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土木工程施工讲义第15讲——预应力施工ppt

  • 素材大小:5.94 MB
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  • 更新时间:2016-09-21
  • 素材类别:高校大学PPT
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  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:土木工程
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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这是一个关于土木工程施工讲义第15讲——预应力施工ppt,主要介绍了先张法施工、后张法施工、无粘结预应力施工等内容。

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土木工程施工讲义第15讲——预应力施工ppt 土木工程施工讲义第15讲——预应力施工ppt

PPT内容

 1  先张法施工
 2  后张法施工
 3  无粘结预应力施工
1 先张法施工
      先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋,并用夹具将其临时锚固在台座或钢模上,再浇筑构件砼,待其达到一定强度后(约75%)放松并切断预应力筋,预应力筋产生弹性回缩,借助砼与预应力筋间的粘结,对砼产生预压应力。
1.1 台座
      台座承受全部预应力筋的拉力,故台座应具有足够的强度、刚度和稳定性,以免因台座变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失。
1.1.1 墩式台座
      墩式台座由现浇钢筋砼做成,台座应具有足够的强度、刚度和稳定性,台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。
⑴ 抗倾覆验算:
式中:N——预应力筋的张拉力;
                       e1——张拉力合力作用点至倾覆点的力臂;
                       G——台墩的自重力;
                        L——台墩重心至倾覆点的力臂;
                      Ep——台墩后面的被动土压力合力;
                       e2——被动土压力合力至倾覆点的力臂。
⑵ 抗滑移验算:
式中:K——抗滑移安全系数,不小于1.3;
                         N1——抗滑移的力,对于独立台墩,由侧壁土压力和底部摩阻力产生。
1.1.2  槽式台座
      由端柱、传力柱、横梁和台面组成,既可承受张拉力和倾覆力矩,加盖后又可作为蒸汽养护槽。适用于张拉吨位较大的吊车梁、屋架、箱梁等大型预应力砼构件。
1.1.3  钢模台座
      钢模台座主要在工厂流水线上使用。它是将制作构件的模板作为预应力钢筋锚固支座的一种台座。模板具有相当的刚度,可将预应力钢筋放在模板上进行张拉。
1.2 施工工艺
1.2.2 预应力筋的张拉
             ⑴ 单根钢丝张拉:台座法多进行单根张拉,由于张拉力较小,一般可采用10~20kN电动螺杆张拉机或电动卷扬机单根张拉,弹簧测力计测力,优质锥销式夹具锚固。
⑶ 单根钢绞线张拉:可采用前卡式千斤顶张拉,单孔夹片工具锚固定。
⑸ 粗钢筋的张拉:分单根张拉和多根成组张拉。由于在长线台座上预应力筋的张拉伸长值较大,一般千斤顶行程多不能满足,张拉较小直径钢筋可用卷扬机。     
1.2.3 预应力筋的张拉程序
            ⑴ 预应力钢丝:钢丝的张拉工作量大,宜采用一次张拉程序:         
1.2.4 预应力值校核
      钢丝张拉时,伸长值不作校核。张拉锚固后,用钢丝内力测定仪反复测定4次,取后3次的平均值为钢丝内力。其允许偏差为设计规定预应力值的±5%。
      每工作班检查预应力筋总数的1%,且不少于3根。
1.3 先张法施工注意事项
      ⑴ 台座法张拉预应力筋时,应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋,避免台座承受过大的偏心压力。张拉宜分批、对称进行。
⑸ 锚固时,张拉端预应力筋的回缩量应符合设计要求,设计无要求时不得大于施工规范规定。   
1.4 砼的浇筑与养护
      预应力筋张拉完成后,应尽快进行钢筋绑扎、模板拼装和砼浇筑等工作。砼浇筑时,振动器不得碰撞预应力筋。砼未达到强度前,也不允许碰撞或踩动预应力筋。
1.5 预应力筋的放张
            砼强度达到设计规定的数值(不小于标准强度的75%)后,才可放松预应力筋。
1.5.2 放张方法
      ⑴ 当预应力筋采用钢丝时,配筋不多的中小型钢筋砼构件,钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方法放松。
⑵ 预应力筋为钢筋时,对热处理钢筋及冷拉IV级钢筋不得用电弧切割,宜用砂轮锯或切断机切断。数量较多时,也应同时放松。多根钢丝或钢筋的同时放松,可用油压千斤顶放张、砂箱放张、楔块放张等方法。
2 后张法施工
   后张法是先制作构件并预留孔道,待构件砼达到规定强度后,在孔道内穿入预应力筋,张拉并锚固,然后孔道灌浆。
2.1 工艺流程
2.2 预应力筋制作
            钢绞线是成盘状供应,不需要对焊接长。制作工序是:开盘→下料→编束。
⑶ 钢绞线下料长度:
    采用夹片锚具、穿心式千斤顶张拉时,按下式计算:
         两端张拉:L=l +(l1 + l2 + l3 + 100)         
        一端张拉:L=l + 2(l1 + 100)+ l2 + l3
2.2.2 钢丝
     ⑴ 下料:消除应力钢丝放开后是直的,可直接下料。钢丝在应力状态下切断下料,控制应力为300N/mm2。下料长度的误差要控制在L/5000以内,且不大于5mm。
      较常采用的是“钢管限位法下料”。
⑶ 下料长度:采用钢质锥形锚具、锥锚式千斤顶张拉时,按下式计算:
      两端张拉:L=l +2(l1 + l2 +80)
      一端张拉:L=l +2(l1 + 80)+ l2
2.2.3 粗钢筋
      单根预应力钢筋一般张拉端均采用螺丝端杆锚具;而固定端除采用螺丝端杆锚具外,还可采用帮条锚具或镦头锚具。
   其制作工序是:配料→对焊→冷拉。
2.3 孔道留设
      预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种,其直径与布置根据构件的受力性能、张拉锚固体系特点及尺寸确定。     
2.3.2 孔道布置
      孔道至构件边缘的净距不小于40mm,孔道之间的净距不小于50mm;端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线;凡需起拱的构件,预留孔道应随构件同时起拱。     
2.3.3  孔道成型方法
      孔道成型有钢管抽芯法、胶管抽芯法和埋管法。
      孔道成型的要求是:孔道的尺寸与位置正确,孔道平顺,接头不漏浆。
防止粘结措施:浇筑后,每隔10~15min时间转动钢管(两根钢管时,旋转方向要相反);
⑵ 胶管抽芯法——可用于直线或曲线孔道。
            胶管要求:胶管有夹布胶管或钢丝网胶管两种。使用前,一端封堵,另一端与阀门连接,充水(气)加压至0.5~0.8MPa,使胶皮管直径增大约3mm。
⑶ 预埋管法——预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和金属螺旋管、塑料波纹管,埋入后不再抽出,可用于各类形状的孔道,是目前大力推广的孔道留设方法。
在孔道留设的同时应留设灌浆孔和排气孔。
      ⑴ 灌浆孔:一般在构件两端和中间每隔12m设置一个灌浆孔,孔径20~25mm(与灌浆机输浆管嘴外径相适应),用木塞留设。
⑵ 排气孔与泌水孔:构件的两端留设排气孔,曲线孔道的峰顶处应留设排气兼泌水孔,必要时可在最低点设置排水孔。
2.4 预应力筋穿入孔道
           预应力筋穿入孔道按穿筋时机分有先穿束 和后穿束,按穿入数量分有整束穿和单根穿;按穿束方法分有人工穿束和机械穿束。
长度在50m以内的二跨曲线束,多采用人工穿束;对超长束、特重束、多波曲线束应采用卷扬机穿束;目前穿束机穿束在越来越多的工程中得到使用。
2 千斤顶定位安装           3 张拉
2.5.1  准备工作
     ⑴ 块体拼装:分段制作的构件在张拉前完成拼装;
      ⑵ 砼强度检验:砼强度应满足设计要求,设计无要求时应不低于设计强度的75%,块体拼装立缝处的砼或砂浆强度不低于砼强度的40%,且不得低于15N/mm2;     
2.5.2 张拉方式
      根据构件的特点、预应力筋的形状和长度及施工方法,预应力筋张拉有如下几种张拉方法:
④ 分段张拉方式:在多跨连续梁板施工时,通长的预应力筋需要逐段
  进行张拉,第二段及后
  段的预应力筋利用锚头
  连接器与前段预应力筋
  进行接长。
2.5.3 张拉顺序
          ⑴ 张拉顺序的确定原则:① 不使砼产生超应力;② 构件不扭转与侧弯、结构不变位;③ 张拉设备的移动次数最少。所以张拉宜对称进行。
下图所示是预应力砼屋架的下弦,图a为二束不超过30m的钢丝束,可采用一端张拉,用二台千斤顶分别在构件的两端进行对称张拉,一次完成。
⑶ 受弯构件的分批张拉:下图为双跨预应力框架梁,预应力筋为四束超过40m的双跨曲线钢铰线束,分二批张拉,用二台千斤顶分别设在梁的两端,按左右对称各张拉一束,待二批四束均进行一端张拉后,再分批在另一端进行补张拉。
⑸ 张拉注意事项
      ① 当两端同时张拉一根预应力筋时,宜先在一端张拉、一端锚固,再在另一端张拉补足张拉力后锚固;
2.5.4 张拉程序
           预应力筋张拉操作程序,根据构件类型、张拉锚固体系、松驰损失等因素确定:
         ⑴ 采用低松驰钢丝和钢铰线时,张拉程序为:
                      0→Pj 锚固
               Pj = σcon×AP(预应力筋截面积)
⑵ 采用普通松驰预应力钢筋时,按超张拉程序,即:
           对镦头锚具等可卸载锚具:
               0→1.05Pj  持荷2min  Pj 锚固
          对夹片锚具等不可卸载锚具:
               0→1.03Pj 锚固
2.5.5 伸长值校核
      校核伸长值可综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大、预应力筋是否有异常现象等。因此,张拉时应对伸长值进行校核,实际伸长值与计算伸长值的偏差大于±6%时,应暂停张拉,在采取措施调整后,方可继续张拉。
2.6 孔道灌浆
            预应力筋张拉后,应尽快进行孔道灌浆。一可保护预应力筋以免锈蚀,二使预应力筋与砼有效粘结,控制超载时裂缝的间距与宽度,减轻梁端锚具的负荷情况。
灌浆前应全面检查构件孔道及灌浆孔、泌水孔、排气孔是否畅通,对抽芯成孔的孔道采用压力水冲洗湿润,对埋波纹管孔道可用压缩空气清孔。宜先灌下层孔道,后灌上层孔道。灌浆工作应缓慢均匀进行,不得中断,并应排气通顺,在出浆口冒出浓浆并封闭排气口后,继续加压至0.5~0.7N/mm2稳压2min,再封闭灌浆孔。
2.7 后张法施工注意事项
            ⑴ 后张法预应力构件,断裂或滑脱的数量严禁超过同一截面预应力筋总根数的3%,且每束钢丝不得超过一根(对于多跨双向连续板,其同一截面应按每跨计算)。
⑷ 现浇砼构件的侧模板宜在预应力张拉前拆除,底模支架拆除时,孔道灌浆强度不应低于15 N/mm2;    
3  无粘结预应力施工
      是在砼浇筑前将预应力筋铺设在模板内,然后浇筑砼,待砼达到设计规定强度后进行预应力筋的张拉锚固的施工方法。
3.1 无粘结预应力筋的制作
      预应力筋主要采用钢铰线和高强钢丝,采用钢铰线时张拉端采用夹片式锚具(XM型锚具),埋入端采用压花式埋入锚具;钢丝束的张拉端和埋入端均采用夹片式或镦头式锚具。
3.2 无粘结预应力筋的铺设
      无粘结筋通常在底部非预应力筋铺设后、水电管线铺设前进行,支座处负弯矩钢筋在最后铺设。
3.3 无粘结预应力筋的张拉
      无粘结预应力筋的张拉程序基本与有粘结后张法相同。
      无粘结预应力砼楼盖结构的张拉顺序,宜先张拉楼板,后张拉楼面梁。板中的无粘结筋可依次张拉,梁中的无粘结筋宜对称张拉。
3.4 锚头端部处理
      无粘结预应力钢丝束两端在构件上预留有一定长度的孔道,其直径略大于锚具的外径。钢丝束张拉锚固后端部便留下孔道,该部分钢丝没有涂层,应封闭处理以保护预应力钢丝。
思 考 题
1、简述预应力砼的概念及特点。
2、试述先张法、后张法预应力砼的主要施工工艺过程。
3、锚具、夹具有哪些种类?其适用范围如何?
4、预应力的张拉程序有几种?为什么要超张拉?
5、后张法孔道留设方法有几种?孔道留设要注意哪些问题?
6、为什么要校核预应力筋的伸长值?其允许偏差是多少?
7、锚固后的预应力检验值允许偏差是多少?如何检查?
8、张拉过程中如出现预应力筋断裂或滑脱时,如何处理?
9、后张法孔道灌浆有何作用?如何设置灌浆孔和泌水孔?
10、无粘结预应力有何特点?其施工应注意哪些问题?
推 荐 书 目
1、毛鹤琴.土木工程施工(第3版).武汉理工大学出版社.2007
2、熊学玉等.预应力工程设计施工手册.中国建筑工业出版社.2003
3、编写组.建筑施工手册(第4版).中国建筑工业出版社.2003
4、江正荣.建筑施工工程师手册(第3版).中国建筑工业出版社.2009
5、编写组.实用建筑施工手册(第2版).中国建筑工业出版社.2005
6、杨宗放.现代预应力工程施工(第2版).中国建筑工业出版社.2008
7、曹鸿新.结构工程禁忌手册.中国建筑工业出版社.2002
8、国家标准.砼结构工程施工质量验收规范.GB50204-2002
9、国家标准.预应力筋用锚具、夹具和连接器.GB/T14370-2007
10、行业标准.无粘结预应力砼结构技术规程.JGJ92-2004
 

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