第5章預(yù)應(yīng)力混凝土工程修改

第5章預(yù)應(yīng)力混凝土工程5.1概述5.1.1預(yù)應(yīng)力混凝土特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土是預(yù)先在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受拉區(qū)施加一定的預(yù)壓應(yīng)力并產(chǎn)生一定壓縮變形，當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力后，受拉區(qū)混凝土的拉應(yīng)力和拉伸變形，首先與預(yù)壓應(yīng)力和壓縮變形相互抵消，然后隨著外力的增加，混凝土才產(chǎn)生拉應(yīng)力和拉伸變形，從而推遲裂縫的出現(xiàn)和限制裂縫的開展，提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗裂性能和剛度。具有構(gòu)件截面小、自重輕，剛度大、抗裂性和裂縫閉合性好，耐久性好和材料省等優(yōu)點(diǎn)，特別是在大開間、大跨度與荷載大的結(jié)構(gòu)中使用5.1.2材料要求圖5-1預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼筋a）熱處理鋼筋b）刻痕鋼絲c）螺旋肋鋼筋d）鋼絞線1.熱處理鋼筋熱處理鋼筋是由特定強(qiáng)度的熱軋鋼筋通過(guò)加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理的鋼筋。熱處理后，鋼筋強(qiáng)度能得到較大幅度提高，而塑性降低并不多。2.高強(qiáng)度鋼絲預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)常用的高強(qiáng)鋼絲按交貨狀態(tài)分為冷拉和矯直回火兩種，按外形分為光面并經(jīng)消除應(yīng)力的高強(qiáng)度圓形鋼絲、刻痕鋼絲和螺旋肋鋼絲等。3.鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線是用冷拔鋼絲制造而成，方法是在絞線機(jī)上以一種稍粗的直鋼絲為中心，其余鋼絲圍繞其進(jìn)行螺旋狀絞合，再經(jīng)低溫回火處理即可。鋼絞線規(guī)格有2股、3股、7股、19股等，常用的是3股、7股鋼絞線。4、混凝土混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40，不能摻用對(duì)鋼筋有侵蝕作用的氯鹽。5.1.3預(yù)應(yīng)力不同施工工藝的基本要求預(yù)應(yīng)力工程施工應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度采取必要的質(zhì)量保證措施，并應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）當(dāng)工程所處環(huán)境溫度低于－15℃時(shí)，不宜進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉；（2）當(dāng)工程所處環(huán)境溫度高于35℃或日平均環(huán)境溫度連續(xù)5日低于5℃時(shí)，不宜進(jìn)行灌漿施工；當(dāng)在環(huán)境溫度高于35℃或日平均環(huán)境溫度連續(xù)5日低于5℃條件下進(jìn)行灌漿施工時(shí)，應(yīng)采取專門的質(zhì)量保證措施。預(yù)應(yīng)力筋張拉前，應(yīng)進(jìn)行下列準(zhǔn)備工作：（1）計(jì)算張拉力和張拉伸長(zhǎng)值，根據(jù)張拉設(shè)備標(biāo)定結(jié)果確定油泵壓力表讀數(shù)（2）根據(jù)工程需要搭設(shè)安全可靠的張拉作業(yè)平臺(tái)；（3）清理錨墊板和張拉端預(yù)應(yīng)力筋，檢查錨墊板后混凝土的密實(shí)性。施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，且同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）不應(yīng)低于設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)值的75％；（2）采用消除應(yīng)力鋼絲或鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋的先張法構(gòu)件，尚不應(yīng)低于30MPa；（3）不應(yīng)低于錨具供應(yīng)商提供的產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)要求的混凝土最低強(qiáng)度要求。（4）后張法預(yù)應(yīng)力梁和板，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)混凝土的齡期分別不宜小于7d和5d。注意：為防止混凝土早期裂縫而施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，可不受本條限制，但應(yīng)滿足局部受壓承載力的要求。預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力應(yīng)符合設(shè)計(jì)及專項(xiàng)施工方案的要求。當(dāng)施工中需要超張拉時(shí)，調(diào)整后的張拉控制應(yīng)力σcon應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線：σcon≤0.80fptk（5-1）（2）中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲：σcon≤0.75fptk（5-2）（3）預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋：σcon≤0.90fpyk（5-3）式中：σcon—預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力；

fptk—預(yù)應(yīng)力筋極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；

fpyk—預(yù)應(yīng)力筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。5.2先張法施工圖5-2先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)施工程序示意圖(a)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉(b)砼澆筑及養(yǎng)護(hù)(c)預(yù)應(yīng)力鋼筋放張1—臺(tái)座；2—橫梁；3—臺(tái)面；4—預(yù)應(yīng)力鋼筋；5—夾具；6—鋼筋砼構(gòu)件5.2.1施工設(shè)備

1.臺(tái)座（1）墩式臺(tái)座墩式臺(tái)座一般用于生產(chǎn)小型構(gòu)件。生產(chǎn)鋼弦混凝土構(gòu)件的墩式臺(tái)座，其長(zhǎng)度常為100～150米，這樣既可利用鋼絲長(zhǎng)的特點(diǎn)，張拉一次可生產(chǎn)多根構(gòu)件，減少?gòu)埨芭R時(shí)固定工作，又可減少鋼絲滑動(dòng)或臺(tái)座橫梁變形引起的應(yīng)力損失。墩式臺(tái)座有重力式和構(gòu)架式兩種（如圖5-3）。重力式臺(tái)座主要靠自重平衡張拉力所產(chǎn)生的傾復(fù)力矩，構(gòu)架式臺(tái)座主要靠土壓力來(lái)土平衡張拉力所產(chǎn)生的傾復(fù)力矩。

圖5-3墩式臺(tái)座1—砼臺(tái)墩；2—鋼橫梁；3—臺(tái)面；4—預(yù)應(yīng)力筋①墩式臺(tái)座：墩式臺(tái)座是由傳力墩、臺(tái)面和橫梁組成的（2）槽式臺(tái)座澆筑中小型吊車梁時(shí)，由于張拉力矩和傾復(fù)力矩都很大。一般多采用槽式臺(tái)座（如圖5-5），它由鋼筋混凝土立柱、上下橫梁及臺(tái)面組成。臺(tái)座長(zhǎng)度應(yīng)便于生產(chǎn)多種構(gòu)件：一般為45米（可生產(chǎn)6根6米長(zhǎng)的吊車梁）或76米（可生產(chǎn)10根6米長(zhǎng)的吊車梁，或24米屋架3榀，或18米屋架4榀）。為便于拆遷移，臺(tái)座應(yīng)設(shè)計(jì)成裝配式。此外，在施工現(xiàn)場(chǎng)亦可利用條石或已預(yù)制好的柱、樁和基礎(chǔ)梁等構(gòu)件，裝配成簡(jiǎn)易式臺(tái)座。圖5-5槽式臺(tái)座結(jié)構(gòu)1—鋼筋砼端柱；2—磚墻；3—下橫梁；4—上橫梁；5—傳力柱；6—柱墊2.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1）錐形夾具：可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具，如圖5-6所示2）鐓頭夾具：如圖5-7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。（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5-8)。

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。（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5-9所示，適用于張拉鋼絲和直徑16mm以下的鋼筋。3.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

1)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)張拉、杠桿測(cè)力裝置

如圖5-10所示2)電動(dòng)螺桿張拉機(jī)

電動(dòng)螺桿張拉機(jī)由電動(dòng)機(jī)、變速箱、測(cè)力裝置、張拉螺桿、承力架和夾具組成（圖5-11）圖5-11電動(dòng)螺桿張拉機(jī)構(gòu)造圖1—螺桿；2，3—拉力架；4—張拉夾具；5—頂桿；6—電動(dòng)機(jī)；7—減速器；8—測(cè)力計(jì)；9，10—膠輪；11—底盤；12—手柄；13—橫梁；14—鋼絲；15—錨固夾具(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5-12)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。圖5-12YC-20型穿心式千斤頂a）張拉b）復(fù)位1-偏心塊夾具2-彈性頂壓頭3-夾具4-臺(tái)座橫梁5-預(yù)應(yīng)力筋多根鋼筋成組張拉時(shí)，可采用四橫梁式張拉裝置進(jìn)行。四橫梁式油壓千斤頂張拉裝置，用鋼量較大，大螺絲桿加工困難，調(diào)整預(yù)應(yīng)力的初應(yīng)力費(fèi)時(shí)間，油壓千斤頂行程小，工效較低，但其一次張拉力大5.2.2施工工藝圖5-14施工工藝流程圖1.張拉前的準(zhǔn)備（1）鋼筋接長(zhǎng)與冷拉鋼筋束、熱處理鋼筋和鋼絞線是成盤狀供應(yīng)的，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不需對(duì)焊接長(zhǎng)。其制作工序是：開盤、下料和編束。預(yù)應(yīng)力鋼筋的接長(zhǎng)與冷拉：預(yù)應(yīng)力鋼筋一般采用冷拉HRB335、HRB400和RRB400鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋的接長(zhǎng)及預(yù)應(yīng)力鋼筋與螺絲端桿的連接，宜采用對(duì)焊連接，且應(yīng)先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的強(qiáng)度。預(yù)應(yīng)力鋼筋的制作，一般有對(duì)焊和冷拉兩道工序。預(yù)應(yīng)力鋼筋鋪設(shè)時(shí)，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(yù)應(yīng)力筋（絲）固定端采用鐓頭夾具錨固時(shí)，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(dòng)電焊機(jī)上進(jìn)行，鋼筋（絲）端部在喇叭口紫銅模具內(nèi)，進(jìn)行多次脈沖式通電加熱、加壓形成鐓粗頭（圖5-15）。（3）預(yù)應(yīng)力筋張拉設(shè)備及油壓表應(yīng)定期維護(hù)和標(biāo)定。

張拉設(shè)備和油壓表應(yīng)配套標(biāo)定和使用，標(biāo)定期限不應(yīng)超過(guò)半年。當(dāng)使用過(guò)程中出現(xiàn)反?，F(xiàn)象或張拉設(shè)備檢修后，應(yīng)重新標(biāo)定。（4）預(yù)應(yīng)力筋（絲）的鋪設(shè)

長(zhǎng)線臺(tái)座面（或胎模）在鋪放鋼絲前，應(yīng)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(shè)預(yù)應(yīng)力筋，一端用夾具錨固在臺(tái)座橫梁的定位承力板上，另一端卡在臺(tái)座張拉端的承力板上待張拉。在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)防止雨水或養(yǎng)護(hù)水沖刷掉臺(tái)面隔離劑。

（5）張拉前檢查事項(xiàng)檢查預(yù)應(yīng)力筋的品種、級(jí)別、規(guī)格、數(shù)量（排數(shù)、根數(shù)）是否符合設(shè)計(jì)要求。預(yù)應(yīng)力筋的外觀質(zhì)量應(yīng)全數(shù)檢查，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)符合展開后平順，沒(méi)有彎折，表面無(wú)裂紋、小刺、機(jī)械損傷、氧化鐵皮和油污等。張拉設(shè)備是否完好，測(cè)力裝置是否校核準(zhǔn)確。橫梁、定位承力板是否貼合及嚴(yán)密穩(wěn)固。張拉、錨固預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)專人操作，實(shí)行崗位責(zé)任制，并做好預(yù)應(yīng)力筋張拉記錄。應(yīng)合理確定截面內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序，原則上應(yīng)盡量避免使臺(tái)座承受過(guò)大的偏心壓力，故宜先張拉靠近臺(tái)座截面重心處的預(yù)應(yīng)力筋，防止臺(tái)座產(chǎn)生彎曲變形。2．預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉（1）預(yù)應(yīng)力筋的張拉力Pj應(yīng)按下列公式計(jì)算：Pj=σcon·AP

（5-6）超張拉力：pj=（1.03～1.05）σcon·AP（5-7）式中σcon—預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖紙上表明；AP—預(yù)應(yīng)力筋的截面面積。（2）張拉程序的確定（據(jù)《預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》DGJ08-69-2007）：為了減少預(yù)應(yīng)力的松弛損失，采用超張拉方法張拉時(shí)，其張拉程序可根據(jù)張拉方式、預(yù)應(yīng)力筋種類及錨具類型進(jìn)行如下選擇：1）0→初應(yīng)力→1.05σcon（持荷2min）→σcon（錨固）2）0→初應(yīng)力→1.03σcon（持荷2min）錨固例題5-1：某預(yù)應(yīng)力空心板采用光面消除應(yīng)力鋼絲фp4，fptk＝1570Mpa，作為預(yù)應(yīng)力筋，如采用一次張拉法施工，求單根鋼絲的張拉力為多少？解：?jiǎn)胃摻z的截面面積：Ap＝12.6mm2

張拉控制應(yīng)力：σcon=0.7fptk

采用一次張拉法施工：0→1.03σcon則其單根鋼絲的張拉力為：

Pj=1.03σcon·AP=1.03×0.7×1570×12.6=14.26kN

其張拉應(yīng)力為0.721fptk，小于0.75fptk，符合規(guī)范要求。（3）預(yù)應(yīng)力筋的檢查應(yīng)嚴(yán)格控制多根鋼筋之間內(nèi)應(yīng)力的一致性，避免產(chǎn)生因內(nèi)力大小不均而導(dǎo)致應(yīng)力集中現(xiàn)象。多根鋼絲同時(shí)進(jìn)行張拉完畢后，應(yīng)抽查鋼絲的內(nèi)應(yīng)力值，一根鋼絲的預(yù)應(yīng)力值的偏差，不得大于或小于按一個(gè)構(gòu)件全部鋼絲預(yù)應(yīng)力總值的5％，避免各鋼絲受力的不均衡性。國(guó)產(chǎn)2CN-1型鋼絲內(nèi)力測(cè)定儀如圖5-16所示。預(yù)應(yīng)力筋張拉后，對(duì)設(shè)計(jì)位置的偏差不得超過(guò)5mm，同時(shí)也不得大于構(gòu)件截面最短邊尺寸的4%。否則，將會(huì)影響設(shè)計(jì)的受力狀況。

3．混凝土的澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土澆筑，應(yīng)一次連續(xù)澆筑完成，不允許留設(shè)施工縫。澆筑時(shí)應(yīng)充分搗實(shí)，尤其要注意靠近端部混凝土的密實(shí)度。這些都是為了減少混凝土在預(yù)加應(yīng)力作用下的收縮和徐變值，從而減小應(yīng)力損失。

采用重疊法生產(chǎn)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)待下層構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度達(dá)到5MPa后，方可澆筑上層構(gòu)件的混凝土。當(dāng)平均溫度高于20℃時(shí)，每?jī)商炜傻鼡v一層。氣溫較低時(shí)，可采用早強(qiáng)措施，以縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，加速臺(tái)座周轉(zhuǎn)，提高生產(chǎn)率。預(yù)應(yīng)力疊合梁和疊合板的疊合面及預(yù)應(yīng)力芯棒與后澆混凝土的接觸面應(yīng)劃毛，必要時(shí)做成凹凸面，以提高疊合面的抗剪能力。

預(yù)應(yīng)力混凝土可采用自然養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)或太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)等方法。自然養(yǎng)護(hù)不得少于14d。干硬性混凝土澆筑完畢后，應(yīng)立即覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，要盡量減少由于溫度升高而引起的預(yù)應(yīng)力損失。4．預(yù)應(yīng)力筋的放張放張時(shí)混凝土的強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75％。具體放張時(shí)間要通過(guò)同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊試壓結(jié)果決定。先張法預(yù)應(yīng)力筋的放張順序，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）宜采取緩慢放張工藝進(jìn)行逐根或整體放張；（2）對(duì)軸心受壓構(gòu)件，所有預(yù)應(yīng)力筋宜同時(shí)放張；（3）對(duì)受彎或偏心受壓的構(gòu)件，應(yīng)先同時(shí)放張預(yù)壓應(yīng)力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋，再同時(shí)放張預(yù)壓應(yīng)力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋；（4）當(dāng)不能按本規(guī)定（1）～（3）款放張時(shí)，應(yīng)分階段、對(duì)稱、相互交錯(cuò)放張；（5）放張后，預(yù)應(yīng)力筋的切斷順序，宜從張拉端開始逐次切向另一端。

對(duì)預(yù)應(yīng)力筋配置較多的構(gòu)件，不允許采用剪斷或割斷等方式突然放張，應(yīng)采用千斤頂或在臺(tái)座與橫梁之間設(shè)置楔塊（圖5-17）或砂箱（圖5-18）進(jìn)行緩慢放張。圖5-18楔塊放張示意圖1—臺(tái)座；2—橫梁；3，4—鋼塊；5—鋼楔塊；6—螺桿；7—承力板；8—螺母圖5-19砂箱放張示意圖1—活塞；2—鋼套箱；3—進(jìn)砂口；4—鋼套箱底板；5—出砂口；6—砂子5.3后張法施工圖5-19后張法構(gòu)件施工程序示意圖(a)制作構(gòu)件、預(yù)留孔道(b)穿筋、張拉、錨固(c)孔道灌漿1—鋼筋砼構(gòu)件；2—預(yù)留孔道；3—預(yù)應(yīng)力筋；4—千斤頂；5—錨具后張法的工藝流程見(jiàn)圖5-20所示。5.3.1常用錨具1.螺紋端桿錨具螺紋端桿錨具它由螺紋端桿、螺母和墊板組成，如圖5-21所示，是單根預(yù)應(yīng)力粗鋼筋張拉端常用的錨具。2.幫條錨具幫條錨具（圖5-22）由幫條和襯板組成。幫條筋采用與預(yù)應(yīng)力筋同級(jí)鋼筋，而襯板則可用普通低碳鋼鋼板，焊條應(yīng)選用E5003。焊接幫條時(shí)，三根幫條與襯板相接觸面應(yīng)在同一垂直平面上，防止受力后產(chǎn)生扭曲。5-22幫條錨具1—幫條；2—襯板；3—預(yù)應(yīng)力鋼筋3.鋼質(zhì)錐形錨具鋼質(zhì)錐形錨具（圖5-23）由錨塞和錨環(huán)組成。一般適用于錨固碳素鋼絲束，可錨固12～24根鋼絲。錨塞和錨環(huán)均用45號(hào)鋼制作。錨塞和錨環(huán)的錐度應(yīng)嚴(yán)格保持一致，保證對(duì)鋼絲的擠壓力均勻，不致影響摩擦阻力。圖5-23KT-Z型錨具(a)裝配(b)錨環(huán)(c)錨塞4.鐓頭錨具鐓頭錨具由錨環(huán)、錨板和螺母組成（圖5-24）。鐓頭錨具適用錨固12～24根碳素鋼絲。圖5-24鐓頭錨具示意圖1-錨環(huán)2-螺母3-錨板4-墊板5-墩頭預(yù)應(yīng)力鋼絲

5.錐形螺桿錨具錐形螺桿錨具是由錐形螺桿、套筒、螺母和墊板組成（圖5-25）。該錨具適用于14～28根碳素鋼絲的錨固。

6.JM－12型錨具JM－12錨具由錨環(huán)和夾片組成（圖5-26）。多用于鋼絞線束的錨固。JM－12錨具有良好的錨固性能，預(yù)應(yīng)力筋滑移量比較小，施工方便，但是加工量大且成本高。圖5-26JM型錨具(a)裝配圖(b)錨板(c)夾片7.多孔夾片錨具也稱群錨，由多孔的錨板與夾片組成（圖5-27）。在每個(gè)錐形孔內(nèi)裝一副夾片，夾持一根鋼絞線。這種錨具的優(yōu)點(diǎn)是每束鋼絞線的根數(shù)不受限制；任何一根鋼絞線錨固失效，都不會(huì)引起整束錨固失效。圖5-27XM型錨具(a)裝配圖(b)錨板5.3.2張拉機(jī)械1.拉桿式千斤頂拉桿式千斤頂由主缸、主缸活塞、副缸、副缸活塞、拉桿、連接器和傳力架等組成（圖5-28）。拉桿式千斤頂主要用于張拉螺紋端桿錨具的粗鋼筋、帶螺桿式錨具或鐓頭式錨具的鋼絲束。圖5-28拉桿式千斤頂構(gòu)造示意圖1—主缸；2—主缸活塞；3—主缸油嘴；4—副缸；5—副缸活塞；6—副缸油嘴；7—連接器；8—頂桿；9—拉桿；10—螺母；11—預(yù)應(yīng)力筋；12—砼構(gòu)件；13—預(yù)埋鋼板；14—螺紋端桿2.YC－60型穿心式千斤頂YC－60型穿心式千斤頂廣泛地用于預(yù)應(yīng)力筋的張拉。它適用于張拉各種形式的預(yù)應(yīng)力筋。它主要由張拉油缸、頂壓油缸、頂壓活塞和彈簧組成（圖5-29）。

圖5-29YC-60型穿心式千斤頂?shù)臉?gòu)造示意圖(a)構(gòu)造簡(jiǎn)圖(b)加頂桿后的YC—60型千斤頂Ⅰ—張拉工作油室；Ⅱ—頂壓工作油室；Ⅲ—張拉回程油室A—張拉缸油嘴；B—頂壓缸油嘴；C—油孔1—張拉液壓缸；2—頂壓液壓缸(即張拉活塞)；3—頂壓活塞；4—彈簧；5—預(yù)應(yīng)力筋；

6—工具式錨具；7—螺母；8—工作錨具；9—砼構(gòu)件；10—頂桿；11—拉桿；12—連接器3.錐錨式雙作用千斤頂錐錨式雙作用千斤頂用于張拉錐形錨具錨固的預(yù)應(yīng)力鋼絲束。它是由主缸、主缸活塞、副缸、副缸活塞、頂壓頭、卡環(huán)和銷片等主要部件所組成，其構(gòu)造和張拉工作過(guò)程如圖5-30所示。圖5-30錐錨式雙作用千斤頂構(gòu)造示意圖1—預(yù)應(yīng)力筋；2—頂壓頭；3—副缸；4—副缸活塞；5—主缸；6—主缸活塞；7—主缸拉力彈簧；8—副缸壓力彈簧；9—錐形卡環(huán)；10—模塊；11—主缸油嘴；12—副缸油嘴；13—錨塞；14—構(gòu)件；15—錨環(huán)5.3.3.預(yù)應(yīng)力筋的制作鋼筋束、熱處理鋼筋和鋼絞線是成盤狀供應(yīng)的，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不需對(duì)焊接長(zhǎng)。其制作工序是：開盤、下料和編束。矯直回火鋼絲放開后是直的，可直接下料。鋼絞線在出廠前經(jīng)過(guò)低溫回火處理，因此在進(jìn)場(chǎng)后無(wú)須預(yù)拉。鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋宜采用砂輪鋸或切斷機(jī)切斷，不得采用電弧切割。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。1-鋼絲；2-鉛絲；3-襯圈圖5-31鋼絲束的編束1.單根粗鋼筋下料長(zhǎng)度（下料如圖5-32）a）b）圖5-32粗鋼筋下料長(zhǎng)度計(jì)算示意圖a）兩端用螺桿錨具b）一端用螺桿錨具1-螺絲桿端2-螺母3-墊板4-對(duì)焊接頭5-預(yù)應(yīng)力鋼筋6-混凝土構(gòu)件7-孔道8-幫條錨具L-成品全長(zhǎng)（包括螺桿全長(zhǎng)）；l1-構(gòu)件的孔道長(zhǎng)度；l2-螺桿伸出構(gòu)件外的長(zhǎng)度；（按下式計(jì)算：張拉端，l2＝2H＋h＋5mm；錨固端，l2＝H＋h＋10mm。其中H、h分別為螺母高度和墊板厚度。）；l3-墩頭或幫條錨具長(zhǎng)度（包括墊板厚度h）；l4-鋼筋段冷拉后的長(zhǎng)度；l5-螺桿長(zhǎng)度。（1）當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋兩端采用螺桿錨具（圖5-32a）時(shí)，其成品全長(zhǎng)L（包括螺桿全長(zhǎng)）為

L=l1＋2l2

（5-8）鋼筋段冷拉后的成品長(zhǎng)度

l4=L?2l5

（5-9）冷拉前預(yù)應(yīng)力筋鋼筋部分的下料長(zhǎng)度為：（5-10）式中δ——鋼筋的冷拉彈性回縮量，由試驗(yàn)確定；γ——鋼筋冷拉率，由試驗(yàn)確定；Δ——每個(gè)對(duì)焊接頭的壓縮長(zhǎng)度，根據(jù)焊時(shí)所需要的閃光留量和頂鍛留量而定，經(jīng)驗(yàn)去鋼筋直徑；n——對(duì)焊接頭的數(shù)量。（2）當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋一端用螺絲端桿，另一端用幫條（或鐓頭）錨具（圖5-32b）時(shí)

L=l1＋l2＋l3

（5-11）鋼筋段冷拉后的成品長(zhǎng)度

l4=L?l5

（5-12）冷拉前預(yù)應(yīng)力筋鋼筋部分的下料長(zhǎng)度公式同式5-6。2.預(yù)應(yīng)力鋼絲束下料長(zhǎng)度（1）采用鋼質(zhì)錐形錨具，以錐錨式千斤頂張拉（圖5-33）時(shí)，鋼絲的下料長(zhǎng)度L為兩端張拉：L=l＋2（l1＋l2＋80）（5-13）一端張拉：L=l＋2（l1＋80）＋l2

（5-14）式中l(wèi)1——錨環(huán)厚度；

L2——千斤頂分絲頭至卡盤外端距離。圖5-33采用鋼質(zhì)錐形錨具時(shí)鋼絲下料長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖1—砼構(gòu)件；2—孔道；3—鋼絲束；4—鋼質(zhì)錐形錨具；5—錐錨式千斤頂（2）采用鐓頭錨具，以拉桿式或穿心式千斤頂在構(gòu)件上張拉（圖5-34）時(shí)，鋼絲的下料長(zhǎng)度L為兩端張拉：（5-15）一端張拉：（5-16）式中：h—錨環(huán)底部厚度或錨板厚度；

Δ—鋼絲墩頭流量，對(duì)Фs5取10mm；

H—張拉端錨環(huán)高度；

H1—螺母高度；

ΔL—鋼絲繩張拉伸長(zhǎng)值，

C—張拉時(shí)構(gòu)件混凝土的彈性壓縮值（mm），對(duì)直線筋（曲線筋可實(shí)測(cè)）F—鋼絲全長(zhǎng)的平均拉力（N）ES、EC—鋼絲束、張拉時(shí)構(gòu)件混凝土的彈性模量（N/mm2）；Ap、Ac—鋼絲束、張拉時(shí)構(gòu)件混凝土的截面面積（mm2）。圖5-34采用鐓頭錨具時(shí)鋼絲下料長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖1—砼構(gòu)件；2—孔道；3—鋼絲束；4—錨杯；5—螺母；6—錨板（3）采用錐形螺桿錨具，以拉桿式千斤頂在構(gòu)件上張拉（圖5-35）時(shí)，鋼絲的下料長(zhǎng)度L為

L=l+2l2-2l1+2(l6+a)（5-17）式中：l6—錐形螺桿錨具的套筒長(zhǎng)度；

a—鋼絲伸出套筒長(zhǎng)度，取a=20mm。圖5-35采用錐形螺桿錨具時(shí)鋼絲下料長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖1-螺母2-墊板3-錐形螺桿錨具4-鋼絲束5-孔道6-混凝土構(gòu)件3.鋼筋束或鋼絞線束的下料長(zhǎng)度當(dāng)采用夾片式錨具，以穿心式千斤頂在構(gòu)件上張拉（圖5-36）時(shí)，鋼筋束鋼絞線束的下料長(zhǎng)度L為一端張拉：（5-18）兩端張拉：（5-19）式中：l1—夾片式工作錨厚度（mm）；

L2—穿心式千斤頂長(zhǎng)度（mm）；

L3—夾片式工具錨厚度（mm）；圖5-36鋼筋束下料長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖1-混凝土構(gòu)件2-孔道3-鋼筋束4-夾片式工作錨5-穿心式千斤頂6-夾片式工作錨5.3.4后張法施工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。1.孔道留設(shè)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。預(yù)留孔道形狀有直線、曲線和折線形，孔道留設(shè)方法：（1）鋼管抽芯法預(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。在開始澆筑至澆筑后拔管前，間隔一定時(shí)間要緩慢勻速地轉(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5-38）。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。（3）預(yù)埋管法預(yù)埋管法是用鋼筋井字架將金屬波紋管（也叫螺旋管，見(jiàn)圖5-38）、鋼管、塑料波紋管固定在設(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。適用于預(yù)應(yīng)力筋密集或曲線預(yù)應(yīng)力筋的孔道埋設(shè)。

成孔管道、預(yù)應(yīng)力筋及其附件安裝預(yù)應(yīng)力筋或成孔管道應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的形狀和位置安裝，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）預(yù)應(yīng)力筋或成孔管道應(yīng)平順并與定位鋼筋綁扎牢固，定位鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不宜大于1.2m，板中無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的定位間距可適當(dāng)放寬，扁形管道、塑料波紋管或預(yù)應(yīng)力筋曲線曲率較大處的定位間距，宜適當(dāng)縮小。

2）凡施工時(shí)需要預(yù)先起拱的構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力筋或成孔管道宜隨構(gòu)件同時(shí)起拱；3）預(yù)應(yīng)力筋或成孔管道豎向位置偏差應(yīng)符合表5-1的規(guī)定錨墊板、局部加強(qiáng)筋和連接器應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的位置和方向安裝牢固，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）錨墊板的承壓面應(yīng)與預(yù)應(yīng)力筋或孔道曲線末端的切線垂直。預(yù)應(yīng)力筋曲線起始點(diǎn)與張拉錨固點(diǎn)之間的直線段最小長(zhǎng)度應(yīng)符合表5-2的規(guī)定；2）采用連接器接長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，應(yīng)全面檢查連接器的所有零件，并應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)要求操作；

3）內(nèi)埋式固定端錨墊板不應(yīng)重疊，錨具與錨墊板應(yīng)貼緊。后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道及其防護(hù)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）對(duì)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束后穿入孔道；

2）預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道后至灌漿的時(shí)間間隔不宜過(guò)長(zhǎng)：當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度大于60％或近海環(huán)境時(shí)，不宜超過(guò)14d；當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度不大于60％時(shí)，不宜超過(guò)28d；

3）當(dāng)不能滿足本規(guī)定第2）條時(shí)，宜對(duì)預(yù)應(yīng)力筋采取防銹措施。

2.預(yù)應(yīng)力筋張拉（1）穿筋成束的預(yù)應(yīng)力筋將一頭對(duì)齊，按順序編號(hào)套在穿束器上（圖5-39）。（2）預(yù)應(yīng)力筋張拉程序預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序?yàn)椋簠⒖枷葟埡罄某绦蛉绻A(yù)應(yīng)力筋張拉噸位不大，根數(shù)很多，而設(shè)計(jì)中又要求采取超張拉以減少應(yīng)力松弛損失時(shí)，其張拉程序可選用一次張拉法（3）預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序

采用分批張拉方案時(shí)，后批預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)對(duì)混凝土構(gòu)件產(chǎn)生彈性壓縮變形，從而引起前批張拉并錨固好的預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力值降低，因此，前批張拉預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力值應(yīng)增加，即：當(dāng)較大時(shí)，可能使實(shí)際張拉控制應(yīng)力高于規(guī)范或規(guī)程的規(guī)定，這是不允許的。因此，在實(shí)際施工中也可采取下列辦法解決分批張拉預(yù)應(yīng)力損失問(wèn)題：①采用同一張拉值，逐根復(fù)位補(bǔ)足；②采用同一張拉值，在設(shè)計(jì)中扣除彈性壓縮損失平均值；③對(duì)重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，為了使結(jié)構(gòu)均勻受力并減少?gòu)椥詨嚎s損失，可分兩階段建立預(yù)應(yīng)力，即全部預(yù)應(yīng)力筋先張拉50％以后，再第二次拉至100％。（4）預(yù)應(yīng)力筋的張拉方法對(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。3.灌漿及封錨（1）孔道灌漿前應(yīng)進(jìn)行下列準(zhǔn)備工作：1）應(yīng)確認(rèn)孔道、排氣兼泌水管及灌漿孔暢通；對(duì)預(yù)埋管成型孔道，可采用壓縮空氣清孔；

2）應(yīng)采用水泥漿、水泥砂漿等材料封閉端部錨具縫隙，也可采用封錨罩封閉外露錨具；3）采用真空灌漿工藝時(shí)，應(yīng)確認(rèn)孔道的密封性。（2）配置水泥漿用水泥、水及外加劑除應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）宜采用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥；2）拌合用水和摻加的外加劑中不應(yīng)含有預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的成分；3）外加劑應(yīng)與水泥作配合比試驗(yàn)并確定摻量。（3）灌漿用水泥漿的性能應(yīng)符合下列規(guī)定：1）采用普通灌漿工藝時(shí)稠度宜控制在12s～20s，采用真空灌漿工藝時(shí)稠度宜控制在18s～25s；2）水灰比不應(yīng)大于0.45；3）3h自由泌水率宜為0，且不應(yīng)大于1％，泌水應(yīng)在24h內(nèi)全部被水泥漿吸收；4）24h自由膨脹率，采用普通灌漿工藝時(shí)不應(yīng)大于6％；采用真空灌漿工藝時(shí)，稠度宜控制在18～25s；

5）水泥漿中氯離子含量不應(yīng)超過(guò)水泥重量的0.06%；6）28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為70.7mm的立方體水泥砂漿試塊抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于30MPa；7）稠度、泌水率及自由膨脹率的試驗(yàn)方法應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力管道灌漿劑》GB/T25182的規(guī)定。（4）灌漿用水泥漿的制備及使用應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）水泥漿宜采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間不應(yīng)超過(guò)5min；2）水泥漿使用前應(yīng)經(jīng)篩孔尺寸不大于1.2mm×1.2mm的篩網(wǎng)過(guò)濾；3）攪拌后不能在短時(shí)間內(nèi)灌入孔道的水泥漿，應(yīng)保持緩慢攪動(dòng)；4）水泥漿應(yīng)在初凝前灌入孔道，攪拌后至灌漿完畢的時(shí)間不宜超過(guò)30min。例題5-2：21m預(yù)應(yīng)力屋架的孔道長(zhǎng)為20.80m，預(yù)應(yīng)力筋為冷拉HRB400鋼筋，直徑為22mm，每根長(zhǎng)度為8m，實(shí)測(cè)冷拉率γ=4%，彈性回縮率δ=0.4%，張拉應(yīng)力為0.85fpyk。螺絲端桿長(zhǎng)為320mm，幫條長(zhǎng)為50mm，墊板厚為15mm。計(jì)算：（1）兩端用螺絲端桿錨具錨固時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的下料長(zhǎng)度?（2）一端用螺絲端桿，另一端為幫條錨具時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的下料長(zhǎng)度?（3）選用超張拉法，預(yù)應(yīng)力筋的最大張拉力為多少?解：（1）按三段焊接考慮，所以對(duì)焊接頭n=4；每個(gè)對(duì)焊接頭的壓縮量Δ=22mm，

l5=320mm則預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度

由式5-6：19547mm

(2)螺絲端桿錨具，螺母厚度取36mm，墊板厚度取15mm，則螺絲端桿伸出構(gòu)件外的長(zhǎng)度l2=2H+h+5mm=2×36+15+5=92mm；幫條長(zhǎng)為50mm，墊板厚15mm，則l3=50+15=65mm，則預(yù)應(yīng)力筋的成品長(zhǎng)度：

L=l1+l2+l3=20800+92+65=20957mm鋼筋段冷拉后的成品長(zhǎng)度

l4=L?l5=20957?320=20637mm冷拉前預(yù)應(yīng)力筋鋼筋部分的下料長(zhǎng)度

(3)超張拉法張拉程序：0→1.05σcon（持荷2min）→σcon所以預(yù)應(yīng)力筋的最大張拉力：Pj=1.05σcon·AP=1.05×0.85×400×3.14/4×222=135638.58N其張拉控制應(yīng)力為0.89fpyk，小于0.95fpyk，符合規(guī)程規(guī)定。例題5-3：后張法施工的某預(yù)應(yīng)力混凝土梁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，孔道長(zhǎng)30m，每根梁配有7束φs15.2鋼絞線，每束鋼絞線截面面積為139mm2，鋼絞線fptk=1860N/mm2，彈性模量Es=1.95×105N/mm2，張拉控制應(yīng)力σcon=0.7fptk，設(shè)計(jì)規(guī)定混凝土達(dá)到立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的80%時(shí)才能張拉，試問(wèn)：確定張拉程序；計(jì)算同時(shí)張拉7束鋼絞線的張拉力；

計(jì)算