资源简介

(共27张PPT)
项目5 预应力混凝土工程施工
主要内容：本单元内容包括先张法施工、后张法施工、无粘结预应力混凝土施工等。
学习要求：
1.掌握预应力筋锚具、夹具和连接器应用。
2.熟悉先张法、后张法和无粘结预应力施工工艺。
张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，应按设计规定采用。
控制应力的数值直接影响预应力的效果。施工中采用超张拉工艺，使超张拉应力比控制应力提高3%～5%。
预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高3%～5%，但其最大张拉控制应力不得超过表5.1的规定。
2.1　张拉控制应力和张拉程序
任务1先张法施工
表4.1　张拉控制应力限值
钢　筋　种　类 张　拉　方　法
先张法 后张法
消除应力钢丝、钢绞线
热处理钢筋 0.75fptk
0.70fptk 0.75fptk
0.65fptk
张拉程序可按下列之一进行：
　　　　　　　　　　　　　　　　
　或　
　
　其中σcon为预应力筋的张拉控制应力
为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用
　的张力程序。
预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序0→103%σcon。
所谓“松弛”，即钢材在常温、高应力状态下具有不断产生塑性变形的特点。
1）预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。张拉时预应力筋的理论伸长值与实际伸长值的误差应在规范允许范围内（± 6％）。
预应力筋理论伸长值ΔL按下式计算：
　 式中 　FP —预应力筋平均张拉力，kN；轴线张拉取张拉端的拉力；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；
? L —预应力筋的长度，mm；
? AP —预应力筋的截面面积，mm2；
　　　 　 ES —预应力筋的弹性模量，kN/mm2。
2.2　预应力值的校核
预应力筋实际伸长值受许多因素影响，如钢材弹性模量变异、量测误差、千斤顶张拉力误差、孔道摩阻等，故规范允许有± 6％的误差。
预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为10%σcon时测量( 初应力取值应不低于10％的σcon ，以保证预应力筋拉紧) ，但必须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值。
△L ′= △L1 + △L2－C
△ L′——预应力筋张拉时的实际伸长值（mm)；
△ L1——初应力至最大张拉控制应之间的实际伸长值（mm)；
△ L2——初应力以下的推算伸长值（mm）；
C——施加预应力时，后张法预应力混凝土构件弹性压缩值（mm）；
预应力筋初应力以下的推算伸长值△L2可根据弹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。
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0.3σcon增加到0.4σcon钢筋伸长量4mm，若初应力确定为10％σcon，则其ΔL ′为4mm。
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，绘制张拉力与伸长值关系曲线 CAB，然后延长此线与横坐标交于O1点，则OO1段即为推算伸长值。如图所示。
2）先张法预应力筋张拉后与设计位置的偏差不得大于 5mm，且不得大于构件截面最短边长的4%。
3）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。
4）用钢丝测力计测定预应力钢丝张拉力的方法：
测力计的原理如图所示， 若在受拉钢丝的某一段L，设两支点A、B，并在AB段的中点加一横向力(与钢丝垂直）P，则钢丝将产生挠度f，若钢丝的拉力为N，根据力的平行四边形定律有：N = PL/4F，令L为定值，又若取f为一常数，即挠度不变时，则上式中拉力N和P力成正比。
我国自制 2CN—1型双表测力计就是根据这一原理制成的。如图5.13。2CN—1型钢丝测力计工作时，先将挂钩2勾住钢丝，旋转螺丝9使测头与钢丝接触，此时百分表4和百分表5读数均为零，继续旋转螺丝9，使测挠度百分表4读数达到实验确定的常数时，从测力百分表5的读数便可知道钢丝的拉力N。
（1） 钢筋的接长与冷拉
钢丝的接长
一般用钢丝拼接器用20～22号铁丝密排绑扎(图4.14)。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于40倍钢丝直径；高强度钢丝不得小于80倍钢丝直径。
2.3　张拉前的准备
预应力钢筋的接长与冷拉
预应力钢筋一般采用冷拉HRB400和RRB400热轧钢筋。预应力钢筋的接长及预应力钢筋与螺丝端杆的连接，宜采用对焊连接，且应先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的强度。预应力钢筋的制作，一般有对焊和冷拉两道工序。
预应力钢筋铺设时，钢筋与钢筋、钢筋与螺丝端杆的连接可采用套筒双拼式连接。
(2) 钢筋（丝）的镦头
预应力筋（丝）固定端采用镦头夹具锚固时，钢筋（丝）端头要镦粗形成镦粗头。
镦头一般有热镦和冷镦两种工艺。
热镦在手动电焊机上进行，钢筋（丝）端部在喇叭口紫铜模具内，进行多次脉冲式通电加热、加压形成镦粗头（图5.15）。
冷镦是利用模具在常温下对金属棒料镦粗（常为局部镦粗）成形的锻造方法。冷镦多在专用的冷镦机上进行，便于实现连续、多工位、自动化生产。
(3) 预应力筋的张拉力和伸长值的计算
控制张拉力：FP=σcon·AP·n??
超张拉力：F=（103～105）%σcon·AP·n??
伸长值：
　　式中 σcon?—预应力张拉控制应力，kN/mm2；
　　? AP —预应力筋截面面积，mm2；
　　　 n —同时张拉预应力筋的根数；
　　? ES —预应力筋的弹性模量，kN/mm2；
? 　　 L?—预应力筋的长度，mm。
（4） 张拉机具设备及仪表定期维护和校验
　　　 张拉设备应配套校验，以确定张拉力与仪表读数的关系曲线，保证张拉力的准确，每半年校验一次。设备出现反常现象或检修后应重新校验。张拉设备宜定岗负责，专人专用。
（5） 预应力筋（丝）的铺设
长线台座面（或胎模）在铺放钢丝前，应清扫并涂刷隔离剂。一般涂刷皂角水溶性隔离剂，易干燥，污染钢筋易清除。涂刷均匀不得漏涂，待其干燥后，铺设预应力筋，一端用夹具锚固在台座横梁的定位承力板上，另一端卡在台座张拉端的承力板上待张拉。在生产过程中，应防止雨水或养护水冲刷掉台面隔离剂。
（1） 张拉前的准备
检查预应力筋的品种、级别、规格、数量（排数、根数）是否符合设计要求。
预应力筋的外观质量应全数检查，预应力筋应符合展开后平顺，没有弯折，表面无裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等。
张拉设备是否完好，测力装置是否校核准确。
横梁、定位承力板是否贴合及严密稳固。
2.4　预应力筋的张拉
预应力筋张拉后，对设计位置的偏差不得大于5mm，也不得大于构件截面最短边长的4%。
在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。
张拉、锚固预应力筋应专人操作，实行岗位责任制，并做好预应力筋张拉记录。
在已张拉钢筋（丝）上进行绑扎钢筋、安装预埋铁件、支承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。
（2） 预应力筋张拉注意事项
为避免台座承受过大的偏心力，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。
钢质锥形夹具锚固时，敲击锥塞或楔块应先轻后重，同时倒开张拉设备并放松预应力筋，两者应密切配合，既要减少钢丝滑移，又要防止锤击力过大导致钢丝在锚固夹具处断裂。
对重要结构构件（如吊车梁、屋架等）的预应力筋，用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。
同时张拉多根预应力钢丝时，应预先调整初应力（10%σcon），使其相互之间的应力一致。
混凝土的收缩是水泥浆在硬化过程中脱水密结和形成的毛细孔压缩的结果。混凝土的徐变是荷载长期作用下混凝土的塑性变形，因水泥石内凝胶体的存在而产生。
为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。
预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工作完成后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成，不允许留设施工缝。
2.5　混凝土的浇筑与养护
采用机械振捣密实时，要避免碰撞钢丝。混凝土未达到一定强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。
预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护，自然养护不得少于14d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。
当预应力混凝土采用湿热养护时，要尽量减少由于温度升高而引起的预应力损失。
为了减少温差造成的应力损失，采用湿热养护时，在混凝土未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过20°C。
（1） 放张要求
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标准值的75％。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75％时方可进行预应力筋的放张。过早放张预应力筋会引起较大的预应力损失或产生预应力筋滑动。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，以确定混凝土的实际强度。
2.6　预应力筋放张
（2） 放张顺序
预应力筋放张时，应缓慢放松锚固装置，使各根预应力筋缓慢放松。
预应力筋放张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可按下列要求进行：
承受轴心预应力构件的所有预应力筋应同时放张；
承受偏心预压力构件，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的预应力筋。
不满足上面要求的，应分阶段、对称、相互交错进行放张，以防止放张过程中构件产生弯曲和预应力筋断裂。
长线台座生产的钢弦构件，剪断钢丝宜从台座中部开始；
叠层生产的预应力构件，宜按自上而下的顺序进行放松；
板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。
（3） 放张方法
放张前，应拆除侧模，使放张时构件能自由压缩，否则将损坏模板或使构件开裂。预应力筋的放张工作，应缓慢进行，防治冲击。
① 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，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。
② 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、割断或加热熔断逐根放张。放张单根预应力筋，一般采用千斤顶放张，如图5.16(a)所示。配筋较多的预应力钢筋，所有钢筋应同时放张，可采用楔块（如图5.16（c））或砂箱（如图5.16（b））等装置进行缓慢放张。
楔块放张：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，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（见图5.16）。楔块放张，一般用于张拉力不大于300kN的情况。
砂箱放张：砂箱装置放置在台座和横梁之间，它由钢制的套箱和活塞组成，内装石英砂或铁砂。预应力筋张拉时，砂箱中的砂被压实，承受横梁的反力。预应力筋放张时，将出砂口打开，砂缓慢流出，从而使预应力筋缓慢地放张。砂箱装置中的砂应采用干砂并选定适宜的级配，防止出现砂子压碎引起流不出的现象或者增加砂的空隙率，使预应力筋的预应力损失增加。采用砂箱放张，能控制放张速度，工作可靠，施工方便，可用于张拉力大于1000kN的情况，见图 5.16。

展开更多......

收起↑