预应力混凝土工程课件
(一)张拉预应力筋:
• 1、张拉程序
•
0→1.05σcon(持荷2分钟)→σcon
•
0→1.03σcon
•
超张拉——减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损
失。
2、控制应力及最大应力:
超张拉可比设计要求提高5%,但最大 张拉控制应力不得超过下列规定:
预应力筋种类 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 • 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 • 冷拉钢筋 • fptk:极限抗拉强度标准值 • fpyk:屈服强度标准值
con
• (2)从台座中间向两侧进行(防偏心损坏台座)
• (3)多根成组张拉,初应力应一致(测力计抽查)
• (4)拉速平稳,锚固松紧一致,设备缓慢放松
• (5)拉完的筋位置偏差≯5mm,且≯构件截面短边的4%
• (6)冬施张拉时,温度≮-15℃
• (7)注意安全:两端严禁站人,敲击楔块不得过猛。
(二)混凝土浇筑与养护:
• 2、方法: • ①钢管抽芯法(直孔)——钢管应平直、光滑,用前刷油;
每根长≯15米,每端伸出500mm;两根接长,中间用木塞及套管 连接;用钢筋井字架固定,@≯1米;浇混凝土后每10~15分钟 转动一次;混凝土初凝后、终凝前抽管;抽管先上后下,边转边 拔。(灌浆孔间距≯12米)
• ②胶管抽芯法--用于长孔或曲线孔。有一定刚度或充 压;钢筋井字架@≯0.5米;混凝土达一定强度后拔管。
•张拉端——
• JM-12型锚具:锚环、夹片用45#钢。
– 可锚3~6根直径12的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线;
• KT-Z型锚具:可锚3~6根直径12的HRB400~500级筋
• 单孔夹片式锚具:二片式、三夹片(直、斜开缝);
• 多孔夹片式锚具:XM型、QM型、OV型、BS型…
•非张拉端——钢筋可用镦头锚具(固定板);
单孔夹片式锚具
vlm型工作锚板、夹片
多孔夹片锚固体系
多孔锚固体系构造图
•2、筋的制作:
• 工序:冷拉→下料→编束。
• 下料长度 l : – 两端张拉: l =l0+2a – 一端张拉: l =l0+a+b • a--张拉端留量(600~850mm,由机具定) • b--非张拉端外露长度(80~100mm)
为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥其 作用这一矛盾,人们创造了对混凝土施加预应力的方法。
即在结构或构件受拉区域,通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回 弹力施加给混凝土,使混凝土受到一个预压应力,产生一定的 压缩变形。当该构件受力后,受拉区混凝土的拉伸变形,首先 与压缩变形抵消,然后随着外力的增加,混凝土才逐渐被拉伸 ,明显推迟了裂缝出现时间 。
• 按施工顺序分:先张法;
•
后张法。
• 按张拉方法分:
•
机械张拉(液压或电动螺杆)
•
电热张拉
预应力工程施工工艺流程
预应力材料准备
预应力设备准备
预应力钢材准备
千斤顶配套标定
留孔材料准备、锚具准备
灌浆设备准备ຫໍສະໝຸດ 预应力筋安装安装锚具并张拉
灌浆并封锚
有粘结预应力: 安装波纹管、穿钢束 无粘结预应力: 安装无粘结预应力筋
• 3、张拉设备:
•
锥锚式双作用千斤顶;
•
拉杆式千斤顶;
•
穿心式千斤顶。
钢丝束的编束 锥形螺杆锚具的预紧
锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶的安装示意图
二、有粘结后张法施工工艺
(一)孔道留设:
• 1、要求:位置准确;内壁光滑; –端部预埋钢板垂直于孔道轴线(中心线); –直径、长度、形状满足设计要求(直径与锚具及筋有关)。
•
• 3、张拉设备:
• 锥锚式千斤顶(YZ60、YZ85) – ――用于KT-Z及钢制锥形锚具;
• 穿心式千斤顶(YC60、YC120) – ――用于KT-Z及JM-12、JM-15锚具
• 大孔径穿心式千斤顶(YCD、YCQ、YCW型) – --用于大吨位钢绞线束(群锚)
锥锚式千斤顶构造简图
YCD型千斤顶工作示意图
先张法 后张法
0.80fptk 0.75fptk 0.95fpyk
0.75fptk 0.7fptk 0.9fpyk
3、张拉要点:
• (1)张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值
• 与设计计算值的偏差不得超过±6% ,否则应停拉;
• ΔL计=
NP • L AP • ES
•
ΔL实=10%
时量取+以后的推算值
• 1.条件:混凝土达到设计规定且≮75%强度值后。 • 2.方法: • 锯断,剪断,熔断(仅限于Ⅰ~Ⅲ级冷拉筋)。 • 3.要点: • 放张顺序: • 轴心受压构件同时放; • 偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的,再同时放大的
区域的; • 其它构件,应分阶段、对称、相互交错放张。 • 粗筋放张应缓慢(砂箱法、楔块法、千斤顶)。
构架式
桩基构架式
锚桩式台座
上横梁 下横梁
砖墙 压杆
槽式台座
砖墙 压杆
(二)夹具:
• 1、锚固夹具:
• ①锥形(锥销式、二片式、三片式) • ——锚固单根直径12~14预应力筋;
• ②镦头锚具—带槽螺栓、梳子板。 • 用于:冷拉筋(热镦),
•
冷拔丝(热、冷镦),
•
碳素钢丝(冷镦)。
• 要求:镦头强度不低于材料强度的98%,
• 非张拉端——用镦头锚具(锚板),DM5B
准备穿的预应力钢绞丝束
锥形螺杆锚具 镦头锚具
钢质锥形锚具
• 2、钢丝束制作:下料→编束→安锚具。
• (1)下料长度:用钢质锥形锚具时,同钢筋束;
•
用锥形螺杆锚具时——
• (2)下料方法:
•
采取应力下料,控制应力取300N/mm2。
• (3)编束:
•
测量直径,同束误差≯0.1mm;
工具锚
缸体 顶压器 工作锚
活塞
YCQ型千斤顶的操作顺序
(三)钢丝束:
•1、锚具: • 张拉端—— • 锥形螺杆锚具(由锥形螺杆、套筒、螺母组成,锚14、16、20、
24、28根φb5钢丝束等); • 钢质锥形锚具(由锚环、锚塞组成,锚18根以下φ5钢丝); • 镦头锚具(DM5A,锚12~54根φ 5钢丝)。
有粘结灌浆
先张法施工
• 工艺过程:张拉固定钢筋→浇混凝土→养护(至75%强度)→放 松钢筋
• 适用于:构件厂生产中、小型构件(楼板、屋面板、吊车梁、薄 腹梁……)
预应力空心板
夹具 横梁 台座
预应力筋
A、张拉预应力筋
台面
混凝土构件
B、浇筑混凝土构件
C、放张施加预应力
一、先张法施工的设备
• (一)台座:
一、预应力筋、锚具和张拉机具
• 锚具按锚固性能分两类:
– 锚具性能
Ⅰ类
Ⅱ类
– 锚具效率系数 – 锚具的总应变 • 用途:
ηa≧0.95 ηa≧0.9 εu≧2.0% εu≧1.7%
• Ⅰ类——承受动、静载的无粘结、有粘结的预应力混凝土;
• Ⅱ类——有粘结、预应力筋的应力变化不大的部位。
(一)单根粗筋(直径18~36mm):
螺旋管上留灌浆孔
螺旋管的固定
(二)预应力筋张拉:
• 1.张拉条件: • ①结构的混凝土强度符合设计要求或达75%强度标准值; • ②做好各种准备工作。
•
钢丝束长度差值≯L/5000、≯5mm。
•
成组张拉长度≯10m的钢丝,长度极差≯2mm
• 2、张拉夹具:偏心式、楔形。
圆套筒二片式夹具 锥销夹具
圆套筒三片式夹具
方套筒二片式夹具
固定端镦头夹具 单根镦头钢筋螺杆夹具
接千斤顶
高强镦头钢丝用梳筋板夹具
镦头梳筋板夹具(制作预应力圆孔板用)
张拉钩 承力架
• 2、施加预应力的目的:
• ①提高结构或构件的抗裂度;
• ②提高结构或构件的刚度; • ③充分发挥高强钢材的作用; • ④把散件拼成整体。
• 3、施加预应力的方法:
•
张拉结构或构件受拉区中的预应力钢筋,并锚固在其端部,
将钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上,即产生预应力。
• 4、预应力混凝土的施工方法:
• 1、混凝土一次浇完,混凝土≮C30。 • 2、防止较大徐变和收缩:选收缩变形小的水泥,水灰比≯0.5,
级配良好,振捣密实(特别是端部)。 • 3、防止碰撞、踩踏钢丝。 • 4、减少应力损失:非钢模台座生产,采取二次升温养护,(开
始温差≯20℃,达10MPa后按正常速度升温)。
(三) 预应力筋放松:
拉杆式千斤顶 连接套筒
(三)张拉机械
• 1、穿心式千斤顶:
•
YC-20型,最大拉力20t、行程200mm,
•
适于12~20单根钢筋。
• 2、电动螺杆:
•
拉力30~60t、行程800mm,
•
用于:钢筋、钢丝。
• 3、卷扬机+滑车组。
电动螺杆张拉机的工作原理图
二、先张法施工工艺
活塞 钢套箱 进砂口 钢套箱底板
砂子 出砂口
砂箱放张法
螺杆螺母
横梁
承力板
台座
钢钢钢 块楔块
块
楔块放张法
后张法施工
• 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→(浆达15N/mm2,混凝 土达100%后)移动、吊装。
• 适于:大构件及结构的现场施工——预制拼装,结构张拉。 • 特点:不需台座;但工序多、工艺复杂,锚具不能重复利用。
有粘结螺纹管预留孔道
南京火车站站前广场高架桥的镀锌金属波纹管安 装,波纹管内已穿入钢绞线。