋之间的粘结力传递预应力，使得钢筋混凝土构件受拉区的混凝土承受力，使得钢筋混凝土构件受拉区的混凝土承受 预压应力。图预压应力。图511为预应力混凝土构件先张法为预应力混凝土构件先张法施工示意图。施工示意图。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二335.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二34n由于先张法施工预应力筋张拉、锚固、混凝土的浇筑、由于先张法施工预应力筋张拉、锚固、混凝土的浇筑、养护、放松，均在台座上进行，预应力筋放松前，其拉养护、放松，均在台座上进行，预应力筋放松前，其拉力都是由台座承受的。由于台座或钢模承受预应力筋的力都是由台座承受的。由于台座或钢模承受预应力筋的张拉能力受到限制，并考虑到构件的运输条件，因此先张拉能力受到限制，并考虑到构件的运输条件，因此先张法施工适于生产中小型预应力混凝土构件，如预应力张法施工适于生产中小型预应力混凝土构件，如预应力楼板、预应力屋面板、中小型预应力吊车梁等构件。楼板、预应力屋面板、中小型预应力吊车梁等构件。n先张法的特点：先张法的特点：预应力筋在台座上或钢模上张拉，由预应力筋在台座上或钢模上张拉，由于台座或钢模承载力有限，先张法一般只能用于生产中于台座或钢模承载力有限，先张法一般只能用于生产中小型构件，而且制造台座或钢模一次性投资大，所以，小型构件，而且制造台座或钢模一次性投资大，所以，先张法多用于预制厂生产，可多次反复利用台座或钢模。先张法多用于预制厂生产，可多次反复利用台座或钢模。n预应力筋用夹具固定在台座上，放松后夹具不起作用预应力筋用夹具固定在台座上，放松后夹具不起作用工具锚，可回收使用。工具锚，可回收使用。n预应力传递靠粘结力。预应力传递靠粘结力。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二35n 5.1.1 台座台座n台座是先张法施工张拉和临时固定预应力筋的支撑结台座是先张法施工张拉和临时固定预应力筋的支撑结构，它承受预应力筋的全部张拉力，因而要求台座必构，它承受预应力筋的全部张拉力，因而要求台座必须具有足够的强度、刚度和稳定性，同时要满足生产须具有足够的强度、刚度和稳定性，同时要满足生产工艺要求。台座按构造型式分为墩式台座和槽式台座。工艺要求。台座按构造型式分为墩式台座和槽式台座。5.1 先张法施工先张法施工n5.1.1.1 5.1.1.1 墩式台座墩式台座n墩式台座是由传力墩、台面和横梁组成的，见图墩式台座是由传力墩、台面和横梁组成的，见图5512122024/3/26 周二36n5.1.1.2 5.1.1.2 槽式台座槽式台座n槽式台座是由钢筋混凝土压杆和上、下横梁以及台面槽式台座是由钢筋混凝土压杆和上、下横梁以及台面组成的，见图组成的，见图513513。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二37n5.1.1.3 墩式台座的稳定性和强度验算墩式台座的稳定性和强度验算 n 墩式台座的稳定性包括台座的抗倾覆和抗滑移的能力。墩式台座的稳定性包括台座的抗倾覆和抗滑移的能力。墩式台座抗倾覆和抗滑移验算的计算简图见图墩式台座抗倾覆和抗滑移验算的计算简图见图5145.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二38n1、抗倾覆验算、抗倾覆验算 n 墩式台座的抗倾覆能力以台座的抗倾覆安全系数墩式台座的抗倾覆能力以台座的抗倾覆安全系数K1表表示。示。nK2 =M1/M 15 n 式中式中 M由张拉力产生的倾覆力矩由张拉力产生的倾覆力矩 M=Te 式中式中 T张拉力的合力张拉力的合力n e张拉力合力张拉力合力T的作用点到倾覆转动点的作用点到倾覆转动点O的力臂的力臂n M1抗倾覆力矩，如不考虑土压力，则抗倾覆力矩，如不考虑土压力，则 M1=G1 L1 十十G2 L2n 式中式中 G1传力墩的自重传力墩的自重nL1传力墩重心至倾覆转动点传力墩重心至倾覆转动点O的力臂的力臂n G2传力墩外伸台面局部加厚部分的自重传力墩外伸台面局部加厚部分的自重nL2传力墩外伸台面局部加厚部分重心至倾覆转动点传力墩外伸台面局部加厚部分重心至倾覆转动点O的力臂的力臂5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二39n 2、抗滑移验算、抗滑移验算 n墩式台座的抗滑移能力以台座的抗滑移安全系数墩式台座的抗滑移能力以台座的抗滑移安全系数K2表表示。示。nK2 =T1/T 1 3 n 式中：式中：T张拉力的合力张拉力的合力 nT1抗滑移力抗滑移力 T1 =N 十十 EP 十十 Fn 式中式中 N台面反力台面反力 n EP 土压力土压力P，P/的合力的合力nF摩阻力摩阻力 n3、墩式台座的强度验算、墩式台座的强度验算：传力墩的牛腿和外伸台面：传力墩的牛腿和外伸台面局部加厚部分，分别按钢筋混凝土结构的牛腿和偏心局部加厚部分，分别按钢筋混凝土结构的牛腿和偏心受压构件计算；横梁按简支梁计算。受压构件计算；横梁按简支梁计算。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二40n5.1.2.张拉机具与夹具张拉机具与夹具n5.1.2.1 张拉夹具张拉夹具n1、偏心式夹具、偏心式夹具:偏心式夹具用作钢丝的张拉。偏心式夹具用作钢丝的张拉。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二41n2、压销式夹具、压销式夹具n 压销式夹具用作直径压销式夹具用作直径1216 mm的的HPB235RRB400级钢筋的张拉夹具。它是由销级钢筋的张拉夹具。它是由销片和楔形压销组成，见图片和楔形压销组成，见图516。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二42n3、套筒连接器、套筒连接器n5.1.2.2 锚固夹具锚固夹具n1、圆锥齿板式夹具及圆锥形槽式夹具、圆锥齿板式夹具及圆锥形槽式夹具n适用于锚固直径适用于锚固直径35mm的冷拔低碳钢丝，也适用于锚的冷拔低碳钢丝，也适用于锚固直径固直径5mm的碳素的碳素(刻痕刻痕)钢丝。钢丝。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二43n2、圆套筒二片式夹具、圆套筒二片式夹具n 圆套筒二片式夹具适用夹持圆套筒二片式夹具适用夹持1216 mm的单根冷拉的单根冷拉HPB235RRB400级钢筋，由圆形套筒和圆锥形夹片级钢筋，由圆形套筒和圆锥形夹片组成如图组成如图518所式。所式。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二44n3、圆套筒三片式夹具、圆套筒三片式夹具n 圆套筒三片式夹具适用夹持圆套筒三片式夹具适用夹持1214 mm的单根冷的单根冷拉拉级钢筋，其构造基本与圆套筒二片式夹具级钢筋，其构造基本与圆套筒二片式夹具构造相同，只不过夹片由三个组成。构造相同，只不过夹片由三个组成。n套筒和夹片均用套筒和夹片均用45号钢制作，套筒热处理后硬度为号钢制作，套筒热处理后硬度为HRC3540，夹片为，夹片为HRC4045。n4、镦头锚具、镦头锚具n 镦头锚具属于自制的锚具。钢丝的镦头是采用液镦头锚具属于自制的锚具。钢丝的镦头是采用液压冷镦机进行的，钢筋直径小于压冷镦机进行的，钢筋直径小于22 mm采用热镦方采用热镦方法，钢筋直径等于或大于法，钢筋直径等于或大于22 mm采用热锻成型方法采用热锻成型方法（图（图519）。）。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二45n5、楔形夹具、楔形夹具 n楔形夹具由锚板与楔块两部分组成，这种夹具适用楔形夹具由锚板与楔块两部分组成，这种夹具适用于锚固直径于锚固直径35mm的冷拔低碳钢丝及碳素钢的冷拔低碳钢丝及碳素钢 丝。丝。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二46n5.1.2.3 5.1.2.3 张拉机械张拉机械n1 1、手动卷筒式张拉机、手动卷筒式张拉机5.1 先张法施工先张法施工图图4.21手动卷筒式张拉机手动卷筒式张拉机2024/3/26 周二47n2、电动卷筒式张拉机、电动卷筒式张拉机5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二48n3 3、电动螺杆张拉机、电动螺杆张拉机n电动螺杆张拉机既可以张拉预应力钢筋也可以张拉预电动螺杆张拉机既可以张拉预应力钢筋也可以张拉预应力钢丝。应力钢丝。5.1 先张法施工先张法施工图图4.23电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机2024/3/26 周二49n 4 4、油压千斤顶、油压千斤顶n 油压千斤顶可张拉单根预应力筋或多根成组预应油压千斤顶可张拉单根预应力筋或多根成组预应力筋。多根成组张拉时，可采用四横梁装置进行，力筋。多根成组张拉时，可采用四横梁装置进行，见图见图524 524。5.1 先张法施工先张法施工图图4.24 油压千斤顶油压千斤顶2024/3/26 周二50n5.1.3 5.1.3 先张法施工工艺先张法施工工艺n先张法施工工艺流程（见教材先张法施工工艺流程（见教材P127P127图图5.6 5.6）。）。n5.1.3.1 5.1.3.1 预应力筋铺设预应力筋铺设n1 1、预应力筋切割、预应力筋切割：砂轮机锯或切断机切断，不得用：砂轮机锯或切断机切断，不得用电弧切割。电弧切割。n2 2、隔离：、隔离：台座涂刷隔离剂防止粘结，同时防止隔离台座涂刷隔离剂防止粘结，同时防止隔离剂污染预应力筋。剂污染预应力筋。n3 3、铺设：、铺设：用牵引车铺设。用牵引车铺设。n5.1.3.2 5.1.3.2 预应力筋的张拉及预应力值校核预应力筋的张拉及预应力值校核 n1 1张拉控制应力的确定张拉控制应力的确定n 预应力筋的张拉控制应力按预应力筋的张拉控制应力按混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010-2002GB50010-2002规定取值。规定取值。n 2 2、张拉程序、张拉程序 n01.05concon 01.05concon （持荷（持荷2min2min）n 或或01.03con01.03conn 5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二51n 第一种张拉程序中第一种张拉程序中，超张拉，超张拉5 5并持荷并持荷2min2min，其目的，其目的是为了在高应力状态下加速预应力松弛早期发展，以是为了在高应力状态下加速预应力松弛早期发展，以减少应力松弛引起的预应力损失。减少应力松弛引起的预应力损失。n第二种张拉程序中第二种张拉程序中，超张拉，超张拉3 3，其目的是为了弥补，其目的是为了弥补预应力筋的松弛损失，这种张拉程序施工简单，一般预应力筋的松弛损失，这种张拉程序施工简单，一般多被采用。以上两种张拉程序是等效的，可根据构件多被采用。以上两种张拉程序是等效的，可根据构件类型、预应力筋与锚具种类、张拉方法、施工速度等类型、预应力筋与锚具种类、张拉方法、施工速度等选用。选用。采用第一种张拉程序时，千斤顶回油至稍低于采用第一种张拉程序时，千斤顶回油至稍低于concon，再进油至再进油至concon，以建立准确的预应力值。，以建立准确的预应力值。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二52n第二种张拉程序，超张拉第二种张拉程序，超张拉3%3%是为了弥补应力松弛引起的是为了弥补应力松弛引起的损失，根据国家建委建研院损失，根据国家建委建研院“常温下钢筋松弛性能的试常温下钢筋松弛性能的试验研究验研究”一次张拉一次张拉0con0con，比超张拉持荷再回到，比超张拉持荷再回到控制应力控制应力01.05concon 01.05concon ，（持荷，（持荷2min2min）n应力松弛大应力松弛大2-3%2-3%，因此，一次张拉到，因此，一次张拉到1.03con1.03con后锚固，后锚固，是同样可以达到减少松弛效果的。且这种张拉程序施工是同样可以达到减少松弛效果的。且这种张拉程序施工简便，一般应用较广。简便，一般应用较广。5.1 先张法施工先张法施工2.什么叫超张拉？什么叫超张拉？预应力筋的张拉应力值超过规范规定的控制应力值，称预应力筋的张拉应力值超过规范规定的控制应力值，称为超张拉。为超张拉。目的目的主要是为了减少松弛引起的应力损失值。主要是为了减少松弛引起的应力损失值。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB500102002规定：预应力规定：预应力钢筋张拉控制应力钢筋张拉控制应力con不宜超过表不宜超过表5一一2规定的张拉控制规定的张拉控制应力的限值，以确保张拉力不超过其屈服强度，使预应应力的限值，以确保张拉力不超过其屈服强度，使预应力筋处于弹性工作状态，对混凝土建立有效的预压应力。力筋处于弹性工作状态，对混凝土建立有效的预压应力。但也不应小于但也不应小于0.4fptk2024/3/26 周二53n当符合下列情况之一时，表当符合下列情况之一时，表5.1中张拉控制应力限值中张拉控制应力限值可提高可提高0.05fptk。n要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋；段受压区内设置的预应力钢筋；n要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。生的预应力损失。n预应力筋张拉锚固后实际预应力值与工程设计规定预应力筋张拉锚固后实际预应力值与工程设计规定检验值的相对允许偏差为检验值的相对允许偏差为5%。5.1 先张法施工先张法施工n表表5、1 张拉控制应力限值张拉控制应力限值2024/3/26 周二54n3、预应力筋的检验、预应力筋的检验n预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定检验值的允许偏差的规定检验值的允许偏差的5%。n当采用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的当采用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对伸长值。实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许偏差为允许偏差为6。预应力筋的计算伸长值。预应力筋的计算伸长值L(单位单位为为mm)按下式计算：按下式计算：n L=FP L/A P ESn FP 预应力筋的平均张拉力，预应力筋的平均张拉力，kN。直线筋取张。直线筋取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋，取张拉端的拉力拉端的拉力；两端张拉的曲线筋，取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二55nL预应力筋的计算伸长值（预应力筋的计算伸长值（mm）；）；nA P一预应力筋的截面面积，（一预应力筋的截面面积，（mm2)n ES预应力筋的弹性模量，预应力筋的弹性模量，kNmm2。n 预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为10控制应力时开始量测控制应力时开始量测(初应力取值应不低于初应力取值应不低于10的的con，以保证预应力筋拉紧，以保证预应力筋拉紧)，但必须，但必须加上初应力以下的推算伸长值。对于后张法，加上初应力以下的推算伸长值。对于后张法，尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。值。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二56nL/=L1+L2 CnL/预应力筋张拉时的实际伸长值（预应力筋张拉时的实际伸长值（mm)；n L1初应力至最大张拉控制应之间的实际伸初应力至最大张拉控制应之间的实际伸长值（长值（mm)；n L2初应力以下的推算伸长值（初应力以下的推算伸长值（mm）；）；nC施加预应力时，后张法预应力混凝土构件施加预应力时，后张法预应力混凝土构件弹性压缩值（弹性压缩值（mm）；）；n预应力筋初应力以下的推算伸长值预应力筋初应力以下的推算伸长值 L2可根据弹可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系，用计算性范围内张拉力与伸长值成正比的关系，用计算法或图解法确定。法或图解法确定。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二57n计算法是根据张拉时预应力筋应力与伸长值的关系计算法是根据张拉时预应力筋应力与伸长值的关系来推算。如某预应力筋张拉应力从来推算。如某预应力筋张拉应力从0.3con增加到增加到04con钢筋伸长量钢筋伸长量4mm，若初应力确定为，若初应力确定为10con，则其，则其L 2为为4mm。n图解法是建立直角坐标，伸长值为横坐标，张拉应图解法是建立直角坐标，伸长值为横坐标，张拉应力为纵坐标，将各级张拉力的实测伸长值标在图上，力为纵坐标，将各级张拉力的实测伸长值标在图上，绘制张拉力与伸长值关系曲线绘制张拉力与伸长值关系曲线CAB，然后延长此，然后延长此线与横坐标交于线与横坐标交于O1点，则点，则OO1段即为推算伸长值。段即为推算伸长值。如图如图 525 所示。所示。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二585.1 先张法施工先张法施工图图 525 L 2长度图解法长度图解法2024/3/26 周二59n当同时张拉多根预应力筋时，应预先调整初应力，当同时张拉多根预应力筋时，应预先调整初应力，使各根预应力筋均匀一致；使各根预应力筋均匀一致；n钢丝张拉锚固后，用钢丝测力计测定预应力钢丝钢丝张拉锚固后，用钢丝测力计测定预应力钢丝张拉预应力值的方法：张拉预应力值的方法：n测力计的原理测力计的原理5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二605.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二61n5.1.3.3 预应力筋放张预应力筋放张n1、放张要求、放张要求n(1)放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。当设计无要求时，不得低于设计的混凝土强度求。当设计无要求时，不得低于设计的混凝土强度标准值的标准值的75。n(2)对于重叠生产的构件，要求最上一层构件的混对于重叠生产的构件，要求最上一层构件的混凝土强度不低于设计强度标准值的凝土强度不低于设计强度标准值的75时方可进时方可进行预应力筋的放张。行预应力筋的放张。n(3)过早放张预应力筋会引起较大的预应力过早放张预应力筋会引起较大的预应力 损失或损失或产生预应力筋滑动。产生预应力筋滑动。n(4)预应力混凝土构件在预应力筋放张前要对混凝预应力混凝土构件在预应力筋放张前要对混凝土试块进行试压，土试块进行试压，以确定混凝土的实际强度。以确定混凝土的实际强度。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二62n2、放张顺序、放张顺序n预应力筋的放张顺序，应符合设计要求。当设计无预应力筋的放张顺序，应符合设计要求。当设计无专门要求时，应符合下列规定：专门要求时，应符合下列规定：n（1）对承受轴心预压力的构件）对承受轴心预压力的构件(如压杆、桩等如压杆、桩等)，所，所有预应力筋应同时放张；有预应力筋应同时放张；n（2）对承受偏心预压力的构件，应先同时放张预压）对承受偏心预压力的构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋再同时放张预压力较大区域力较小区域的预应力筋再同时放张预压力较大区域的预应力筋；的预应力筋；n（3）当不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、）当不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、相互交错地放张，以防止放张过程中构件发生翘曲、相互交错地放张，以防止放张过程中构件发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象；裂纹及预应力筋断裂等现象；n（4）放张后预应力筋的切断顺序，宜由放张端开始，）放张后预应力筋的切断顺序，宜由放张端开始，逐次切向另一端。逐次切向另一端。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二63n 3、放张方法、放张方法n 对于预应力钢丝混凝土构件，分两种情况放法；对于预应力钢丝混凝土构件，分两种情况放法；配筋不多的预应力钢丝放张采用剪切、割断和熔断的配筋不多的预应力钢丝放张采用剪切、割断和熔断的方法自中间向两侧逐根进行，以减少回弹量，利于脱方法自中间向两侧逐根进行，以减少回弹量，利于脱模。配筋较多的预应力钢丝放张采用同时放张的方法，模。配筋较多的预应力钢丝放张采用同时放张的方法，以防止最后的预应力钢丝因应力突然增大而断裂或使以防止最后的预应力钢丝因应力突然增大而断裂或使构件端部开裂。构件端部开裂。5.1 先张法施工先张法施工2024/3/26 周二64n 对于预应力钢筋混凝土构件，放张应缓慢进行。对于预应力钢筋混凝土构件，放张应缓慢进行。配筋不多的预应力钢筋，可采用剪切、割断或加热熔配筋不多的预应力钢筋，可采用剪切、割断或加热熔断逐根放张。配筋较多的预应力钢筋，所有钢筋应同断逐根放张。配筋较多的预应力钢筋，所有钢筋应同时放张，可采用楔块或砂箱等装置进行缓慢放张。时放张，可采用楔块或砂箱等装置进行缓慢放张。n 楔块放张楔块放张n 楔块装置放置在台座与横梁之间，放张预应力筋楔块装置放置在台座与横梁之间，放张预应力筋时，旋转螺母使螺杆向上运动，带动楔块向上移动，时，旋转螺母使螺杆向上运动，带动楔块向上移动，钢块间距变小，横梁向台座方向移动，便可同时放松钢块间距变小，横梁向台座方向移动，便可同时放松预应力筋预应力筋(见图