钢绞线或钢丝束无粘结预应力筋.docx

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钢绞线或钢丝束无粘结预应力筋

钢绞线或钢丝束无粘结预应力筋

第一节概述、混凝土发展过程：

素混凝土→钢筋混凝土→预应力混凝土、预应力结构在结构承受外荷载之前预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力以改善结构使用性能的这种结构形式称之为预应力结构。

目前预应力结构不仅用于混凝土工程中而且在钢结构工程中也有应用。

本章讨论预应力混凝土结构的有关施工问题。

第四章预应力混凝土结构工程、对混凝土的要求混凝土强度等级一般不低于C当采用碳素钢丝、钢绞线、V级钢筋（热处理）作预应力时混凝土强度等级不宜低于C。

、预应力的优点：

①截面小重量轻刚度大②抗裂性、耐久性好③节约钢材（－％）④在较大跨度结构中综合经济效益好。

、预应力的施加方法（）根据与构件制作相比较的先后顺序分为：

①先张法②后张法－－按工艺分为：

一般后张法后张自锚法无粘结后张法电热法。

（）按钢筋的张拉方法分为：

①机械张拉②电热张拉。

第二节预应力钢筋、锚（夹）具、张拉机械常用的预应力筋有：

高强钢筋高强度钢丝钢绞线无粘结预应力筋非金属预应力筋。

（一）预应力钢筋a）带纵肋b）无纵肋图热处理钢筋外形热处理钢筋精轧螺纹钢筋图精轧螺纹钢筋的外形图刻痕钢丝的外形刻痕钢丝图预应力钢绞线的截面D钢绞线直径d中心钢丝直径d外层钢丝直径预应力钢绞线a）无粘结预应力筋b）截面示意图无粘结预应力筋聚乙烯塑料套管保护油脂钢绞线或钢丝束无粘结预应力筋　

（二）预应力筋用锚具、夹具及连接器

锚具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夹持预应力筋的永久性锚固装置。

夹具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台座（或设备）上的临时性锚固装置在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置。

连接器用于连接预应力筋的装置。

（三）锚具的种类锚具类型常见锚具支承式镦头锚具螺母锚具锥塞式钢质锥形锚具锥形螺杆锚具夹片式单孔夹片多孔夹片握裹式挤压锚具压花锚具（）支承式锚具a螺母锚具（螺丝端杆锚具）a）螺母锚具b）螺丝端杆c）螺母d）垫板图螺母锚具锚具b镦头锚具

用于单根粗钢筋的镦头锚具一般直接在预应力筋端部热镦、冷镦或锻打成型。

镦头锚具c钢丝束镦头锚具用于锚固多根数钢丝束。

钢丝束镦头锚具分A型与B型。

a）张拉端锚具（A型）b）固定端锚具（B型）图钢丝束镦头锚具一锚环螺母锚板钢丝束（）锥塞式锚具a锥形锚具图锥形锚具锚环锚塞b锥形螺杆锚具图锥形螺杆锚具套简锥形螺杆一垫板螺母钢丝束（）夹片式锚具aJM型锚具a）JM型锚具b）夹片c）锚环图JM型锚具锚环夹片钢筋束和钢绞线束圆钳环方锚环bXM型锚具a）装配图b）锚板图XM型锚具锚板夹片（三片）钢绞线cQM及OVM型锚具型图QM型锚具及配件锚板夹片钢绞线喇叭形铸铁垫板螺旋筋预留孔道用的螺旋管灌浆孔锚垫板cQM及OVM型锚具型QM型锚具型OVM型锚具型（）握裹式锚具a挤压锚具图挤压锚具的构造波纹管螺旋筋钢绞线钢垫板挤压锚具b压花锚具图压花锚具图－多根钢绞线压花锚具波纹管螺旋筋灌浆管钢绞线构造筋压花锚具．夹具（）钢丝的夹具a）圆锥齿板式b）圆锥槽式c）楔形图钢丝用锚固夹具套筒齿板钢丝锥塞锚板楔块a锚固夹具a）钳式b）偏心式c）楔形钢丝的张拉夹具钢丝钳齿拉钩偏心齿条拉环锚板楔块（）钢丝的夹具b张拉夹具（）钢筋夹具图两片式销片夹具锚具、夹具的自锁与自锚夹具本身须具备自锁和自锚能力。

自锁即锥销、齿板或锲块打入后不会反弹而脱出的能力自锚即预应力筋张拉中能可靠地锚固而不被从夹具中拉出的能力。

锚具、夹具的自锁与自锚图锥销式夹具自锁与自锚计算简图例：

锥销式夹具的自锁与自锚锚具、夹具的自锁与自锚另外可以得到这样个结论：

①αμ愈小、μ愈大则夹具的自锚性能愈好②夹具如能满足自锁必定能满足自锚。

张拉机械（）电动张拉机械电动螺杆张拉机图电动螺杆张拉机电动机手柄前限位开关后限位开关减速箱夹具测力器计量标尺螺杆图用卷扬机张拉钢筋台座放松装置横梁预应力筋锚固夹具张拉夹具测力计固定梁滑轮组卷扬机（）电动张拉机械卷扬机（）液压张拉机械a普通液压千斤顶图液压千斤顶成组张拉台模、前后横梁钢筋、拉力架横梁大螺丝杆油压千斤顶放松装置b．拉杆式千斤顶图拉杆式千斤顶张拉原理一主油缸主缸活塞一进油孔一回油缸一回油活塞回油孔连接器传力架拉杆螺母一预应力筋一混凝土构件预埋铁板螺丝端杆b．拉杆式千斤顶c．穿心式千斤顶图YC型千斤顶具和JM型锚的安装工作锚YC型千斤顶工具锚预应力筋束c．穿心式千斤顶图锥锚式千斤顶张拉油缸顶压油缸（张拉活塞）顶压活塞弹簧预应力筋楔块对中套锚塞锚环构件d．锥锚式千斤顶d．锥锚式千斤顶

e．高压油泵　高压油泵分手动和电动两类目前常使用的有：

ZB型、ZB~型、ZB与ZB型等几种其额定压力为~MPa。

油压表的读数表示千斤顶张拉油缸活塞单位面积的油压力。

由于一部分张拉力被油缸与活塞之间的摩阻力所抵消为确定张拉力与油表读数的关系需要进行校验。

校验期一般不超过个月。

预应力筋、锚具、张拉机具的配套使用预应力筋、锚具及张拉机械的配套选用表预应力筋品种锚具形式张拉机械固定端张拉端安装在结构之外安装在结构之内钢绞线及钢绞线束夹片锚具挤压锚具压花锚具挤压锚具夹片锚具穿心式钢丝束夹片锚具镦头锚具挤压锚具挤压锚具镦头锚具夹片锚具穿心式镦头锚具拉杆式锥塞锚具锥锚式、拉杆式精轧螺纹钢筋螺母锚具螺母锚具拉杆式第三节后张法施工

（一）概述学习要求：

·了解钢筋混凝土工程的特点及其发展方向·了解模板的种类、构造和安装·了解钢筋的种类、性能及验收要求·熟悉钢筋混凝土工程的施工过程、施工工艺·掌握钢筋的冷拉及钢筋的配料、代换的计算方法·掌握钢筋混凝土工程质量的检查和评定及质量事故的处理。

学习重点、难点：

模板的设计钢筋的配料及加工钢筋混凝土工程的施工工艺预制钢筋混凝土构件施工。

学习方法：

    采用文字与图片、动画、视频相结合的方式使学习变得生动有趣从而便于学习者快速掌握钢筋混凝土的有关知识。

建议学时数：

学时、定义：

制备留有孔道的混凝土构件混凝土达到设计规定强度后穿筋并用张拉机具张拉钢筋至设计规定应力值借助锚具把预应力筋锚固在构件端部最后孔道灌浆这种预加应力的方法称为后张法。

、特点：

①混凝土的弹性压缩对预应力值的建立无直接影响②锚具不能重复使用成本高③工艺比较复杂（构件制作、留孔、穿筋、张拉、灌浆）④可拼装预制构件（现场拼装）。

、适用范围现场制作大型构件避免大型构件运输的麻烦。

、生产过程（）构件生产阶段（）预加应力阶段（包括锚具、预应力筋制作、张拉、灌浆等）

（二）后张法施工工艺动画一）孔道留设、要求（）孔道尺寸、位置应正确孔道要平顺（）端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线（）孔道直径取决于预应力筋和锚具、保证预应力筋穿入。

、施工方法（）钢管抽芯法－－－适宜于留设直线孔道①方法：

在需留设孔道处预埋钢管在混凝土浇筑、养护中定期慢转钢管以防粘结待混凝土初凝后终凝前抽出钢管形成孔道。

②施工时应注意的问题钢管应平直光滑埋前应除锈刷油位置正确每根长度小于米以便于旋转、抽管恰当掌握抽管时间早：

坍孔晚：

抽管难抽不出来。

一般在初凝后终凝前手指按压混凝土不粘浆又无明显印痕时则可抽管。

常温下一般～小时即可抽管。

抽管顺序和方法先上后下边抽边转速度均匀与孔道保持在同一直线。

（）胶管抽芯法－－适宜于留设直线孔道、曲线孔道、折线孔道等①方法：

在孔道留设处安放胶管（内充气或水、钢丝网胶管）浇筑混凝土养护初凝后通过放气（水）或直接拉形成孔道。

②施工时应注意的问题：

长度～米以内整根管一端抽出。

较长时在中间接长接头处应防漏气、漏水。

抽管顺序：

先上后下先曲后直。

（）预埋波纹管法－－适宜于曲线孔道①方法：

波纹管直接埋设在需留设孔道处不再抽出。

②施工时应注意的问题：

使用前应作灌水试验检查有无渗漏连接用大一号波纹管（接长时）固定：

用钢筋托架并用铁丝绑牢避免反复弯曲。

视频二）预应力筋的张拉核心问题－－预应力筋的应力控制、张拉控制应力和超张拉最大应力（）张拉控制应力（）超张拉最大应力、预应力损失①孔道摩擦损失②锚固损失③钢筋应力松弛损失④混凝土收缩徐变损失⑤受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起应力损失各阶段预应力损失值的组合：

先张法：

后张法：

混凝土预压后的损失（第二批）混凝土预压前的损失（第一批）、张拉程序根据构件类型、张锚体系、松弛损失取值等因素确定。

超张拉％目的：

主要是减少钢筋松弛、混凝土弹性压缩、锚具变形和孔道摩擦等所引起的应力损失。

超张拉％目的：

主要是弥补设计或施工中不可预见的损失。

持荷分钟目的：

主要是为了加速钢筋松弛的早发展。

、张拉力计算（）全部筋一次张拉：

m－超张拉百分率（）同一构件分批张拉设：

分两批张拉则第一批的张拉应力为：

式中：

－第二批预应力筋张拉时在已张拉预应力筋重心处产生的混凝土法向应力。

其中：

Ap－预应力筋截面面积（第一批总截面面积）。

An－混凝土净截面面积。

第一批张拉力：

第二批张拉力：

〖例题〗m预应力折线形屋架混凝土强度等级为CEc=*MPa下弦净截面面积An=cm下弦配制根直径的预应力筋单根预应力筋截面面积Ap=cm钢筋弹性模量Es=*MPa。

采用对角线对称分两批张拉则第二批两根预应力筋的张拉控制应力为MPa单根预应力筋的张拉力为KN第一批预应力筋的张拉控制应力和张拉力计算如下：

（单根钢筋张拉力）、张拉注意事项（）混凝土强度要求：

张拉时应符合设计要求若设计无要求时不应低于％C设计。

块体拼装立缝处混凝土或砂浆强度不应低于MPa或％C设计。

（）多根预应力筋张拉：

当不可能同时张拉时宜分批、对称、分阶段地张拉。

（）重叠多层张拉：

现场生产构件重叠多层构件中预应力的施加其损失自上而下逐层增加。

重叠构件张拉宜先上后下超张拉应力依次增加。

（）张拉方式的影响－－主要是克服、减小摩阻力的影响①一端张拉：

构件长度小于米的直线预应力筋。

②两端同时张拉：

构件长度大于米或曲线预应力筋。

三）孔道灌浆、作用①保护预应力筋防锈。

②使预应力筋与混凝土结构形成整体。

、要求①孔道用灰浆应满足强度、粘结力、流动性、干缩性、泌水性要求②灌浆前混凝土孔道应用压力水冲刷干净并湿润孔壁③灌浆时水泥浆应缓慢均匀地泵入不得中断④灌浆顺序应先下后上以免上层孔道漏浆而将下层孔道堵塞。

四、电热法、什么是电热法？

原理：

电热法张拉预应力筋是利用钢筋热胀冷缩原理来实现。

电热法：

钢筋通电后产生纵向伸长待预应力筋达到规定长度时切断电流并立即锚固然后由于钢筋冷却收缩从而达到建立预应力的目的。

、适用范围Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级冷拉钢筋为预应力筋的一般构件。

不宜用于对抗裂性要求较严的结构。

、优缺点（）优点：

设备简单操作方便劳动强度低。

（）缺点：

张拉应力的控制不太准确。

五、无粘结预应力混凝土定义：

指配有无粘结预应力筋靠锚具传力的预应力混凝土。

后张法预应力施工工艺：

有粘结：

预应力筋与混凝土之间灌浆成永久性粘结。

无粘结：

预应力筋与混凝土之间可永久性相对滑动。

无粘结预应力施工方法是后张法预应力混凝土的发展。

锚固区处理：

P第三节先张法施工

（一）、先张法施工设备先张法常用台座法施工。

组成：

台面、横梁、承力结构。

分为：

墩式台座、槽式台座、桩式台座等。

、墩式台座：

以混凝土墩作为承力结构的台座称为墩式台座。

一般用于生产中小型构件。

（）墩式台座分类：

简易墩式台座重力墩式台座构架式台座、槽式台座用于张拉力和倾覆力矩较大的构件生产。

（二）先张法施工工艺动画工艺流程图：

一）预应力筋的张拉工艺、预应力钢筋张拉程序一般可按下列程序之一进行：

σconσcon（）或σcon（）式中σcon预应力筋的张拉控制应力。

　建立上述张拉程序的目的是为了减少预应力的松弛损失。

所谓“松弛”是在常温下钢材在持续高应力的作用下其应力随时间增长而降低的现象称为松弛。

如应力与温度维持不变钢材的应变随时间而增加的现象则称为蠕变。

应力松弛是预应力筋的重要力学性能。

、张拉顺序（）多根同时张拉（）单根张拉。

、张拉应力的控制

最大张拉应力不得超过表的规定。

张拉控制应力限值表

下列情况下表中的张拉控制应力限值可提高fptk：

①为了提高构件在施工阶段的抗裂性而在使用阶段受压区内设置的预应力筋

②为了部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与台座之间的温差等因素产生的预应力损失。

fptk预应力钢筋强度标准值钢种先张法后张法应力消除钢丝、钢绞线fptkfptk热处理钢筋fptkfptk二）混凝土的浇筑与养护、浇筑要求：

①同一生产线的构件应一次浇筑完毕②构件应避开温度缝③振捣时不应碰撞钢丝④叠层生产时下层混凝土强度达MPa方可浇筑上层构件⑤混凝土的水灰比应严格控制振捣应密实。

、养护：

①自然养护②湿热养护。

三）预应力筋放张、放张要求①混凝土强度应大于％C设（重叠生产指最上层构件）②放张过程中应使预应力构件自由伸缩避免过大的冲击与偏心。

同时还应使台座承受的倾覆力矩及偏心力减小③保证预应力筋与混凝土之间的粘结。

、放张方法①钢丝：

数量少逐根放张数量多同时放张。

②粗钢筋：

数量少逐根加热熔断数量多同时放张。

、放张顺序①．承受轴心预压力的构件所有预应力筋应同时放张②．承受偏心预压力的构件应先同时放张预应力较小区域的预应力筋再同时放张预应力较大区域的预应力筋③．当不能按上述要求放张时应分阶段。

对称、相互交错的方张。

如板类构件应从外向内对称放张小结：

三个重点◎各类锚具的形式及应用◎后张法的定义及特点◎张拉工艺学习要求：

·了解钢筋混凝土工程的特点及其发展方向·了解模板的种类、构造和安装·了解钢筋的种类、性能及验收要求·熟悉钢筋混凝土工程的施工过程、施工工艺·掌握钢筋的冷拉及钢筋的配料、代换的计算方法·掌握钢筋混凝土工程质量的检查和评定及质量事故的处理。

学习重点、难点：

模板的设计钢筋的配料及加工钢筋混凝土工程的施工工艺预制钢筋混凝土构件施工。

学习方法：

    采用文字与图片、动画、视频相结合的方式使学习变得生动有趣从而便于学习者快速掌握钢筋混凝土的有关知识。

建议学时数：

学时