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(共27张PPT)
模块4 预应力混凝土工程施工
先张法施工
后张法施工
无黏结预应力混凝土施工
01
02
03
CONTENT
知识目标
●熟悉夹具、锚具和连接器的性能与选用方法。
●熟悉张拉设备的选用方法。
●掌握先张法的施工工艺。
●掌握后张法的施工工艺及预应力筋的制作方法。
●了解无黏结预应力技术。
PART 01
先张法施工
4.1 先张法施工
先张法是指在浇筑混凝土之前，先张拉预应力筋，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黏结力时，放松预应力筋，在预应力筋的反弹力作用下，使构件受拉区的混凝土承受顶压应力。预应力筋的张拉力主要是由预应力筋与混凝土之间的黏结力传递给混凝土的。图4-1为预应力混凝土构件先张法（台座）生产示意图。
4.1 先张法施工
4.1 先张法施工
先张法生产可采用台座法和机组流水法。
台座法是在台座上生产构件，即预应力筋的张拉、固定混凝土的浇筑与养护、预应力筋的放松等工序均在台座上进行。机组流水法是利用钢模板作为固定预应力筋的承力架，构件连同模板通过固定的机组，按流水方式完成其生产过程。
先张法适用于生产定型的中、小型构件，如空心板、屋面板、吊车梁、檩条等。先张法施工中常用的预应力筋有钢丝和钢筋两类。
4.1.1 先张法的施工设备
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，它承受预应力筋的全部张拉力。台座必须具有足够的强度、刚度和稳定性，同时要满足生产工艺的要求。
墩式台座由承力台墩、台面和横梁组成，如图4-2所示。
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墩式台座
槽式台座
槽式台座是由端柱、传力柱和上、下横梁及砖墙组成的，如图4-3所示。
4.1.1 先张法的施工设备
4.1.1 先张法的施工设备
2.夹具
1）夹具的要求
预应力夹具应当具有良好的自锚性能和松锚性能，应能多次重复使用。需敲击才能松开的夹具，必须保证其对预应力筋的锚固没有影响，且对操作人员的安全不造成威胁。当夹具达到实际的极限拉力时，全部零件不应出现肉眼可见的裂缝和破坏。
夹具（包括锚具和连接器）进场时，除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外，还应按规定进行外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验验收。
4.1.1 先张法的施工设备
2）锚固夹具
锚固夹具是将预应力筋临时固定在台座横梁上的工具。常用的锚固夹具有以下几类：
（1）钢质锥形锚具。GE钢质锥形锚具（弗氏锚）由锚塞和锚圈组成，可锚固标准强度为1 570 MPa的?5高强度钢丝束，配用YDC1000型穿心式千斤顶张拉、顶压锚固。
（2）钢质锥形夹具。钢质锥形夹具主要用来锚固直径为3～5 mm的单根钢丝夹具，如图4-4所示。
（3）镦头夹具。镦头夹具适用于预应力钢丝固定端的锚固，是将钢丝端部冷镦或热镦形成镦粗头，通过承力板锚固，如图4-5所示。
4.1.1 先张法的施工设备
4.1.1 先张法的施工设备
3）张拉夹具
张拉夹具是将预应力筋与张拉机械连接起来进行预应力张拉的工具。常用的张拉夹具有月牙形夹具、偏心式夹具和楔形夹具等，如图4-6所示。
4.1.1 先张法的施工设备
3.张拉设备
张拉设备要求工作可靠，能准确控制应力，能以稳定的速率加大拉力。先张法常用的张拉设备有油压千斤顶、卷扬机、电动螺杆张拉机等。
1）油压千斤顶
油压千斤顶可张拉单根或多根成组的预应力筋。在张拉过程中可直接从油压表读取张拉力值。成组张拉时由于拉力较大，一般用油压千斤顶张拉，图4-7为油压千斤顶成组张拉装置。
4.1.1 先张法的施工设备
2）卷扬机
在长线台座上张拉钢筋时，由于一般千斤顶的行程不能满足长台座的要求，所以可采用卷扬机张拉小直径预应力筋（见图4-8），用杠杆或弹簧测力。弹簧测力时，宜设行程开关，当张拉到规定应力时，能自行停机。
4.1.1 先张法的施工设备
3）电动螺杆张拉机
电动螺杆张拉机由螺杆、电动机、变速箱、测力计及顶杆等组成（见图4-9），可单根张拉预应力钢丝或钢筋。张拉时，顶杆支于台座横梁上，用张拉夹具夹紧钢筋后，开动电动机，由皮带、齿轮传动系统使螺杆做直线运动，从而张拉钢筋。这种张拉的特点是运行稳定，螺杆有自锁性能，故电动螺杆张拉机恒载性能好，速度快，张拉行程大。
4.1.1 先张法的施工设备
4.1.2 先张法的施工工艺
先张法的施工工艺流程如图4-10所示。
4.1.2 先张法的施工工艺
1.预应力筋的铺设、张拉
（1）预应力筋的材料要求。铺设预应力筋前先做好台面的隔离层，隔离剂应选用非油质类模板隔离剂，不得使预应力筋受污，以免影响预应力筋与混凝土的黏结。
碳素钢丝因强度高、表面光滑而与混凝土的黏结力较差，必要时可采取表面刻痕和压波措施来提高钢丝与混凝土的黏结力。
钢丝接长可借助钢丝拼接器用20~22号钢丝密排绑扎，如图4-11所示。
4.1.2 先张法的施工工艺
4.1.2 先张法的施工工艺
（2）预应力筋张拉应力的确定。预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。施工如采用超张拉，可比设计要求提高5%，但其最大张拉控制应力不得超过表4-1的规定。
4.1.2 先张法的施工工艺
（3）预应力筋张拉力的计算。预应力筋张拉力（P）按式（4-1）计算：
P=(1+m)σconAp （4-1）
式中，m为超张拉百分率（%）；σcon为张拉控制应力（N/mm2）；Ap为预应力筋截面面积(mm2)。
（4）张拉程序。预应力筋的张拉程序可按0→103%σcon或0→105%σconσcon进行。在第一种张拉程序中，超张拉3%是为了弥补预应力筋的松弛损失，这种张拉程序施工简便，一般多采用。
4.1.2 先张法的施工工艺
（5）预应力筋伸长值与应力的测定。预应力筋张拉后，一般应校核预应力筋的伸长值。如实际伸长值与计算伸长值的偏差超过±6%，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，才可继续张拉。预应力筋的实际伸长值宜在初应力约为10%σcon时开始测量，但必须加上初应力以下的推算伸长值。
预应力筋的位置不允许有过大偏差，对设计位置的偏差不得大于5 mm，也不得大于构件截面最短边长的4%。
（6）张拉伸长值的校核。预应力筋伸长值（ΔL）的取值范围为ΔL(1-6%)～ΔL(1+6%)。
预应力筋张拉完毕后即应浇筑混凝土。混凝土的浇筑应一次完成，不允许留设施工缝。预应力混凝土构件的混凝土强度等级一般不低于C30；当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋做预应力筋时，混凝土的强度等级不宜低于C40。采用平卧叠浇法制作预应力混凝土构件时，其下层构件混凝土的强度需达到8～10 MPa后才可浇筑上层构件混凝土，并应有隔离措施。
2.混凝土的浇筑与养护
4.1.2 先张法的施工工艺
4.1.2 先张法的施工工艺
3.预应力筋的放张
（1）放张方法。对于配筋不多的中、小型构件，钢丝可用砂轮锯或切断机等方法放张；对于配筋较多的混凝土构件，钢丝应同时放张，若逐根放张，最后几根钢丝会因承受过大的拉力而突然断裂，并且构件端部也容易开裂。
消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋不得用电弧切割，宜用砂轮锯或切断机切断。当预应力筋的数量较多时，可用千斤顶（见图4-12）、砂箱（见图4-13）、楔块（见图4-14）等装置放张。
4.1.2 先张法的施工工艺
4.1.2 先张法的施工工艺
（2）放张顺序。预应力筋的放张顺序应满足设计要求，如设计无要求时应满足下列规定：
①对轴心受预压构件（如压杆、桩等）所有预应力筋应同时放张。
②对偏心受预压构件（如梁等）应先放张预压力较小区域的预应力筋，然后再放张预压力较大区域的预应力筋。
③当不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、相互交错地放张，以防止构件在放张过程中发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。
④对配筋不多的中、小型预应力混凝土构件，钢丝可用剪切、锯割等方法放张；对配筋较多的预应力混凝土构件，钢丝应同时放张。
⑤预应力筋为钢筋时，若数量较少可逐根加热熔断放张；若数量较多且张拉力较大，应同时放张。

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