預(yù)應(yīng)力混凝土工程課件

第五章預(yù)應(yīng)力混凝土工程

第五章預(yù)應(yīng)力混凝土工程1概

述

一、主要內(nèi)容：

(1)先張法施工工藝，機(jī)具設(shè)備和施工方法；

(2)后張法的施工工藝，機(jī)具設(shè)備和施工方法；

(3)電熱張法、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。概

述一、主要內(nèi)容：2二、學(xué)習(xí)要求：·了解預(yù)應(yīng)力混凝土的概念，及其在工程應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)；

·熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土的材料品種、規(guī)格及要求；

·熟悉先張法、后張法的施工工藝；

·掌握先張法預(yù)應(yīng)力筋的控制應(yīng)力、張拉程序和放張順序的確定和注意事項(xiàng)；

·掌握后張法孔道留設(shè)、錨具選擇、預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序、孔道灌漿等施工方法及注意要點(diǎn)；

·了解電熱張法、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理及應(yīng)用；

·熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量保證措施及安全技術(shù)。二、學(xué)習(xí)要求：3三、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

預(yù)應(yīng)力混凝土工程的先張法、后張法的施工工藝，機(jī)具設(shè)備和施工方法。電熱張法、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。四、學(xué)習(xí)方法：

在理論教學(xué)同時(shí)，結(jié)合圖形、圖片等形式體會(huì)和理解預(yù)應(yīng)力混凝土先張法和后張法的施工工藝，從而掌握：

（1）先張法、預(yù)應(yīng)力筋的控制應(yīng)力、張拉程序和放張順序的確定和注意事項(xiàng)；（2）后張法孔道留設(shè)、錨具選擇、預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序、孔道灌漿等施工方法及注意要點(diǎn)。三、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)：4五、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念

這種利用鋼筋對(duì)受拉區(qū)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力的鋼筋混凝土，叫做預(yù)應(yīng)力混凝土。（1）預(yù)應(yīng)力混凝土能充分發(fā)揮高強(qiáng)度鋼材的作用，即在外荷載作用于構(gòu)件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對(duì)構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓力，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，使混凝土結(jié)構(gòu)在作用狀態(tài)下充分發(fā)揮鋼筋抗拉強(qiáng)度高和混凝土抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以提高構(gòu)件的承載能力。（2）當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，首先抵消預(yù)應(yīng)力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝土才受拉開(kāi)裂，從而延遲了構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂縫的開(kāi)展，提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。五、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念5六、預(yù)應(yīng)力混凝土的產(chǎn)生

由于混凝土抗拉性能很差，使鋼筋混凝土存在兩個(gè)不能解決的問(wèn)題：一、是需要帶裂縫工作，裂縫的存在，不僅使構(gòu)件剛度下降很多，而且不能應(yīng)用于不允許開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)中；二、是從保證結(jié)構(gòu)耐久性出發(fā)，必須限制裂縫開(kāi)展寬度，這使高強(qiáng)度鋼筋無(wú)法在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮其作用，相應(yīng)地也不可能充分發(fā)揮高標(biāo)高混凝土的作用。這樣，當(dāng)荷載增加時(shí)，只有靠鋼筋混凝土構(gòu)件中的截面尺寸或增加鋼筋用量方法來(lái)控制構(gòu)件的裂縫和變形了。這樣做既不經(jīng)濟(jì)又必然使構(gòu)件自重增加。采用預(yù)應(yīng)力混凝土是解決這一矛盾的有效辦法。六、預(yù)應(yīng)力混凝土的產(chǎn)生6七、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理

事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其值和分布，能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適的程度的混凝土。這就是說(shuō)，它是預(yù)先對(duì)混凝土或構(gòu)件施工加壓應(yīng)力，使之建立一種人為的應(yīng)力狀態(tài)，這種應(yīng)力的大小和分布規(guī)律，能有利抵消使用荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力。因而使構(gòu)件在使用荷載作用下不致開(kāi)裂，或推遲開(kāi)裂，或者減小裂縫開(kāi)展的寬度，以提高構(gòu)件抗裂度及剛度。七、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理7。

八、預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展

1、19世紀(jì)末提出

但早期的試驗(yàn)并不成功，主要是因?yàn)閷?duì)混凝土收縮與徐變的影響認(rèn)識(shí)不清，預(yù)應(yīng)力筋沒(méi)有采用高強(qiáng)鋼筋，因?yàn)橹挥懈邚?qiáng)鋼筋才有足夠的應(yīng)變能力來(lái)抵抗混凝土的非彈性縮短。

2、直到1925年高強(qiáng)鋼筋用于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)

由法國(guó)學(xué)者弗來(lái)西奈將高強(qiáng)鋼材引入預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，并且建成了一些重要的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力的愿望才得以實(shí)現(xiàn)。

3、我國(guó)從1956年推廣應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土

現(xiàn)在無(wú)論在數(shù)量以及結(jié)構(gòu)類型方面均得到迅速發(fā)展。。8

九、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類

1、按預(yù)加應(yīng)力的方法分：先張法、后張法。

2、按張拉方法分：機(jī)械張拉(液壓或電動(dòng)螺桿)、電熱張拉。

3、按預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)狀態(tài)分：有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。九、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類9第一節(jié)

先張法

先張法是在澆筑混凝土之前，先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并將預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)固定在臺(tái)座或鋼模上，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%)，混凝土與預(yù)應(yīng)力筋具有一定的粘結(jié)力時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力筋，使混凝土在預(yù)應(yīng)力的反彈力作用下，使構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土承受預(yù)壓應(yīng)力。

工藝過(guò)程：張拉固定鋼筋→澆混凝土→養(yǎng)護(hù)(至75%強(qiáng)度)→放張鋼筋

適用于：構(gòu)件廠生產(chǎn)中、小型構(gòu)件(樓板、屋面板、吊車梁、薄腹梁……)

先張法施工工藝如圖5-1所示。第一節(jié)

先張法先張法是在澆筑混凝土10圖5-1

先張法施工工藝

圖5-1

先張法施工工藝11

二、先張法的施工設(shè)備

(一)臺(tái)座

1、要求：有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；滿足生產(chǎn)工藝的要求。

2、形式：①墩式(傳力墩、臺(tái)面、橫梁)

長(zhǎng)度100～150m，適于中、小型構(gòu)件。

墩式臺(tái)座的幾種形式如圖5-2所示。②槽式(傳力柱、上下橫梁、磚墻)

–長(zhǎng)45～76m，適于雙向預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,易于蒸汽養(yǎng)護(hù)。槽式臺(tái)座如圖5-3所示。二、先張法的施工設(shè)備12圖5-2

墩式臺(tái)座的幾種形式圖5-2

墩式臺(tái)座的幾種形式13槽式臺(tái)座圖5-3槽式臺(tái)座圖5-314圖5-4(１)鋼質(zhì)錐形夾具

二、先張法的施工設(shè)備(二)夾具：

夾具是先張法構(gòu)件施工時(shí)保持預(yù)應(yīng)力筋拉力，并將其固定在張拉臺(tái)座(或設(shè)備)上的臨時(shí)性錨固裝置。

按其工作用途不同分為錨固夾具和張拉夾具。

1、鋼絲錨固夾具：如圖5-4(1)所示

錐形夾具圖5-4(１)鋼質(zhì)錐形夾具二、先張法的施工設(shè)備15

錐形夾具可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具，如圖5-4(2)所示。錐形夾具可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具，如16

鐓頭夾具:如圖5-5所示，采用鐓頭夾具時(shí)，將預(yù)應(yīng)力筋端部熱鐓或冷鐓，通過(guò)承力分孔板錨固。鐓頭夾具:如圖5-5所示，采用鐓頭夾具時(shí)，將預(yù)應(yīng)17

2、鋼筋錨固夾具

·鋼筋錨固常用圓套筒三片式夾具，由套筒和夾片組成(圖5-6)。

·其型號(hào)有YJ12、YJ14，適用于先張法；用YC-18型千斤頂張拉時(shí)，適用于錨固直徑為12mm、14mm的單根冷拉HRB335、HRB400、RRB400級(jí)鋼筋。2、鋼筋錨固夾具18

3、張拉夾具

張拉夾具是夾持住預(yù)應(yīng)力筋后，與張拉機(jī)械連接起來(lái)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉的機(jī)具。

常用的張拉夾具有月牙形夾具、偏心式夾具、楔形夾具等，如圖5-7所示，適用于張拉鋼絲和直徑16mm以下的鋼筋。3、張拉夾具19預(yù)應(yīng)力混凝土工程20

二、先張法的施工設(shè)備

(三)張拉設(shè)備

張拉機(jī)具的張拉力應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉力的1.5倍；張拉機(jī)具的張拉行程不小于預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值的1.1～1.3倍。

1、鋼絲張拉設(shè)備

·鋼絲張拉分單根張拉和成組張拉。

·用鋼模以機(jī)組流水法或傳送帶法生產(chǎn)構(gòu)件時(shí)，常采用成組鋼絲張拉。

·在臺(tái)座上生產(chǎn)構(gòu)件一般采用單根鋼絲張拉，可采用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、電動(dòng)螺桿張拉機(jī)進(jìn)行張拉。

①電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)張拉、杠桿測(cè)力裝置二、先張法的施工設(shè)備21如圖5-8所示。

如圖5-8所示。22

②電動(dòng)螺桿張拉機(jī)

如圖5-9所示，電動(dòng)螺桿張拉機(jī)由螺桿、頂桿、張拉夾具、彈簧測(cè)力器及電動(dòng)機(jī)組成。②電動(dòng)螺桿張拉機(jī)

如圖5-9所示，電動(dòng)螺桿張拉機(jī)23

2、鋼筋張拉設(shè)備

穿心式千斤頂用于直徑12～20mm的單根鋼筋、鋼絞線或鋼絲束的張拉。

用YC－20型穿心式千斤頂(圖5-10)張拉時(shí)，高壓油泵啟動(dòng)，從后油嘴進(jìn)油，前油嘴回油，被偏心夾具夾緊的鋼筋隨液壓缸的伸出而被拉伸。

YC－20型穿心式千斤頂?shù)淖畲髲埨?0kN，最大行程為200mm。適用于用圓套筒三片式夾具張拉錨固12～20mm單根冷拉HRB335、HRB400和RRB400鋼筋。

鋼筋成組張拉見(jiàn)圖5-11所示。

2、鋼筋張拉設(shè)備24圖5-10圖5-1025圖5-11

圖5-1126

三、先張法施工工藝

先張法的工藝流程如下圖所示，其中關(guān)鍵是預(yù)應(yīng)力筋的張拉與固定，混凝土澆筑以及預(yù)應(yīng)力筋的放張。三、先張法施工工藝27

(一)張拉預(yù)應(yīng)力筋：

1、張拉程序

可按下列之一進(jìn)行：0→1.05σcon(持荷2分鐘)→σcon或0→1.03σcon其中σcon為預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力.為了減少應(yīng)力松弛損失，預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用0→1.05σcon(持荷2分鐘)→σcon的張拉程序。

預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉工作量大時(shí)，宜采用一次張拉程序0→1.03σcon

超張拉——減少由于鋼筋松弛變形造成的預(yù)應(yīng)力損失。持荷兩分鐘——加速鋼筋松馳的早期發(fā)展。(第1分鐘內(nèi)完成損失總值的50%)

應(yīng)力松馳：鋼材在常溫、高應(yīng)力狀態(tài)下，具有不斷產(chǎn)生塑性變形的特點(diǎn)，導(dǎo)致鋼筋應(yīng)力下降。(一)張拉預(yù)應(yīng)力筋：28

2、控制應(yīng)力及最大應(yīng)力：

張拉控制應(yīng)力是指在張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)所達(dá)到的規(guī)定應(yīng)力，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定采用。

控制應(yīng)力的數(shù)值直接影響預(yù)應(yīng)力的效果。施工中采用超張拉工藝，使超張拉應(yīng)力比控制應(yīng)力提高3%～5%。

預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。施工中預(yù)應(yīng)力筋需要超張拉時(shí)，可比設(shè)計(jì)要求提高3%～5%，但其最大張拉控制應(yīng)力不得超過(guò)表5-1的規(guī)定。

2、控制應(yīng)力及最大應(yīng)力：

張拉控制應(yīng)力是指在張拉29表5-1表5-1303、預(yù)應(yīng)力值的校核

預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力，一般用伸長(zhǎng)值校核。3、預(yù)應(yīng)力值的校核

預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力，一般用伸長(zhǎng)值校核31

預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值ΔL按下式計(jì)算：

式中：FP—預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力，kN；軸線張拉取張拉端的拉力；兩端張拉的曲線筋取張拉端的拉力與跨中扣除孔道摩阻損失后拉力的平均值；L—預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度，mm；

AP—預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，mm2；

ES—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，kN/mm2。

預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值，宜在初應(yīng)力約為10%σcon時(shí)測(cè)量，并加初應(yīng)力以內(nèi)的推算伸長(zhǎng)值。預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值ΔL按下式計(jì)算：

324、張拉要點(diǎn)：

(1)張拉時(shí)應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值。實(shí)際伸長(zhǎng)值與設(shè)計(jì)計(jì)算值的偏差不得超過(guò)±6%，否則應(yīng)停拉；

(2)從臺(tái)座中間向兩側(cè)進(jìn)行(防偏心損壞臺(tái)座)

(3)多根成組張拉，初應(yīng)力應(yīng)一致(測(cè)力計(jì)抽查)

(4)拉速平穩(wěn)，錨固松緊一致，設(shè)備緩慢放松

(5)拉完的筋位置偏差≯5mm，且≯構(gòu)件截面短邊的4%

(6)冬季張拉時(shí)，溫度≮－15℃

(7)注意安全：兩端嚴(yán)禁站人，敲擊楔塊不得過(guò)猛。4、張拉要點(diǎn)：

(1)張拉時(shí)應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值。實(shí)際伸33(二)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)：1、混凝土一次澆完，混凝土≮C30。2、防止較大徐變和收縮：選收縮變形小的水泥，水灰比≯0.5，級(jí)配良好，振搗密實(shí)(特別是端部)。

·混凝土收縮：由于水泥漿在硬化過(guò)程中脫水密結(jié)和毛細(xì)孔壓縮的結(jié)果

·混凝土徐變：指混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下產(chǎn)生的塑性變形3、采用機(jī)械振搗密實(shí)時(shí)，要避免碰撞鋼絲。混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度前，不允許碰撞或踩踏鋼絲。4、減少應(yīng)力損失：非鋼模臺(tái)座生產(chǎn)，采取二次升溫養(yǎng)護(hù)，(開(kāi)始溫差≯20℃，達(dá)10MPa后按正常速度升溫)。(二)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)：34三、先張法施工工藝(三)預(yù)應(yīng)力筋放張：1、條件：混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定且≮75%強(qiáng)度值后。2、放張順序:

(1)預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)，應(yīng)緩慢放松錨固裝置，使各根預(yù)應(yīng)力筋緩慢放松。

(2)預(yù)應(yīng)力筋放張順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，可按下列要求進(jìn)行：

（a）承受軸心預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時(shí)放張；(b)承受偏心預(yù)壓力構(gòu)件，應(yīng)先同時(shí)放張預(yù)壓力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋，再同時(shí)放張預(yù)壓力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋。

(c)長(zhǎng)線臺(tái)座生產(chǎn)的鋼弦構(gòu)件，剪斷鋼絲宜從臺(tái)座中部開(kāi)始；疊層生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，宜按自上而下的順序進(jìn)行放松；板類構(gòu)件放松時(shí)，從兩邊逐漸對(duì)稱向中心進(jìn)行。三、先張法施工工藝35

3、放張方法

(1)對(duì)于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力絲的放張宜從生產(chǎn)線中間處開(kāi)始，以減少回彈量且有利于脫模；對(duì)于大構(gòu)件應(yīng)從外向內(nèi)對(duì)稱、交錯(cuò)逐根放張，以免構(gòu)件扭轉(zhuǎn)、端部開(kāi)裂或鋼絲斷裂。

(2)放張單根預(yù)應(yīng)力筋，一般采用千斤頂放張，如圖5-12(a)所示。

(3)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋較多時(shí)，整批同時(shí)放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。

砂箱裝置如圖5-12(b)所示。

楔塊放張裝置如圖5-12(c)所示。

注：可用鋸斷，剪斷，熔斷(僅限于Ⅰ～Ⅲ級(jí)冷拉筋)方法放張，但對(duì)鋼絲、熱處理鋼筋不得用電弧切割。3、放張方法

(1)對(duì)于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件36預(yù)應(yīng)力混凝土工程37第二節(jié)

后張法

一、后張法的概念

先制作混凝土構(gòu)件，并在預(yù)應(yīng)力筋的位置預(yù)留出相應(yīng)孔道，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值后，穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，并利用錨具把預(yù)應(yīng)力筋錨固，最后進(jìn)行孔道灌漿。

工藝過(guò)程：澆筑混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件(留孔)→養(yǎng)護(hù)拆?！?達(dá)75%強(qiáng)度后)穿筋張拉→固定→孔道灌漿→(漿達(dá)15N/mm2,混凝土達(dá)100%后)移動(dòng)、吊裝。

適用于：大構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)施工——預(yù)制拼裝，結(jié)構(gòu)張拉。

特點(diǎn)：不需臺(tái)座；但工序多、工藝復(fù)雜，錨具不能重復(fù)利用。后張法施工工藝如圖5-13所示

第二節(jié)

后張法一、后張法的概念38圖5-13圖5-1339

二、預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具

(一)單根粗筋(直徑18～36mm)：1、錨具：

單根粗鋼筋的預(yù)應(yīng)力筋，如果采用一端張拉，則在張拉端用螺絲端桿錨具，固定端用幫條錨具或鐓頭錨具；如果采用兩端張拉，則兩端均用螺絲端桿錨具。

(1)螺絲端桿錨具如圖5-14(1)及圖5-14(2)所示。(2)幫條錨具如圖5-15所示。(3)鐓頭錨具由鐓頭和墊板組成二、預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具40圖5-14(1)

螺絲端桿錨具

圖5-14(1)

螺絲端桿錨具41

圖5-14(2)

LM型螺絲端桿錨

用于預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉錨固，依靠對(duì)焊與預(yù)應(yīng)力鋼筋連接。

圖5-14(2)

LM型螺絲42圖5-15

圖5-15432、預(yù)應(yīng)力筋制作：

工序：下料→對(duì)焊→冷拉。

下料長(zhǎng)度計(jì)算：

①當(dāng)兩端用螺絲端桿錨具時(shí)——2、預(yù)應(yīng)力筋制作：44鋼筋下料長(zhǎng)度：

②當(dāng)一端用螺桿、一端用幫條時(shí):

鋼筋的冷拉率鋼筋的彈性回縮率鋼筋的冷拉率鋼筋的彈性回縮率45鋼筋下料長(zhǎng)度：

鋼筋下料長(zhǎng)度：463、張拉設(shè)備：

拉桿式千斤頂(YL－60)，如圖5-16所示；穿心式千斤頂(YC－60、YC－20、YC－18),如圖5-17(1)及圖5-17(2)所示,配置撐腳和拉桿等附件后,可作為拉桿式千斤頂使用。

3、張拉設(shè)備：47圖5-16

圖5-1648圖5-17(1)

圖5-17(1)49圖5-17（2）圖5-17（2）50(二)鋼筋束、鋼絞線1、錨具

鋼筋束、鋼絞線采用的錨具有JM型、KT-Z型、XM型、QM型和鐓頭錨具等。其中鐓頭錨具用于非張拉端。

·JM型錨具

JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成(圖5-18)，錨環(huán)分甲型和乙型兩種。

JM型錨具與YL60型千斤頂配套使用，適用于錨固3～6根直徑為12mm光面或螺紋鋼筋束，也可用于錨固5～6根直徑為12mm或15mm的鋼絞線束。

·KT-Z型錨具

KT-Z型錨具由錨環(huán)和錨塞組成(圖5-19)，，分為A型和B型兩種。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋的最大張拉力超過(guò)450KN時(shí)采用A型，不超過(guò)450KN時(shí)，采用B型。

KT-Z型錨具適用錨固3～6根直徑為12mm的鋼筋束或鋼絞線束。

(二)鋼筋束、鋼絞線51·XM型錨具

XM型和QM型錨具是一種新型錨具，由錨環(huán)和夾片組成(圖5-20)。利用楔形夾片，將每根鋼絞線獨(dú)立地錨固在帶有錐形的錨環(huán)上，形成一個(gè)獨(dú)立的錨固單元。

XM型錨具的夾片為斜開(kāi)縫。

XM型錨具既可作為工作錨，又可兼作工具錨?！M型錨具

XM型和QM型錨具是一種新型錨具，52圖5-18圖5-1853圖5-19圖5-1954圖5-20

圖5-2055·QM型錨具

QM型錨具與XM型錨具相似，它也是由錨板和夾片組成(圖5-21)。但錨孔是直的，錨板頂面是平的，夾片垂直開(kāi)縫。此外，備有配套喇叭形鑄鐵墊板與彈簧等。·QM型錨具56

鐓頭錨具用于固定端(圖5-22(1)、圖5-22(2))，它由錨固板和帶鐓頭的預(yù)應(yīng)力筋組成。鐓頭錨具用于固定端(圖5-22(1)、圖5-22(2))572、預(yù)應(yīng)力筋的制作：

工序：冷拉→下料→編束。

下料長(zhǎng)度L：

兩端張拉：L＝L0＋2a

一端張拉：L＝L0＋a＋b

a－－張拉端留量(600～850mm，由機(jī)具定)

b－－非張拉端外露長(zhǎng)度(80～100mm)3、張拉設(shè)備：

錐錨式千斤頂(YZ60、YZ85)

――用于KT－Z及鋼制錐形錨具，如圖5-23所示。

穿心式千斤頂(YC60、YC120)

――用于JM－12、QM、XM錨具，如圖5-17(1)所示。

大孔徑穿心式千斤頂(YCD、YCQ、YCW型)－－用于大噸位鋼絞線束（群錨)，如圖5-24(1)、圖5-24(2)所示2、預(yù)應(yīng)力筋的制作：58圖5-23圖5-23595-17(1)

5-17(1)605-24(1)

5-24(1)61圖5-24（2）圖5-24（2）62(三)鋼絲束1、錨具

鋼絲束用做預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，由幾根到幾十根直徑3～5mm的平行碳素鋼絲組成。其固定端采用鋼絲束鐓頭錨具，張拉端錨具可采用鋼質(zhì)錐形錨具、錐形螺桿錨具、XM型錨具及QM型錨具。

①錐形螺桿錨具(圖5-25)用于錨固14、16、20、24或28根直徑為5mm的碳素鋼絲。

②鋼絲束鐓頭錨具(圖5-26)適用于12～54根直徑為5mm的碳素鋼絲。常用鐓頭錨具分為A型與B型。A型由錨杯與螺母組成，用于張拉端。B型為錨板，用于固定端。

③鋼質(zhì)錐形錨具鋼質(zhì)錐形錨具(圖5-27)用于錨固以錐錨式雙作用千斤頂張拉的鋼絲束，適用于錨固6、12、18或24根直徑5mm的鋼絲束。(三)鋼絲束63

2、張拉設(shè)備

錐形螺桿錨具、鋼絲束鐓頭錨具宜采用拉桿式千斤頂(YL60型)或穿心式千斤頂(YC60型)張拉錨固。鋼質(zhì)錐形錨具應(yīng)用錐錨式雙作用千斤頂(常用YZ60型)張拉錨固。3、鋼絲束制作·鋼絲束制作一般需經(jīng)調(diào)直、下料、編束和安裝錨具等工序。

·當(dāng)用鋼質(zhì)錐形錨具、XM型錨具時(shí)，鋼絲束的制作和下料長(zhǎng)度計(jì)算基本上與預(yù)應(yīng)力鋼筋束相同。

·鋼絲束鐓頭錨固體系，如采用鐓頭錨具一端張拉時(shí)，應(yīng)考慮鋼絲束張拉錨固后螺母位于錨環(huán)中部。

·編束是為了防止鋼筋扭結(jié)。如圖5-28所示。2、張拉設(shè)備64圖5-28圖5-2865

三、后張法施工工藝

后張法施工工藝與預(yù)應(yīng)力施工有關(guān)的是孔道留設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋張拉和孔道灌漿三部分。

(一)孔道留設(shè)

1、孔道留設(shè)的基本要求

構(gòu)件中留設(shè)孔道主要為穿預(yù)應(yīng)力鋼筋(束)及張拉錨固后灌漿用?？椎懒粼O(shè)的基本要求：

①孔道直徑應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋(束)能順利穿過(guò)。

②孔道應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的位置、尺寸埋設(shè)準(zhǔn)確、牢固，澆筑混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)移位和變形。

③在設(shè)計(jì)規(guī)定位置上留設(shè)灌漿孔。

④在曲線孔道的曲線波峰部位應(yīng)設(shè)置排氣兼泌水管，必要時(shí)可在最低點(diǎn)設(shè)置排水管。

⑤灌漿孔及泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。

2、孔道留設(shè)的方法

預(yù)留孔道形狀有直線、曲線和折線形，孔道留設(shè)方法：三、后張法施工工藝661)鋼管抽芯法(圖5-29)1)鋼管抽芯法(圖5-29)67預(yù)先將平直、表面圓滑的鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋孔道位置上。在開(kāi)始澆筑至澆筑后拔管前，間隔一定時(shí)間(一般15min)要緩慢勻速地轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管；待混凝土初凝后至終凝之前，用卷?yè)P(yáng)機(jī)勻速拔出鋼管即在構(gòu)件中形成孔道。鋼管抽芯法只用于留設(shè)直線孔道，鋼管長(zhǎng)度不宜超過(guò)15m，鋼管兩端各伸出構(gòu)件500mm左右，以便轉(zhuǎn)動(dòng)和抽管。構(gòu)件較長(zhǎng)時(shí)，可采用兩根鋼管，中間用套管連接(圖5-30)。圖5-30預(yù)先將平直、表面圓滑的鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋孔道位置上。在68抽管時(shí)間與水泥品種、澆筑氣溫和養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。采用鋼筋束鐓頭錨具和錐形螺桿錨具留設(shè)孔道時(shí)，張拉端的擴(kuò)大孔也可用鋼管成型，留孔時(shí)應(yīng)注意端部擴(kuò)孔應(yīng)與中間孔道同心。

(2)膠管抽芯法膠管采用5～7層帆布夾層，壁厚6～7mm的普通橡膠管，用于直線、曲線或折線孔道成型。膠管一端密封，另一端接上閥門，安放在孔道設(shè)計(jì)位置上；待混凝土初凝后、終凝前，將膠管閥門打開(kāi)放水(或放氣)降壓，膠管回縮與混凝土自行脫落。一般按先上后下、先曲后直的順序?qū)⒛z管抽出。如圖5-31所示。抽管時(shí)間與水泥品種、澆筑氣溫和養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。69預(yù)應(yīng)力混凝土工程70(3)預(yù)埋管法

預(yù)埋管法是用鋼筋井字架將黑鐵皮管、薄鋼管或金屬螺旋管(實(shí)際工程采用最多)固定在設(shè)計(jì)位置上，在混凝土構(gòu)件中埋管成型的一種施工方法。如圖5-32、圖5-33、圖5-34所示。(3)預(yù)埋管法71圖5-33金屬波紋管圖5-33金屬波紋管72預(yù)應(yīng)力混凝土工程73(二)預(yù)應(yīng)力筋張拉1.張拉條件：

①結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求或達(dá)75%強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；

②做好各種準(zhǔn)備工作。2.張拉控制應(yīng)力和超張拉最大應(yīng)力：(比先張法均低0.05f)思考:為什么低?(二)預(yù)應(yīng)力筋張拉思考:為什么低?743、張拉順序

預(yù)應(yīng)力筋張拉順序應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行；如設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，應(yīng)采取分批分階段對(duì)稱地進(jìn)行。(a)圖5.35所示是預(yù)應(yīng)力混凝土屋架下弦預(yù)應(yīng)力筋張拉順序。(b)圖5.36所示是預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁預(yù)應(yīng)力筋采用兩臺(tái)千斤頂?shù)膹埨樞?，?duì)配有多根不對(duì)稱預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件，應(yīng)采用分批分階段對(duì)稱張拉。(c)平臥重疊澆筑的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，張拉預(yù)應(yīng)力筋的順序是先上后下，逐層進(jìn)行。3、張拉順序75圖5-35圖5-36圖5-35圖5-36764、張拉方法

對(duì)于曲線預(yù)應(yīng)力筋和長(zhǎng)度大于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)采用兩端同時(shí)張拉的方法；長(zhǎng)度等于或小于24m的直線預(yù)應(yīng)力筋，可一端張拉，但張拉端宜分別設(shè)置在構(gòu)件兩端。對(duì)預(yù)埋波紋管孔道曲線預(yù)應(yīng)力筋和長(zhǎng)度大于30m的直線預(yù)應(yīng)力筋宜在兩端張拉，長(zhǎng)度等于或小于30m的直線預(yù)應(yīng)力筋可在一端張拉。安裝張拉設(shè)備時(shí)，對(duì)于直線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)使張拉力的作用線與孔道中心線重合；對(duì)于曲線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線方向重合。5、張拉程序：同先張法。6、張拉安全事項(xiàng)

在張拉構(gòu)件的兩端應(yīng)設(shè)置保護(hù)裝置，如用麻袋、草包裝土筑成土墻，以防止螺帽滑脫、鋼筋斷裂飛出傷人；在張拉操作中，預(yù)應(yīng)力筋的兩端嚴(yán)禁站人，操作人員應(yīng)在側(cè)面工作。4、張拉方法77(三)孔道灌漿：1.目的：防止生銹；增加整體性。2.基本要求:(盡早進(jìn)行，飽滿、密實(shí))

預(yù)應(yīng)力筋張拉后，應(yīng)盡快地用灰漿泵將水泥漿壓灌到預(yù)應(yīng)力孔道中去。

灌漿用水泥漿應(yīng)有足夠的粘結(jié)力，且應(yīng)有較大的流動(dòng)性，較小的干縮性和泌水性。

灌漿前，用壓力水沖洗和濕潤(rùn)孔道。

灌漿順序應(yīng)先下后上，以免上層孔道漏漿把下層孔道堵塞。

灌漿工作應(yīng)緩慢均勻連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。

(三)孔道灌漿：78第三節(jié)

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工一、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)：

后張法無(wú)需預(yù)留管道與灌漿，而是將無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋同普通鋼筋一樣鋪設(shè)在結(jié)構(gòu)模板設(shè)計(jì)位置上，用20～22號(hào)元絲與非預(yù)應(yīng)力鋼絲綁扎牢靠后澆筑混凝土；待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉和錨固，借助于構(gòu)件兩端錨具傳遞預(yù)壓應(yīng)力。優(yōu)點(diǎn):

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工具有施工簡(jiǎn)單；張拉摩阻力小，預(yù)應(yīng)力筋受力均勻；可做成多跨曲線狀；缺點(diǎn):構(gòu)件整體性略差，錨固要求高。適用：現(xiàn)場(chǎng)整澆結(jié)構(gòu)(梁板等)。第三節(jié)

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工一、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)79二、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是由7根φ5mm高強(qiáng)鋼絲組成的鋼絲束或扭結(jié)成的鋼絞線，通過(guò)專門設(shè)備涂包涂料層和包裹外包層構(gòu)成的(圖5-37、圖5-38)。涂料層一般采用防腐瀝青。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土中，錨具必須具有可靠的錨固能力，要求不低于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度的95%。

圖5-37二、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋圖5-3780圖5-38

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋

圖5-38

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋81三、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝

1、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪放與定位

鋪設(shè)雙向配筋的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，應(yīng)先鋪設(shè)標(biāo)高低的鋼絲束，再鋪設(shè)標(biāo)高較高的鋼絲束，以避免兩個(gè)方向鋼絲束相互穿插。

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在綁扎完底筋以后進(jìn)行鋪放。

無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)鋪放在電線管下面。

2、端部錨具節(jié)點(diǎn)安裝

(1)無(wú)粘結(jié)鋼絲束鐓頭錨具

如圖5-39所示。張拉端鋼絲束從外包層抽拉出來(lái)，穿過(guò)錨杯孔眼鐓粗頭。三、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝82圖5-39圖5-39832)無(wú)粘結(jié)鋼絞線夾片式錨具

如圖5-40所示。無(wú)粘結(jié)鋼絞線夾片式錨具常采用XM型錨具，其固定端采用壓花成型埋置在設(shè)計(jì)部位，待混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方能形成可靠的粘結(jié)式錨頭。2)無(wú)粘結(jié)鋼絞線夾片式錨具843、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉及錨頭處理

混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)才能進(jìn)行張拉。張拉程序采用0→103%σcon。

張拉順序應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)順序，先鋪設(shè)的先張拉，后鋪設(shè)的后張拉。

錨具外包澆筑鋼筋混凝土圈梁。3、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉及錨頭處理85第五章預(yù)應(yīng)力混凝土工程

第五章預(yù)應(yīng)力混凝土工程86概

述

一、主要內(nèi)容：

(1)先張法施工工藝，機(jī)具設(shè)備和施工方法；

(2)后張法的施工工藝，機(jī)具設(shè)備和施工方法；

(3)電熱張法、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。概

述一、主要內(nèi)容：87二、學(xué)習(xí)要求：·了解預(yù)應(yīng)力混凝土的概念，及其在工程應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)；

·熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土的材料品種、規(guī)格及要求；

·熟悉先張法、后張法的施工工藝；

·掌握先張法預(yù)應(yīng)力筋的控制應(yīng)力、張拉程序和放張順序的確定和注意事項(xiàng)；

·掌握后張法孔道留設(shè)、錨具選擇、預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序、孔道灌漿等施工方法及注意要點(diǎn)；

·了解電熱張法、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理及應(yīng)用；

·熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量保證措施及安全技術(shù)。二、學(xué)習(xí)要求：88三、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

預(yù)應(yīng)力混凝土工程的先張法、后張法的施工工藝，機(jī)具設(shè)備和施工方法。電熱張法、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。四、學(xué)習(xí)方法：

在理論教學(xué)同時(shí)，結(jié)合圖形、圖片等形式體會(huì)和理解預(yù)應(yīng)力混凝土先張法和后張法的施工工藝，從而掌握：

（1）先張法、預(yù)應(yīng)力筋的控制應(yīng)力、張拉程序和放張順序的確定和注意事項(xiàng)；（2）后張法孔道留設(shè)、錨具選擇、預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序、孔道灌漿等施工方法及注意要點(diǎn)。三、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)：89五、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念

這種利用鋼筋對(duì)受拉區(qū)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力的鋼筋混凝土，叫做預(yù)應(yīng)力混凝土。（1）預(yù)應(yīng)力混凝土能充分發(fā)揮高強(qiáng)度鋼材的作用，即在外荷載作用于構(gòu)件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對(duì)構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓力，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，使混凝土結(jié)構(gòu)在作用狀態(tài)下充分發(fā)揮鋼筋抗拉強(qiáng)度高和混凝土抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以提高構(gòu)件的承載能力。（2）當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，首先抵消預(yù)應(yīng)力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝土才受拉開(kāi)裂，從而延遲了構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂縫的開(kāi)展，提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。五、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念90六、預(yù)應(yīng)力混凝土的產(chǎn)生

由于混凝土抗拉性能很差，使鋼筋混凝土存在兩個(gè)不能解決的問(wèn)題：一、是需要帶裂縫工作，裂縫的存在，不僅使構(gòu)件剛度下降很多，而且不能應(yīng)用于不允許開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)中；二、是從保證結(jié)構(gòu)耐久性出發(fā)，必須限制裂縫開(kāi)展寬度，這使高強(qiáng)度鋼筋無(wú)法在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮其作用，相應(yīng)地也不可能充分發(fā)揮高標(biāo)高混凝土的作用。這樣，當(dāng)荷載增加時(shí)，只有靠鋼筋混凝土構(gòu)件中的截面尺寸或增加鋼筋用量方法來(lái)控制構(gòu)件的裂縫和變形了。這樣做既不經(jīng)濟(jì)又必然使構(gòu)件自重增加。采用預(yù)應(yīng)力混凝土是解決這一矛盾的有效辦法。六、預(yù)應(yīng)力混凝土的產(chǎn)生91七、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理

事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其值和分布，能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適的程度的混凝土。這就是說(shuō)，它是預(yù)先對(duì)混凝土或構(gòu)件施工加壓應(yīng)力，使之建立一種人為的應(yīng)力狀態(tài)，這種應(yīng)力的大小和分布規(guī)律，能有利抵消使用荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力。因而使構(gòu)件在使用荷載作用下不致開(kāi)裂，或推遲開(kāi)裂，或者減小裂縫開(kāi)展的寬度，以提高構(gòu)件抗裂度及剛度。七、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理92。

八、預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展

1、19世紀(jì)末提出

但早期的試驗(yàn)并不成功，主要是因?yàn)閷?duì)混凝土收縮與徐變的影響認(rèn)識(shí)不清，預(yù)應(yīng)力筋沒(méi)有采用高強(qiáng)鋼筋，因?yàn)橹挥懈邚?qiáng)鋼筋才有足夠的應(yīng)變能力來(lái)抵抗混凝土的非彈性縮短。

2、直到1925年高強(qiáng)鋼筋用于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)

由法國(guó)學(xué)者弗來(lái)西奈將高強(qiáng)鋼材引入預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，并且建成了一些重要的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力的愿望才得以實(shí)現(xiàn)。

3、我國(guó)從1956年推廣應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土

現(xiàn)在無(wú)論在數(shù)量以及結(jié)構(gòu)類型方面均得到迅速發(fā)展。。93

九、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類

1、按預(yù)加應(yīng)力的方法分：先張法、后張法。

2、按張拉方法分：機(jī)械張拉(液壓或電動(dòng)螺桿)、電熱張拉。

3、按預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)狀態(tài)分：有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。九、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類94第一節(jié)

先張法

先張法是在澆筑混凝土之前，先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并將預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)固定在臺(tái)座或鋼模上，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%)，混凝土與預(yù)應(yīng)力筋具有一定的粘結(jié)力時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力筋，使混凝土在預(yù)應(yīng)力的反彈力作用下，使構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土承受預(yù)壓應(yīng)力。

工藝過(guò)程：張拉固定鋼筋→澆混凝土→養(yǎng)護(hù)(至75%強(qiáng)度)→放張鋼筋

適用于：構(gòu)件廠生產(chǎn)中、小型構(gòu)件(樓板、屋面板、吊車梁、薄腹梁……)

先張法施工工藝如圖5-1所示。第一節(jié)

先張法先張法是在澆筑混凝土95圖5-1

先張法施工工藝

圖5-1

先張法施工工藝96

二、先張法的施工設(shè)備

(一)臺(tái)座

1、要求：有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；滿足生產(chǎn)工藝的要求。

2、形式：①墩式(傳力墩、臺(tái)面、橫梁)

長(zhǎng)度100～150m，適于中、小型構(gòu)件。

墩式臺(tái)座的幾種形式如圖5-2所示。②槽式(傳力柱、上下橫梁、磚墻)

–長(zhǎng)45～76m，適于雙向預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,易于蒸汽養(yǎng)護(hù)。槽式臺(tái)座如圖5-3所示。二、先張法的施工設(shè)備97圖5-2

墩式臺(tái)座的幾種形式圖5-2

墩式臺(tái)座的幾種形式98槽式臺(tái)座圖5-3槽式臺(tái)座圖5-399圖5-4(１)鋼質(zhì)錐形夾具

二、先張法的施工設(shè)備(二)夾具：

夾具是先張法構(gòu)件施工時(shí)保持預(yù)應(yīng)力筋拉力，并將其固定在張拉臺(tái)座(或設(shè)備)上的臨時(shí)性錨固裝置。

按其工作用途不同分為錨固夾具和張拉夾具。

1、鋼絲錨固夾具：如圖5-4(1)所示

錐形夾具圖5-4(１)鋼質(zhì)錐形夾具二、先張法的施工設(shè)備100

錐形夾具可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具，如圖5-4(2)所示。錐形夾具可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具，如101

鐓頭夾具:如圖5-5所示，采用鐓頭夾具時(shí)，將預(yù)應(yīng)力筋端部熱鐓或冷鐓，通過(guò)承力分孔板錨固。鐓頭夾具:如圖5-5所示，采用鐓頭夾具時(shí)，將預(yù)應(yīng)102

2、鋼筋錨固夾具

·鋼筋錨固常用圓套筒三片式夾具，由套筒和夾片組成(圖5-6)。

·其型號(hào)有YJ12、YJ14，適用于先張法；用YC-18型千斤頂張拉時(shí)，適用于錨固直徑為12mm、14mm的單根冷拉HRB335、HRB400、RRB400級(jí)鋼筋。2、鋼筋錨固夾具103

3、張拉夾具

張拉夾具是夾持住預(yù)應(yīng)力筋后，與張拉機(jī)械連接起來(lái)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉的機(jī)具。

常用的張拉夾具有月牙形夾具、偏心式夾具、楔形夾具等，如圖5-7所示，適用于張拉鋼絲和直徑16mm以下的鋼筋。3、張拉夾具104預(yù)應(yīng)力混凝土工程105

二、先張法的施工設(shè)備

(三)張拉設(shè)備

張拉機(jī)具的張拉力應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉力的1.5倍；張拉機(jī)具的張拉行程不小于預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值的1.1～1.3倍。

1、鋼絲張拉設(shè)備

·鋼絲張拉分單根張拉和成組張拉。

·用鋼模以機(jī)組流水法或傳送帶法生產(chǎn)構(gòu)件時(shí)，常采用成組鋼絲張拉。

·在臺(tái)座上生產(chǎn)構(gòu)件一般采用單根鋼絲張拉，可采用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、電動(dòng)螺桿張拉機(jī)進(jìn)行張拉。

①電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)張拉、杠桿測(cè)力裝置二、先張法的施工設(shè)備106如圖5-8所示。

如圖5-8所示。107

②電動(dòng)螺桿張拉機(jī)

如圖5-9所示，電動(dòng)螺桿張拉機(jī)由螺桿、頂桿、張拉夾具、彈簧測(cè)力器及電動(dòng)機(jī)組成。②電動(dòng)螺桿張拉機(jī)

如圖5-9所示，電動(dòng)螺桿張拉機(jī)108

2、鋼筋張拉設(shè)備

穿心式千斤頂用于直徑12～20mm的單根鋼筋、鋼絞線或鋼絲束的張拉。

用YC－20型穿心式千斤頂(圖5-10)張拉時(shí)，高壓油泵啟動(dòng)，從后油嘴進(jìn)油，前油嘴回油，被偏心夾具夾緊的鋼筋隨液壓缸的伸出而被拉伸。

YC－20型穿心式千斤頂?shù)淖畲髲埨?0kN，最大行程為200mm。適用于用圓套筒三片式夾具張拉錨固12～20mm單根冷拉HRB335、HRB400和RRB400鋼筋。

鋼筋成組張拉見(jiàn)圖5-11所示。

2、鋼筋張拉設(shè)備109圖5-10圖5-10110圖5-11

圖5-11111

三、先張法施工工藝

先張法的工藝流程如下圖所示，其中關(guān)鍵是預(yù)應(yīng)力筋的張拉與固定，混凝土澆筑以及預(yù)應(yīng)力筋的放張。三、先張法施工工藝112

(一)張拉預(yù)應(yīng)力筋：

1、張拉程序

可按下列之一進(jìn)行：0→1.05σcon(持荷2分鐘)→σcon或0→1.03σcon其中σcon為預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力.為了減少應(yīng)力松弛損失，預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用0→1.05σcon(持荷2分鐘)→σcon的張拉程序。

預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉工作量大時(shí)，宜采用一次張拉程序0→1.03σcon

超張拉——減少由于鋼筋松弛變形造成的預(yù)應(yīng)力損失。持荷兩分鐘——加速鋼筋松馳的早期發(fā)展。(第1分鐘內(nèi)完成損失總值的50%)

應(yīng)力松馳：鋼材在常溫、高應(yīng)力狀態(tài)下，具有不斷產(chǎn)生塑性變形的特點(diǎn)，導(dǎo)致鋼筋應(yīng)力下降。(一)張拉預(yù)應(yīng)力筋：113

2、控制應(yīng)力及最大應(yīng)力：

張拉控制應(yīng)力是指在張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)所達(dá)到的規(guī)定應(yīng)力，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定采用。

控制應(yīng)力的數(shù)值直接影響預(yù)應(yīng)力的效果。施工中采用超張拉工藝，使超張拉應(yīng)力比控制應(yīng)力提高3%～5%。

預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。施工中預(yù)應(yīng)力筋需要超張拉時(shí)，可比設(shè)計(jì)要求提高3%～5%，但其最大張拉控制應(yīng)力不得超過(guò)表5-1的規(guī)定。

2、控制應(yīng)力及最大應(yīng)力：

張拉控制應(yīng)力是指在張拉114表5-1表5-11153、預(yù)應(yīng)力值的校核

預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力，一般用伸長(zhǎng)值校核。3、預(yù)應(yīng)力值的校核

預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力，一般用伸長(zhǎng)值校核116

預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值ΔL按下式計(jì)算：

式中：FP—預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力，kN；軸線張拉取張拉端的拉力；兩端張拉的曲線筋取張拉端的拉力與跨中扣除孔道摩阻損失后拉力的平均值；L—預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度，mm；

AP—預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，mm2；

ES—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，kN/mm2。

預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值，宜在初應(yīng)力約為10%σcon時(shí)測(cè)量，并加初應(yīng)力以內(nèi)的推算伸長(zhǎng)值。預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值ΔL按下式計(jì)算：

1174、張拉要點(diǎn)：

(1)張拉時(shí)應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值。實(shí)際伸長(zhǎng)值與設(shè)計(jì)計(jì)算值的偏差不得超過(guò)±6%，否則應(yīng)停拉；

(2)從臺(tái)座中間向兩側(cè)進(jìn)行(防偏心損壞臺(tái)座)

(3)多根成組張拉，初應(yīng)力應(yīng)一致(測(cè)力計(jì)抽查)

(4)拉速平穩(wěn)，錨固松緊一致，設(shè)備緩慢放松

(5)拉完的筋位置偏差≯5mm，且≯構(gòu)件截面短邊的4%

(6)冬季張拉時(shí)，溫度≮－15℃

(7)注意安全：兩端嚴(yán)禁站人，敲擊楔塊不得過(guò)猛。4、張拉要點(diǎn)：

(1)張拉時(shí)應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值。實(shí)際伸118(二)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)：1、混凝土一次澆完，混凝土≮C30。2、防止較大徐變和收縮：選收縮變形小的水泥，水灰比≯0.5，級(jí)配良好，振搗密實(shí)(特別是端部)。

·混凝土收縮：由于水泥漿在硬化過(guò)程中脫水密結(jié)和毛細(xì)孔壓縮的結(jié)果

·混凝土徐變：指混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下產(chǎn)生的塑性變形3、采用機(jī)械振搗密實(shí)時(shí)，要避免碰撞鋼絲?；炷廖催_(dá)到一定強(qiáng)度前，不允許碰撞或踩踏鋼絲。4、減少應(yīng)力損失：非鋼模臺(tái)座生產(chǎn)，采取二次升溫養(yǎng)護(hù)，(開(kāi)始溫差≯20℃，達(dá)10MPa后按正常速度升溫)。(二)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)：119三、先張法施工工藝(三)預(yù)應(yīng)力筋放張：1、條件：混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定且≮75%強(qiáng)度值后。2、放張順序:

(1)預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)，應(yīng)緩慢放松錨固裝置，使各根預(yù)應(yīng)力筋緩慢放松。

(2)預(yù)應(yīng)力筋放張順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，可按下列要求進(jìn)行：

（a）承受軸心預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時(shí)放張；(b)承受偏心預(yù)壓力構(gòu)件，應(yīng)先同時(shí)放張預(yù)壓力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋，再同時(shí)放張預(yù)壓力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋。

(c)長(zhǎng)線臺(tái)座生產(chǎn)的鋼弦構(gòu)件，剪斷鋼絲宜從臺(tái)座中部開(kāi)始；疊層生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，宜按自上而下的順序進(jìn)行放松；板類構(gòu)件放松時(shí)，從兩邊逐漸對(duì)稱向中心進(jìn)行。三、先張法施工工藝120

3、放張方法

(1)對(duì)于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力絲的放張宜從生產(chǎn)線中間處開(kāi)始，以減少回彈量且有利于脫模；對(duì)于大構(gòu)件應(yīng)從外向內(nèi)對(duì)稱、交錯(cuò)逐根放張，以免構(gòu)件扭轉(zhuǎn)、端部開(kāi)裂或鋼絲斷裂。

(2)放張單根預(yù)應(yīng)力筋，一般采用千斤頂放張，如圖5-12(a)所示。

(3)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋較多時(shí)，整批同時(shí)放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。

砂箱裝置如圖5-12(b)所示。

楔塊放張裝置如圖5-12(c)所示。

注：可用鋸斷，剪斷，熔斷(僅限于Ⅰ～Ⅲ級(jí)冷拉筋)方法放張，但對(duì)鋼絲、熱處理鋼筋不得用電弧切割。3、放張方法

(1)對(duì)于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件121預(yù)應(yīng)力混凝土工程122第二節(jié)

后張法

一、后張法的概念

先制作混凝土構(gòu)件，并在預(yù)應(yīng)力筋的位置預(yù)留出相應(yīng)孔道，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值后，穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，并利用錨具把預(yù)應(yīng)力筋錨固，最后進(jìn)行孔道灌漿。

工藝過(guò)程：澆筑混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件(留孔)→養(yǎng)護(hù)拆模→(達(dá)75%強(qiáng)度后)穿筋張拉→固定→孔道灌漿→(漿達(dá)15N/mm2,混凝土達(dá)100%后)移動(dòng)、吊裝。

適用于：大構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)施工——預(yù)制拼裝，結(jié)構(gòu)張拉。

特點(diǎn)：不需臺(tái)座；但工序多、工藝復(fù)雜，錨具不能重復(fù)利用。后張法施工工藝如圖5-13所示

第二節(jié)

后張法一、后張法的概念123圖5-13圖5-13124

二、預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具

(一)單根粗筋(直徑18～36mm)：1、錨具：

單根粗鋼筋的預(yù)應(yīng)力筋，如果采用一端張拉，則在張拉端用螺絲端桿錨具，固定端用幫條錨具或鐓頭錨具；如果采用兩端張拉，則兩端均用螺絲端桿錨具。

(1)螺絲端桿錨具如圖5-14(1)及圖5-14(2)所示。(2)幫條錨具如圖5-15所示。(3)鐓頭錨具由鐓頭和墊板組成二、預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具125圖5-14(1)

螺絲端桿錨具

圖5-14(1)

螺絲端桿錨具126

圖5-14(2)

LM型螺絲端桿錨

用于預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉錨固，依靠對(duì)焊與預(yù)應(yīng)力鋼筋連接。

圖5-14(2)

LM型螺絲127圖5-15

圖5-151282、預(yù)應(yīng)力筋制作：

工序：下料→對(duì)焊→冷拉。

下料長(zhǎng)度計(jì)算：

①當(dāng)兩端用螺絲端桿錨具時(shí)——2、預(yù)應(yīng)力筋制作：129鋼筋下料長(zhǎng)度：

②當(dāng)一端用螺桿、一端用幫條時(shí):

鋼筋的冷拉率鋼筋的彈性回縮率鋼筋的冷拉率鋼筋的彈性回縮率130鋼筋下料長(zhǎng)度：

鋼筋下料長(zhǎng)度：1313、張拉設(shè)備：

拉桿式千斤頂(YL－60)，如圖5-16所示；穿心式千斤頂(YC－60、YC－20、YC－18),如圖5-17(1)及圖5-17(2)所示,配置撐腳和拉桿等附件后,可作為拉桿式千斤頂使用。

3、張拉設(shè)備：132圖5-16

圖5-16133圖5-17(1)

圖5-17(1)134圖5-17（2）圖5-17（2）135(二)鋼筋束、鋼絞線1、錨具

鋼筋束、鋼絞線采用的錨具有JM型、KT-Z型、XM型、QM型和鐓頭錨具等。其中鐓頭錨具用于非張拉端。

·JM型錨具

JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成(圖5-18)，錨環(huán)分甲型和乙型兩種。

JM型錨具與YL60型千斤頂配套使用，適用于錨固3～6根直徑為12mm光面或螺紋鋼筋束，也可用于錨固5～6根直徑為12mm或15mm的鋼絞線束。

·KT-Z型錨具

KT-Z型錨具由錨環(huán)和錨塞組成(圖5-19)，，分為A型和B型兩種。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋的最大張拉力超過(guò)450KN時(shí)采用A型，不超過(guò)450KN時(shí)，采用B型。

KT-Z型錨具適用錨固3～6根直徑為12mm的鋼筋束或鋼絞線束。

(二)鋼筋束、鋼絞線136·XM型錨具

XM型和QM型錨具是一種新型錨具，由錨環(huán)和夾片組成(圖5-20)。利用楔形夾片，將每根鋼絞線獨(dú)立地錨固在帶有錐形的錨環(huán)上，形成一個(gè)獨(dú)立的錨固單元。

XM型錨具的夾片為斜開(kāi)縫。

XM型錨具既可作為工作錨，又可兼作工具錨?！M型錨具

XM型和QM型錨具是一種新型錨具，137圖5-18圖5-18138圖5-19圖5-19139圖5-20

圖5-20140·QM型錨具

QM型錨具與XM型錨具相似，它也是由錨板和夾片組成(圖5-21)。但錨孔是直的，錨板頂面是平的，夾片垂直開(kāi)縫。此外，備有配套喇叭形鑄鐵墊板與彈簧等?！M型錨具141

鐓頭錨具用于固定端(圖5-22(1)、圖5-22(2))，它由錨固板和帶鐓頭的預(yù)應(yīng)力筋組成。鐓頭錨具用于固定端(圖5-22(1)、圖5-22(2))1422、預(yù)應(yīng)力筋的制作：

工序：冷拉→下料→編束。

下料長(zhǎng)度L：

兩端張拉：L＝L0＋2a

一端張拉：L＝L0＋a＋b

a－－張拉端留量(600～850mm，由機(jī)具定)

b－－非張拉端外露長(zhǎng)度(80～100mm)3、張拉設(shè)備：

錐錨式千斤頂(YZ60、YZ85)

――用于KT－Z及鋼制錐形錨具，如圖5-23所示。

穿心式千斤頂(YC60、YC120)

――用于JM－12、QM、XM錨具，如圖5-17(1)所示。

大孔徑穿心式千斤頂(YCD、YCQ、YCW型)－－用于大噸位鋼絞線束（群錨)，如圖5-24(1)、圖5-24(2)所示2、預(yù)應(yīng)力筋的制作：143圖5-23圖5-231445-17(1)

5-17(1)1455-24(1)

5-24(1)146圖5-24（2）圖5-24（2）147(三)鋼絲束1、錨具

鋼絲束用做預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，由幾根到幾十根直徑3～5mm的平行碳素鋼絲組成。其固定端采用鋼絲束鐓頭錨具，張拉端錨具可采用鋼質(zhì)錐形錨具、錐形螺桿錨具、XM型錨具及QM型錨具。

①錐形螺桿錨具(圖5-25)用于錨固14、16、20、24或28根直徑為5mm的碳素鋼絲。

②鋼絲束鐓頭錨具(圖5-26)適用于12～54根直徑為5mm的碳素鋼絲。常用鐓頭錨具分為A型與B型。A型由錨杯與螺母組成，用于張拉端。B型為錨板，用于固定端。

③鋼質(zhì)錐形錨具鋼質(zhì)錐形錨具(圖5-27)用于錨固以錐錨式雙作用千斤頂張拉的鋼絲束，適用于錨固6、12、18或24根直徑5mm的鋼絲束。(三)鋼絲束148

2、張拉設(shè)備

錐形螺桿錨具、鋼絲束鐓頭錨具宜采用拉桿式千斤頂(YL60型)或穿心式千斤頂(YC60型)張拉錨固。鋼質(zhì)錐形錨具應(yīng)用錐錨式雙作用千斤頂(常用YZ60型)張拉錨固。3、鋼絲束制作·鋼絲束制作一般需經(jīng)調(diào)直、下料、編束和安裝錨具等工序。

·當(dāng)用鋼質(zhì)錐形錨具、XM型錨具時(shí)，鋼絲束的制作和下料長(zhǎng)度計(jì)算基本上與預(yù)應(yīng)力鋼筋束相同。

·鋼絲束鐓頭錨固體系，如采用鐓頭錨具一端張拉時(shí)，應(yīng)考慮鋼絲束張拉錨固后螺母位于錨環(huán)中部。

·編束是為了防止鋼筋扭結(jié)。如圖5-28所示。2、張拉設(shè)備149圖5-28圖5-28150

三、后張法施工工藝

后張法施工工藝與預(yù)應(yīng)力施工有關(guān)的是孔道留設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋張拉和孔道灌漿三部分。

(一)孔道留設(shè)

1、孔道留設(shè)的基本要求

構(gòu)件中留設(shè)孔道主要為穿預(yù)應(yīng)力鋼筋(束)及張拉錨固后灌漿用?？椎懒粼O(shè)的基本要求：

①孔道直徑應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋(束)能順利穿過(guò)。

②孔道應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的位置、尺寸埋設(shè)準(zhǔn)確、牢固，澆筑混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)移位和變形。

③在設(shè)計(jì)規(guī)定位置上留設(shè)灌漿孔。

④在曲線孔道的曲線波峰部位應(yīng)設(shè)置排氣兼泌水管，必要時(shí)可在最低點(diǎn)設(shè)置排水管。

⑤灌漿孔及泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。

2、孔道留設(shè)的方法

預(yù)留孔道形狀有直線、曲線和折線形，孔道留設(shè)方法：三、后張法施工工藝1511)鋼管抽芯法(圖5-29)1)鋼管抽芯法(圖5-29)152預(yù)先將平直、表面圓滑的鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋孔道位置上。在開(kāi)始澆筑至澆筑后拔管前，間隔一定時(shí)間(一般15min)要緩慢勻速地轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管；待混凝土初凝后至終凝之前，用卷?yè)P(yáng)機(jī)勻速拔出鋼管即在構(gòu)件中形成孔道。鋼管抽芯法只用于留設(shè)直線孔道，鋼管長(zhǎng)度不宜超過(guò)15m，鋼管兩端各伸出構(gòu)件500mm左右，以便轉(zhuǎn)動(dòng)和抽管。構(gòu)件較長(zhǎng)時(shí)，可采用兩根鋼管，中間用套管連接(圖5-30)。圖5-30預(yù)先將平直、表面圓滑的鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋孔道位置上。在