2018一级注册建筑师《建筑经济施工》基础考点：预应力工程

2018一级注册建筑师《建筑经济施工》基础考点：预应力工程

　　预应力工程

　　预应力混凝土即在混凝土的受拉区内，预先加力，将钢筋拉长到一定数值，并锚固在混凝土上，然后放松张拉力，此时钢筋立即产生弹性回缩，由于钢筋已被锚固住，故将回缩力传给混凝土，从而使混凝土受到压力而压紧。这种压力通常称为预应力。当这种构件在荷载作用下产生拉应力时，首先要抵消这种预应力，然后构件才承受拉应力，这就提高了整个构件的强度，并推迟了棍凝土裂缝的出现。

　　预应力工程施工，分先张法和后张法两大类。

　　(一)先张法

　　先张法是指先张拉钢筋，后浇捣混凝土的方法。具体做法是：在浇筑混凝土以前，用机械或电热张拉钢筋，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放松预应力筋，这时钢筋要回缩，而混凝土已与钢筋粘结在一起，阻止钢筋的回缩，于是钢筋的回缩力把混凝土压紧，便给混凝土施加了压力。

　　1 .台座

　　采用台座法生产预应力混凝土构件时，台座承受全部预应力筋的拉力，故台座应有足够的强度、刚度和稳定性。有墩式台座和槽形台座两种。

　　2 .夹具

　　夹具是预应力筋进行张拉和临时固定的工具，可以重复使用，要求构造简单、工作可靠、装拆方便、加工容易、成本低。有张拉夹具和锚固夹具两种。

　　3 .张拉机械

　　包括有穿心式千斤顶、卷扬机和电动螺杆张拉机。

　　4 .先张法施工工艺

　　◆　预应力筋的张拉。预应力张拉程序有两种

　　以上两种张拉程序是等效的。

　　◆　混凝土的浇筑与养护。混凝土的浇筑必须一次完成，不允许留设施工缝。混凝土的强度等级不得小于 C30 。预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的外加剂。应采取正确的养护制度以减少由于温差引起的预应力损失。

　　◆　预应力放张。预应力筋放松时混凝土强度应达到设计规定的数值，无具体规定时，不应低于混凝土立方体抗压强度标准值的 75 %。放张应缓慢进行，如预应力筋数量较多应同时放张，可采用千斤顶、楔块和砂箱等。

　　(二)后张法

　　后张法是指先浇筑混凝土，后张拉钢筋的方法。具体做法是：在浇筑混凝土时，在设计规定的位置上预留预应力钢筋的孔道，待混凝土达到设计规定的强度后，将预应力筋穿入孔道，进行张拉，并用锚具将预应力筋锚固在构件上，最后进行孔道灌浆。

　　1 .锚具

　　锚具是预应力筋进行张拉和永久固定的工具，要求工作可靠、构造简单、施工方便、预应力损失小、成本低。有单根粗钢筋锚具、钢筋束锚具和钢丝束锚具等。

　　2 .张拉机械

　　张拉机械有拉杆式千斤顶、穿心式千斤顶和锥锚式双作用千斤顶。

　　3 .后张法施工工艺

　　◆　孔道留设。孔道留设是制作后张法构件的关键工序，预留孔道的质量直接影响预应力筋能否顺利张拉。通常有以下几种方法： ① 钢管抽芯法。预先将无缝钢管敷设在模板内的孔道位置上，在混凝土浇筑过程中和浇筑后，间隔一定时间慢慢转动钢管，防止与混凝土粘结，在混凝土终凝前抽出钢管，形成孔道; ② 胶管抽芯法。将 5~7 层夹布胶管或钢丝网橡胶敷设在模板内的孔道位置上，采用夹布胶管时，在混凝土浇筑前必须在管内充气或充水，使管径增大，然后浇筑混凝土，待混凝土初凝后放出压缩空气或压力水，抽出胶管，形成孔道; ③ 预埋波纹管法。金属波纹管是用0.3~0.5mm的钢带由专用的制管机卷制而成的。波纹管埋入混凝土后永不抽出，与混凝土有良好的粘结力。

　　◆　预应力筋张拉。预应力张拉时，结构混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体要求时，混凝土强度不得低于设计强度等级的 75 %。

　　◆　孔道灌浆。预应力筋张拉后，应随即进行孔道灌浆，以防预应力筋锈蚀，同时增加结构的抗裂性和耐久性。灌浆用灰浆除应满足强度和粘结力要求外，尚应具较大的流动性和较小的压缩性/泌水性。故灌浆宜用强度等级不低于 42 . 5 的普通硅酸水泥配置的水泥浆，水泥浆强度应不低于 20N /mm2 ，水灰比宜控制在0.4~0.45之间，搅拌后 3h 泌水率宜控制在 20 %。对于空隙较大的孔道，水泥浆中可掺入适量的细砂。为了增加孔道灌浆的密实性，在水泥中可掺入水泥水量万分之 0 . 5 ~1 的铝粉或 0 . 25 % 的木质素磺酸盖或其他减水剂。

　　灌浆前，混凝土孔道应用压力水冲刷干净并润湿孔壁，可用电动或手动压浆泵进行灌浆。水泥浆应均匀缓慢地注入，不得中断;灌浆顺序应先下后上，以避免上层孔道漏浆而把下层孔道堵塞;曲线孔道灌浆，宜由最低点压入水泥浆，至最高点排出空气及溢出浓浆为止。

　　后张法预应力筋锚固后的外露部分宜采用机械方法切割，其外露长度不宜小于预应力筋直径的 1 . 5 倍，且不宜小于 30 mm。

　　(三)验收要求(强制行条文)

　　◆　张拉过程中应避免预应力筋断裂或滑脱，当发生断裂或滑脱时，必须符合下列规定：对后张法预应力结构构件，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;对多跨双向连续板其同一截面应按每跨计算;对先张法预应力构件，在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。

　　◆　预应力筋张拉锚固完毕后，应尽快灌浆。切割外露于锚具的预应力筋必须用砂轮锯或氧乙炔焰，严禁使用电弧。当用氧乙炔焰切割时，火焰不得接触锚具。切割过程中还应用水冷却锚具。切割后预应力筋的外露长度不应小于 30mm 。

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