預應力混凝土結構的基本概念及其材料舊

1、 概述：概述：預先建立一個與使用荷載產生的應力效應大致相反的應力效應，從而能非常有效地改善結構在正常使用階段的工作性能（混凝土不開裂或晚開裂）。預應力混凝土可采用高強材料，大幅度的提高了構件的承載能力及跨越能力。 內容：內容： 預應力混凝土結構的基本概念； 預應力建立的方法及施工設備； 預應力混凝土對材料的要求。http:/info.metla.fi/iufro95abs/d1pap97.htm國道318線二郎山隧道出口-2004/3/20預應力連續(xù)剛構橋預應力連續(xù)剛構橋施工預應力連續(xù)剛構橋施工（掛籃節(jié)段澆筑施工） 12.1 概述概述鋼筋混凝土結構在使用中存在的問題：鋼筋混凝土結構在使用中存在

2、的問題： （1）需要帶裂縫工作 使構件剛度下降，不能應用于不允許開裂的場合 。（2）無法充分利用高強材料 將裂縫寬度限制在（0.20.25）mm以內時，鋼筋拉應力只能達到（150250）MPa； 一、預應力混凝土結構的基本原理一、預應力混凝土結構的基本原理對混凝土或鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)預先施加壓應力受拉區(qū)預先施加壓應力，這種應力的大小和分布規(guī)律，能有利于抵消使用荷載作用下產生的拉應力，因而使混凝土構件在使用荷載作用下不致開裂，或推遲開裂，或者使裂縫寬度減小。 Lh/ehhbNppNe=h/L（壓）cubhMpNNpMMcpubud）e）qMbhcb（拉）Mbh（壓）h/h/（壓）bhMc）a）

3、b）圖12-1 預應力混凝土結構基本原理圖 二、配筋混凝土結構的分類二、配筋混凝土結構的分類 0sMM其中： 式中：M0消壓彎矩；Ms作用短期效應組合計算的彎矩 三、預應力混凝土結構的優(yōu)缺點三、預應力混凝土結構的優(yōu)缺點優(yōu)點：提高了構件的抗裂度和剛度 可以節(jié)省材料，減少自重 可以減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應力 結構質量安全可靠 促進了橋梁結構新體系與施工方法的發(fā)展 提高結構的耐疲勞性能 缺點：工藝較復雜 需要有專門設備 預應力反拱度不易控制 對于跨徑小、構件數(shù)量少的工程，成本較高 一、預加應力的主要方法一、預加應力的主要方法 1、先張法：先在張拉臺座上張拉預應力鋼筋，并進行臨時錨固，再澆筑構件

4、混凝土，待混凝土達到要求強度后，緩慢放松張拉力，通過預應力鋼筋與混凝土間的粘結作用使混凝土獲得預壓應力。4優(yōu)點：(1)工序簡單 (2)不必耗費錨具 (3)質量較穩(wěn)定4缺點：(1)僅適于中、小跨度結構 (2)需臺座和預制場地 2、后張法：先澆筑構件混凝土，并在其中預留孔道（或設套管），待混凝土達到要求強度后，張拉預應力鋼筋，并用特制的錨具將預應力鋼筋錨固于混凝土構件上，使混凝土獲得并保持其預壓應力。 4優(yōu)點：(1)無需臺座 (2)適宜大跨度和曲線配筋4缺點：(1)工藝復雜 (2)錨具用量大 制作構件，預留孔道 穿入預應力鋼筋，安裝千斤頂并張拉鋼筋 錨固鋼筋，拆除千斤頂、孔道壓力灌漿 12.2.2

5、 錨具錨具1、對錨具的要求受力安全可靠 預應力損失小 構造簡單、緊湊，制作方便 用鋼量少 張拉錨固方便迅速，設備簡單2、錨具的分類 按傳力錨固的受力原理來分 摩阻型錨具依靠摩阻力實現(xiàn)錨固 如楔形錨、錐形錨和夾片式群錨等 承壓型錨具依靠局部承壓實現(xiàn)錨固 如鐓頭錨、鋼筋螺紋錨等 粘結型錨具依靠粘結力實現(xiàn)錨固 如先張法的預應力鋼筋錨固，以及后張法固定端的鋼絞線壓花錨具等。 第十二章 預應力混凝土構件組成及組裝組成及組裝1 1、單孔夾片錨、單孔夾片錨單孔夾片錨單孔夾片錨及相應錨墊板及相應錨墊板組成組成2 2、多孔夾片錨、多孔夾片錨多孔夾片錨、錨墊板及多孔夾片錨、錨墊板及螺旋筋螺旋筋組成組成3 3、扁錨

6、、扁錨扁錨扁錨扁錨施工現(xiàn)場扁錨施工現(xiàn)場第十二章 預應力混凝土構件擠壓錨具錨杯及擠壓錨具錨杯及異形鋼絲環(huán)異形鋼絲環(huán)4 4、擠壓錨、擠壓錨第十二章 預應力混凝土構件擠壓機擠壓機鐓頭錨及鐓頭錨及鐓頭器鐓頭器5 5、鐓頭錨、鐓頭錨鐓頭錨具鐓頭錨具高強鋼絲高強鋼絲組裝件組裝件壓花錨及壓花錨及壓花機壓花機6 6、壓花錨、壓花錨 壓花機是制作固定端錨具的專用擠壓設備，主要用于把預應力鋼絞線的固定端壓成梨形散花狀。拉索錨具及其拉索錨具及其結構組成結構組成7 7、拉索錨具、拉索錨具拉索錨具應用拉索錨具應用鋼筋長度不足時，可通過連接器來接長。普通鋼筋的連接：8 8、連接器、連接器單孔連接器單孔連接器預應力筋的連接

7、器：預應力筋的連接器：多孔連接器多孔連接器扁型錨具扁型錨具連接器連接器多孔連接器及多孔連接器及配套護筒配套護筒 12.2.3 千斤頂千斤頂 各種錨具都必須配置相應的張拉設備，才能順利地進行張拉、錨固。 12.2.4 12.2.4 預加應力的其他設備預加應力的其他設備1、制孔器 后張法構件的預留孔道是由制孔器來形成的。 (1)抽拔橡膠管：成本低，但摩阻系數(shù)大。 (2)螺旋金屬波紋管：重量輕，縱向彎曲性能好，徑向剛度較大，連接方便，與混凝土粘結良好，摩阻系數(shù)也小。 （3）塑料波紋管塑料波紋管：具有較高的粘結力，耐腐蝕性能好耐腐蝕性能好、孔道孔道摩擦損失小摩擦損失小，有利于提高結構抗疲勞性能，但成本

8、高。 2、穿索機 對于大跨橋梁，有的預應力鋼筋很長，人工穿束十分吃力，故采用穿索（束）機。 (1) 液壓式 (2) 電動式 3、灌孔水泥漿及壓漿機 1）水泥漿4作用：避免力筋銹蝕和錨具松動，并使力筋與梁體混凝土結合為整體4配合比：水灰比0.400.45；適量的減水劑4強度等級：不低于構件砼等級的80%；30MPa 2）壓漿機 它主要由灰漿攪拌桶、貯漿桶和壓送灰漿的灰漿泵以及供水系統(tǒng)組成。 4、張拉臺座 采用先張法生產預應力混凝土構件時，需設置用作張拉和臨時錨固預應力鋼筋的張拉臺座。 設計時應保證它具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性。 12.3 預應力混凝土結構的材料預應力混凝土結構的材料一、混凝土一

9、、混凝土1、對混凝土的要求 (1)強度高?？梢蕴岣咪摻钆c混凝土之間的粘結應力；對采用后張法的構件，可提高錨固端的局部承壓承載力，還可減小構件截面尺寸。 (2)收縮、徐變小。以減小收縮、徐變引起的預應力損失。 (3)快硬、早強?？杀M早施加預應力，加快施工進度。公路橋規(guī)規(guī)定：預應力混凝土構件的混凝土強度等級不應低于C40。而且，鋼材強度越高，混凝土強度級別也相應要求提高。 2、收縮、徐變的影響及其計算 為了減小由于收縮和徐變對預應力混凝土結構產生的不利影響，應盡量設法減少混凝土的收縮和徐變，并能準確計算。 3、混凝土的配制要求與措施1234F（）嚴格控制水灰比（ ）用高標號水泥，在滿足強度要求下，

10、盡量減少水泥用量（ ）選用優(yōu)質活性摻合料，如硅粉、 礦粉（ ）加強振搗與養(yǎng)護 二、預應力鋼筋二、預應力鋼筋1、對預應力鋼筋的要求2、預應力鋼筋的種類 （1）鋼絞線 由2、3或7根高強鋼絲扭結而成并經(jīng)消除內應力后的盤卷狀鋼絲束。 其抗拉強度標準值為（14701860）MPa，并依松弛性能不同分成普通鋼絞線和低松弛鋼絞線兩種。 1234、 強 度 高、 塑 性 好、 粘 結 性 好、 低 松 弛 （2）高強度鋼絲 用優(yōu)質碳素鋼（含碳量為0.7%1.4%）軋制成盤圓經(jīng)溫鉛浴淬火處理后，再冷拉加工而成的鋼絲。 公路橋規(guī)中采用的消除應力高強鋼絲有光面鋼絲、螺旋肋鋼絲和刻痕鋼絲。 （3）精軋螺紋鋼筋 在軋

11、制時沿鋼筋縱向全部軋有規(guī)律性的螺紋肋條，可用螺絲套筒連接和螺帽錨固，因此不需要再加工螺絲，也不需要焊接。 僅用于中、小型預應力混凝土構件或作為箱梁的豎向、橫向預應力鋼筋。l 近年來，非金屬材料制成的預應力筋已開始在處于某些特殊環(huán)境和條件下的橋梁中使用。工程結構中常用的FRP主材主要有碳纖維( CFRP)、玻璃纖維( GFRP)、及芳綸纖維( AFRP), 其材料形式主要有片材(纖維布和板)、棒材(筋材和索材)及型材(格柵型、工字型、蜂窩型等)。l 這些材料的特點是：強度高、重量輕、抗腐蝕、抗磁性、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)與混凝土接近、彈性模量低、抗剪強度低等。 frp復合材料彩色人行過街天橋橋 12.4 按照預應力鋼筋與混凝土之間的粘結情況，分為有粘結預應力混凝土結構和無粘結預應力混凝土結構。 按照預應力鋼筋是否布置在混凝土截面內，分為體內預應力混凝土結構和體外預應力混凝土結構。 有粘結預應力混凝土的基本概念有粘結預應力混凝土的基本概念 ： 1）預加應力的目的是將混凝土變成彈性材料 預應力鋼筋的作用不是配筋而是施加預壓應力以改變改變混凝土性能混凝土性能的一種手段。 2）預加應力的目的