《建筑施工技术（第3版）》5预应力混凝土工程.ppt

预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用，即在外荷载作用于构件之前，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区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，叫作预应力混凝土。 预应力混凝土与钢筋混凝土结构相比，具有构件截面小、自重轻、刚度好、抗裂度高、耐久性好、材料省等优点，并能用于大跨度结构；与钢结构相比，可节约大量钢材，降低成本。预应力混凝土施工，需要专用张拉灌浆机具和锚固装置，施工技术比较复杂，操作要求高。 预加应力的方法，可以分为先张法和后张法两类。先张法是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预应力靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土。后张法是先浇筑混凝土并预留孔道，待混凝土达到一定强度后张拉钢筋，预应力靠锚具传递给混凝土。 为了达到较高的预应力值，宜优先采用高强度等级混凝土。 先张法是在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，然后绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，再浇筑混凝土；待混凝土达到规定的强度（一般不低于设计强度标准值的75%），保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。先张法生产示意图如图5.1所示。 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。 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 台座 台座由台面、横梁和承力结构等组成，是先张法生产的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和养护及预应力筋放张等全部施工过程都在台座上完成。 台座按构造形式分为墩式台座和槽式台座，选用时应根据生产构件的类型、形式、张拉力的大小和施工条件而决定。 （1） 墩式台座 墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同承受拉力。台座一般长100m，宽2m。在台座的两端应留出张拉、锚固预应力筋的操作场地和通道，两侧要有构件运输和堆放的场地。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。 ① 台墩 台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。台座依靠其自重和土压力来平衡张拉力所产生的倾覆力矩，依靠土的反力和摩阻力来平衡张拉所产生的水平位移。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。 抗倾覆安全系数不得小于1.5，抗滑移安全系数不得小于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； T——张拉力合理，kN； 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 抗滑移安全系数按下式验算： 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，它是在150mm厚夯实碎石垫层上浇筑60～80mm厚C20混凝土面层，原浆压实抹光而成，制作时要求地基坚实平整。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，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、横梁和台面组成。台面长度要便于生产多种构件，一般长45m或76m；宽度随构件外形和制作方式而定，一般不小于1m。 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。 夹具 夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。对夹具的要求是具有可靠的锚固能力，要求不低于预应力筋抗拉强度的90%；使用中不发生