预应力施工专项技术交底课件.ppt
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1、新建铁路西安至成都客运专线新建铁路西安至成都客运专线川陕省界至江油段川陕省界至江油段施工图施工图桥涵工程专项技术交底桥涵工程专项技术交底中铁二院西成客专(四川段) 配合施工项目部副经理兼总工:马雅林二二、预应力施工技术预应力施工技术一、一、概概 念念一、预应力相关概念一、预应力相关概念1-1 预应力张拉控制应力 预应力张拉控制应力scon:指张拉预应力钢筋时,张拉设备的测力仪表所指示的总张拉力除以预应力筋截面积得出的拉应力值。 对于如钢制锥形锚具等一些因锚具构造影响而存在(锚圈口)摩阻力的锚具,scon指经过锚具、扣除此摩阻力后的(锚下)应力值。摩阻力一般为张拉应力的3-6%。准确地说,sco
2、n是指预应力筋张拉时锚下的张拉控制应力。预应力张拉控制应力一、预应力相关概念一、预应力相关概念 预应力结构中预应力筋的拉应力是一个不断变化的值。在预应力结构的及过程中,由于张拉工艺、混凝土和钢筋材料特性以及环境条件的影响等原因,预应力筋中的拉应力是不断降低的。这种预应力筋应力的降低,即为预应力损失。由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果,因此预应力损失是预应力混凝土结构设计和施工中的一个。预应力损失一、预应力相关概念一、预应力相关概念构件出现脆性破坏但scon过大会产生如下问题个别预应力筋可能被拉断增加钢筋的应力松弛 张拉控制应力scon取值越高,在构件受拉区建立的混凝土预压应力也
3、越大,从而提高构件的抗裂性,减小变形,可以使预应力筋充分发挥作用。混凝土局部受压破坏 满足设计需要的预应力筋中的拉应力,应是张拉控制应力扣除预应力损失后的。因此一方面要预先确定(预应力设计的关键环节)(预应力设计的关键环节)预应力筋张拉控制应力scon,另一方面要准确控制(预应力施工的关键环节)(预应力施工的关键环节)预应力损失值。构件预拉区受拉开裂一、预应力相关概念一、预应力相关概念 1)张拉控制应力一般)张拉控制应力一般不大于不大于比例极比例极限限。这样规定是为保证计算张拉伸这样规定是为保证计算张拉伸长值时按长值时按线性计算线性计算。1. 取值原则ptkf0.2fpf预应力筋的应力-应变曲
4、线 fptk为预应力筋的抗拉强度标准值Es2)张拉控制应力不宜过低,不应小于0.4 ,否则会造成预应力钢材的浪费,并给预应力筋布置造成困难。ptkf一、预应力相关概念一、预应力相关概念7 预应力筋的张拉控制应力预应力筋的张拉控制应力 不宜超过下表规定的张拉控制应力限值。不宜超过下表规定的张拉控制应力限值。cons2.取值方法取值方法 当符合下列情况时,表中的张拉控制应力限值可提高 : ptk0.05f1)要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内(预拉区)设置的预应力钢筋;2)要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。一、专
5、业技术交底的主要内容一、专业技术交底的主要内容1-2 预应力损失及减小预应力损失的措施一、预应力相关概念一、预应力相关概念 预应力筋张拉后锚固时,由于锚具受力后变形、垫板缝隙的挤紧以及钢筋在锚预应力筋张拉后锚固时,由于锚具受力后变形、垫板缝隙的挤紧以及钢筋在锚具中的内缩、具中的内缩、分块拼装构件接缝压密 引起的预应力损失记为引起的预应力损失记为s sl1。1、锚固损失sl11-2 预应力损失及减小预应力损失的措施表中锚具变形和钢筋内缩也可根据实测资料确定其他类型锚具变形和钢筋内缩根据实测数据确定一、预应力相关概念一、预应力相关概念减少锚固损失sl1的措施 选择锚具变形小或是预应力钢筋内缩小的锚
6、具、夹具,并尽量少用垫选择锚具变形小或是预应力钢筋内缩小的锚具、夹具,并尽量少用垫板,因每增加一块垫板,板,因每增加一块垫板, 值就增加值就增加1mm。 增加台座长度。因增加台座长度。因s sl1值与台座长度成反比。采用先张法生产的构件,值与台座长度成反比。采用先张法生产的构件,当台座长度为当台座长度为100m以上时,以上时, s sl1可忽略不计。可忽略不计。 摩擦损失sl2:在预应力筋张拉过程中,由于预留孔道制作偏差、孔道壁粗糙(混凝土灰浆碎渣等杂物)、曲线孔道等原因,预应力筋与孔壁接触引起摩擦力,该摩擦力与张拉力方向,又称为摩阻力。距离张拉端越远累积的摩阻力值越大,从而使构件每一截面上预
7、应力筋的拉应力值沿构件逐渐减小()张拉端锚口摩擦转向装置处的摩擦()一、预应力相关概念一、预应力相关概念 摩擦损失sl2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd后张法中,预应力筋与孔道壁接触而引起摩擦力,预拉应力损失随离开张拉端距离增大而增大主要由两部分组成*孔道偏差等因素引起(长度效应,对直线孔道也存在)*曲线型孔道而引起(曲率效应)由孔道偏差引起的损失值与预应力和孔道长度成正比由曲线型孔道引起的损失值与预应力和孔道曲率成正比一、预应力相关概念一、预应力相关概念*采用两端张拉可以减少sl2 一般达总损失的30左右2ls*采用润滑剂 *改善预留孔道质量*预应力钢束管道位置要准确,定位
8、钢筋网片应与梁体主筋焊接牢固可以减少sl2一、预应力相关概念一、预应力相关概念 温差损失sl3温度为t0时预应力筋的应力为scon温度升到t1时由于混凝土未结硬,预应力筋膨胀,其内部紧张程度降低温度回落到t0时由于混凝土已结硬并与预应力筋结成整体,预应力筋应力不能恢复原值先张法混凝土蒸汽养护时,预应力钢筋与台座之间温差引起的损失*采用二次升温法可减少sl3:先升温20-25养护,当混凝土的强度达到7.510N/mm2时,混凝土与预应力筋已有足够粘度再逐渐升温*在钢模上张拉预应力筋一、预应力相关概念一、预应力相关概念14 松弛损失sl4 钢筋在高应力作用下,长度不变而应力随时间逐渐降低的现象称为
9、应力松弛。一般来说张拉应力越大、温度越高,松弛量也越大。 应力松弛发生先快后慢,第一小时完成50%左右,其中前两分钟完成大部分,24小时内可完成80%左右,此后逐渐趋于稳定 消除应力钢丝、钢绞线:采用底松弛钢绞线 设计计算时已根据张拉控制应力考虑了相应的松弛系数一、预应力相关概念一、预应力相关概念 混凝土的收缩和徐变引起的损失sl5 配筋率:纵向钢筋阻碍收缩和徐变的发展(在计算时同时考虑普通钢筋影响)混凝土的预压应力值:影响徐变的主要因素 混凝土的强度等级:影响徐变和收缩量 预应力偏心距 受荷时的龄期: 构件的尺寸以及环境的温度湿度 混凝土硬结时体积收缩,在预压力作用下结构徐变,是两种变形。二
10、者都会导致预应力筋缩短,产生预应力损失,两者通常同时考虑,以sl5表示混凝土收缩和徐变引起的预应力损失sl5在预应力总损失中占的比重较大,在曲线配筋时约占30%,在直线配筋时可达60。一、预应力相关概念一、预应力相关概念一、预应力相关概念一、预应力相关概念*采用高标号水泥,减少水泥用量;*采用高效减水剂,降低水灰比;*延长混凝土加载龄期;(延长混凝土加载龄期;(现浇梁现浇梁)*采用级配好的骨料,加强振捣,提高混凝土的密实性加强振捣,提高混凝土的密实性*加强养护加强养护u后张构件施加预应力时已完成部分收缩,故后张法的sl5比先张法低有效减少sl5的措施混凝土对预应力的影响sl6(设计计算时已考虑
11、)一、预应力相关概念一、预应力相关概念一、预应力相关概念一、预应力相关概念一、预应力相关概念一、预应力相关概念 对于此项预应力损失,在结构计算时无法通过具体公式或参数的形式计入。二、预应力施工二、预应力施工2-1 2-1 孔道留设孔道留设 预应力筋的孔道形状有预应力筋的孔道形状有直线直线、曲线曲线和和折线折线三种,其直径与布置根据构三种,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。件的受力性能、张拉锚固体系特点及尺寸确定。 预制构件的孔道留设 现浇构件的孔道留设二、预应力施工二、预应力施工 孔道至构件边缘的孔道至构件边缘的净距净距不小于不小于40mm,孔道之间的,孔道之间的净距
12、净距不小于一倍管不小于一倍管径;端部的预埋钢板应径;端部的预埋钢板应垂直于垂直于孔道中心线;凡需起拱的构件,孔道中心线;凡需起拱的构件,预留孔道应预留孔道应随构件同时起拱随构件同时起拱。 2.3 孔道留设 考虑砼应保证足够的局部承压强度,同时保证千斤顶有足够的张拉操作考虑砼应保证足够的局部承压强度,同时保证千斤顶有足够的张拉操作空间。空间。 2-2 2-2 孔道布置孔道布置二、预应力施工二、预应力施工 预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和金属螺旋管金属螺旋管、塑料波纹管塑料波纹管,埋入后,埋入后不再抽出,可用于各类形状的孔道,是目前不再抽出,可用于各类形状的孔道,是
13、目前大力推广的孔道留设方法大力推广的孔道留设方法。 波纹管要求:在1KN径向力作用下不变形,使用前进行灌水试验,检查有无渗漏,防止水泥浆流入管内堵塞孔道;安装就位过程中避免反复弯曲,以防管壁开裂。混凝土振捣过程应避免造成管道破损、移位。塑料波纹管 金属螺旋管2.3 孔道留设共64页 第35页2-3 2-3 孔道预埋孔道预埋二、预应力施工二、预应力施工 构件中固定:用钢筋井字架,即管道定位钢筋;管道固定后,必须用铅丝与钢筋扎牢,防止浇筑砼时管道上浮或者移位而造成严重事故。曲线孔道的固定2.3 孔道留设2-4 2-4 孔道定位孔道定位二、预应力施工二、预应力施工1、孔道压浆浆体的流动度、泌水率、凝
14、结时间、膨胀率需满足规范要求。2、孔道压浆工艺必须符合设计要求。孔道内水泥浆应饱满密实。3、水泥浆试件应在压浆地点随机抽样制作。水泥浆的抗压强度必须4、曲线孔道应在最低点设置灌浆孔,以利于排出空气,保证灌浆密实;均以免构件截面削弱过大为原则。 2.3 孔道留设2-4 2-4 孔道压浆及封端孔道压浆及封端封端:封端: 锚具和预应力筋封闭防护前必须按设计要求对锚具和预应力筋做防锈和防水处理。锚具和预应力筋封闭防护必须符合规范要求,一般规定:(1)凸出式锚固端锚具的保护层厚度不宜小于50mm;(2)外露预应力筋的保护层厚度不宜小于30 mm。具体按施工技术规格执行 预应力筋张拉后,应尽快进行孔道灌浆
15、。一可保护预应力筋以免锈蚀,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。的负荷情况。 1 1、质量问题及现象、质量问题及现象 预应力筋张拉时出现异常情况,如锚垫板变形、预应力筋张拉时出现异常情况,如锚垫板变形、梁的起拱不正常、千斤项、油泵等声音异常,锚夹具梁的起拱不正常、千斤项、油泵等声音异常,锚夹具滑出、千斤顶支架倾倒等。滑出、千斤顶支架倾倒等。2 2、原因分析、原因分析1 1)锚垫板承压面与孔道中心线不垂直,锚具孔与锚垫)锚垫板承
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