资源简介

(共34张PPT)
情境六 预应力混凝土工程施工
学习目标
知识目标：
1、了解预应力混凝土的特点，了解夹具、锚具、张拉机具的构造和使用方法
2、掌握先张法、后张法预应力混凝土施工的施工工艺；
3、掌握后张法无黏结预应力混凝土的施工新工艺工程。
4、熟悉后张法施工时孔道的留设方法和后张法施工中孔道灌浆的作用和方法
情境六 预应力混凝土工程施工
学习目标
能力目标：
1、会认识预应力混凝土使用的材料。
2、会认识预应力混凝土施工机械设备和生产设施
3、会理解先张法、后张法预应力混凝土施工的生产工艺
4、会理解后张无黏结预应力混凝土施工新工艺过程
情境六 预应力混凝土工程施工
学习目标
素质目标：
1、培养收集信息和编制工作计划的能力
2、培养观察、分析、判断、解决问题的能力和创新能力
3、培养组织、协调和沟通能力
4、培养工作态度、责任心、团队意识、协作能力
挤压器 墩头机
高压油泵 千斤顶
JPM夹片式锚具
挤压式锚具 螺母锚具
压花机
初步认识机具设备
情境六 预应力混凝土工程施工
主要内容
任务6-1先张法施工
任务6-2后张法施工
任务6-3无粘结预应力混凝土施工工艺
任务6-2后张法施工
【工作任务】
后张法预应力混凝土专项施工方案编写
任务描述: 3-5人为一个小组，角色分工，然后阅读某项目使用预应力混凝土施工的图纸资料，进行必要的查阅资料和分析，结合任务，编写后张法预应力混凝土专项施工方案，并对成果进行讨论交流和互相评价。
任务分析：以小组为单位，拟订后张法预应力混凝土施工方案，作为预应力混凝土施工项目学习的检验成果，并提交教师审核。
任务6-2后张法施工
【知识准备】
1、张拉设备与锚具
1）张拉设备
预应力筋用张拉设备是由液压张拉千斤顶、电动油泵和外接油管等组成。
（1）拉杆式千斤顶
拉杆式千斤顶适用于张拉以螺丝端杆锚具为张拉锚具的粗钢筋，张拉以锥形螺杆锚杆为张拉锚具的钢丝束，张拉以DM5A型镦头锚具为张拉锚具的钢丝束；构造见图6-12。
图6-12拉杆式千斤顶的构造
任务6-2后张法施工
（2）YC-60型穿心式千斤顶
YC-60型穿心式千斤顶适用于张拉各种型式的预应力筋，YC-60型穿心式千斤顶既能张拉预应力筋，又能顶压锚具锚固预应力筋，故又称为穿心式双作用千斤顶，构造及工作示意图见图6-13。
图6-13 YC-60型穿心式千斤顶的构造及工作示意图
任务6-2后张法施工
（3）锥锚式双作用千斤顶
锥锚式双作用千斤顶适用于张拉以KT-Z型锚具为张拉锚具的钢筋束和钢绞线束，张拉以钢质锥形锚具为张拉锚具的钢丝束。
锥锚式双作用千斤顶的构造和工作过程见图6-14。
图6-14锥锚式双作用千斤顶的构造和工作过程
任务6-2后张法施工
2）锚具
在后张法中预应力筋的锚具与张拉机械是配套使用的，不同类型的预应力筋形式，采用不同的锚具。
（1）单根粗钢筋的锚具
单根粗钢筋用作预应力筋时，张拉端采用螺丝端杆锚具，固定端采用帮条锚具或镦头锚具。
图6-16帮条锚具
图6-15 螺丝端杆锚具
任务6-2后张法施工
（2）钢筋束（钢绞线束）锚具
钢筋束、钢绞线束采用的锚具有JM型、XM型、QM型和镦头锚具等。其中镦头锚具用于非张拉端。
①JM型锚具。JM型锚具由锚环和夹片组成，夹片呈扇形如图6-17所示。
图6-17 JM12-6锚具
图6-17 JM12-6锚具
补充：锚具、夹具和连接器的标记
示例： JM 12-6
产品代号
企业体系代号，需要时标注
预应力钢材根数
预应力钢筋直径
锚具、夹具和连接器的标记由产品代号、预应力钢筋直径、预应力钢材根数三部份组成(生产企业的体系代号只在需要时加注)。
表示为锚固6根直径为12mm预应力砼用钢绞线的夹片式群锚锚具
任务6-2后张法施工
②XM型锚具。由锚环和夹片组成，利用楔形夹片，将每根钢绞线独立地锚固在带有锥形的锚环上，形成一个独立的锚固单元，如图6-18所示。
图6-18 XM型锚具
③QM型锚具。QM型锚具与XM型锚具相似，它也是由锚板和夹片组成如上右图
工作锚板
工作夹片
锚垫板
螺旋筋
波纹管
预应力筋
多孔夹片式锚具
灌浆孔
任务6-2后张法施工
④镦头锚具。镦头锚具适用于预应力钢筋束固定端锚固用，由固定板和带镦头的预应力筋组成（图6-19）。
图6-19镦头锚具
已镦好的Φ7钢丝
镦头锚具与预应力钢丝束
A型
B型
高强钢丝束
钢绞线束
任务6-2后张法施工
预应力钢绞线
预应力锚固体系
预应力锚固体系包括锚具、夹具和连接器。
预应力锚固体系总成图
张拉端锚具
锚固端锚具
连接器
波纹管及预应力筋
任务6-2后张法施工
2、后张法施工工艺
先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。
工艺过程：浇筑混凝土结构或构件(留孔)→养护拆模→(达75%强度后)穿筋张拉→固定→孔道灌浆→(砂浆达15N/mm2，混凝土达100%后)移动、吊装。
适用于大构件及结构的现场施工—预制拼装，结构张拉。其特点是不需台座，但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。
后张法施工工艺如图6-20所示。
任务6-2后张法施工
图6-20后张法施工示意图
任务6-2后张法施工
后张法施工工艺与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。其施工工艺流程见图6-21所示。
图6-21后张法施工工艺流程
任务6-2后张法施工
（1）孔道留设
孔道留设是后张法预应力混凝土构件制作中的关键工序之一。孔道留设的方法有钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋波纹管法等。1)钢管抽芯法
钢管抽芯法适用于留设直线孔道。较长时构件可采用两根钢管，中间用套管连接，其连接方法见图6-22。
图6-22 钢管连接方式
任务6-2后张法施工
2)胶管抽芯法
胶管抽芯法利用的胶管有5～7层的夹布胶管和钢丝网胶管，应将它预先敷设在模板中的孔道位置上，胶管每间隔不大于0.5m距离用钢筋井字架予以固定。采用夹布胶管预留孔道时，胶管两端应有密封装置，见图6-23。
图6-23 胶管封端
任务6-2后张法施工
胶管抽芯法
T梁中的预应力钢丝束
任务6-2后张法施工
3)预埋波纹管法
预埋波纹管法就是利用与孔道直径相同的金属管埋入混凝土构件中，无需抽出。波纹管外形按照每两个相邻的折叠咬口之间凸出部(波纹)的数量分为单波纹和双波纹，见图6-24。
图6-24波纹管外形
预制构件的孔道留设
任务6-2后张法施工
复合材料波纹管
塑料波纹管 金属螺旋管
任务6-2后张法施工
波纹管的连接采用大一号同型波纹管。接头管的长度为200～300mm，用塑料热塑管或密封胶带封口，见图6-25。
图6-25波纹管的连接
任务6-2后张法施工
（2）预应力筋的制作
预应力筋的制作与钢筋的直径、钢材的品种、锚具的类型、张拉设备和张拉工艺有关。目前常用的预应力筋有单根钢筋、钢筋束或钢绞线束。
（3）预应力筋的张拉
1）张拉条件
预应力筋张拉时，构件的混凝土强度应符合设计要求；如设计无要求时，混凝土强度不应低于设计强度等级的75％。
2）张拉程序
张拉程序有超张拉法（0→1.05σcon(持荷2min)→σcon）和一次张拉法（0→1.03σcon)两类。
3）张拉控制应力的确定
预应力筋的张拉控制应力按《混凝土结构设计规范》取值。参见先张法。
任务6-2后张法施工
4）张拉顺序
预应力筋的张拉顺序, 应使混凝土不产生超应力、 构件不扭转与侧弯、 结构不变位等, 因此, 对称张拉是一条重要原则。
图 屋架下弦杆预应力筋张拉程序
图 吊车梁预应力筋张拉程序
箱梁采取超张拉
预应力筋张拉
预应力箱梁的分批、对称张拉 预应力T梁的分批张拉
任务6-2后张法施工
5)张拉方法
为了减少预应力筋与预留孔道摩擦引起的损失，对于抽芯成形孔道，曲线形预应力筋和长度大于24m的直线形预应力筋，应采取两端同时张拉的方法。
锚具安装 千斤顶安装 夹片安装 张拉施工
任务6-2后张法施工
预应力筋张拉
任务6-2后张法施工
（4）孔道灌浆
预应力筋张拉锚固后，孔道应及时灌浆以防止预应力筋锈蚀，增加结构的整体性和耐久性。灌浆前混凝土孔道应用压力水冲刷干净并润湿孔壁。灌浆顺序应先下后上，以避免上层孔道漏浆而把下层孔道堵塞。孔道灌浆可采用电动灰浆泵，灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加压至0.5～0.6MPa并稳压一定时间，以确保孔道灌浆的密实性。
灌浆管
任务6-2后张法施工
【任务实施】
以小组为单位进行后张法施工方案编制，内容包含如下：
1、说明工程概况
2、编写施工总体计划
3、主要施工工艺流程
预应力张拉顺序、张拉顺序流程图、张拉顺序说明、施工操作要点、预应力筋的下料和穿束、孔道安装定位、张拉预埋件的安装、混凝土浇筑、预应力钢束的张拉、孔道压浆、封锚以及施工中可能出现的问题及处理方法
任务6-2后张法施工
【知识拓展】
真空辅助压浆知识：
真空辅助压浆是在预应力筋孔道的一端采用真空泵抽吸孔道中的空气，使孔道内形成负压0.1MPa的真空度，然后在孔道的另一端采用灌浆泵进行压浆。对超长孔道、大曲率孔道、扁管孔道、腐蚀环境的孔道等压浆尤其有利。
1．对水泥浆的要求
2．施工工艺
3.灌浆质量要求

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