最新13讲预应力混凝土锚具课件PPT.ppt 74页

'13讲预应力混凝土锚具 第13讲预应力材料及机具第5章预应力工程1概述2预应力钢筋3预应力锚固体系4张拉机具5一般规定挤压器墩头机高压油泵千斤顶JPM夹片式锚具挤压式锚具螺母锚具压花机 1概述普通钢筋砼构件的抗拉极限应变只有0.1--0.15×10-3。构件砼受拉开裂时，受拉钢筋的应力仅达1/4--1/3，钢筋的抗拉强度未能充分发挥。1.1预应力砼工作原理预应力砼是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对砼施加预压应力。使用阶段的构件在外荷载作用下产生拉应力时，先要抵消预压应力，这就推迟了砼裂缝的出现并限制了裂缝的开展，从而提高构件的抗裂度和刚度。第14讲预应力材料与机具共63页第1页 1.4预应力工艺的应用1.4.1先张法的应用先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、槽形板、双T板、V形折板、托梁、檩条、槽瓦、屋面梁等；道路桥梁工程中的轨枕、桥面空心板、简支梁等。在基础工程中应用的预应力方桩及管桩等。1概述预应力双T板桥面预应力空心板预应力方桩共63页第5页 1.4.2后张法的应用后张法不但用于房屋建筑中的吊车梁、屋面梁、屋架，桥梁中的T形梁、箱形梁等构件，且在大跨度的现浇结构及空间结构中的应用也日趋成熟；在特种结构如塔体的竖向预应力、筒体的环向预应力也有突破，尤其为桥梁工程的悬索结构、斜拉结构提供了丰富的发展空间。1.4预应力工艺的应用预应力箱梁竖向预应力斜拉索张拉共63页第6页 2预应力钢筋预应力钢筋是指在预应力结构中用于建立预加应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋等。冷拔低碳钢丝和冷拉钢筋由于存在残余应力、屈强比低，已逐渐为螺旋肋钢丝、刻痕钢丝或1×3钢绞线所取代，不再作为预应力钢筋使用。第14讲预应力材料与机具共63页第7页 2.1预应力钢丝螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔使钢丝表面沿长度方向产生规则间隔肋条的钢丝。直径为4～9mm，标准抗拉强度1570～1770N/mm2。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于先张法构件。2.1.1螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝外形螺旋肋钢丝近照2预应力钢筋共63页第8页 2.1.2刻痕钢丝刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法使钢丝表面产生周期性变化的凹痕或凸纹的钢丝。直径为5、7mm，标准抗拉强度1570N/mm2。钢丝表面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹力，可用于先张法构件。三面刻痕钢丝外形刻痕钢丝近照刻痕钢丝2.1预应力钢丝共63页第9页 2.2预应力钢绞线钢绞线是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合，并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、柔性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝贵。钢绞线可分为光面钢绞线、无粘结钢绞线、模拔钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线、不锈钢钢绞线等。预应力钢绞线光面预应力钢绞线2预应力钢筋共63页第10页 2.2.1光面预应力钢绞线常用光面钢绞线的规格有1×3和1×7两种，直径为8.6～15.2mm，标准抗拉强度1570～1860N/mm2。后张法预应力均采用1×7钢绞线，1×3钢绞线仅用于先张法构件。光面预应力钢绞线的形式钢绞线的包装2.2预应力钢绞线共63页第11页 2.2.2无粘结钢绞线是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护套制成，主要用于后张法中无粘结预应力筋，也可用于暴露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。无粘结钢绞线无粘结钢绞线生产线2.2预应力钢绞线共63页第12页 2.3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。有纵肋热处理钢筋无纵肋热处理钢筋2预应力钢筋共63页第13页 2.4精轧螺纹钢筋精轧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。钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。精轧螺纹钢筋具有锚固简单、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。精轧螺纹钢筋外形精轧螺纹钢筋近照2预应力钢筋共63页第14页 应力松弛是钢材受到一定的张拉力后，在长度保持不变的条件下，钢材的应力随时间的增长而降低的现象，其降低值称为应力松弛损失。产生应力松弛的原因主要是由于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引起的。右图根据碳素钢丝和热处理钢筋的试验数据，绘出其松弛率与时间、钢种、温度的关系：预应力筋的应力松弛损失2.5预应力钢筋的特性共63页第16页2.5应力松弛 ⑴松驰率与时间的关系：应力松弛初期发展较快，以后逐渐减慢。钢丝应力松弛损失率与时间t有较好的对数线性关系。⑵松驰率与钢种的关系：钢丝和钢绞线的应力松弛率比热处理钢筋和精轧螺纹钢筋大。⑶松驰率与初应力的关系：初应力大，松弛损失也大。当σi＞0.7σb时，松弛损失率明显增大。⑷松驰率与温度的关系：随着温度的升高，松弛损失率急剧增加。根据国外试验资料，400C时1000h松弛损失率约为200C时的1.5倍。2.5预应力钢筋的特性共63页第16页 减少应力松弛损失的措施⑴采取超张拉程序；⑵采用低松弛钢绞线或钢丝，其松弛损失可减少70～80%。2.5预应力钢筋的特性共63页第18页预应力砼箱梁张拉现场箱梁采取超张拉 2.6预应力钢筋的验收包括标牌和外观检查，并按有关规定取样进行力学性能检验。预应力钢筋出厂，每捆(盘)应挂有二个标牌(上注厂名、品名、规格、生产工艺及日期、批号等)，并有随货同行的出厂质量证明书。每验收批由同一牌号、同一规格、同一生产工艺的预应力钢筋组成，每批数量不超过60t。2.6.1标牌检查2预应力钢筋标牌标牌共63页第19页 2.6.2外观检查钢丝和钢绞线的外观检查均应逐盘进行。钢丝表面不得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤。钢丝直径检查按10%盘选取，但不少于6盘；钢绞线表面不得有油污、锈斑或机械损伤。镀锌、涂环氧钢绞线、无粘结钢绞线等涂层表面应均匀、光滑、无裂纹、无明显折皱。无粘结预应力筋每验收批应抽取3个试件检验油脂重量和护套厚度。精轧螺纹钢的外观检查应逐根进行。钢筋表面不得有锈蚀、油污、横向裂缝、结疤。2.6预应力钢筋的验收共63页第20页 2.6.3力学性能检验在每批钢丝中任意选取10%盘(不少于6盘)，每盘在任意位置截取2根试件，1根做拉伸试验，1根做弯曲试验，如一项试验不合格，则该盘钢丝为不合格品；另从该批未经检验的钢丝盘中抽取双倍数量的试件进行检验，如仍有一项不合格，则该批钢丝判为不合格品；或逐盘检验取用合格品。2.6预应力钢筋的验收预应力钢丝力学性能检测共63页第21页预应力钢绞线松弛性能检测 在每批钢绞线中任意选取3盘，每盘在任意位置截取一根试件做拉伸试验，如有某一项试验结果不合标准要求，则该不合格盘报废；另从未经检验过的钢绞线中抽取双倍数量的试件进行复检，如仍有一项不合格，则该批钢绞线判为不合格品。共63页第22页2.6.4运输及存放预应力筋由于强度高塑性差，在无应力状态下对腐蚀作用比普通钢筋敏感。预应力筋在运输或存放过程中如遭受雨淋、湿气或腐蚀介质的侵蚀，易发生锈蚀，不仅降低质量，钢筋表面出现腐蚀坑，有时甚至会造成钢筋脆断。2.6预应力钢筋的验收 3预应力锚固体系预应力锚固体系包括锚具、夹具和连接器。锚固体系的种类很多，且配套化、系列化、工厂化生产，主要有QM系列(中国建科院)、OVM系列(柳州建机厂)、HVM系列(柳州海威姆)、VLM系列等。预应力锚固体系总成图张拉端锚具锚固端锚具连接器波纹管及预应力筋第14讲预应力材料与机具共63页第23页 锚具——在后张法结构或构件中，用于保持预应力筋的拉力并将其传递到砼(或钢结构)上所用的夹持预应力筋的永久性锚固装置。后张法锚固体系包括锚具、锚垫板和螺旋筋。夹具——在先张法构件施工时，用于保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座(或设备)上的临时性锚固装置；在后张法结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置(又称工具锚)。连接器——用于连接预应力筋的装置。3预应力锚固体系共63页第24页 锚具、夹具和连接器的标记示例：YJM15-12产品代号企业体系代号，需要时标注预应力钢材根数预应力钢筋直径锚具、夹具和连接器的标记由产品代号、预应力钢筋直径、预应力钢材根数三部份组成(生产企业的体系代号只在需要时加注)。表示为锚固12根直径为15.2mm预应力砼用钢绞线的园形夹片式群锚锚具3预应力锚固体系共63页第26页 3.1种类及性能要求3.1.1锚具的种类锚具类型常见锚具备注夹片式单孔夹片锚具1、按在构件中的位置又可分为张拉端锚具、固定端锚具两种。2、锚具一般由设计单位按结构要求、产品性能和张拉施工方法选用。多孔夹片锚具支承式镦头锚具螺母锚具锥塞式钢质锥形锚具锥形螺杆锚握裹式挤压锚具压花锚具3预应力锚固体系共63页第27页 3.1.2性能要求应符合国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2007。⑴静载锚固性能：锚具应同时满足ηa≥0.95，εapu≥2.0%；夹具应满足ηg≥0.92。3.1种类及性能要求锚具静载试验机模拟钢绞线张拉锚具静载试验共63页第28页 ⑵动载锚固性能：满足循环次数为200万次的疲劳试验要求。3.1种类及性能要求洛氏硬度检测磁粉探伤无损检验内孔精确角度检验锚具的出厂检验韦氏硬度检测共63页第29页 ⑶工艺性能：应满足分级张拉、补张拉和放松预应力筋等张拉工艺要求；锚固多根预应力筋用的锚具，除具有整束张拉的性能外，宜具有单根张拉的可能性；夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安全的重复使用功能，主要部件宜镀膜防腐。3.1种类及性能要求共63页第30页 3.2锚具夹片式锚具分为单孔夹片锚具和多孔夹片锚具，由工作锚板、工作夹片、锚垫板、螺旋筋组成。可锚固预应力钢绞线。也可锚固7Ф5、7Ф7的预应力钢丝束，主要用作张拉端锚具。具有自动跟进，放张后自动锚固，锚固效率系数高，锚固性能好，安全可靠等特点。QM夹片式锚具夹片式锚具的组装3.2.1夹片式锚具3预应力锚固体系共63页第31页 工作锚板工作夹片锚垫板螺旋筋波纹管预应力筋VLM15(13)多孔夹片式锚具3.2锚具共63页第32页(适用于后张法施工中的预应力砼构件，岩土锚固等结构之中)灌浆孔 VLM单孔夹片式锚具工具锚、工作夹片锚具与千斤顶安装示意图张拉端锚具构造图3.2锚具共63页第33页 扁形张拉端锚具扁形张拉端锚具由扁形工作锚板、工作夹片、扁形锚垫板、扁形螺旋筋组成。扁锚的张拉端口扁小，钢铰线可逐根张拉亦可整体张拉。适用于楼板、低高度箱梁及桥面横向预应力张拉。张拉好的扁形锚具扁锚的工作锚板与夹片多孔夹片式扁锚3.2锚具共63页第34页 3.2.2镦头锚具镦头锚体系可张拉ФP5、ФP7高强钢丝束，常用镦头锚分为A型和B型，A型由锚杯和螺母组成，用于张拉端；B型为锚板，用于固定端。预应力筋采用钢丝镦头器镦头成型，配套张拉使用YDC系列穿心式千斤顶。主要用于后张法施工中。DM型镦头锚具镦头锚具与预应力钢丝束A型B型高强钢丝束3.2锚具共63页第35页 LD型系列镦头机构造示意图1.油嘴2.油缸3.顺序阀4.回油阀5.镦头活塞6.镦头活塞回程弹簧7.夹紧活塞回程弹簧8.夹紧活塞9.镦头模10.锚环11.夹片12.夹片回程弹簧已镦好的Φ7钢丝LD型系列镦头机3.2锚具共63页第36页 3.2.3精轧螺纹钢锚具、连接器由螺母和垫板组成，可锚固Ф25、Ф32高强精轧螺纹钢筋，主要用于先张法、后张法施工的预应力箱梁、纵向预应力及大型预应力屋架。连接器主要用于螺纹钢筋的接长。精轧螺纹钢锚具、连接器螺母螺母垫板连接器连接器3.2锚具共63页第37页 用于锚固直径为Φ25和Φ32的高强精轧螺纹钢筋，主要应用于预应力箱梁纵向施工、大型建筑屋架和岩土锚固中。由锚具、连接器、垫板组成，配用YG-70穿心式千斤顶和专用连接头进行张拉螺母垫板连接器预应力筋3.2锚具共63页第38页 3.2.4螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具由螺丝端杆、螺母和垫板组成，可锚固冷拉Ⅱ、Ⅲ级钢筋，主要用于后张法施工的预应力板梁及大型屋架。螺丝端杆锚具构造图螺母垫板螺丝端杆螺丝端杆锚具目前已较少使用!3.2锚具共63页第39页 3.2.5挤压式锚具（P型）P型锚具是由挤压头、螺旋筋、P型锚板、约束圈组成，它是在钢铰线端部安装钢丝衬圈和挤压套，利用挤压机将挤压套挤过模孔，使其产生塑性变形而握紧钢铰线，形成可靠锚固。用于后张预应力构件的固定端对钢绞线的挤压锚固。固定端P型锚具组件单孔固定端锚具VLM挤压套3.2锚具共63页第40页 螺旋筋挤压头P型锚板预应力筋波纹管VLM固定端P型锚具3.2锚具共63页第41页(应用于后张预应力构件的固定端，埋入构件中不作张拉用) P型固定端锚具构造图GYJ挤压机是制作P型固定端锚具的专用挤压设备。挤压好的挤压头3.2锚具共63页第42页JY型挤压机 3.2.6压花式锚具（H型）当需要把后张力传至砼时，可采用H型固定端锚具，它包括带梨形自锚头的一段钢绞线、支托梨形自锚头用的钢筋支架、螺旋筋、约束圈等。钢绞线梨形自锚头采用专用的压花机挤压成型。VLM15型固定端H型锚具梨形自锚头预应力筋螺旋筋约束圈波纹管3.2锚具共63页第43页 压花机是制作H型固定端锚具的专用挤压设备。YH30型压花机具有体积小、重量轻、操作方便等特点。H型固定端压花锚具构造图梨形头结构示意图YH30型压花机压花机压花过程3.2锚具共63页第44页 3.2.7钢质锥形锚具钢质锥形锚具(又称弗氏锚具)由锚圈和锚塞组成，可锚固6～30ФP5或12～24ФP7的高强钢丝束，常用于后张法预应力砼结构和构件中，配套YDZ系列专用千斤顶张拉。GZ型钢质锥形锚具张拉好的钢质锥形锚具锚圈锚圈锚塞锚塞砼构件锥形锚具高强钢丝束3.2锚具共63页第45页 3.3夹具先张法中钢丝的夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座上的锚固夹具；另一类是张拉时夹持预应力筋用的夹具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。夹具的种类繁多，下图是传统的单根钢丝锚固夹具。3.3.1钢丝的夹具钢丝用锚固夹具园锥齿板式常用于冷拔钢丝，园锥槽式常用于消除应力钢丝。3预应力锚固体系共63页第46页 下图是常用的钢丝张拉夹具。3.3夹具偏心式夹具压销式夹具共63页第47页 QM预应力体系中的JXS、JXL、JXM型夹具是专为先张台座法预应力钢绞线张拉的需要而设计，可适应Ø9.5、Ø12.2、Ø12.7、Ø15.2mm，Ø15.7、Ø17.8mm等规格钢绞线的先张台座张拉。3.3.2钢绞线的夹具JXS型先张夹具JXM型先张夹具JXL型先张夹具3.3夹具共63页第48页 4张拉设备预应力张拉设备主要有电动张拉设备和液压张拉设备两大类。电动张拉设备仅用于先张法，液压张拉设备可用于先张法与后张法。液压张拉设备由液压千斤顶、高压油泵和外接油管组成。张拉设备应装有测力仪器，以准确建立预应力值。张拉设备应由专人使用和保管，并定期维护和校验。第14讲预应力材料与机具共63页第49页前卡式千斤顶高压油泵穿心式千斤顶 4.1电动张拉机械常用的电动张拉机械主要有：电动螺杆张拉机、电动卷扬张拉机等，常用于先张法施工中。电动螺杆张拉机构造图电动螺杆张拉机电动卷扬张拉机4张拉设备共63页第50页 是一种利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶。既可用于需要顶压的夹片锚的整体张拉，配上撑脚与拉杆后，还可张拉镦头锚和冷铸锚。广泛用于先张、后张法的预应力施工。4.2.1穿心式千斤顶YDC型穿心式千斤顶构造示意图千斤顶张拉中4.2液压张拉设备4张拉设备共63页第51页YDC型穿心式千斤顶 拉杆式千斤顶为空心拉杆式千斤顶，选用不同的配件可组成几种不同的张拉形式。可张拉DM型螺丝端杆锚、JLM精轧螺丝钢锚具，LZM冷铸锚等。4.2.2拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶构造示意图4.2液压张拉设备YCL拉杆式千斤顶共63页第52页 是一种具有张拉、顶锚和退楔功能的三作用千斤顶，专用于张拉及顶压锚固带钢质锥形(弗氏)锚的钢丝束。4.2.3锥锚式千斤顶张拉GZ型锚具实例4.2液压张拉设备共63页第53页YDZ850型千斤顶构造示意图 4.2.4前卡式千斤顶是一种张拉工具锚内置于千斤顶前端的穿心式千斤顶，可自动夹紧和松开工具锚夹片，简化了施工工艺，节省了张拉时间，而且缩短了预应力筋预留张拉长度。主要用于各种有粘结筋和无粘结筋的单根张拉。YDQ型前卡式千斤顶前卡式千斤顶张拉中4.2液压张拉设备共63页第54页 4.2.5扁锚整体张拉千斤顶是一种整体预应力张拉千斤顶。采用双并列油缸的结构，扁锚采用整体一次张拉，克服了扁锚由于单孔张拉而引起构件应力不均匀，预应力筋延伸量不足，构件扭曲现象，并且可提高施工工效。可广泛用于各种锚固体系的扁锚预应力施工。4.2液压张拉设备共63页第55页 4.3高压油泵高压油泵与向液压千斤顶的油缸高压供油。油泵的额定压力应等于或大于千斤顶的额定压力。高压油泵的额定压力为40～80MPa。4张拉设备共63页第56页千斤顶张拉时，张拉力的大小是通过油泵上的油压的读数来控制的。油压表的读数表示千斤顶张拉油缸活塞单位面积的油压力。在理论上如已知张拉力N，活塞面积A，则可求出张拉时油表的相应读数P。ZB型油泵YBZ型高压泵站 预应力钢筋、锚具、张拉机具的配套使用共63页第57页预应力筋品种锚具形式张拉机械张拉端固定端安装在结构之外安装在结构之内钢绞线及钢绞线束夹片锚具挤压锚具压花锚具挤压锚具夹片锚具穿心式钢丝束夹片锚具镦头锚具挤压锚具挤压锚具镦头锚具夹片锚具穿心式镦头锚具穿心式锥塞锚具锥锚式精轧螺纹钢筋螺母锚具—螺母锚具拉杆式4张拉设备 5一般规定在预应力结构中，砼的强度等级不低于C30，当采用钢铰线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋时不得低于C40；目前，在一些重要的预应力砼结构中，已开始采用C50～C60的高强砼，并逐步向更高强度等级的砼发展。在预应力砼构件的施工中，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。5.1预应力砼的材料要求第14讲预应力材料与机具共63页第58页 5.2预应力筋下料及接头5.2.1预应力筋的下料预应力筋下料应采用砂轮切割机切割，不得采用电弧焊切割；对需要镦头的钢丝，其切割面应与母材垂直；钢铰线切割前应用铅丝将切割处两端捆扎，防止端头松散。5.2.2预应力筋的接头粗钢筋的接头必须使用闪光对焊工艺。高强钢丝和钢绞线严禁有接头，预应力筋的接长必须使用连接器。5一般规定共63页第59页 LB型整体对接式连接器LB型连接器静载试验L型周边悬挂式连接器钢绞线束的接长5.2预应力钢筋下料及接头共63页第60页 VLM型单孔连接器M2L15-1单孔连接器VLM15(13)BL型扁锚连接器5.2预应力钢筋下料及接头共63页第61页 5.3张控制应力限值预应力筋的张控制应力限值σcon不宜超过下表限值，也不宜小于0.4fptk：钢筋种类张拉方法先张法后张法消除应力钢丝、钢铰线0.75fptk0.70fptk热处理钢筋0.75fptk0.65fptk要求提高构件在施工阶段的抗裂性能或抵消由于应力松驰、磨擦、分批张拉、温差等因素产生的应力损失等，采用超张拉工艺时其最大张拉控制应力可提高0.05fptk。5一般规定共63页第62页 5.4施加预应力时的砼强度要求应遵守设计规定。设计无规定时应经计算确定，并不低于设计强度的75%。5.5张拉设备的校验为保证预应力筋张拉应力的准确性，应定期、配套校验张拉机具设备及仪表，确定张拉力与油表读数的关系。校验期一般不超过6个月。校正后的千斤顶与油压表必须配套使用。当使用中出现异常或千斤顶维修后，应重新标定。5一般规定共63页第63页 义务教育课程标准实验教材品德与社会三年级上册执教：罗田小学向承春我是谁执教：罗田小学向承春执教：罗田小学向承春我是谁我是谁我是谁我是谁我是谁我是谁我是谁 说说“我”是谁 …… 根据提示，说说在生活中你们担当过哪些角色。先同桌讨论，然后在班上交流。……在学校，我是……在家里，我是……在医院，我是……在商店，我是……在舞台，我是……在电影院，我是……在汽车上，我是…… 猜猜“我”是谁1、每小组自己设计一种角色身份，并选出代表根据角色特征进行表演。2、其他组的同学猜猜他们扮演的是什么角色。谁先说出来，谁就会获得一份小礼物。 演一演评一评1、每组根据信封里所提供的场景进行表演。2、表演完后，说说他们谁演得最好，好在哪里。 谢谢！再见！'