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第7章 预应力工程施工
7.1 概述
弓的中间为什么要弯一下？由现代力学知识知道，一根直的竹材可以想象是由许多薄竹片一层层粘在一起的。当竹子弯成弧形，外层竹片受拉力，内层竹片受压力。如果拉弓的劲越大，竹材弯的越厉害，当力达到不能承受的时候，就会出现裂纹甚至折断。为了让竹材承受较大的弯力，而外层不致裂开,于是古人想到,将竹材向相反的方向预先弯一下，使外层先受些压力,内层先受些拉力。等到使用弓的时候，外层受拉，内层受压，便可从内部先抵消一些力，而使弓承受的力增大，这样，“弓”的样子就形成了。先向反方向弯一下，用现代的工程术语叫做“加预应力”。
先弯一下会产生预应力，这种方法在古代最先应用于制弓。早期的记载不详，宋代时著名学者沈括在《梦溪笔谈》里做了有关的记述，该文总结得很精辟，说：“（弓）揉其材令仰”。“揉”的意思是“弯曲”，“令仰”就是“向相反方向弯一下”的意思。这样制作的弓，力量就大了。出土所见战国时代的弓，中部正是向内弯的，说明当时制弓工匠已懂得预应力的应用。
国外预应力技术最早在1896年由奥地利的孟特尔（J.Mandl）提出，而先将预应力混凝土技术用于实用阶段的是法国工程师弗雷西奈（F.Freyssinet），他在对混凝土和钢材受力性能进行了大量研究和总结前人经验的基础上，考虑到混凝土收缩和徐变产生的损失，于1928年指出了预应力混凝土必须采用高强钢材和高强混凝土。
预应力混凝土的定义：根据需要人为地引入某一数值的反向荷载，用以部分或全部抵消使用荷载的一种加筋混凝土。
（1）预加应力使混凝土脆性材料成为弹性材料；
（2）预加应力充分发挥了高强钢材的作用，使其与混凝土能共同作用；
（3）预加应力平衡了结构外荷载。
预应力混凝土的定义：
应用
1、预应力楼板
桥梁、建筑、轨枕、电杆、桩、压力管道、贮罐、水塔等，而且也扩大应用到高层、高耸、大跨、重载与抗震结构、土木工程、能源工程、海洋工程、海洋运输等许多新的领域。
2、预应力桥面梁板斜拉索桥，
3、原子反应堆压力容器
4、预应力高强混凝土管桩
5、大悬臂结构
分类
1、先张法 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。
2、后张法 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。
3、有粘结
预应力筋沿全长均与周围混凝土相粘结。
4、无粘结 预应力筋沿全长与周围混凝土能发生相对滑动
5、其他介绍：
马公桥的特种预应力施加法，索膜结构（校园小公园），张弦梁结构等。
先张法
后张法
(Pretension)
后张法
Post-tension
预应力筋
A、高强钢丝
B、钢绞线
C、高强度粗钢筋
D、纤维增强塑料
钢绞线
钢绞线是用2、3、7股高强钢丝扭结而成的一种高强预应力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢绞线的公称直径为9.5~15.2 mm，通常用于无粘结预应力筋，强度可高达1860MPa。2股和3股钢绞线用途不广，仅用于某些先张法构件，以提高与混凝土的粘结强度。
无粘结预应力束
锚具
张拉完后
预应力材料准备
预应力设备准备
预应力筋安装
安装锚具并张拉
留孔材料准备、锚具准备
预应力钢材准备
有粘结预应力：
安装波纹管、穿钢束
预应力工程施工工艺流程
千斤顶配套标定
灌浆设备准备
无粘结预应力：
安装无粘结预应力筋
灌浆并封锚
有粘结灌浆
施工中应注意的问题
1、预应力混凝土工程应由有预应力施工资质的组织承担施工任务。施工单位应定期组织施工人员进行技术培训。
2、 预应力筋用锚具、夹具和连接器在贮存运输及使用期间均应妥善保管维护，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤、混淆和散失。
3、 预应力筋张拉时，应有安全措施。预应力筋两端的正面严禁站人 。
4、封头混凝土应填塞密实并与周围混凝土粘结牢固。无粘结预应力筋的铅固穴槽中，可填堵微膨胀砂浆或环氧树脂砂浆。
7.2 先张法
钢 模
编笼、滚焊
预应力管桩的生产在工厂内进行，利用高强螺旋肋的钢丝作为预应力筋，混凝土强度等级可达C60～C80，采用离心法生产，高压釜蒸汽养护。
预应力混凝土管桩的桩端加强钢板套箍
管桩钢丝
螺旋箍筋
上料
离心成型
高压蒸养
类型
规格
施工方法
桩尖型式
桩节连接
7.3 后张法
灌浆现场
灌浆现场
灌浆现场
7.4 预应力在桥梁中的应用
水面进索方式的挂索施工
挂索过程中桥面护索系统
斜拉索张拉
京沪高铁箱梁制作
京沪高铁箱梁运输
京沪高铁箱梁运输
7.5 预应力在钢结构中的应用
施加方法
根据结构类型不同，向结构中引入预应力的方法也多种多样，如拉索法、支座位移法、弹性变形法、冷作硬化法等等。但在国内外工程实践中采用较多的当属拉索法。
国家体育馆（张弦梁）

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