预应力智能张拉工艺及要点

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桥梁工程预应力混凝土智能张拉 施工技术指南
技术交流发言提纲
一、预应力混凝土发展概述 二、预应力混凝土施工近况
三、预应力混凝土施工要点
预应力混凝土施工控制目标 预应力混凝土施工控制要点
国家强制性标准《混凝土结构工程施工质量验
收规范》GB50204第6.4.3条规定“预应力筋张拉锚
固后实际建立的预应力值与工程设计规定检验值的
预应力混凝土 将混凝土在承受荷
载前对其施压，使
它发生预压应力和 压缩变形，这种变 形在混凝土承受荷 载时成为拉伸变形
受压区 受拉区
受拉区 受压区
对混凝土
施加预应力
的储备，于是产生
了预应力混凝土，
进入了混凝土的第
三个阶段。
2000年8月27日，某高架桥坍塌
混凝土用钢筋强 度低（370MPa)，塑 性大，（延伸率25 ％）。采用屈服强 度作为重要的强 度指标 （235MPa）， 一般相当于它的 极限强度的0.85 倍。断裂时有明 显的缩颈（HPB235)
a b
理论伸长量 实际伸长量 偏差%
169 173.2 2.5
169 176.3 4.3
169 170.9 1.1
Biblioteka Baidu
169 173.7 2.8
170 179 5.3
170 175.4 3.2
预应力设备控制要点
设备2、张拉用的千斤顶与传感器应配套标定、配套使 用，标定应在经国家授权的法定计量技术机构定期进行， 标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一 致。当处于下列情况之一时，应重新进行标定： 1)使用时间超过6个月； 2)张拉次数超过300次： 3)使用过程中千斤顶或传感器出现异常情况； 4)千斤顶检修或更换配件后。 采用测力传感器测量张拉力时，测力传感器应按相 应国家标准的规定每年送检一次。
千牛） 0.73*1.03*1860=1399MPa张拉控制应力 张拉应力
196kN
变形（毫米)
对混凝土预加应力的方法很多，其中大部分是
张拉预应力筋并通过粘结力或锚具将反力传给混凝
土，使混凝土获得预应力。
根据预应力筋张拉时间的先后习惯上把预加应
力方法分为先张法、后张法和同张法。
同张法是在混凝土硬化的同时逐渐张拉预应
预应力设备控制要点
摘自《桥梁工程预应力混凝土智 能张拉施工技术指南》p18+15
设备3、
预应力设备控制要点
5.2.3 预应力智能张拉设备 2 电子测量系统和数据采集系统具备力的测量、记录功能， 用于指示和记录力值。力的传感器最大量程不应小于60MPa， 精度不小于0.25级。指示装置和记录装置应随时、准确的指示 和记录千斤顶力值。数字式指示装置显示的数字应清晰并以kN 为单位直接显示千斤顶力值，施加力的过程中指示装置应平稳 ，无冲击和跳动现象，且直接显示力值。力测量系统应具备调 零和清零功能，以及加力速度提示装置。 电子测量系统和数据采集系统还应具备位移测量、记录功 能，用于指示和记录千斤顶行程。位移传感器最大量程不应小 于225mm，精度不小于0.25级。指示装置和记录装置应随时、 准确的指示和记录张拉过程中千斤顶行程，数字式指示装置显 示的数字应清晰并以mm为单位直接显示千斤顶行程。
断裂时有明显的缩颈
断裂时无明显的缩颈
混凝土用钢筋（HPB235)
预应力混凝土用钢绞线
《预应力混凝土用钢绞线》 GB/T5224-2003
钢绞线力学性能 FP0.2≥90%Fm 1、整根钢绞线的最大力 Fm 260kN Fp 0.2 234kN 2、规定非比例延伸力
3、最大力总伸长率 4、应力松弛性能 弹性模量 抗拉强度 屈服强度
存在，使混凝土的 应用范围受到限制。
混凝土 钢筋混凝土
为了利用混凝土抗 混凝土的主要特点 受压区 压强度高的优点， 受拉区 是抗压强度高；抗 扩大它的应用范围， 拉强度低、延伸率 在混凝土的受拉区 配置抗拉强度比它 受压区 小，只为0.1mm～ 受压区 受拉区 高得多的钢筋，解 受拉区 0.15mm/m。缺点 决了抗拉强度与抗 的存在，使混凝土 压强度不相适应的 受压区 矛盾，于是就产生 的应用范围受到限 受拉区 了钢筋混凝土，进 制。 入混凝土的第二个 HPB235钢筋应力达到40MPa的时候变形将达到 发展阶段 。 0.2mm/m。
摘自《公路桥涵施工 技术规范》p54+5
设备3、 5.2.3 预应力智能张拉设备 预应力智能张拉设备由数控液压油泵、电子测量 系统、数据采集系统、液压千斤顶、控制系统和安全 保护装置等部分组成。 1 数控液压油泵正常工作状态下运行平稳且压力 稳定，排出量应为3.0L±1.0L/min，排除压力不均匀 度不大于±0.10MPa。
终应力 33.67 33.65 33.26 33.78 读数 MPa 33.79 33.59 33.20 33.98 力值 972.8 976.8 976.1 968.6 kN 目标力 976.5 976.5 976.5 976.5 值kN 偏差 -0.3 0.03 -0.04 -0.81 % 目标应 33.79 33.59 33.20 33.98 力MPa
摘自《公路桥涵施工 技术规范》p54+5
设备1、
预应力设备控制要点
2.0.3 预应力智能张拉设备 由数控液压油泵；电子测量系统、数据采集系统、液压千 斤顶；（计算机）控制系统；安全保护装置等部分组成的张拉 设备。可实现预应力张拉的应力、应变控制、数据记录和打印 施工记录表的功能。
预应力智能张拉设备，由数控液压油泵；电子 测量系统、数据采集系统、液压千斤顶；（计 算机）控制系统；安全保护装置等部分组成的 张拉设备。可实现预应力张拉的应力、应变控 制、数据记录和即时打印施工记录表的功能。
力筋使它获得预应力。一般是利用膨胀水泥配制 混凝土，使它在硬化过程中不但不发生凝缩，反 而发生膨胀。在混凝土膨胀的时候，配置在体中 的预应力筋就被张拉，而混凝土本身则由于膨胀 受到钢筋的限制而同时获得预压应力。人们把这 种依靠混凝土自身膨胀来张拉钢筋而产生的预应 力。人们把这种依靠混凝土自身膨胀来张拉钢筋 而产生的预应力叫做自应力，把采用这种方法的 预应力混凝土叫做自应力混凝土。我国目前已采 用自应力混凝土大规模生产承插口管道，其最大 直径已超过1200mm。
束其有效预应力的不均匀度应不超过±2%。
预应力人员控制要点 人员、经培训掌握预应力知识和正确操作的施工人员 7.6.2 施加预应力之前，施工现场的准备工作及结构 或构件需达到的要求应符合下列规定： 1 施工现场具备已经批准的张拉顺序、张拉程序和 施工作业指导书，经培训掌握预应力知识和正确操作 的施工人员，以及能保证操作人员和设备安全的防护 措施。
先张法
顾名思义，就是 在混凝土浇捣前 张拉预应力筋， 达到要求应力时， 用夹具把它临时 锚固于承力设备 上，等混凝土硬 化到一定强度时 把它松开，松开 时预应力筋发生 弹性回缩，并通 过粘结力对混凝 土施压，使它获 得预应力。 53.swf
后张法
后张法则是在混凝 土浇筑硬化到一定 强度时张拉预应力 钢绞线。预应力钢 绞线张拉到预定应 力时，用锚具把钢 绞线端部锚固在混 凝土端面上，然后 在孔道中灌以水泥 浆把预应力筋与混 凝土粘结在一起。 后张法预加应力工 艺主要由浇筑混凝 土构件、张拉锚固 预应力筋和孔道灌 浆等三个阶段所组 成。
33.7133.59 33.48 33.20 33.11 33.98 33.75 33.82 33.79 33.79 33.54 33.59 33.22 33.20 33.93 33.98 973.9 971.9 971.7 967.7 977.1 973.6 974.9 972.9 976.5 976.5 976.5 976.5 976.5 976.5 976.5 976.5 -0.27 -0.47 -0.49 -0.90 0.06 -0.30 -0.16 -0.37 传 感 器 - 千 斤 顶 标 定 方 程
标准化执行3
智能预应力张拉
桥梁工程预应力混凝土智能张拉 施工技术指南
技术交流发言提纲
一、预应力混凝土发展概述 二、预应力混凝土施工近况
三、预应力混凝土施工要点
混凝土 混凝土的主要特点 是抗压强度高；抗 拉强度低、延伸率 小，只为0.1mm/m～
0.15mm/m。缺点的
受压区 受拉区
受压区 受拉区
预应力混凝土用钢绞线强度1860MPa 高 延伸率3.5％ 塑性小
延伸率25％
塑性大
采用屈服强度作为重要的强度指 采用经过10秒钟的加荷及卸荷后发生0.2％ 永久变形时的应力，作为屈服强度（1670MPa)， 标（235MPa）， 一般相当于它的极限强度的0.85倍 一般相当于它的极限强度的0.90倍。
固后实际建立的预应力值与工程设计规定检验值的
相对允许偏差为±5％。”
国家强制性标准《混凝土结构工程施工质量验
收规范》 第6.4.2条5的规定“当采用应力控制方法
张拉时，应校核预应力筋的伸长值。 实际伸长值与
设计计算理论伸长值的相对允许偏差为±6％。”
摘自《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 施工现场具备：张 理论伸长量的计算与修正 预应力施工控制要点 拉顺序、张拉程序、 1、2、3、4、5、6、7、 7.12 质量控制与检验 施工作业指导书、 千斤顶拉力与钢绞线根数的匹配 安全防护措施。 7.12.1 对预应力筋施加预应力时宜对多台千斤顶张拉时的同步性、 方法 环境 锚具安装正确，混凝土达到要求强度和 7天龄期
预应力混凝土用钢绞线强度高（1860MPa)，塑性小， 脆性大，（延伸率3.5％）。采用经过10秒钟的加荷及 卸荷后发生0.2％永久变形时的应力，作为屈服强 度（1670MPa)，一般相当于它的极限强度的 0.90倍。断裂时无明显的缩颈
预应力混凝土用钢铰线1670(1860)
混凝土用钢筋强度370MPa 低
Agt
Rm
初始负荷相当于公称最大力的80%， 1000h后应力松弛率不大于
3.5% 4.5%
R p0.2
1860MP a 1671MP
钢绞线拉伸试验报告
规定 截面 非比 面积 例延 伸力 平方 千牛 毫米
规定 整根钢 非比 伸 抗拉 弹性模 绞线的 例延 长 强度 量 最大力 伸强 率 度
千牛 兆帕 兆帕 兆帕 %
140 256.37 270.56 1930 1830 201940 5.5 国标 234 260 1860 1581 195000 3.5
预应力钢绞线1×7-15.20-1 860-GB/T5224-2003
负荷（千牛） 整根钢绞线 抗拉强度1930MPa 的最大力270kN 整根钢绞线最大力260kN（1860MPa)(GB) 规定非比例延伸力256 规定非比例延伸力 (1671MPa)（GB) （1830MPa)
持荷时间、锚下的有效预应力及其均匀度等进行质量控制，并应
张拉控制 符合下列规定： 初应力与钢绞线长度对应
智能 应力的精 张拉 1、在采用两台以上千斤顶实施对称和两端张拉时，各千斤顶 钢绞线 设 材 管道合格，且安装顺直 度宜为 设备 波纹管 之间同步张拉力的允许误差宜为± 2%。 备 料 ±1.5% 锚夹具 不带钢绞线浇筑混凝土 2、张拉至张拉应力时要保证千斤顶具有足够（力的传感器 5min）的持荷时 杜绝带钢绞线浇筑混凝土 锚垫板 精度 人员 间。张拉控制应力的精度宜为± 1.5%。 观测结果与真值之间的接近程度。 螺旋筋 整体穿入梳编束的钢绞线 0.25%F.S. 整体穿入梳编束的钢绞线 3、张拉锚固后，预应力筋在锚下的有效预应力应符合设计张 合格 掌握预应力知识和正 拉控制应力，两者的相对偏差不超过± 5%，同一断面中的预应力 确操作的施工人员
0.0346 0.0344 0.0340 0.0348 0.0112 0.0471 0.0729 0.0728 X=(Y-b)/a 千斤顶力值=(传感器读数-b)/a=971.1 =(33.61-0.0112)/0.0346=971.1
1 33.59 33.20 2 33.98 33.79 3 33.59 33.20 4 33.98 33.79
相对允许偏差为±5％。”
国家强制性标准《混凝土结构工程施工质量验
收规范》 第6.4.2条5的规定“当采用应力控制方法
张拉时，应校核预应力筋的伸长值。 实际伸长值与
设计计算理论伸长值的相对允许偏差为±6％。”
预应力混凝土施工控制目标 预应力混凝土施工控制要点
国家强制性标准《混凝土结构工程施工质量验
收规范》GB50204第6.4.3条规定“预应力筋张拉锚