第五章-預應力混凝土工程-《建筑施工技術》(第二版)中國電力出版社-張長友-白鋒-主編--周兆銀-副主編

1、第五章預應力混凝土工程 概述、預應力混凝土工程的先張法、后張法的施工工藝，無粘結預應力混凝土工藝流程。 1、基本要求v（1）了解先張法施工設備，鋼筋束、鋼絞線束、鋼絲束的制作、無粘結預應力筋制作；v（2）掌握預應力鋼筋混凝土的概念及材料品種、規(guī)格及要求，預應力混凝土的優(yōu)點、后張法孔道成型方法、后張法單根粗鋼筋錨具、鋼筋束、鋼絞線束錨具、鋼絲束錨具、后張法張拉機具設備，無粘結預應力筋錨具、張拉設備及機具。v（3）熟練掌握先張法施工工藝流程、后張法施工工藝流程、無粘結預應力混凝土工藝流程。v2、重點、難點v重點：先張法施工工藝流程、后張法施工工藝流程、無粘結預應力混凝土工藝流程。v難點：鋼筋束、鋼

2、絞線束、鋼絲束的制作、無粘結預應力筋制作鋼筋材料特點鋼筋材料特點鋼筋是一種強度很高的結構材料，但作為抗壓試用時，由于受到截面尺寸和形狀的影響，會產生壓曲效應（材料受壓時，未達到破壞強度而發(fā)生彎曲，失去穩(wěn)定，不能承受壓力的現(xiàn)象），不能充分發(fā)揮其強度作用。混凝土材料特點混凝土材料特點 優(yōu)點優(yōu)點 可以根據(jù)不同要求,改變組分的品種和比例,配制出不同性質的混凝土; 混凝土在凝結前具有良好的可塑性,可以澆注成各種形狀和大小的構件或結構物; 混凝土的抗壓強度較高,具有良好的耐久性,與鋼筋有牢固的黏結力,可制成鋼筋混凝土結構或構件; 混凝土原材料資源豐富、價廉，并且可以就地取材。 缺點缺點 抗拉強度低； 受拉

3、變形能力小，呈脆性破壞； 自重大。3/226. 0cutff 預應力生活中應用實例預應力生活中應用實例預應力原理在木桶上的應用 竹箍的木桶，當套緊竹箍時，竹箍由于伸長而產生拉應力，而由模板拼成的桶壁則產生環(huán)向壓應力。如木板板縫之間預先施加的壓應力超過水壓引起的拉應力，木桶就不會開裂和漏水?；炷翞槭裁匆┘宇A應力 普通鋼筋混凝土結構或構件，由于混凝土的抗拉強度及極限拉應變很小，其抗拉強度約為抗壓強度的1/81/17，極限拉應變（0.00010.0005）也僅為極限壓應變的1/201/30。因此，在使用荷載作用下，鋼筋混凝土受彎構件、大偏心受壓構件及受拉構件的受拉區(qū)混凝土開裂較早，這時受拉區(qū)鋼筋

4、的應力只有2030Mpa?；炷灵_裂后，顯著降低了構件的剛度，導致構件變形過大，同時也會降低構件的使用壽命。 為了使構件滿足變形和裂縫控制要求，則需增加構件的截面尺寸和用鋼量，這將導致截面尺寸和自重過大，致使其在大跨度結構上的應用受到限制?；炷翞槭裁词┘宇A應力混凝土為什么施加預應力裂縫裂縫構件自重大構件自重大鋼筋強度鋼筋強度利用率低利用率低水泥超過安全含堿水泥超過安全含堿量（以量（以NaNa2 2O O計，為計，為水泥質量的水泥質量的0.6%0.6%） 預應力混凝土最早是在1928年由著名的法國工程師EFreyssinet研究成功。 預應力混凝土結構作為一種先進的結構形式，其應用的范圍和數(shù)量

5、是衡量一個國建建筑技術水平的重要指標之一。 我國1950年開始采用預應力混凝土結構，現(xiàn)在無論在數(shù)量以及結構類型方面均得到迅速發(fā)展，預應力技術已經以開始的單個構件發(fā)展到預應力結構的新階段。 預應力混凝土能充分發(fā)揮高強度鋼材的作用，即在外荷載作用于構件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對構件受拉區(qū)的混凝土預先施加壓力，產生預壓應力，使混凝土結構在作用狀態(tài)下充分發(fā)揮鋼筋抗拉強度高和混凝土抗壓能力強的特點，可以提高構件的承載能力。當構件在荷載作用下產生拉應力時，首先抵消預應力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝土才受拉開裂，從而延遲了構件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂縫的開展，提高了構件的抗裂度和剛度。這種利用鋼筋

6、對受拉區(qū)混凝土施加預壓應力的鋼筋混凝土，叫做預應力混凝土預應力混凝土。 預加應力的方法，可以分為先張法和后張法兩類。先張法是先張拉鋼筋，后澆筑混凝土，預應力靠鋼筋與混凝土之間的粘結力傳遞給混凝土。后張法是先澆筑混凝土并預留孔道，待混凝土達到一定強度后張拉鋼筋，預應力靠錨具傳遞給混凝土。 為了達到較高的預應力值，宜優(yōu)先采用高標號混凝土。當采用冷拉HRB335、HRB400鋼筋和冷軋帶肋鋼筋作預應力鋼筋時，其混凝土強度不宜低于C30；當采用消除應力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。 （通讀掌握！） 先張法先張法：在澆筑混凝土構件之前將預應力筋張拉到設計控制應力，

7、用夾具將其臨時固定在臺座或鋼模上，進行綁扎鋼筋，安裝鐵件，支設模板，然后澆筑混凝土；待混凝土達到規(guī)定的強度，保證預應力筋與混凝土有足夠的粘結力時，放松預應力筋，借助于它們之間的粘結力，在預應力筋彈性回縮時，使混凝土構件受拉區(qū)的混凝土獲得預壓應力。 先張法生產示意圖見圖圖5.15.1所示。 先張法施工（點擊播放flash） 先張法一般用于預制構件廠生產定型的中小型構件，如樓板、屋面板、檁條及吊車梁等。 先張法生產時，可采用臺座法和機組流水法。 采用臺座法時，預應力筋的張拉、錨固，混凝土的澆筑、養(yǎng)護及預應力筋放松等均在臺座上進行；預應力筋放松前，其拉力由臺座承受。 采用機組流水法時，構件連同鋼模通

8、過固定的機組，按流水方式完成（張拉、錨固、混凝土澆筑和養(yǎng)護）每一生產過程；預應力筋放松前，其拉力由鋼模承受。 先張法施工工藝流程如圖圖5.25.2所示。 工藝流程簡化：工藝流程簡化：張拉固定鋼筋澆混凝土養(yǎng)護（至75%強度）放松鋼筋。5 5.1.1 .1.1 先張法施工準備先張法施工準備 臺座由臺面、橫梁和承力結構等組成，是先張法生產的主要設備。預應力筋張拉、錨固，混凝土澆筑、振搗和養(yǎng)護及預應力筋放張等全部施工過程都在臺座上完成；預應力筋放松前，臺座承受全部預應力筋的拉力。因此，臺座應有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。（1） 墩式臺座 墩式臺座由臺墩、臺面與橫梁等組成。臺墩和臺面共同承受拉力。墩式臺座

9、用以生產各種形式的中小型構件。5.1.1.1 5.1.1.1 臺座臺座 墩式臺座的幾種形式墩式臺座的幾種形式重力式重力式構架式構架式與臺面共同作用式與臺面共同作用式樁基構架式樁基構架式 臺墩 臺墩是承力結構，由鋼筋混凝土澆筑而成。 承力臺墩設計時，應進行穩(wěn)定性和強度驗算。穩(wěn)定性驗算一般包括抗傾覆驗算與抗滑移驗算?？箖A覆系數(shù)不得小于1.5，抗滑移系數(shù)不得小于1.3。 抗傾覆驗算的計算簡圖如圖圖5.35.3所示，按下式計算： 臺面 臺面是預應力構件成型的胎模，要求地基堅實平整，它是在厚150mm夯實碎石墊層上，澆筑6080mm厚C20混凝土面層，原漿壓實抹光而成。臺面要求堅硬、平整、光滑，沿其縱向

10、有3%的排水坡度。 橫梁 橫梁以墩座牛腿為支承點安裝其上，是錨固夾具臨時固定預應力筋的支承點，也是張拉機械張拉預應力筋的支座。橫梁常采用型鋼或鋼筋混凝土制作。 （2） 槽式臺座 槽式臺座由端柱、傳力柱、橫梁和臺面組成。 槽式臺座既可承受拉力，又可作蒸汽養(yǎng)護槽，適用于張拉噸位較高的大型構件，如屋架、吊車梁等。 槽式臺座構造如圖圖5.45.4所示。 槽式臺座需進行強度和穩(wěn)定性計算。端柱和傳力柱的強度按鋼筋混凝土結構偏心受壓構件計算。槽式臺座端柱抗傾覆力矩由端柱、橫梁自重力矩及部分張拉力矩組成。 夾具夾具是先張法構件施工時保持預應力筋拉力，并將其固定在張拉臺座（或設備）上的臨時性錨固裝置。 按其工作

11、用途不同分為錨固夾具和張拉夾具。 （1） 鋼絲錨固夾具 v圓錐齒板式夾具（錐銷夾具）錐銷夾具可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具，如圖圖5.55.5所示。 v鐓頭夾具如圖圖5.65.6所示，采用鐓頭夾具時，將預應力筋端部熱鐓或冷鐓，通過承力分孔板錨固。 5.1.1.2 5.1.1.2 夾具夾具 (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（圖圖5.75.7）。 其型號有YJ12、YJ14，適用于先張法；用YC-18型千斤頂張拉時，適用于錨固直徑為12mm、14mm的單根冷拉HRB335、HRB400、RRB400級鋼筋。(3) 張拉夾具 張拉夾具是夾持住預應力筋后，與張拉

12、機械連接起來進行預應力筋張拉的機具。 常用的張拉夾具有月牙形夾具、偏心式夾具、楔形夾具等，如圖圖5.85.8所示，適用于張拉鋼絲和直徑16mm以下的鋼筋。 張拉機具的張拉力應不小于預應力筋張拉力的1.5倍；張拉機具的張拉行程不小于預應力筋伸長值的1.11.3倍。(1) 鋼絲張拉設備 鋼絲張拉分單根張拉和成組張拉。 用鋼模以機組流水法或傳送帶法生產構件時，常采用成組鋼絲張拉。 在臺座上生產構件一般采用單根鋼絲張拉，可采用電動卷揚機、電動螺桿張拉機進行張拉。 5.1.1.3 5.1.1.3 張拉設備張拉設備 電動卷揚機張拉、杠桿測力裝置 如圖圖5.105.10所示。 電動螺桿張拉機 如圖圖5.11

13、5.11所示，電動螺桿張拉機由螺桿、頂桿、張拉夾具、彈簧測力器及電動機組成。 (2) 鋼筋張拉設備 穿心式千斤頂用于直徑1220mm的單根鋼筋、鋼絞線或鋼絲束的張拉。 用YC20型穿心式千斤頂（圖圖5.125.12）張拉時，高壓油泵啟動，從后油嘴進油，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。 YC20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1220mm單根冷拉HRB335、HRB400和RRB400鋼筋。 5 5.1.2 .1.2 先張法施工工藝先張法施工工藝 張拉控制應力是指在張拉預應力筋時所達到的規(guī)定應力，應按設計規(guī)定采用

14、。 張拉控制應力的數(shù)值直接影響預應力的效果，控制應力越高，建立的預應力值則越大。但控制應力過高，預應力筋處于高應力狀態(tài)，是構件出現(xiàn)裂縫時的荷載與破壞荷載接近，破壞前無明顯的預兆，這是不允許的。因此預應力筋的張拉控制應力con應符合設計規(guī)定；為了部分抵消由于應力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預應力筋與張拉臺座之間的溫差因素產生的預應力損失，施工中預應力筋需要超張拉時，可比設計要求提高3%5%，但其最大張拉控制應力不的超過表表5.15.1的規(guī)定。 5.1.2.15.1.2.1張拉控制應力和張拉程序張拉控制應力和張拉程序 施工中采用超張拉工藝的目的是為了減少預應力的松弛損失。所謂“松弛”，即鋼筋在常溫

15、、高應力狀態(tài)下具有不斷產生塑性變形的特性。松弛的數(shù)值與控制應力和延續(xù)時間有關，控制應力高，松弛亦大，但在第1min內可完成損失值的50%左右，24h則可完成80%。上述張拉程序，如第一種先超張拉5%并持荷2min，則可減少50%以上的松弛損失。第二種超張拉3%亦是為了彌補含應力松弛在內的各種預應力損失。表5.1張拉控制應力限值 鋼筋種類 張拉方法 先張法 后張法 碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞絲熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲冷拉鋼筋0.80fptk 0.75fptk0.95fptk0.75fptk0.70fptk0.90fptk注 f fptk為預應力筋極限抗拉強度標準值。張拉程序可按下列之一進行：或其中

16、con為預應力筋的張拉控制應力為了減少應力松弛損失，預應力鋼筋宜采用的張力程序。預應力鋼絲張拉工作量大時，宜采用一次張拉程序。 2minconcon0105% 持荷con0103%2minconcon0105% 持 荷con0103% 預應力鋼筋的張拉力，一般用伸長值校核。 預應力筋理論伸長值L按下式計算： 式中：FP 預應力筋平均張拉力，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 預應力筋的長度，mm； AP 預應力筋的截面面積，mm2； ES 預應力筋的彈性模量，kN/mm2。5.1.2.25.1.2.2預應力值的校核預應力值的校

17、核 ppsF LA EL 預應力筋的實際伸長值，宜在初應力約為10%con時測量，并加初應力以內的推算伸長值。 國產2CN-1型鋼絲內力測定儀如圖圖5.135.13所示。 （1） 鋼筋的接長與冷拉 鋼絲的接長 一般用鋼絲拼接器用2022號鐵絲密排綁扎(圖圖5.145.14)。綁扎長度的規(guī)定：冷拔低碳鋼絲不得小于40倍鋼絲直徑；高強度鋼絲不得小于80倍鋼絲直徑。5.1.2.35.1.2.3張拉前的準備張拉前的準備 預應力鋼筋的接長與冷拉 預應力鋼筋一般采用冷拉HRB335、HRB400和RRB400熱軋鋼筋。預應力鋼筋的接長及預應力鋼筋與螺絲端桿的連接，宜采用對焊連接，且應先焊接后冷拉，以免焊接

18、而降低冷拉后的強度。預應力鋼筋的制作，一般有對焊和冷拉兩道工序。 預應力鋼筋鋪設時，鋼筋與鋼筋、鋼筋與螺絲端桿的連接可采用套筒雙拼式連接。 (2) 鋼筋（絲）的鐓頭 預應力筋（絲）固定端采用鐓頭夾具錨固時，鋼筋（絲）端頭要鐓粗形成鐓粗頭。 鐓頭一般有熱鐓和冷鐓兩種工藝。 熱鐓在手動電焊機上進行，鋼筋（絲）端部在喇叭口紫銅模具內，進行多次脈沖式通電加熱、加壓形成鐓粗頭（圖圖5.155.15）。 (3) 預應力筋的張拉力和伸長值的計算 控制張拉力：FP=conAPn 超張拉力：F=（103105）%conAPn 伸長值：式中 con預應力張拉控制應力，kN/mm2； AP 預應力筋截面面積，mm2

19、； n 同時張拉預應力筋的根數(shù)； ES 預應力筋的彈性模量，kN/mm2； L預應力筋的長度，mm。 consLLE （4） 張拉機具設備及儀表定期維護和校驗 張拉設備應配套校驗，以確定張拉力與儀表讀數(shù)的關系曲線，保證張拉力的準確，每半年校驗一次。設備出現(xiàn)反常現(xiàn)象或檢修后應重新校驗。張拉設備宜定崗負責，專人專用。 （5） 預應力筋（絲）的鋪設 長線臺座面（或胎模）在鋪放鋼絲前，應清掃并涂刷隔離劑。一般涂刷皂角水溶性隔離劑，易干燥，污染鋼筋易清除。涂刷均勻不得漏涂，待其干燥后，鋪設預應力筋，一端用夾具錨固在臺座橫梁的定位承力板上，另一端卡在臺座張拉端的承力板上待張拉。在生產過程中，應防止雨水或養(yǎng)

20、護水沖刷掉臺面隔離劑。 （2） 預應力筋張拉注意事項 為避免臺座承受過大的偏心力，應先張拉靠近臺座截面重心處的預應力筋。 鋼質錐形夾具錨固時，敲擊錐塞或楔塊應先輕后重，同時倒開張拉設備并放松預應力筋，兩者應密切配合，既要減少鋼絲滑移，又要防止錘擊力過大導致鋼絲在錨固夾具處斷裂。 對重要結構構件（如吊車梁、屋架等）的預應力筋，用應力控制方法張拉時，應校核預應力筋的伸長值。 同時張拉多根預應力鋼絲時，應預先調整初應力（10%con），使其相互之間的應力一致。 （1） 張拉前的準備 檢查預應力筋的品種、級別、規(guī)格、數(shù)量（排數(shù)、根數(shù)）是否符合設計要求。 預應力筋的外觀質量應全數(shù)檢查，預應力筋應符合展開

21、后平順，沒有彎折，表面無裂紋、小刺、機械損傷、氧化鐵皮和油污等。 張拉設備是否完好，測力裝置是否校核準確。 橫梁、定位承力板是否貼合及嚴密穩(wěn)固。 5.1.2.45.1.2.4預應力筋的張拉預應力筋的張拉 預應力筋張拉后，對設計位置的偏差不得大于5mm，也不得大于構件截面最短邊長的4%。 在澆筑混凝土前發(fā)生斷裂或滑脫的預應力筋必須予以更換。 張拉、錨固預應力筋應專人操作，實行崗位責任制，并做好預應力筋張拉記錄。 在已張拉鋼筋（絲）上進行綁扎鋼筋、安裝預埋鐵件、支承安裝模板等操作時，要防止踩踏、敲擊或碰撞鋼絲。 （2 2）張拉要點）張拉要點 （1）張拉時應校核預應力筋的伸長值。實際伸長值與設計計算

22、值的偏差不得超過6% ，否則應停拉； L計 L實= 10%con時量取+以后的推算值 （2）從臺座中間向兩側進行（防偏心損壞臺座） （3）多根成組張拉，初應力應一致(測力計抽查) （4）拉速平穩(wěn)，錨固松緊一致，設備緩慢放松 （5）拉完的筋位置偏差5mm，且構件截面短邊的4% （6）冬施張拉時，溫度15 （7）注意安全：兩端嚴禁站人，敲擊楔塊不得過猛。ppsF LA EL 混凝土一次澆完，混凝土C30。 混凝土的收縮是水泥漿在硬化過程中脫水密結和形成的毛細孔壓縮的結果。 混凝土的徐變是荷載長期作用下混凝土的塑性變形，因水泥石內凝膠體的存在而產生。 為了減少混凝土的收縮和徐變引起的預應力損失，在確

23、定混凝土配合比時，應優(yōu)先選用干縮性小的水泥，采用低水灰比(0.5)，控制水泥用量，對骨料采取良好的級配等技術措施。 預應力鋼絲張拉、綁扎鋼筋、預埋鐵件安裝及立模工作完成后，應立即澆筑混凝土，每條生產線應一次連續(xù)澆筑完成。5.1.2.55.1.2.5混凝土的澆筑與養(yǎng)護混凝土的澆筑與養(yǎng)護 采用機械振搗密實時，要避免碰撞鋼絲?；炷廖催_到一定強度前，不允許碰撞或踩踏鋼絲。 預應力混凝土可采用自然養(yǎng)護或濕熱養(yǎng)護，自然養(yǎng)護不得少于14d。干硬性混凝土澆筑完畢后，應立即覆蓋進行養(yǎng)護。 當預應力混凝土采用濕熱養(yǎng)護時，要盡量減少由于溫度升高而引起的預應力損失。 為了減少溫差造成的應力損失，采用濕熱養(yǎng)護時，在混

24、凝土未達到一定強度前，溫差不要太大，一般不超過20,達10MPa后按正常速度升溫。(1) 放張順序 預應力筋放張時，應緩慢放松錨固裝置，使各根預應力筋緩慢放松。 預應力筋放張順序應符合設計要求，當設計未規(guī)定時，可按下列要求進行：v承受軸心預應力構件的所有預應力筋應同時放張；承受偏心預壓力構件，應先同時放張預壓力較小區(qū)域的預應力筋，再同時放張預壓力較大區(qū)域的預應力筋。v長線臺座生產的鋼弦構件，剪斷鋼絲宜從臺座中部開始；疊層生產的預應力構件，宜按自上而下的順序進行放松；板類構件放松時，從兩邊逐漸向中心進行。 5.1.2.65.1.2.6預應力筋放張預應力筋放張 （混凝土達到設計規(guī)定且 75%強度值

25、后）（2） 放張方法 對于中小型預應力混凝土構件，預應力絲的放張宜從生產線中間處開始，以減少回彈量且有利于脫模；對于構件應從外向內對稱、交錯逐根放張，以免構件扭轉、端部開裂或鋼絲斷裂。 放張單根預應力筋，一般采用千斤頂放張，如圖圖5.16(5.16(a)a)所示。 構件預應力筋較多時，整批同時放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。v砂箱裝置如圖圖5.165.16（b b）所示。v楔塊放張裝置如圖圖5.165.16（c c）所示。 后張法后張法：先制作混凝土構件，并在預應力筋的位置預留出相應孔道，待混凝土強度達到設計規(guī)定的數(shù)值后，穿入預應力筋進行張拉，并利用錨具把預應力筋錨固，最后進行孔道灌漿。 預應

26、力混凝土后張法生產工藝見圖圖5.175.17所示。 后張法施工（點擊播放flash） 后張法施工由于直接在鋼筋混凝土構件上進行預應力筋的張拉，所以不需要固定臺座設備，不受地點限制，它既適用于預制構件生產，也適用于現(xiàn)場施工大型預應力構件，而且后張法又是預制構件拼裝的手段。 后張法的工藝流程見圖圖5.185.18所示。 工藝流程：工藝流程：澆筑混凝土結構或構件（留孔）養(yǎng)護拆模（達75%強度后）穿筋張拉固定孔道灌漿（漿達15N/mm2,混凝土達100%后）移動、吊裝。5 5.2.1 .2.1 預應力筋、錨具和張拉機具預應力筋、錨具和張拉機具 5.2.1.15.2.1.1單根粗鋼筋單根粗鋼筋 (1)錨

27、具 單根粗鋼筋的預應力筋，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。v螺絲端桿錨具如圖圖5.195.19所示。 v幫條錨具如圖圖5.205.20所示。 v鐓頭錨具由鐓頭和墊板組成。 JM12錨具（點擊播放flash）(2) 張拉設備 與螺絲端桿錨具配套的張拉設備為拉桿式千斤頂。常用的有YL20型、YL60型油壓千斤頂。YL60型千斤頂是一種通用型的拉桿式液壓千斤頂（圖圖5.215.21）。YL60型千斤頂適用于張拉采用螺絲端桿錨具的粗鋼筋、錐形螺桿錨具的鋼絲束及鐓頭錨具的鋼筋束。YC60型穿心式千斤頂（預應力鋼筋束和鋼絞線

28、束）。穿心式千斤頂（點擊播放flash）YC60型穿心式千斤頂型穿心式千斤頂工作原理圖工作原理圖配裝撐腳和配裝撐腳和拉桿后的外拉桿后的外貌圖貌圖(3) 單根粗鋼筋預應力筋制作 單根粗鋼筋預應力筋的制作，包括配料、對焊、冷拉等工序。預應力筋的下料長度應計算確定，計算時要考慮結構構件的孔道長度、錨具厚度、千斤頂長度、焊接接頭或鐓頭的預留量、冷拉伸長值、彈性回縮值等?，F(xiàn)以兩端用螺絲端桿錨具以及一端錨固一端張拉預應力筋為例（圖圖5.225.22）來說明其下料長度計算方法。 【例5.1】21m預應力屋架的孔道長為20.80m，預應力筋為冷拉HRB400鋼筋，直徑為22mm，每根長度為8m，實測冷拉率r=

29、4%，彈性回縮率=0.4%，張拉應力為0.85fpyk。螺絲端桿長為320mm，幫條長為50mm，墊板厚為15mm。計算：（1） 兩端用螺絲端桿錨具錨固時預應力筋的下料長度?（2） 一端用螺絲端桿，另一端為幫條錨具時預應力筋的下料長度?（3） 預應力筋的張拉力為多少?【解】（1） 螺絲端桿錨具，兩端同時張拉，螺母厚度取36mm，墊板厚度取16mm，則螺絲端桿伸出構件外的長度l2=2H+h+5=236+16+5=93m；對焊接頭個數(shù)n=2+2=4；每個對焊接頭的壓縮量=22mm，則預應力筋下料長度 L=(L0-2l1+2l2)/(1+r-)+n=19727（mm）(2)幫條長為50mm，墊板厚1

30、5mm，則預應力筋的成品長度 L1=l+l2+l3=20800+93+（50+15）=20958（mm） 預應力筋（不含螺絲端桿錨具）冷拉后長度： L0=L1-l1=20958-320=20638（mm） L=L0/(1+r-)+n=20638/(1+0.04-0.004)+422 =20009（mm）(3)預應力筋的張拉力 FP=conAP=0.855003.14/4222=161475（N） =161.475（kN）5.2.1.25.2.1.2鋼筋束、鋼絞線鋼筋束、鋼絞線 (1)錨具 鋼筋束、鋼絞線采用的錨具有JM型、XM型、QM型和鐓頭錨具。 JM型錨具 JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成（圖圖

31、5.235.23），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36根直徑為12mm光面或螺紋鋼筋束，也可用于錨固56根直徑為12mm或15mm的鋼絞線束。 XM型和QM型錨具 XM型和QM型錨具是一種新型錨具，利用楔形夾片，將每根鋼絞線獨立地錨固在帶有錐形的錨環(huán)上，形成一個獨立的錨固單元。XM型錨具由錨環(huán)和三塊夾片組成，如圖圖5.245.24所示。 （2）鋼筋束、鋼絞線的制作 鋼筋束所用鋼筋是成圓盤供應，不需對焊接頭。鋼筋束或鋼絞線束預應力筋的制作包括開盤冷拉、下料、編束等工序。預應力鋼筋束下料應在冷拉后進行。當采用鐓頭錨具時，則應增加鐓頭工序。 當采用JM型或X

32、M型錨具，用穿心式千斤頂張拉時，鋼筋束和鋼絲束的下料長度L應等于構件孔道長度加上兩端為張拉、錨固所需的外露長度，如圖圖5.255.25所示。可按下式計算： v兩端張拉時：v一端張拉時： 1002321llllL3211002llllL5.2.1.35.2.1.3鋼絲束鋼絲束(1)錨具 鋼絲束用做預應力筋時，由幾根到幾十根直徑35mm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錐形錨具、錐形螺桿錨具、XM型錨具。 錐形螺桿錨具（圖圖5.265.26） 用于錨固14、16、20、24或28根直徑為5mm的碳素鋼絲。 鋼絲束鐓頭錨具圖圖5.275.27適用于1254根直徑為5

33、mm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。 鋼質錐形錨具鋼質錐形錨具圖圖5.285.28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。 （2） 張拉設備 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。鋼質錐形錨具應用錐錨式雙作用千斤頂（常用YZ60型）張拉錨固。 穿心式千斤頂 如圖圖5.295.29所示，沿千斤頂縱軸線有一直穿心通道，供穿過預應力筋用。沿千斤頂?shù)膹较蚍謨韧鈨蓪佑透?。外層油缸為張拉油缸，工作時張拉預應力筋；內層為頂壓油缸，

34、工作時進行錨具的頂壓錨固，故稱YC60型為穿心式雙作用千斤頂。 錐錨式雙作用千斤頂 錐錨式雙作用千斤頂構造如圖圖5.305.30所示。其主缸和主缸活塞用于張拉預應力筋。 （3） 鋼絲束制作 鋼絲束制作一般需經調直、下料、編束和安裝錨具等工序。當用鋼質錐形錨具、XM型錨具時，鋼絲束的制作和下料長度計算基本上與預應力鋼筋束相同。 鋼絲束鐓頭錨固體系，如采用鐓頭錨具一端張拉時，應考慮鋼絲束張拉錨固后螺母位于錨環(huán)中部，鋼絲的下料長度L，可按圖圖5.315.31所示，用下式計算： 用鋼絲束鐓頭錨具錨固鋼絲束時，其下料長度力求精確。編束是為了防止鋼筋扭結。 采用鐓頭錨具時，將內圈和外圈鋼絲分別用鐵絲按次序

35、編排成片，然后將內圈放在外圈內綁扎成鋼絲束。 【例5.2】某預應力混凝土屋架，采用機械張拉法施工?？椎篱L度為23.80m，預應力筋為18b5（甲級1組）冷拉低碳鋼絲束。兩端采用鐓頭錨具，一端張拉，張拉控制應力為0.65fptk。計算預應力鋼絲的下料長度和預應力筋張拉力。解：張拉端錨具為DM5A-18型鐓頭錨具；固定端為DM5B-18型鐓頭錨具，張拉機械為YC-60型穿心式雙作用千斤頂。錨杯高度H為70mm，螺帽高度H1為25mm，錨板厚度a為30mm，鋼絲鐓頭留量取=25=10mm。u預應力筋張拉力Fp=conAp=0.65650(183.1452/4)=149248Nu張拉時鋼絲伸長值L=c

36、on（l/E3）=0.65650(23800/200000）=50mmu預應力鋼絲的下料長度L=L0+2a+2-0.5（H-H1）-L-C =23800+230+210-0.5(70-25)-50-0=23808mm5 5.2.2 .2.2 施工工藝施工工藝 后張法施工工藝與預應力施工有關的是孔道留設、預應力筋張拉和孔道灌漿三部分。 5.2.2.15.2.2.1孔道留設 構件中留設孔道主要為穿預應力鋼筋（束）及張拉錨固后灌漿用。孔道留設的基本要求： 孔道直徑應保證預應力筋（束）能順利穿過。 孔道應按設計要求的位置、尺寸埋設準確、牢固，澆筑混凝土時不應出現(xiàn)移位和變形。 在設計規(guī)定位置上留設灌漿孔

37、。 在曲線孔道的曲線波峰部位應設置排氣兼泌水管，必要時可在最低點設置排水管。 灌漿孔及泌水管的孔徑應能保證漿液暢通。 預留孔道形狀有直線、曲線和折線形，孔道留設方法：（1） 鋼管抽芯法預先將平直、表面圓滑的鋼管埋設在模板內預應力筋孔道位置上。在開始澆筑至澆筑后拔管前，間隔一定時間要緩慢勻速地轉動鋼管；待混凝土初凝后至終凝之前，用卷揚機勻速拔出鋼管即在構件中形成孔道。 鋼管抽芯法只用于留設直線孔道，鋼管長度不宜超過15m，鋼管兩端各伸出構件500mm左右，以便轉動和抽管。構件較長時，可采用兩根鋼管，中間用套管連接（圖圖5.335.33）。抽管時間與水泥品種、澆筑氣溫和養(yǎng)護條件有關。 采用鋼筋束鐓

38、頭錨具和錐形螺桿錨具留設孔道時，張拉端的擴大孔也可用鋼管成型，留孔時應注意端部擴孔應與中間孔道同心。 （2） 膠管抽芯法 膠管采用57層帆布夾層，壁厚67mm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，安放在孔道設計位置上；待混凝土初凝后、終凝前，將膠管閥門打開放水（或放氣）降壓，膠管回縮與混凝土自行脫落。一般按先上后下、先曲后直的順序將膠管抽出。（3） 預埋管法 預埋管法是用鋼筋井字架將黑鐵皮管、薄鋼管或金屬螺旋管固定在設計位置上，在混凝土構件中埋管成型的一種施工方法。適用于預應力筋密集或曲線預應力筋的孔道埋設，但電熱后張法施工中，不得采用波紋管或其他金屬管埋設

39、的管道。 膠管與閥門連接膠管與閥門連接單波紋金屬螺旋管雙波紋金屬螺旋管螺旋管及錨座安裝螺旋管及錨座安裝螺旋管上留灌漿孔預應力螺旋管預應力螺旋管點擊播放點擊播放videovideo5.2.2.25.2.2.2預應力筋張拉 預應力筋張拉時，結構的混凝土強度應符合設計要求，當設計無要求時，不應低于設計強度標準值的75%，以確保在張拉過程中，混凝土不至于受壓而破壞。 預應力筋的張拉控制應力應符合設計要求，施工時預應力筋需超張拉，可比設計要求提高3%5%。（1） 穿筋 成束的預應力筋將一頭對齊，按順序編號套在穿束器上（圖（圖5.345.34）。 （2） 預應力筋的張拉順序 預應力筋張拉順序應按設計規(guī)定進

40、行；如設計無規(guī)定時，應采取分批分階段對稱地進行。圖圖5.355.35所示是預應力混凝土屋架下弦預應力筋張拉順序。圖圖5.365.36所示是預應力混凝土吊車梁預應力筋采用兩臺千斤頂?shù)膹埨樞颍瑢ε溆卸喔粚ΨQ預應力筋的構件，應采用分批分階段對稱張拉。平臥重疊澆筑的預應力混凝土構件，張拉預應力筋的順序是先上后下，逐層進行。 （3） 預應力筋張拉程序 預應力筋的張拉程序，主要根據(jù)構件類型、張錨體系、松弛損失取值等因素來確定。用超張拉方法減少預應力筋的松弛損失時，預應力筋的張拉程序宜為： 如果預應力筋張拉噸位不大，根數(shù)很多，而設計中又要求采取超張拉以減少應力松弛損失時，其張拉程序可為： 2mincon

41、con0105% 持荷con0103%（4） 預應力筋的張拉方法 對于曲線預應力筋和長度大于24m的直線預應力筋，應采用兩端同時張拉的方法；長度等于或小于24m的直線預應力筋，可一端張拉，但張拉端宜分別設置在構件兩端。對預埋波紋管孔道曲線預應力筋和長度大于30m的直線預應力筋宜在兩端張拉，長度等于或小于30m的直線預應力筋可在一端張拉。 安裝張拉設備時，對于直線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道中心線重合；對于曲線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線方向重合。 （5） 張拉安全事項 在張拉構件的兩端應設置保護裝置，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

42、拉操作中，預應力筋的兩端嚴禁站人，操作人員應在側面工作。 5.2.2.15.2.2.1孔道灌漿1 1、目的：、目的：防止生銹；增加整體性。2 2、基本要求：、基本要求：（盡早進行，飽滿、密實） 水泥32.5級普硅； 水泥漿強度30MPa； 水灰比0.4左右，不得大于0.45 ； 泌水率：拌后三小時宜2%，最大3% 可摻無腐蝕性外加劑：鋁粉（水泥重的0.51/萬），木鈣（0.25%），微膨脹劑； 孔道濕、潔凈，由下層孔到上層； 灌滿孔道并封閉排氣孔后，加壓0.50.6MPa，稍后再封閉灌漿孔； 不摻外加劑時，可用二次灌漿法。3、注意事項預應力筋張拉后，應盡快地用灰漿泵將水泥漿壓灌到預應力孔道中去

43、。 灌漿用水泥漿應有足夠的粘結力，且應有較大的流動性，較小的干縮性和泌水性。 灌漿前，用壓力水沖洗和濕潤孔道。 灌漿順序應先下后上，以免上層孔道漏漿把下層孔道堵塞。 灌漿工作應緩慢均勻連續(xù)進行，不得中斷。 電熱法是利用鋼筋熱脹冷縮原理來張拉預應力筋的一種施工方法。 電熱法適用于冷拉HRB335、HRB400、RRB400鋼筋或鋼絲配筋的先張法、后張法和模外張拉構件。 電熱法的施工工藝流程如圖圖5.375.37所示。 5 5.3.1 .3.1 鋼筋伸長值的計算鋼筋伸長值的計算 電熱張拉時的預應力是以鋼筋的伸長值來控制的，伸長值的計算公式為： 式中 L鋼筋電熱所需的伸長值，mm； con設計預應力

44、筋的張拉控制應力，kN/mm2； E電熱后預應力筋的彈性模量，MPa； L電熱前鋼筋總長度，mm； 30 考慮鋼筋不直以及鋼筋在高溫和應力狀態(tài)下的塑性變形而產生的附加預應力損失值。 30conLLE 5 5.3.2 .3.2 鋼筋電熱時的溫度計算鋼筋電熱時的溫度計算 電熱時，鋼筋伸長值達到設計要求時所需增高的溫度T，按下式計算： 式中 鋼筋的線膨脹系數(shù)，取1.210-5-1； T電張后鋼筋溫度，； T0電張前鋼筋溫度，。鋼筋電熱伸長到L時，其溫度為： LTL0350TTT5 5.3.3 .3.3 電熱設備的計算和選擇電熱設備的計算和選擇 電熱設備的選擇包括電熱變壓器（或電焊機）、導線材質及截面

45、和夾具形式等機具的計算和選擇。 式中 sP變壓器（或電焊機）所需功率，kVA； G同時張拉的鋼筋質量，kg； c鋼筋的熱容量，取0.48kJ/（kgK）； t鋼筋通電加熱時間，h； T-電熱時鋼筋伸長值達到設計要求時所需增高的溫度。 變壓器的功率主要根據(jù)預應力鋼筋的規(guī)格、長度和伸長值，按下列近似公式計算： 5.3.3.15.3.3.1變壓器的選擇380sGcTPt 鋼筋加熱至所需溫度的電能消耗，可按近似公式計算： 根據(jù)W值即可選擇電熱設備，最好選用低壓變壓器或電焊機。 570GcTW 一次導線（從電源至變壓器的線路）用普通絕緣硬銅線或鋁線，二次導線（從變壓器接到預應力筋的線路）宜用絕緣軟銅線，

46、長度愈短愈好，一般不超過30m。導線的截面面積由二次流的大小確定。銅線的控制電流密度不超過0.05A/mm2，鋁線不宜超過0.03A/mm2，以確保導線溫度在50以下。 5.3.3.25.3.3.2導線的選擇 二次導線與預應力筋須用導線夾具連接（圖圖5.385.38）。 5.3.3.35.3.3.3導線夾具的選擇5 5.3.4 .3.4 電張工藝電張工藝 電張法的預應力筋可采用螺絲端桿、鐓粗頭或幫條錨具，后兩種應配有U型墊板。 張拉前，用絕緣紙墊在預應力筋與端部墊板之間，使預埋鐵件隔離絕緣，防止通電后產生分流和短路的現(xiàn)象。 冷拉鋼筋作預應力筋時，反復電熱次數(shù)不宜超過3次，因為電熱次數(shù)過多，會使

47、鋼筋失去冷強效應，降低鋼筋強度。 后張法后張法無需預留管道與灌漿，而是將無粘結預應力筋表面刷涂料并包塑料布（管）后同普通鋼筋一樣鋪設在結構模板設計位置上，用2022號元絲與非預應力鋼絲綁扎牢靠后澆筑混凝土；待混凝土達到設計強度后，對無粘結預應力筋進行張拉和錨固，借助于構件兩端錨具傳遞預壓應力。 無粘結預應力工藝優(yōu)點：無須預留孔道和進行孔道灌漿，施工簡單，張拉時摩阻力小，預應力筋易彎成曲線形狀等。5 5.4.1 .4.1 無粘結預應力筋無粘結預應力筋 無粘結預應力筋是由7根5mm高強鋼絲組成的鋼絲束或扭結成的鋼絞線，通過專門設備涂包涂料層和包裹外包層構成的（圖圖5.395.39）。預應力筋束外包層:外包層必須具有一定的抗拉強度，防滲透性能，同時還須符合下列要求： 在-2070溫度范圍內，低溫不脆化，高溫化學穩(wěn)定性好； 具有足夠的韌性，抗破壞性強； 對周圍材料無侵蝕作用； 防水性好。涂料層一般采用防腐瀝青。無粘結預應力混凝土中，錨具必須具有可靠的錨固能力，要求不低于無粘結預應力筋抗拉強度的95%。 5 5.4.2 .4.2 無粘結預應力混凝土施工工藝無粘結預應力混凝土施工工藝 鋪設雙向配筋的無粘結