课题6预应力施工张拉材料1

1第1讲预应力材料与机具第2讲预应力施工2第1讲预应力材料及机具1概述2预应力钢筋3预应力锚固体系4张拉机具5一般规定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3【教学要求】了解预应力砼的特点和工作原理；掌握预应力锚固体系的组成；掌握锚夹具类型及张拉设备。【教学重点】预应力锚固体系的组成。【教学难点】锚(夹)具、张拉机具的构造及使用方法；41概述普通钢筋砼构件的抗拉极限应变只有0.1--0.15×10-3。构件砼受拉开裂时，受拉钢筋的应力仅达1/4--1/3，钢筋的抗拉强度未能充分发挥。1.1预应力砼工作原理(混凝土为什么要加预应力？）受压区－砼受拉区－钢筋51概述预应力砼是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对砼施加预压应力。使用阶段的构件在外荷载作用下产生拉应力时，先要抵消预压应力（人为的一如某一数值的反向荷载），这就推迟了砼裂缝的出现并限制了裂缝的开展，从而提高构件的抗裂度和刚度。预拉区受压区－砼受拉区－钢筋f2-f16普通钢筋混凝土梁和预应力钢筋混凝土梁71.2建立预压应力的方法是通过对受拉区的预应力钢筋进行张拉、锚固、放松，借助预应力钢筋的弹性回缩，使受拉区砼事先获得预压应力来实现的。砼箱梁中的预应力筋T梁中的预应力钢丝束8预应力砼的种类按施加预应力方式分按预应力筋的粘结状态分按施工方式分先张法预应力砼后张法预应力砼有粘结预应力砼无粘结预应力砼预制预应力砼现浇预应力砼91.先张法张拉钢筋浇筑混凝土切断钢筋，混凝土预压预应力由混凝土与钢筋间的粘结力来传递2.后张法预应力由构件两端锚具实现浇筑混凝土构件（预留孔道）穿预应力钢筋、张拉锚固钢筋，孔道灌浆比较先、后张法按施加预应力方式分10根据预应力筋与混凝土之间是否存在粘结有粘结预应力砼浇混凝土构件，并在构件中预留孔道在构件中预留孔道中穿钢筋并张拉锚固灌浆后张法依靠工作锚具来传递和保持预加应力这种做法钢筋与砼结为整体称为有粘结力预应力砼。11根据预应力筋与混凝土之间是否存在粘结无粘结预应力砼无粘结预应力束无粘结预应力混凝土结构一般指在预应力筋外面涂防腐油脂外包塑料套管防止与混凝土粘结、按后张法制作的预应力混凝土结构。无粘结预应力与有粘结的施工工艺基本特点相似，区别在于：由于避免了预留孔道、穿预应力筋以及灌浆等施工工艺，无粘结预应力的施工过程较为简单；预应力筋与混凝土无粘结，预应力完全依靠锚具传递，因此对锚具的要求高得多。12按施工方式分预制预应力砼现浇预应力砼131.4预应力工艺的应用1）先张法的应用先张法主要应用于道路桥梁工程中桥面空心板、简支梁等。在基础工程中应用的预应力方桩及管桩等。预应力双T板桥面预应力空心板预应力方桩142）后张法的应用后张法不但用于桥梁中的T形梁、箱形梁等构件，且在大跨度的现浇结构及空间结构中的应用也日趋成熟；在特种结构如塔体的竖向预应力,尤其为桥梁工程的悬索结构、斜拉结构提供了丰富的发展空间。预应力箱梁竖向预应力斜拉索张拉152预应力钢筋预应力钢筋宜采用螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松驰钢铰线，精轧螺纹钢筋等。预应力钢筋是指在预应力结构中用于建立预加应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋等。螺旋肋钢丝刻痕钢丝161）预应力钢绞线钢绞线是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合，并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、柔性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝贵。钢绞线可分为光面钢绞线、无粘结钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线、不锈钢钢绞线等。预应力钢绞线光面预应力钢绞线17(1)光面预应力钢绞线常用光面钢绞线的规格有1×3和1×7两种，直径为8.6～15.2mm，标准抗拉强度1570～1860N/mm2。后张法预应力均采用1×7钢绞线，1×3钢绞线仅用于先张法构件。（钢束束数及规格：2Фs15.2-9什么意思？）光面预应力钢绞线的形式钢绞线的包装2Фs15.2-9：2股预应力钢绞线，每股钢绞线是由9根直径15.2mm的钢绞线拧成的。18(2)无粘结钢绞线是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护套制成，主要用于后张法中无粘结预应力筋，也可用于暴露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。无粘结钢绞线无粘结钢绞线生产线192）精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋是用热轧方法在钢筋表面上轧出不带肋的螺纹外形。钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。精轧螺纹钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目前国内生产的精轧螺纹钢筋品种有Φ25和Φ32，其屈服点为750MPa和900MPa两种。精轧螺纹钢筋外形精轧螺纹钢筋近照20预应力混凝土用螺纹钢筋以屈服强度划分级别，其代号为“PSB”加上规定屈服强度最小值表示。P、S、B分别为Prestressing、Screw、Bars的英文首位字母。PSB830表示屈服强度最小值为830MPa的钢筋，（通常用PSB830表示）。2）精轧螺纹钢筋213预应力锚固体系预应力锚固体系是预应力混凝土成套技术的重要组成部分，完善的锚固体系通常包括：锚具、夹具、连接器及锚下支撑系统等。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锚下支撑系统后张法锚固体系包括锚具、锚垫板和螺旋筋。22锚具—在后张法结构或构件中，用于保持预应力筋的拉力并将其传递到砼(或钢结构)上所用的夹持预应力筋的永久性锚固装置。工作锚具锚垫板螺旋筋波纹管预应力筋锚具和夹具是预应力混凝土构件中锚固与夹持预应力筋的装置，他是预应力锚固体系中的关键件，也是基础件。23夹具—在先张法构件施工时，用于保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座(或设备)上的临时性锚固装置；在后张法结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋(将张拉力传递到预应力筋）的临时性锚固装置(又称工具锚）工具锚张拉台座夹具243.1种类及性能要求1)锚具的种类锚具类型常见锚具备注夹片式单孔夹片锚具1、按在构件中的位置又可分为张拉端锚具、固定端锚具两种。2、锚具一般由设计单位按结构要求、产品性能和张拉施工方法选用。多孔夹片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握裹式挤压锚具压花锚具25（a）M15－N锚具。M代表锚具；15代表钢绞线的规格为15.24的钢绞线，（我国一般普遍使用的钢绞线强度为1860MPa级的15.24钢绞线）；-N是指所要穿载的钢绞线根数。（b）M13－N锚具。M代表锚具（锚具汉语拼音第一个字母）；13代表钢绞线的规格为12.78的钢绞线，（国外一般普遍使用的钢绞线强度为1860MPa级的12.78钢绞线）；-N是指所要穿载的钢绞线根数。2)锚具的规格示例：M15-12锚具预应力钢材根数预应力钢筋直径锚具的标记由代号、预应力钢筋直径、预应力钢材根数三部份组成263.2锚具的种类夹片式锚具分为单孔夹片锚具和多孔夹片锚具，由工作锚板、工作夹片、锚垫板、螺旋筋组成。可锚固预应力钢绞线。也可锚固7Ф5、7Ф7的预应力钢丝束，主要用作张拉端锚具。具有自动跟进，放张后自动锚固，锚固效率系数高，锚固性能好，安全可靠等特点。QM夹片式锚具夹片式锚具的组装（1）夹片式锚具27VLM单孔夹片式锚具工具锚、工作夹片张拉端锚具构造图28工作锚板（具）工作（锚）夹片锚垫板螺旋筋波纹管预应力筋VLM15(13)多孔夹片式锚具(适用于后张法施工中的预应力砼构件，岩土锚固等结构之中)灌浆孔29工作锚限位板工具锚板工具锚夹片spcsp锚具下混凝土局部承压问题30（2）扁形张拉端锚具BM15-N或BM13-N扁形张拉端锚具由扁形工作锚板、工作夹片、扁形锚垫板、扁形螺旋筋组成。扁锚的张拉端口扁小，钢铰线可逐根张拉亦可整体张拉。适用于低高度箱梁及桥面横向预应力张拉。张拉好的扁形锚具扁锚的工作锚板与夹片多孔夹片式扁锚扁形工作锚板工作夹片锚垫板螺旋筋扁形工作锚板扁锚施工现场3132（3）挤压式锚具（P型）握裹式锚具。（固定端锚具）规格型号表示为：M15P-N或M13P-NP型锚具是由挤压头、螺旋筋、P型锚板、约束圈组成，它是用挤压机将挤压锚压结在钢绞线上的一种握囊式锚具。适用于构件端布设计应力大或端部空间受到限制的情况，它使用挤压机将挤压套压结在钢绞线上的一种握裹式锚具，它预埋在混凝土内，混凝土凝固到设计强度后，在进行张拉。固定端P型锚具组件单孔固定端锚具VLM挤压套33螺旋筋挤压头P型锚板预应力筋波纹管VLM固定端P型锚具(挤压式锚具）(应用于后张预应力构件的固定端，埋入构件中不作张拉用)约束圈34P型固定端锚具构造图挤压好的挤压头挤压机在连续梁桥箱梁腹板中预应力钢束固定端的挤压锚安装。固定端锚具35（4）压花式锚具（H型）握裹式锚具当需要把后张力传至砼时，可采用H型固定端锚具，它包括带梨形自锚头的一段钢绞线、支托梨形自锚头用的钢筋支架、螺旋筋、约束圈等。钢绞线梨形自锚头采用专用的压花机挤压成型。VLM15型固定端H型锚具梨形自锚头预应力筋螺旋筋约束圈波纹管压花机压花过程36压花锚固定端锚具37（5）精轧螺纹钢锚具、连接器由螺母和垫板组成，可锚固Ф25、Ф32高强精轧螺纹钢筋。连接器主要用于螺纹钢筋的接长。精轧螺纹钢锚具、连接器螺母螺母垫板连接器连接器螺母垫板连接器预应力筋38精轧螺纹钢筋的预应力筋主要用于连续梁桥和连续刚构桥的腹板内竖向预应力筋，提高截面的抗剪能力。39（6）镦头锚具镦头锚体系可张拉ФP5、ФP7高强钢丝束，常用镦头锚分为A型和B型，A型由锚杯和螺母组成，用于张拉端；B型为锚板，用于固定端。预应力筋采用钢丝镦头器镦头成型，配套张拉使用YDC系列穿心式千斤顶。主要用于后张法施工中。DM型镦头锚具镦头锚具与预应力钢丝束A型B型高强钢丝束40已镦好的Φ7钢丝LD型系列镦头机41（7）钢质锥形锚具钢质锥形锚具(又称弗氏锚具)由锚圈和锚塞组成，可锚固6～30ФP5或12～24ФP7的高强钢丝束，常用于后张法预应力砼结构和构件中，配套YDZ系列专用千斤顶张拉。GZ型钢质锥形锚具张拉好的钢质锥形锚具锚圈锚圈锚塞锚塞砼构件锥形锚具高强钢丝束42QM预应力体系中的JXS、JXL、JXM型夹具是专为先张台座法预应力钢绞线张拉的需要而设计，可适应Ø9.5、Ø12.2、Ø12.7、Ø15.2mm，Ø15.7、Ø17.8mm等规格钢绞线的先张台座张拉。钢绞线的夹具JXS型先张夹具JXM型先张夹具JXL型先张夹具3.3夹具43锚固体系除锚具、夹具外，还有钢筋连接器、锚下支承系统等。在施工中会遇到钢筋长度不足的情况，为接长钢筋满足结构要求，常通过连接器来实现。普通钢筋的连接单孔连接器44多孔连接器扁锚连接器45多孔连接器46多孔连接器及配套护筒47桥梁逐跨浇筑逐跨张拉，在跨与跨接缝处预应力钢筋锚具和连接器的安装。连接器夹片锚挤压锚48锚下支撑系统包括与锚具相配套的锚垫板、螺旋筋或钢筋网片等，布置在锚固区的混凝土中，作为锚下局部承压、抗劈裂的加强结构。3、锚下支撑系统锚垫板螺旋筋铸铁承压板固定于端部钢模板上，螺旋筋紧贴铸铁承压板，形成良好的局部承压钢筋加密区。494.张拉设备预应力张拉设备主要有电动张拉设备和液压张拉设备两大类。电动张拉设备仅用于先张法，液压张拉设备可用于先张法与后张法。液压张拉设备由液压千斤顶、高压油泵和外接油管组成。张拉设备应装有测力仪器，以准确建立预应力值。张拉设备应由专人使用和保管，并定期维护和校验。前卡式千斤顶高压油泵穿心式千斤顶50是一种利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶。既可用于需要顶压的夹片锚的整体张拉，配上撑脚与拉杆后，还可张拉镦头锚和冷铸锚。广泛用于先张、后张法的预应力施工。1.穿心式千斤顶（动画）千斤顶张拉中4.2液压张拉设备YDC型穿心式千斤顶51拉杆式千斤顶为空心拉杆式千斤顶，选用不同的配件可组成几种不同的张拉形式。可张拉JLM精轧螺丝钢锚具等。2.拉杆式千斤顶（动画）拉杆式千斤顶构造示意图YCL拉杆式千斤顶52是一种具有张拉、顶锚和退楔功能的三作用千斤顶，专用于张拉及顶压锚固带钢质锥形(弗氏)锚的钢丝束。3.锥锚式千斤顶（动画）张拉GZ型锚具实例YDZ850型千斤顶构造示意图534.前卡式千斤顶是一种