混凝土工程的先张法.ppt

第五章预应力混凝土工程
熟悉先张法、后张法、电热张法的施工工艺；
掌握先张法、预应力筋的控制应力、张拉程序和放张顺序的确定和注意事项；
掌握后张法孔道留设、锚具选择、预应力筋的张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；
了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理及应用；
熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。预应力混凝土：预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用；它是在结构构件承受使用荷载之前，在构件的受拉区域张拉钢筋，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区域的混凝土预先施加压力，产生预压应力，使混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高和混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。

当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝土。
施加预加应力的方法主要有：先张法、后张法、后张自锚法、电热法和自张法等。
为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。
当采用冷拉HRB335、HRB400钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30；
当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。5.1概述5.1概述预应力混凝土结构混凝土预应力钢筋预应力钢筋种类图6-38无粘结预应力筋锚具、夹具及连接器锚具5.1先张法先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。
先张法生产时，可采用台座法和机组流水法。
台座法：预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放张等均在台座上进行；预应力筋放张前，其拉力由台座承受。
机组流水法：构件连同钢模通过固定的机组，按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。
先张法施工工艺流程如图5.2所示。5.1.1先张法施工准备①台墩
台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。
承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。
抗倾覆验算的计算简图如图5.3所示，按下式计算：

式中：K0—台座的抗倾覆安全系数；
M—由张拉力产生的倾覆力矩，kN·m；M=T·e
e—张拉合力T的作用点到倾覆转动点o的力臂，m；
M’－抗倾覆力矩，kN·m。如忽略土压力，则
M’=G1.l1+G2.l2
抗滑移能力按下式验算：

式中Ke—抗滑移安全系数；
T—张拉力合力，kN；
T1—抗滑移的力，kN；对于独立的台墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等产生；对与台面共同工作的台墩，其水平推力几乎全部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。②台面
台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚150mm夯实碎石垫层上，浇筑60～100mm厚C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。
台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有3%的排水坡度。
③横梁
横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，304不锈钢板是锚固夹具临时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。（2）槽式台座
槽式台座由端柱、传力柱、上下横梁和台面组成。
槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。
槽式台座构造如图5.4所示。
槽式台座需进行强度和稳定性计算。
端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受压构件计算。槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力矩及部分张拉力矩组成。先张法夹具分为两类：一类是锚固夹具，将预应力筋固定在台座上；另一类是张拉夹具，张拉时夹持预应力筋。
先张法常采用的预应力筋有钢筋和钢丝，夹具也分为钢筋夹具和钢丝夹具。
（1）钢丝锚固夹具
圆锥齿板式夹具（锥销夹具）：可分为无缝钢管圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具，如图5.5所示。
镦头夹具：如图5.6所示，采用镦头夹具时，将预应力筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。(2)钢筋锚固夹具
钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具、螺丝端杆夹具等。圆套筒三片式夹具由套筒和夹片组（图5.7）。
其型号有YJ12、YJ14，适用于先张法；用YC-18型千斤顶张拉时，适用于锚固直径为12mm、14mm的单根冷拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。(3)张拉夹具
张拉夹具是夹持住预应力筋后，与张拉机械连接起来进行预应力筋张拉的机具。
常用的张拉夹具有月牙形夹具、偏心式夹具、楔形夹具等，如图5.8所示，适用于张拉钢丝和直径16mm以下的钢筋。张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.5倍；张拉机具的张拉行程