第11章预应力混凝土材料与施工

第11章预应力混凝土材料与施工11.1预应力筋1.对预应力钢筋性能的要求①强度高；②具有一定的塑性；③具有良好的加工性能；④与混凝土之间有较好的粘结强度。⑤具有低松弛性。钢筋预应力钢筋强度设计值（N/mm2）预应力钢绞线刻痕钢丝光面螺旋肋种类符号fptkfpyf’py钢绞线1×3φS1860132039017201220157011101×7186013203901220消除应力钢丝光面螺旋肋φPφH177012504101670118015701110刻痕φI15701110410热处理钢筋40Si2MnφHT1470104040048Si2Mn45Si2Cr11.2混凝土1.混凝土预应力混凝土结构所用的混凝土，需满足以下要求：①强度高；②收缩、徐变小；③快硬、早强；④弹性模量高。11.3预加应力的方法及锚夹具11.3.1预加应力的方法按其结构上加力的方式不同，主要分两大类：1）外部预加应力法；2）内部预加应力法。预应力混凝土结构主要采用机械法。根据张拉预应力筋与浇筑构件混凝土的先后次序，可分为先张法和后张法两种。1.先张法台座法：用专门设计的台座墩子承受预应力筋的张拉反力，用台座的台面作为构件底模的一种生产方法。采用折线筋的方法来弥补曲线形预应力筋。2.后张法施加预应力的方法先张法施工过程演示后张法施工过程演示在台座上张拉预应力钢筋至控制应力在台座上张拉预应力钢筋至控制应力用夹具临时固定预应力钢筋支模并浇灌混凝土蒸汽养护至强度不低于75%设计值切断预应力筋钢筋回缩砼受压先张法的基本工序浇灌混凝土制作构件并预留孔道养护混凝土到规定的强度值孔道穿筋并张拉预应力筋至控制应力在张拉端用锚具锚住预应力钢筋在孔道内压力灌浆混凝土受压后张法的基本工序11.3.2锚具和夹具锚具的定义锚具是后张法中为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上的永久性锚固装置。夹具是先张法中为保持预应力筋的拉力并将其固定在台座上的临时性锚固装置；或后张法中夹持预应力筋的临时性锚固装置。对锚具的要求：（1）安全可靠，具有足够的强度和刚度（2）预应力损失小，预应力筋在锚具内尽可能不产生滑移。（3）构造简单、紧凑，制作方便，用钢量少（4）张拉锚固方便迅速，设备简单。锚具的分类锚具类型支承式锥塞式握裹式螺母锚具镦头锚具JM型BM型OVM型QM型XM型挤压锚具压花锚具夹具类型钢丝夹具钢筋夹具锲形圆锥齿板式钢筋镦头螺母锚具销片式夹具圆锥槽式夹具的分类道路与桥梁工程中常用的锚夹具有：1.螺丝端杆式锚具(a)螺丝端杆锚具(b)锥形螺杆锚具传力机理：螺丝端杆锚具其施力过程就是在单根预应力粗钢筋的两端各焊以一短段螺丝端杆，套以螺帽和垫板而成，预应力通过螺丝端杆传到螺帽，再通过垫板传到顶留孔道口四周的混凝土构件上，从而使混凝土产生预压应力。适用范围：该种锚具适用于后张法锚固28根以下的碳素钢丝束，2.锥形锚具(GZ型锚具)主要用于钢丝束的锚固锥形锚的优点：锚固方便；锚具面积小；便于在梁体上分散布置；效率高。缺点：锚固时钢丝的回缩量较大；应力损失较其它锚具大；不能重复张拉和接长；使筋束设计长度受到千斤顶行程的限制。改进措施：为防止受震松动，必须及时给预留孔道压浆。适用范围：国外同类型的弗式锚具，已有较大改进和发展，不仅能用于锚固钢丝束，而且也能锚固钢绞线束，其最大锚固能力已达到10000kN。3.墩头锚具主要用于锚固钢丝束，也可锚固直径在14mm以下的钢筋束。镦头锚优点：1）锚固可靠，不会出现锥形锚那样的“滑丝”问题；2）锚固时的应力损失很小；3）镦头工艺，操作简便迅速。缺点：1）筋束张拉吨位过大，钢丝数很多，施工亦显麻烦；2）墩头式锚具要求钢筋下料尺寸很精确，如果误差过大，在张拉时可能由于各钢丝受力不均匀发生断丝现象。4．钢筋螺纹锚具借粗钢筋两端的螺纹，在钢筋张拉后直接拧上螺帽进行锚固，钢筋的回缩力由螺帽经支承垫板承压传递给梁体而获得预应力。5．夹片锚具JM12锚具用于锚固3～6根直径12mm的互相干行放置的钢筋束或5～6根由7ф4mm钢丝绞结成的互相平行的钢绞线束，QM型锚具和锚头•XM型锚具•OVM锚具的夹片夹片锚具配套示意图（5）固定端锚具压头机的工作原理压花锚具锚具和夹具图例DM型镦头锚具螺母锚具锚具和夹具图例QM型锚具灌浆孔锚垫板锚板预留孔道用的螺旋管螺旋筋11.3.3张拉设备及其它设备主要可分为张拉设备、预应力筋（丝）墩粗设备、刻痕及压波设备、冷拉设备、对焊设备、灌浆设备及测力设备等。现将千斤顶、制孔器、压浆机等设备简要介绍如下。1.千斤顶夹片锚张拉千斤顶安装示意图2.制孔器现将常用的预埋金属波纹管简单介绍如下：螺旋金属波纹管，简称波纹管。在浇筑混凝土之前，将波纹管按筋束设计位置，绑扎于与箍筋焊连的钢筋托架上，再浇筑混凝土，结硬后即可形成穿束的孔道。使用波纹管制孔的穿束方法，有先穿法与后穿法两种。先穿法：即在浇筑混凝土之前将筋束穿入波纹管中，绑扎就位后再浇筑混凝土；后穿法：即是浇筑混凝土成孔之后再穿筋束。3.连接器