石岩主讲教师第五章5预应力混凝土工程熟悉先张法、后张法、电热张法的施工工艺；掌握先张法、预应力筋的控制应力、张拉程序和放张顺序的确定和注意事项；掌握后张法孔道留设、锚具选择、预应力筋的张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理及应用；熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。课前提问钢筋材料特点混凝土材料特点预应力生活中应用实例预应力普通钢筋混凝土结构或构件，由于混凝土的抗拉强度及极限拉应变很小，其抗拉强度约为抗压强度的1/8～1/17，极限拉应变（0.0001～0.0005）也仅为极限压应变的1/20～1/30。因此，在使用荷载作用下，钢筋混凝土受弯构件、大偏心受压构件及受拉构件的受拉区混凝土开裂较早，这时受拉区钢筋的应力只有20～30Mpa。混凝土开裂后，显著降低了构件的刚度，导致构件变形过大，同时也会降低构件的使用寿命。为了使构件满足变形和裂缝控制要求，则需增加构件的截面尺寸和用钢量，这将导致截面尺寸和自重过大，致使其在大跨度结构上的应用受到限制。混凝土为什么施加预应力预应力混凝土最早是在1928年由著名的法国工程师E·Freyssinet研究成功。预应力混凝土结构作为一种先进的结构形式，其应用的范围和数量是衡量一个国建建筑技术水平的重要指标之一。我国1950年开始采用预应力混凝土结构，现在无论在数量以及结构类型方面均得到迅速发展，预应力技术已经以开始的单个构件发展到预应力结构的新阶段。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，叫做预应力混凝土。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，宜优先采用高标号混凝土。当采用冷拉HRB335、HRB400钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30；当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。5.1先张法5.1先张法先张法施工（点击播放flash）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。采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋放松前，其拉力由台座承受。采用机组流水法时，构件连同钢模通过固定的机组，按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。先张法施工工艺流程如图5.2所示。工艺流程简化：张拉固定钢筋→浇混凝土→养护（至75%强度）→放松钢筋。5.1.1先张法施工准备墩式台座的几种形式①台墩台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。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。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。抗倾覆验算的计算简图如图5.3所示，按下式计算：②台面台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚150mm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。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。槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。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结构偏心受压构件计算。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。（1）钢丝锚固夹具圆锥齿板式夹具（锥销夹具）锥销夹具可分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具，如图5.5所示。镦头夹具如图5.6所示，采用镦头夹具时，将预应力筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固