预应力混凝土工程施工工艺

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1、预应力混凝土工程施工工艺由于预应力混凝土结构的截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好，在世界各国的土木工程领域中得到广泛应用。近年来，随着高强度钢材及高强度等级混凝土的出现，促进了预应力混凝土结构的发展，也进一步推动了预应力混凝土施工工艺的成熟和完善。预应力混凝土的特点普通钢筋混凝土构件的抗拉极限应变只有0.0001~0.00015。构件混凝土受拉不开裂时，构件中受拉钢筋的应力只有20~30N/mm2；即使允许出现裂缝的构件，因受裂缝宽度限制，受拉钢筋的应力也仅达150~200N/mm2，钢筋的抗拉强度未能充分发挥。

2、预应力混凝土是解决这一问题的有效方法，即在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对混凝土施加预压应力。当构件在使用阶段的外荷载作用下产生拉应力时，首先要抵消预压应力，这就推迟了混凝土裂缝的出现并亦限制了裂缝的开展，从而提高了构件的抗裂度和刚度。对混凝土构件受拉区施加预压应力的方法，是张拉受拉区中的预应力钢筋，通过预应力钢筋或锚具，将预应力钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上，并产生预应力。钢筋一般在钢筋车间或工地的钢筋加工棚加工，然后运至现场安装或绑扎。钢筋加工过程取决于成品种类，一般的加工过程有冷拉、冷拔、调直、

3、剪切、镦头、弯曲、焊接、绑扎等。为了获得较大的预应力，预应力筋常用高强度钢材，目前较常见的有以下六种：冷拔低碳钢丝冷拔低碳钢丝是由直径6~10mm的I级钢筋在常温下通过拔丝模冷拔而成，一般拔至直径3~5mm。冷拔钢丝强度比原材料屈服强度显著提高，但塑性降低，是适用于小型构件的预应力筋。冷拉钢筋冷拉钢筋是将Ⅱ~Ⅲ级热轧钢筋在常温下通过张拉到超过屈服点的某一应力，使其产生一定的塑性变形后卸荷，再经时效处理而成。这样钢筋的塑性和弹性模量有所降低而屈服强度和硬度有所提高，可直接用做预应力筋。碳素钢丝碳素钢丝是由高碳钢盘

4、条经淬火、酸洗、拉拔制成。为了消除钢丝拉拔中产生的内应力，还需经过矫直回火处理。钢丝直径一般为3~8mm，最大为12mm，其中3~4mm直径钢丝主要用于先张法，5~8mm直径钢丝用于后张法。钢丝强度高，表面光滑，用作先张法预应力筋时，为了保证高强钢丝与混凝土具有可靠的粘结，钢丝的表面需经过刻痕处理，如图4-1所示。图4-l刻痕钢丝的外形钢绞线钢绞线一般是由6根碳素钢丝围绕一根中心钢丝在绞丝机上绞成螺旋状，再经低温回火制成。图4-2为预应力钢绞线截面图。钢绞线的直径较大，一般为9~15mm，比较柔软，施工方便，但

5、价格比钢丝贵。钢绞线的强度较高，目前已有标准抗拉强度接近2000N/mm2的高强、低松弛的钢绞线应用于工程中。 图4-2预应力钢绞线截面图D—钢绞线直径；d0—中心钢丝直径；d—外层钢丝直径热处理钢筋热处理钢筋是由普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火调质热处理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，直径为6~10mm。成品钢筋为直径2m的弹性盘卷，开盘后自行伸直，每盘长度为l00~120m。热处理钢筋的螺纹外形，有带纵肋和无纵肋两种，如图4-3所示。 图4-3热处理钢筋外形a)带纵肋； b)无纵肋精轧螺纹钢筋精轧

6、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，如图4-4所示。钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。这种高强度钢筋具有锚固简单、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。  图4-4精轧螺纹钢筋的外形预应力构件（结构）对混凝土的要求在预应力混凝土结构中，一般要求混凝土的强度等级不低于C30。当采用碳素钢丝、钢绞线、Ⅴ级钢筋（热处理）作预应力钢筋时，混凝土的强度等级不低于C40。目前，在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C

7、50~C60的高强混凝土，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。在预应力混凝土构件的施工中，不能掺用对钢筋有侵蚀作用的氯盐、氯化钠等，否则会发生严重的质量事故。预应力的施加方法预应力的施加方法，根据与构件制作相比较的先后顺序分为先张法、后张法两大类。按钢筋的张拉方法又分为机械张拉和电热张拉，后张法中因施工工艺的不同，又可分为一般后张法、后张自锚法、无粘结后张法、电热法等。先张法施工墩式台座构造用台座法生产预应力混凝土构件时，预应力筋锚固在台座横梁上，台座承受全部预应力的拉力，故台座应有足够的强度、刚度和稳定性，以避

8、免台座变形、倾覆和滑移而引起的预应力的损失。台座由台面、横梁和承力结构等组成。根据承力结构的不同，台座分为墩式台座、槽式台座、桩式台座等。 以混凝土墩作承力结构的台座称墩式台座，一般用以生产中小型构件。台座长度较长，张拉一次可生产多根构件，从而减少因钢筋滑动引起的预应力损失。当生产空心板、平板等平面布筋的小型构件时，由于张拉力不大，可利用简易墩式台座，它将卧梁和台座浇筑成整体，充分利用