施工技術(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土工程

施工技術(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土工程第1頁/共240頁4/13/20232§概述一、本章提要本章內(nèi)容包括：先張法、后張法和電熱張拉法。在先張法中，重點(diǎn)介紹了臺座的類型和作用；張拉機(jī)具和夾具的工作原理；張拉工藝和放張要求。在后張法中著重闡述了常用錨具的類型、工作原理及性能；張拉千斤頂?shù)墓ぷ髟砑靶ｒ?yàn)方法；預(yù)應(yīng)力筋的下料長度計算、張拉工藝，孔道成型與灌漿；無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝。在電熱張拉法中，主要介紹了電熱伸長值的計算、電熱設(shè)備的選擇及電熱張拉工藝。第2頁/共240頁4/13/20233§概述二、本章學(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、電熱張法的施工工藝；第3頁/共240頁4/13/20234§概述掌握先張法、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；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)。第4頁/共240頁4/13/20235

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?！旄攀龅?頁/共240頁4/13/20236

當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時，首先抵消預(yù)應(yīng)力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝土才受拉開裂，從而延遲了構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂縫的開展，提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。這種利用鋼筋對受拉區(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。

§概述第6頁/共240頁4/13/20237

預(yù)加應(yīng)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(yù)應(yīng)力靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞給混凝土。

后張法是先澆筑混凝土并預(yù)留孔道，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后張拉鋼筋，預(yù)應(yīng)力靠錨具傳遞給混凝土。§概述第7頁/共240頁4/13/20238

為了達(dá)到較高的預(yù)應(yīng)力值，宜優(yōu)先采用高標(biāo)號混凝土。

當(dāng)采用冷拉HRB335、HRB400鋼筋和冷軋帶肋鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，其混凝土強(qiáng)度不宜低于C30；當(dāng)采用消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40。

§概述第8頁/共240頁4/13/20239§概述三、為什么要用預(yù)應(yīng)力混凝土？

預(yù)應(yīng)力混凝土是最近幾十年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，在世界各國都得到了廣泛應(yīng)用。這是由于普通鋼筋混凝土構(gòu)件的抗拉極限應(yīng)變只有0.0001～0.00015．在正常使用條件下受拉區(qū)混凝土開裂，構(gòu)件的剛度小、撓度大。要使混凝土不開裂，受拉鋼筋的應(yīng)力只能達(dá)到19.6～29.4N／mm2；對允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，當(dāng)裂縫寬度限制在0.2～0.3mm時，受拉鋼筋的應(yīng)力也只能達(dá)到147～245N／mm2。第9頁/共240頁4/13/202310§概述

為了克服普通鋼筋混凝土過早出現(xiàn)裂縫、不能充分發(fā)揮鋼筋作用這一矛盾，人們創(chuàng)造了對混凝土施加預(yù)應(yīng)力的方法。即在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受拉區(qū)域，通過對鋼筋進(jìn)行張拉、錨固、放松，使混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力，產(chǎn)生一定的壓縮變形。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力后，受拉區(qū)混凝土的拉伸變形，首先與壓縮變形抵消，然后隨著外力的增加，混凝土才繼續(xù)被拉伸，這就延緩了裂縫的出現(xiàn)、限制了裂縫的開展。第10頁/共240頁4/13/202311§概述四、預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)總述預(yù)應(yīng)力混凝土能充分發(fā)揮鋼筋和混凝土各自的特性，能提高鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度等級的混凝土。與普通混凝土相比，在同樣條件下具有構(gòu)件截面小、自重輕、質(zhì)量好、材料省(可節(jié)約鋼材40％～50％、混凝土20％～40％)，并能擴(kuò)大預(yù)制裝配化程度。第11頁/共240頁4/13/202312§概述

雖然，預(yù)應(yīng)力混凝土施工，需要專門的機(jī)械設(shè)備，工藝固較復(fù)雜，操作要求較高，但在跨度較大的結(jié)構(gòu)中，其綜合經(jīng)濟(jì)效益較好。此外，在一定范圍內(nèi)，以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)代替鋼結(jié)構(gòu)，可節(jié)約鋼材、降低成水、并免去維修工作。第12頁/共240頁4/13/202313第一節(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土概述

A.預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、提高了混凝土的抗裂度和剛度

2、增加構(gòu)件的耐久性。

3、節(jié)約材料。

4、減輕構(gòu)件自重。

5、擴(kuò)大了高、大、重型結(jié)構(gòu)的預(yù)制裝配化程度。第13頁/共240頁4/13/202314第一節(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土概述

B.對混凝土的要求

1、高強(qiáng)度：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C30，當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40。

2、收縮、徐變小，彈性模量高，有利于減少預(yù)應(yīng)力損失。

3、盡可能作到快硬、早強(qiáng)。第14頁/共240頁4/13/202315第一節(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土概述

C.對鋼材的要求：

1、高強(qiáng)度。

2、具有一定的塑性。

3、與混凝土有較好的粘結(jié)力。

4、有良好的加工能力，如可焊性。D.預(yù)應(yīng)力混凝土的施工工藝方法有：先張法、后張法（分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力后張法和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力后張法）、電熱法等。第15頁/共240頁4/13/202316§概述五、預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展應(yīng)用

1928年法國的弗來西奈首先研究成功預(yù)應(yīng)力混凝土，經(jīng)過幾十年的應(yīng)用與提高，已經(jīng)成為一項專門技術(shù)。我國從1956年開始采用預(yù)應(yīng)力混凝土。

50～60年代，預(yù)應(yīng)力混凝土主要用于單層工業(yè)廠房的屋面板、屋架和吊車梁。

60～70年代，我國研制和推廣了冷拔低碳鋼絲預(yù)應(yīng)力混凝土中小型構(gòu)件（空心板、小梁等）。第16頁/共240頁4/13/202317§概述

1977年以后隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展，大開間與大跨度多層結(jié)構(gòu)體系的研究與應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力技術(shù)從單個構(gòu)件階段發(fā)展到預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)新階段。

當(dāng)前，預(yù)應(yīng)力混凝土的使用范圍和數(shù)量，已成為一個國家建筑技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。預(yù)應(yīng)力混凝土的施工工藝常用的有先張法、后張法和電張法。此外，還有自張法，即用膨脹水泥伴制的混凝土來澆筑構(gòu)件，利用混凝土硬化時的膨脹力使鋼筋伸長而獲得預(yù)應(yīng)力。第17頁/共240頁4/13/202318§概述

近年來，隨著施工工藝不斷發(fā)展和完善，預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用范圍愈來愈廣。除在傳統(tǒng)工業(yè)與民用建筑的屋架、吊車粱、托架梁、空心樓板、大型屋面板、檁條、掛瓦板等單個構(gòu)件上廣泛應(yīng)用外，還成功地把預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用到多層工業(yè)廠房、高層建筑、大型橋梁、核電站安全殼、電視塔、大跨度薄殼結(jié)構(gòu)、筒倉、水池、大口徑管道、基礎(chǔ)巖土工程、海洋工程等技術(shù)難度較高的大型整體或特種結(jié)構(gòu)上。第18頁/共240頁4/13/202319§概述六、常用的預(yù)應(yīng)力鋼筋

預(yù)應(yīng)力筋有冷拉Ⅱ～Ⅳ級鋼筋、甲級冷拔低碳鋼絲、碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋及精軋螺紋鋼筋等。在建筑工程中．我國目前還較多地應(yīng)用冷拉Ⅱ～Ⅳ鋼筋作預(yù)應(yīng)力筋。雖然這種鋼筋強(qiáng)度不算太高，但價格便宜、塑性好，可以對焊接長，施工操作簡單。總之，預(yù)應(yīng)力鋼筋的發(fā)展趨勢應(yīng)是高強(qiáng)度、粗直徑、低松弛和耐腐蝕。第19頁/共240頁4/13/202320§5－1先張法施工（目錄）總體介紹20一、臺座26

（一）墩式臺座27

（二）.槽式臺座37二、夾具和張拉設(shè)備39

（一）.夾具39

（二）.張拉設(shè)備47三、先張法施工工藝54

（一）.預(yù)應(yīng)力鋼筋的鋪設(shè)54

（二）預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉55

（三）、混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)78

（四）、預(yù)應(yīng)力鋼筋的放張81第20頁/共240頁4/13/202321總體介紹：先張法：在澆筑混凝土構(gòu)件之前將預(yù)應(yīng)力筋張拉到設(shè)計控制應(yīng)力，用夾具將其臨時固定在臺座或鋼模上，進(jìn)行綁扎鋼筋，安裝鐵件，支設(shè)模板，然后澆筑混凝土；待混凝土達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度，保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土有足夠的粘結(jié)力時，放松預(yù)應(yīng)力筋，借助于它們之間的粘結(jié)力，在預(yù)應(yīng)力筋彈性回縮時，使混凝土構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力。先張法生產(chǎn)示意圖見下頁圖5.1所示。§5－1先張法施工第21頁/共240頁4/13/202322§5－1先張法施工第22頁/共240頁4/13/202323

先張法一般用于預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)定型的中小型構(gòu)件，如樓板、屋面板、檁條及吊車梁等。先張法生產(chǎn)時，可采用臺座法和機(jī)組流水法。采用臺座法時，預(yù)應(yīng)力筋的張拉、錨固，混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)及預(yù)應(yīng)力筋放松等均在臺座上進(jìn)行；預(yù)應(yīng)力筋放松前，其拉力由臺座承受?！?－1先張法施工第23頁/共240頁4/13/202324

采用機(jī)組流水法時，構(gòu)件連同鋼模通過固定的機(jī)組，按流水方式完成（張拉、錨固、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)）每一生產(chǎn)過程；預(yù)應(yīng)力筋放松前，其拉力由鋼模承受。先張法施工工藝流程如下頁圖5.2所示。§5－1先張法施工第24頁/共240頁4/13/202325§5－1先張法施工第25頁/共240頁4/13/202326先張法（臺座法）施工主要工藝流程是：清理臺座、刷隔離劑→預(yù)應(yīng)力筋制作、非預(yù)應(yīng)力筋骨架制作→穿預(yù)應(yīng)力筋及安放非預(yù)應(yīng)力鋼筋骨架→安放預(yù)埋鐵件→調(diào)整初應(yīng)力→張拉預(yù)應(yīng)力筋→安裝模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)混凝土→拆除模板→放張、切斷預(yù)應(yīng)力筋→構(gòu)件起吊堆放→繼續(xù)養(yǎng)護(hù)。§5－1先張法施工第26頁/共240頁4/13/202327§5－1先張法施工一、臺座1.對臺座的要求：臺座由臺面、橫梁和承力結(jié)構(gòu)等組成，是先張法生產(chǎn)的主要設(shè)備。預(yù)應(yīng)力筋張拉、錨固，混凝土澆筑、振搗和養(yǎng)護(hù)及預(yù)應(yīng)力筋放張等全部施工過程都在臺座上完成；預(yù)應(yīng)力筋放松前，臺座承受全部預(yù)應(yīng)力筋的拉力。因此，臺座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。2.臺座按構(gòu)造形式分類：墩式臺座、槽式臺座。第27頁/共240頁4/13/202328§5－1先張法施工（一）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。墩式臺座用以生產(chǎn)各種形式的中小型構(gòu)件。第28頁/共240頁4/13/2023291.

臺墩

臺墩是承力結(jié)構(gòu)，由鋼筋混凝土澆筑而成。承力臺墩設(shè)計時，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性和強(qiáng)度驗(yàn)算。穩(wěn)定性驗(yàn)算一般包括抗傾覆驗(yàn)算與抗滑移驗(yàn)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?！?－1先張法施工第29頁/共240頁4/13/2023301.

臺墩

（1）.抗傾覆驗(yàn)算抗傾覆驗(yàn)算的計算簡圖如圖5.3所示，按下式計算：式中K0—臺座的抗傾覆安全系數(shù)；

M—由張拉力產(chǎn)生的傾覆力矩，kN·m；

M=T·e

e—

張拉合力T的作用點(diǎn)到傾覆轉(zhuǎn)動點(diǎn)o的力臂，m；

M′－抗傾覆力矩，kN·m。如忽略土壓力，則

M’=G1.l1+G2.l2§5－1先張法施工第30頁/共240頁4/13/202331§5－1先張法施工第31頁/共240頁4/13/202332（2）.抗滑移能力驗(yàn)算抗滑移能力按下式驗(yàn)算：

式中Ke—抗滑移安全系數(shù)；

T—張拉力合力，kN；

T1

—抗滑移的力，kN；對于獨(dú)立的臺墩，由側(cè)壁上壓力和底部摩阻力等產(chǎn)生；對與臺面共同工作的臺墩，其水平推力幾乎全部傳給臺面，不存在滑移問題，可不作抗滑移計算，此時應(yīng)驗(yàn)算臺面的強(qiáng)度?！?－1先張法施工第32頁/共240頁4/13/202333§5－1先張法施工2.臺面臺面承載能力計算：臺面是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件成型的胎模，要求地基堅實(shí)平整，它是在厚150mm夯實(shí)碎石墊層上，澆筑60～80mm厚C20混凝土面層，原漿壓實(shí)抹光而成。臺面要求堅硬、平整、光滑，沿其縱向有3%的排水坡度。軸心受壓縱向彎曲系數(shù)，取1臺面斷面積超載系數(shù)1.25附加安全系數(shù)1.5第33頁/共240頁4/13/202334§5－1先張法施工3.橫梁橫梁以墩座牛腿為支承點(diǎn)安裝其上，是錨固夾具臨時固定預(yù)應(yīng)力筋的支承點(diǎn)，也是張拉機(jī)械張拉預(yù)應(yīng)力筋的支座。橫梁常采用型鋼或鋼筋混凝土制作。第34頁/共240頁4/13/202335§5－1先張法施工〔例題5.1.1〕：某墩式鋼筋混凝土臺座，其截面如圖示，臺面寬4ｍ，預(yù)應(yīng)力張拉力共1000Ｋｎ，臺面混凝土為Ｃ２０，厚度100ｍｍ，驗(yàn)算其穩(wěn)定性及臺面承載能力。第35頁/共240頁4/13/202336§5－1先張法施工解：（1）.根據(jù)公式驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定性，由于埋深僅0.8ｍ，故不計土壓力作用，只考慮混凝土墩自重及其懸臂部分自重。Ｍ1＝Ｇ1Ｌ1＋Ｇ2Ｌ2＝1.3×0.8×4×25000×（1.7＋1.3/2）＋0.25×4×1.7×25000×1.7/2＝24440＋3612.5＝280.52（ＫＮ*ｍ）M＝1000×（0.125＋0.05）＝175.0（ＫＮ*ｍ）Ｋ＝280.52/175.0＝1.6＞1.5所以，抗傾覆滿足。第36頁/共240頁4/13/202337§5－1先張法施工(2).抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算因?yàn)榕_座是整體式，不會產(chǎn)生滑移，不必驗(yàn)算。（3）臺面承載力驗(yàn)算根據(jù)公式臺面承載能力，ｆｃ＝10Ｍｐａ所以，臺面承載能力滿足。第37頁/共240頁4/13/202338（二）.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(hù)槽，適用于張拉噸位較高的大型構(gòu)件，如屋架、吊車梁等。槽式臺座構(gòu)造如下頁圖5.4所示。一般要求：長度＜76ｍ，寬度＞1.0ｍ。槽式臺座需進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算。端柱和傳力柱的強(qiáng)度按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)偏心受壓構(gòu)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。

§5－1先張法施工第38頁/共240頁4/13/202339§5－1先張法施工第39頁/共240頁4/13/202340§5－1先張法施工二、夾具和張拉設(shè)備夾具是先張法構(gòu)件施工時保持預(yù)應(yīng)力筋拉力，并將其固定在張拉臺座（或設(shè)備）上的臨時性錨固裝置。（一）、夾具ａ、形式：按其工作用途不同分為錨固夾具和張拉夾具。

ｂ、要求：工作方便可靠，構(gòu)造簡單，加工方便。

c、作用：臨時性錨固。第40頁/共240頁4/13/202341（1）

鋼絲錨固夾具

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，如下頁圖5.5所示。

鐓頭夾具如圖5.6所示，采用鐓頭夾具時，將預(yù)應(yīng)力筋端部熱鐓或冷鐓，通過承力分孔板錨固。

§5－1先張法施工第41頁/共240頁4/13/202342§5－1先張法施工第42頁/共240頁4/13/202343§5－1先張法施工第43頁/共240頁4/13/202344(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（下頁圖5.7）。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?！?－1先張法施工第44頁/共240頁4/13/202345§5－1先張法施工第45頁/共240頁4/13/202346(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，如下頁圖5.8所示，適用于張拉鋼絲和直徑16mm以下的鋼筋。

§5－1先張法施工第46頁/共240頁4/13/202347§5－1先張法施工第47頁/共240頁4/13/202348（二）、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)力筋伸長值的1.1～1.3倍。對張拉設(shè)備的要求：工作可靠、能準(zhǔn)確控制張拉應(yīng)力、能以穩(wěn)定的速率加大拉力?！?－1先張法施工第48頁/共240頁4/13/202349(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，常采用成組鋼絲張拉。在臺座上生產(chǎn)構(gòu)件一般采用單根鋼絲張拉，可采用電動卷揚(yáng)機(jī)、電動螺桿張拉機(jī)進(jìn)行張拉。

§5－1先張法施工第49頁/共240頁4/13/202350①

電動卷揚(yáng)機(jī)張拉、杠桿測力裝置

如下頁圖5.10所示。

②

電動螺桿張拉機(jī)

如下頁圖5.11所示，電動螺桿張拉機(jī)由螺桿、頂桿、張拉夾具、彈簧測力器及電動機(jī)組成。

§5－1先張法施工第50頁/共240頁4/13/202351§5－1先張法施工第51頁/共240頁4/13/202352§5－1先張法施工第52頁/共240頁4/13/202353(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（下頁圖5.12）張拉時，高壓油泵啟動，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?！?－1先張法施工第53頁/共240頁4/13/202354§5－1先張法施工第54頁/共240頁4/13/202355§5－1先張法施工三、先張法施工工藝鋪筋→張拉→澆筑混凝土及養(yǎng)護(hù)→放張（一）.預(yù)應(yīng)力鋼筋的鋪設(shè)對臺面及模板要刷隔離劑。鋼筋采用焊接時，應(yīng)合理布置接頭位置。盡可能避免將接頭拉入構(gòu)件內(nèi)。第55頁/共240頁4/13/202356§5－1先張法施工（二）預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉張拉控制應(yīng)力是指在張拉預(yù)應(yīng)力筋時所達(dá)到的規(guī)定應(yīng)力，應(yīng)按設(shè)計規(guī)定采用?？刂茟?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)計要求。施工中預(yù)應(yīng)力筋需要超張拉時，可比設(shè)計要求提高3%～5%，但其最大張拉控制應(yīng)力不得超過下頁表5.1的規(guī)定。第56頁/共240頁4/13/202357表5.1

張拉控制應(yīng)力限值

鋼筋種類

張拉方法

先張法

后張法

消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線

熱處理鋼筋

冷拉鋼筋0.8fptk

0.75fptk0.95fpyk0.75fptk0.70fptk0.90fpyk§5－1先張法施工fptk——根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度確定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。fpyk——根據(jù)屈服強(qiáng)度確定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。第57頁/共240頁4/13/202358§5－1先張法施工1.張拉方法：單根張拉（多用于現(xiàn)場）成組張拉（預(yù)制廠）①.單根張拉ａ.冷拔低碳鋼絲ｂ.高強(qiáng)度刻痕鋼絲ｃ.冷拉鋼筋ｄ.熱處理鋼筋或鋼絞線第58頁/共240頁4/13/202359§5－1先張法施工②.多根預(yù)應(yīng)力鋼筋成組張拉第59頁/共240頁4/13/2023602.預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉（1）張拉前的準(zhǔn)備

a.鋼筋的接長與冷拉

鋼絲的接長：一般用鋼絲拼接器用20～22號鐵絲密排綁扎(下頁圖5.14)。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(qiáng)度鋼絲不得小于80倍鋼絲直徑?！?－1先張法施工第60頁/共240頁4/13/202361§5－1先張法施工第61頁/共240頁4/13/202362

b.預(yù)應(yīng)力鋼筋的接長與冷拉：預(yù)應(yīng)力鋼筋一般采用冷拉HRB335、HRB400和RRB400熱軋鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋的接長及預(yù)應(yīng)力鋼筋與螺絲端桿的連接，宜采用對焊連接，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，一般有對焊和冷拉兩道工序。

預(yù)應(yīng)力鋼筋鋪設(shè)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?！?－1先張法施工第62頁/共240頁4/13/202363(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，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(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（下頁圖5.15）。§5－1先張法施工第63頁/共240頁4/13/202364§5－1先張法施工第64頁/共240頁4/13/202365（3）

張拉機(jī)具設(shè)備及儀表定期維護(hù)和校驗(yàn)

張拉設(shè)備應(yīng)配套校驗(yàn)，以確定張拉力與儀表讀數(shù)的關(guān)系曲線，保證張拉力的準(zhǔn)確，每半年校驗(yàn)一次。設(shè)備出現(xiàn)反?，F(xiàn)象或檢修后應(yīng)重新校驗(yàn)。張拉設(shè)備宜定崗負(fù)責(zé)，專人專用?！?－1先張法施工第65頁/共240頁4/13/202366（4）預(yù)應(yīng)力筋（絲）的鋪設(shè)長線臺座面（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(chǎn)過程中，應(yīng)防止雨水或養(yǎng)護(hù)水沖刷掉臺面隔離劑?！?－1先張法施工第66頁/共240頁4/13/202367（5）

張拉前的檢察檢查預(yù)應(yīng)力筋的品種、級別、規(guī)格、數(shù)量（排數(shù)、根數(shù)）是否符合設(shè)計要求。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，沒有彎折，表面無裂紋、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?！?－1先張法施工第67頁/共240頁4/13/202368

預(yù)應(yīng)力筋張拉后，對設(shè)計位置的偏差不得大于5mm，也不得大于構(gòu)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(yù)應(yīng)力筋必須予以更換。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。在已張拉鋼筋（絲）上進(jìn)行綁扎鋼筋、安裝預(yù)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?！?－1先張法施工第68頁/共240頁4/13/202369§5－1先張法施工（6）.張拉控制應(yīng)力不能過低，否則達(dá)不到效果；不能過高，原因有三：ａ.

會使構(gòu)件出現(xiàn)裂壁的荷載與破壞荷載很接近，在破壞前沒有明顯的警告，這是很危險的。第69頁/共240頁4/13/202370§5－1先張法施工

ｂ.超張拉過大使鋼筋應(yīng)力超過屈服點(diǎn)，產(chǎn)生塑性變形將影響預(yù)應(yīng)力值的準(zhǔn)確性和張拉工藝的安全性。ｃ.控制應(yīng)力較大造成構(gòu)件反拱過大或預(yù)拉區(qū)出現(xiàn)裂縫也是不利的。因此，預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力，應(yīng)符合設(shè)計要求，當(dāng)施工中預(yù)應(yīng)力筋需要張拉時，可比設(shè)計要求提高5％，但其最大控制應(yīng)力不得超過下頁表5—3的規(guī)定。第70頁/共240頁4/13/202371（7）.張拉程序張拉程序可按下列之一進(jìn)行：

或

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：的張力程序。預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉工作量大時，宜采用一次張拉程序0→103%σcon?！?－1先張法施工第71頁/共240頁4/13/202372§5－1先張法施工

超張拉的目的：減少應(yīng)力松弛。

應(yīng)力松弛——鋼材在常溫高應(yīng)力下由于塑性變形而使應(yīng)力隨時間的延續(xù)而降低的現(xiàn)象。

這種現(xiàn)象在頭幾分鐘內(nèi)發(fā)展得特別快，往后則趨于緩慢。如采用持荷2min的超張拉方式，則可以減少50％以上的應(yīng)力松弛。第72頁/共240頁4/13/202373§5－1先張法施工（8）.張拉力：超張拉力：Fp=（103～105）%бcon·AP·n

（9）.預(yù)應(yīng)力值的校核用伸長值校核。上式的值在－5％～10％的范圍內(nèi)即認(rèn)為合格。第73頁/共240頁4/13/202374預(yù)應(yīng)力鋼筋理論伸長值：或

式中σcon—預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力，kN/mm2；

AP

—預(yù)應(yīng)力筋截面面積，mm2；

n—同時張拉預(yù)應(yīng)力筋的根數(shù)；

ES

—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，kN/mm2；

L—預(yù)應(yīng)力筋的長度，mm?！?－1先張法施工第74頁/共240頁4/13/202375§5－1先張法施工

對于預(yù)應(yīng)力鋼絲，其伸長值不做校核，直接用內(nèi)力測定儀測定預(yù)應(yīng)力值的大小。測定的預(yù)應(yīng)力的平均值與檢測標(biāo)準(zhǔn)的偏差＜檢測標(biāo)準(zhǔn)的5％時，表明所建立的張拉預(yù)應(yīng)力值滿足設(shè)計要求。檢測數(shù)量為5％，對質(zhì)量比較穩(wěn)定的單位，可以抽查，但一條生產(chǎn)線不少于5根。鋼絲的檢測時間一般是在張拉1～4h后進(jìn)行。第75頁/共240頁4/13/202376（10）.

預(yù)應(yīng)力筋張拉注意事項

為避免臺座承受過大的偏心力，應(yīng)先張拉靠近臺座截面重心處的預(yù)應(yīng)力筋。鋼質(zhì)錐形夾具錨固時，敲擊錐塞或楔塊應(yīng)先輕后重，同時倒開張拉設(shè)備并放松預(yù)應(yīng)力筋，兩者應(yīng)密切配合，既要減少鋼絲滑移，又要防止錘擊力過大導(dǎo)致鋼絲在錨固夾具處斷裂?！?－1先張法施工第76頁/共240頁4/13/202377

對重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如吊車梁、屋架等）的預(yù)應(yīng)力筋，用應(yīng)力控制方法張拉時，應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。同時張拉多根預(yù)應(yīng)力鋼絲時，應(yīng)預(yù)先調(diào)整初應(yīng)力（10%σcon），使其相互之間的應(yīng)力一致?！?－1先張法施工第77頁/共240頁4/13/202378

混凝土的收縮是水泥漿在硬化過程中脫水密結(jié)和形成的毛細(xì)孔壓縮的結(jié)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(nèi)凝膠體的存在而產(chǎn)生。為了減少混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失，在確定混凝土配合比時，應(yīng)優(yōu)先選用干縮性小的水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，對骨料采取良好的級配等技術(shù)措施。（三）、混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)

§5－1先張法施工第78頁/共240頁4/13/202379

預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉、綁扎鋼筋、預(yù)埋鐵件安裝及立模工作完成后，應(yīng)立即澆筑混凝土，每條生產(chǎn)線應(yīng)一次連續(xù)澆筑完成。采用機(jī)械振搗密實(shí)時，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。預(yù)應(yīng)力混凝土可采用自然養(yǎng)護(hù)或濕熱養(yǎng)護(hù)，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)?！?－1先張法施工第79頁/共240頁4/13/202380

當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土采用濕熱養(yǎng)護(hù)時，要盡量減少由于溫度升高而引起的預(yù)應(yīng)力損失。為了減少溫差造成的應(yīng)力損失，采用濕熱養(yǎng)護(hù)時，在混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度前，溫差不要太大，一般不超過20°C。§5－1先張法施工第80頁/共240頁4/13/202381§5－1先張法施工（四）、預(yù)應(yīng)力鋼筋的放張必須達(dá)到75％以上的強(qiáng)度。預(yù)應(yīng)力筋放張時，應(yīng)緩慢放松錨固裝置，使各根預(yù)應(yīng)力筋緩慢放松。1.放張順序應(yīng)該符合設(shè)計要求，無設(shè)計要求時，應(yīng)該滿足下列規(guī)定：第81頁/共240頁4/13/202382§5－1先張法施工

ａ.對承受軸心預(yù)壓力的構(gòu)件（壓桿、樁等），所有預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)該同時放張。ｂ.對承受偏心預(yù)壓力的構(gòu)件，應(yīng)該同時放張預(yù)應(yīng)力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力鋼筋，再同時放張預(yù)應(yīng)力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力鋼筋。ｃ.當(dāng)不能按上述規(guī)定放張時，應(yīng)該分階段、對稱、相互交錯地放張，以防止在放張過程中構(gòu)件產(chǎn)生彎曲、裂紋、斷裂。第82頁/共240頁4/13/2023832.

放張方法

①

對于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力絲的放張宜從生產(chǎn)線中間處開始，以減少回彈量且有利于脫模；對于構(gòu)件應(yīng)從外向內(nèi)對稱、交錯逐根放張，以免構(gòu)件扭轉(zhuǎn)、端部開裂或鋼絲斷裂。②放張單根預(yù)應(yīng)力筋，一般采用千斤頂放張，如圖5.16(a)所示。③構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋較多時，整批同時放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。砂箱裝置如圖5.16（b）所示。楔塊放張裝置如圖5.16（c）所示。

§5－1先張法施工第83頁/共240頁4/13/202384§5－1先張法施工第84頁/共240頁4/13/202385§5－2后張法施工（目錄）總體介紹86一、錨具90二、張拉機(jī)械設(shè)備129三、預(yù)應(yīng)力鋼筋的制作136

（一）.單根預(yù)應(yīng)力粗鋼筋的制作136

（二）、鋼筋束或鋼絞線的制作147

（三）、鋼絲束的制作151四、后張法施工工藝155

（一）.預(yù)留孔道156

（二）.預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉166

（三）、孔道灌漿191五、后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝199

1.無粘結(jié)鋼筋2012.無粘結(jié)鋼筋的鋪設(shè)2043.端部錨具節(jié)點(diǎn)安裝2064.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉及錨頭處理209第85頁/共240頁4/13/202386

總體介紹：

后張法：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。預(yù)應(yīng)力混凝土后張法生產(chǎn)工藝見下頁圖5.17所示?！?－2后張法施工第86頁/共240頁4/13/202387§5－2后張法施工第87頁/共240頁4/13/202388

后張法施工由于直接在鋼筋混凝土構(gòu)件上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，所以不需要固定臺座設(shè)備，不受地點(diǎn)限制，它既適用于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)，也適用于現(xiàn)場施工大型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，而且后張法又是預(yù)制構(gòu)件拼裝的手段。后張法的工藝流程見下頁圖5.18所示?！?－2后張法施工第88頁/共240頁4/13/202389§5－2后張法施工第89頁/共240頁4/13/202390§5－2后張法施工一、錨具1.錨具的基本要求：工作可靠、構(gòu)造簡單、施工方便、預(yù)應(yīng)力損失小、成本低。第90頁/共240頁4/13/202391§5－2后張法施工2.錨具按性能不同分類：

Ⅰ類錨具：適用于承受動載、靜載的預(yù)應(yīng)力混凝土。

Ⅱ類錨具：只適用于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)，且錨具只能處于預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力變化不大的部位。第91頁/共240頁4/13/202392§5－2后張法施工3.錨具的性能：由錨具效率系數(shù)ηａ、實(shí)測極限拉力時的總應(yīng)變εａｐｕ確定。此二項值必須符合下表規(guī)定：錨具類別錨具效率系數(shù)實(shí)測極限拉力時的總應(yīng)變εａｐｕⅠ類錨具＞0.95＞2.0Ⅱ類錨具＞0.90＞1.7預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件的實(shí)測極限拉力預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件中各根預(yù)應(yīng)力鋼材計算極限拉力之和預(yù)應(yīng)力筋效率系數(shù)第92頁/共240頁4/13/202393§5－2后張法施工上式中Fapu——預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件的實(shí)測極限拉力（kN）；Fcapu——預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件中各根預(yù)應(yīng)力鋼材計算極限拉力之和（kN）；ηp——預(yù)應(yīng)力筋的效率系數(shù)。（一般取0.97，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級筋時取1.0。）第93頁/共240頁4/13/202394§5－2后張法施工4.對錨具的具體要求：①.當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋錨具組裝件達(dá)到實(shí)測極限拉力時，除錨具設(shè)計允許的現(xiàn)象外，全部零件均不得出現(xiàn)肉眼可見的裂痕和破壞。②.除能滿足分級張拉及補(bǔ)張拉工藝外，宜具有能放松預(yù)應(yīng)力鋼筋的性能。第94頁/共240頁4/13/202395§5－2后張法施工

③.錨具或其附件上宜設(shè)置灌漿孔道。④.Ⅰ類錨具組裝件還應(yīng)滿足疲勞性能試驗(yàn)；若使用在抗震結(jié)構(gòu)中，還應(yīng)滿足周期性能試驗(yàn)。

兩個試驗(yàn)解釋見下頁：第95頁/共240頁4/13/202396§5－2后張法施工疲勞性能試驗(yàn)：

Ⅰ類錨具組裝件必須能經(jīng)受循環(huán)次數(shù)為200萬次的疲勞性能試驗(yàn)。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為鋼絲、鋼絞線或熱處理鋼筋時，試驗(yàn)應(yīng)力上限為預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的65％，應(yīng)力幅度為80Ｍｐａ；當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋時，試驗(yàn)應(yīng)力上限為預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的80％，應(yīng)力幅度為80Ｍｐａ。第96頁/共240頁4/13/202397§5－2后張法施工周期性能試驗(yàn)：用于抗震結(jié)構(gòu)的錨具，還應(yīng)能承受50次循環(huán)的周期荷載試驗(yàn)。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為鋼絲、鋼絞線或熱處理鋼筋時，試驗(yàn)應(yīng)力上限為預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的80％，下限為40％；當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋時，試驗(yàn)應(yīng)力上限為預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的100％，下限為40％。第97頁/共240頁4/13/2023985.錨具的種類后張法錨具種類較多，各種錨具適用于錨固不同類型的預(yù)應(yīng)力鋼筋。（1）.單根粗鋼筋錨具

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。螺絲端桿錨具如圖5.19所示。幫條錨具如圖5.20所示。鐓頭錨具由鐓頭和墊板組成。§5－2后張法施工第98頁/共240頁4/13/202399§5－2后張法施工第99頁/共240頁4/13/2023100§5－2后張法施工第100頁/共240頁4/13/2023101(2)鋼筋束、鋼絞線錨具

鋼筋束、鋼絞線采用的錨具有JM型、XM型、QM型和鐓頭錨具。①.JM型錨具

JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成（下頁圖5.23），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。§5－2后張法施工第101頁/共240頁4/13/2023102§5－2后張法施工第102頁/共240頁4/13/2023103②.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(dú)立地錨固在帶有錐形的錨環(huán)上，形成一個獨(dú)立的錨固單元。XM型錨具由錨環(huán)和三塊夾片組成，如下頁圖5.24所示?！?－2后張法施工第103頁/共240頁4/13/2023104§5－2后張法施工第104頁/共240頁4/13/2023105(3).鋼絲束錨具

鋼絲束用做預(yù)應(yīng)力筋時，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。①.錐形螺桿錨具（下頁圖5.26）

用于錨固14、16、20、24或28根直徑為5mm的碳素鋼絲?！?－2后張法施工第105頁/共240頁4/13/2023106§5－2后張法施工第106頁/共240頁4/13/2023107②.鋼絲束鐓頭錨具（下頁圖5.27）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5.28）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。§5－2后張法施工第107頁/共240頁4/13/2023108§5－2后張法施工第108頁/共240頁4/13/2023109§5－2后張法施工第109頁/共240頁4/13/2023110§5－2后張法施工6.錨具的自鎖與自錨上述錨具中螺絲桿端錨具、墩頭錨具和幫條錨具的錨固可靠性較好；而錐銷式錨具和夾片式錨具錨固的可靠與否，是否會產(chǎn)生滑絲、斷絲、滑脫等現(xiàn)象，在很大程度上與錨具的形狀尺寸、加工精度、材質(zhì)和頂壓措施有關(guān)。第110頁/共240頁4/13/2023111§5－2后張法施工

此外，更主要的是在設(shè)計這兩類錨具時，應(yīng)該使錨具本身必須滿足自鎖和自錨條件。

自鎖——使錨塞或夾片在頂壓后不致彈回脫出的現(xiàn)象。

自錨——要使預(yù)應(yīng)力鋼筋能可靠地獲得錨固，不致產(chǎn)生滑移的現(xiàn)象。第111頁/共240頁4/13/2023112§5－2后張法施工①.錐銷式錨具的自鎖與自錨ａ.錨具的自鎖：

如右圖所示，錨具圓錐角為2ａ，錨塞在頂壓力Ｑ作用下均勻壓入錨環(huán)內(nèi)，由于Ｑ力的作用在錨塞側(cè)面產(chǎn)生正應(yīng)力ＮＱ及其摩阻力ｕ1ＮＱ（ｕ１＝ｔｇφ1為鋼筋與錨塞之間的摩阻系數(shù)，φ1為摩擦角）第112頁/共240頁4/13/2023113§5－2后張法施工

當(dāng)頂壓完畢卸荷后，錨具內(nèi)仍存在一定的正壓力ＮＱ0（下圖），使錨塞有回彈的趨勢，此時，反向摩擦阻力ｕ1ＮＱ0阻止其回彈。為使錨塞不致回彈脫出，其必要條件是（將力投影到水平面上）：第113頁/共240頁4/13/2023114§5－2后張法施工須滿足：以ｕ１＝ｔｇφ1代入，得：

這說明要使錨塞頂壓后不致脫出，錨具能夠自鎖，則錨具錐角的一半ａ，必須等于或小于錨塞與鋼筋間摩擦角φ1。第114頁/共240頁4/13/2023115§5－2后張法施工錨具受力分析圖：第115頁/共240頁4/13/2023116§5－2后張法施工ｂ.錨具的自錨：

如圖所示，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完畢卸荷后，在拉力Ｐ的作用下有向孔道滑移的趨勢，而錨塞反力Ｒ則產(chǎn)生正壓力Ｎ壓緊鋼筋，其摩擦阻力ｕ1Ｎ和ｕ2Ｎ（ｕ2＝ｔｇφ2為鋼筋與錨環(huán)之間的摩擦阻力系數(shù)，φ2為摩阻角）即將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固。第116頁/共240頁4/13/2023117§5－2后張法施工

在Ｐ＞ｕ1Ｎ＋ｕ2Ｎ時，將錨環(huán)固定在構(gòu)件端部不動，則預(yù)應(yīng)力鋼筋帶動錨塞向內(nèi)滑動，直到平衡時為止。此時，其拉力Ｐ的平衡條件為：第117頁/共240頁4/13/2023118§5－2后張法施工

要使預(yù)應(yīng)力鋼筋不致滑動，則阻止預(yù)應(yīng)力鋼筋滑動的最小阻力Ｆｍｉｎ必須大于或等于預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉力Ｐ，即錨固系數(shù)為：第118頁/共240頁4/13/2023119§5－2后張法施工

從上式可知：當(dāng)ａ、ｕ2越小，ｕ1越大時，則Ｋ值越大，自錨性能越好。這是因?yàn)椋?小，ｕ1大，對鋼筋的擠壓和刻痕好，錨塞向內(nèi)滑移??；ａ小時，則正應(yīng)力大，越能錨固鋼筋，且自鎖性能好。

所以為了提高錨固系數(shù)，防止預(yù)應(yīng)力鋼筋的滑移，應(yīng)使錨塞的硬度＞鋼筋的硬度，鋼筋的硬度＞錨環(huán)的硬度。錨具的錐角ａ不宜過大，一般為4－6°，但ａ也不宜過小，否則，錨環(huán)承受的環(huán)向張力大，易損壞，錨塞將失去楔子的作用。當(dāng)材料不均勻時，尺寸不準(zhǔn)時，要產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象，或錨塞通過錨環(huán)滑脫而失去作用。對錨具的設(shè)計和創(chuàng)新，其基本點(diǎn)就在于如何提高錨固的可靠性，減少滑絲和預(yù)應(yīng)力損失。第119頁/共240頁4/13/2023120§5－2后張法施工②.夾片式錨具的自鎖和自錨

分析原理同前。ａ.夾片式錨具的自鎖

結(jié)論：為了使作用在夾片側(cè)面上的正壓力不致使夾片脫出，錨具能夠自鎖，則錨具錐角的一半ａ，必須等于或小于錨環(huán)與夾片間的摩擦角φ2。第120頁/共240頁4/13/2023121§5－2后張法施工ｂ.夾片式錨具的自錨結(jié)論：從上式可知，錨具的自錨性能不僅與ａ、φ1和φ2有關(guān)，而且也與錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋的根數(shù)有關(guān)。預(yù)應(yīng)力鋼筋根數(shù)增加時，θ值隨之減小，也能提高錨具的自錨能力。因此，在設(shè)計和改造錨具時，應(yīng)全面考慮和合理選擇ａ、φ1、φ2、θ和預(yù)應(yīng)力鋼筋的根數(shù)等參數(shù)，才能達(dá)到比較理想的效果。第121頁/共240頁4/13/2023122§5－2后張法施工7.頂壓力對錨具錨固性能的影響

對于錐銷式錨具和夾片式錨具錨固的可靠與否，在很大程度上與錨塞或夾片所受的頂壓力有關(guān)，特別是在錨具尺寸和預(yù)應(yīng)力鋼筋直徑有偏差時，進(jìn)行強(qiáng)力頂壓尤為必要，這樣可以增強(qiáng)錨具調(diào)整偏差的能力，防止產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象，可以減少錨塞和預(yù)應(yīng)力鋼筋的內(nèi)縮量和預(yù)應(yīng)力損失。第122頁/共240頁4/13/2023123§5－2后張法施工

但頂壓力不宜過大，否則，將會造成錨具處預(yù)應(yīng)力鋼筋斷裂。一般錐銷式錨具的頂壓力為其張拉力的50％～60％；

夾片式錨具的頂壓力為其張拉力的40％～50％，且夾片頂壓齊平時，其效果較好。第123頁/共240頁4/13/2023124§5－2后張法施工8、錨具的質(zhì)量檢查

預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和連接器，應(yīng)有出廠合格證，進(jìn)場時應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收：

(1).驗(yàn)收批在同種材料和同一生產(chǎn)條件下，錨具、夾具應(yīng)以不超過1000套組為一個驗(yàn)收批；連接器應(yīng)以下超過500套組為一個驗(yàn)收批。第124頁/共240頁4/13/2023125§5－2后張法施工

(2).外觀檢查：從每批中抽取10％但不少于10套的錨具，檢查其外觀和尺寸。當(dāng)有一套表面有裂紋或超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計圖紙規(guī)定尺寸的允許偏差時，應(yīng)另取雙倍數(shù)量的錨具重做檢查，如仍有一套不符合要求，則不得使用或逐套檢查．合格者方可使用。第125頁/共240頁4/13/2023126§5－2后張法施工

(3).硬度檢查：

從每批中抽取5％但不少于5套的錨具，對其中有硬度要求的零件做硬度試驗(yàn)(多孔夾片式錨具的夾片，每套至少抽5片)。每個零件測試3點(diǎn)，其硬度應(yīng)在設(shè)計要求范圍內(nèi)。如有一個零件不合格時，應(yīng)另取雙倍數(shù)量的零件重做試驗(yàn)，如仍有一個零件不合格，則不得使用或逐個檢查，合格者方町使用。第126頁/共240頁4/13/2023127§5－2后張法施工

(4).靜載錨固性試驗(yàn)：在外觀與硬度檢杏合格后，應(yīng)從同批中抽6套錨具(夾具或連接器)與預(yù)應(yīng)力筋組成三個預(yù)應(yīng)力筋錨具(夾具、連接器)組裝件，進(jìn)行靜載錨固性能試驗(yàn)。組裝件應(yīng)符合設(shè)計要求，當(dāng)設(shè)計無具體要求時，不得在錨固零件上添加影響錨固性能的物質(zhì)，如金剛砂、石墨等。第127頁/共240頁4/13/2023128§5－2后張法施工

預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)等長平行，使之受力均勻，其受力長度不得小于3m(單根預(yù)應(yīng)力筋的錨具組裝件，預(yù)應(yīng)力筋的受力長度不得小于0.6m)。試驗(yàn)時，先用張拉設(shè)備分四級張拉至預(yù)應(yīng)力紐標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度的80％并進(jìn)行錨固(對支承式錨具，也可直接用試驗(yàn)設(shè)備加荷)，然后持荷1h，再用試驗(yàn)設(shè)備逐步加荷至破壞。當(dāng)有一套試件不符合規(guī)范表格的要求，應(yīng)另取雙倍數(shù)量的錨具(夾具、連接器)重做試驗(yàn)，如仍有一套不合格，則該批錨具(夾具或連接器)為不合格品。第128頁/共240頁4/13/2023129§5－2后張法施工

對常用的定型錨具(夾具或連接器)，如由質(zhì)量可靠信譽(yù)好的專業(yè)錨具廠生產(chǎn)，錨具進(jìn)場驗(yàn)收，其靜載錨固性能，也可由錨具生產(chǎn)廠提供試驗(yàn)報告。

對單位自制錨具，應(yīng)加倍抽樣。第129頁/共240頁4/13/2023130§5－2后張法施工二、張拉機(jī)械設(shè)備ａ.拉桿式千斤頂ｂ.錐錨式千斤頂ｃ.ＹＣ－60穿心式千斤頂ｄ.高壓油泵第130頁/共240頁4/13/2023131二、張拉機(jī)械設(shè)備(1).單根粗鋼筋的張拉設(shè)備

與螺絲端桿錨具配套的張拉設(shè)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5.21）。

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?！?－2后張法施工第131頁/共240頁4/13/2023132§5－2后張法施工第132頁/共240頁4/13/2023133（2）.鋼絲束的張拉設(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?！?－2后張法施工第133頁/共240頁4/13/2023134①.穿心式千斤頂

如圖5.29所示，沿千斤頂縱軸線有一直穿心通道，供穿過預(yù)應(yīng)力筋用。沿千斤頂?shù)膹较蚍謨?nèi)外兩層油缸。外層油缸為張拉油缸，工作時張拉預(yù)應(yīng)力筋；內(nèi)層為頂壓油缸，工作時進(jìn)行錨具的頂壓錨固，故稱YC60型為穿心式雙作用千斤頂。

§5－2后張法施工第134頁/共240頁4/13/2023135§5－2后張法施工第135頁/共240頁4/13/2023136②.錐錨式雙作用千斤頂

錐錨式雙作用千斤頂構(gòu)造如圖5.30所示。其主缸和主缸活塞用于張拉預(yù)應(yīng)力筋。

§5－2后張法施工第136頁/共240頁4/13/2023137§5－2后張法施工三、預(yù)應(yīng)力鋼筋的制作

單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的制作，包括配料、對焊、冷拉等工序。預(yù)應(yīng)力筋的下料長度應(yīng)計算確定，計算時要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的孔道長度、錨具厚度、千斤頂長度、焊接接頭或鐓頭的預(yù)留量、冷拉伸長值、彈性回縮值等。第137頁/共240頁4/13/2023138§5－2后張法施工（一）.單根預(yù)應(yīng)力粗鋼筋的制作

①.兩端同時用螺絲桿端張拉時，預(yù)應(yīng)力鋼筋的下料長度為：Lk——孔道長度（等于構(gòu)件長度－200mm）H——螺母高度（查表選用）；h——墊板厚度（一般為16mm）；Ll——螺絲桿端長度（320mm或者370mm）；r——試驗(yàn)確定的預(yù)應(yīng)力筋的冷拉伸長率；б——試驗(yàn)確定的預(yù)應(yīng)力筋的冷拉彈性回縮率；n——對焊接頭的數(shù)量；△——每個對焊接頭對材料的壓縮長度，取一個鋼筋直徑。第138頁/共240頁4/13/2023139§5－2后張法施工②.當(dāng)一端用螺絲桿端張拉，另一端用幫條錨具或墩頭錨具固定時，其下料長度為：式中LB——幫條或者鐓頭錨具所需鋼筋長度（一般為70～80mm）。③.兩端都用螺絲桿端，僅一端張拉時，其下料長度為：第139頁/共240頁4/13/2023140§5－2后張法施工第140頁/共240頁4/13/2023141【例5.2.1】：21m預(yù)應(yīng)力屋架的孔道長為20.80m，預(yù)應(yīng)力筋為冷拉HRB400鋼筋，直徑為22mm，每根長度為8m，實(shí)測冷拉率r=4%，彈性回縮率δ=0.4%，張拉應(yīng)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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋的下料長度?（3）預(yù)應(yīng)力筋的張拉力為多少?§5－2后張法施工第141頁/共240頁4/13/2023142【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(gòu)件外的長度l2=2H+h+5=2×36+16+5=93m；對焊接頭個數(shù)n=2+2=4；每個對焊接頭的壓縮量Δ=22mm，則預(yù)應(yīng)力筋下料長度

L=(l-2l1+2l2)/(1+r-δ)+nΔ=19727（mm）§5－2后張法施工第142頁/共240頁4/13/2023143(2)幫條長為50mm，墊板厚15mm，則預(yù)應(yīng)力筋的成品長度

L1=l+l2+l3=20800+93+（50+15）=20958（mm）預(yù)應(yīng)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-δ)+nΔ=20638/(1+0.04-0.004)+4×22=20009（mm）(3)預(yù)應(yīng)力筋的張拉力

FP=σcon·AP=0.85×500×3.14/4×222=161475（N）

=161.475（kN）§5－2后張法施工第143頁/共240頁4/13/2023144§5－2后張法施工【例題5.2.2】：某預(yù)應(yīng)力屋架，采用后張法施工，孔道長度23.8ｍ，兩端張拉，ＬＭ25螺絲桿端錨具螺桿長度320ｍｍ預(yù)應(yīng)力鋼筋為冷拉Ⅱ級，直徑25ｍｍ，冷拉率4％，彈性回縮率0.5％，每根鋼筋長7ｍ。試計算：第144頁/共240頁4/13/2023145§5－2后張法施工（1）.其鋼筋的下料長度。（2）.若改為一端張拉，其他條件不變，再計算其鋼筋的下料長度。（3）.若改為一端張拉，固定端用幫條錨具，其他條件不變，再計算其鋼筋的下料長度。第145頁/共240頁4/13/2023146§5－2后張法施工解：直接用前面所給的公式，有：（1）.鋼筋的下料長度為：第146頁/共240頁4/13/2023147§5－2后張法施工（2）.若改為一端張拉，其他條件不變，再計算其鋼筋的下料長度：第147頁/共240頁4/13/2023148§5－2后張法施工（3）.若改為一端張拉，固定端用幫條錨具，其他條件不變，再計算其鋼筋的下料長度：第148頁/共240頁4/13/2023149§5－2后張法施工（二）、鋼筋束或鋼絞線的制作

①.當(dāng)一端張拉時間，其下料長度為：②.當(dāng)兩端張拉時間，其下料長度為：式中a——張拉端留量，當(dāng)千斤頂長度為435mm時取a＝600mm；b——固定端留量，取80mm。第149頁/共240頁4/13/2023150

鋼筋束所用鋼筋是成圓盤供應(yīng)，不需對焊接頭。鋼筋束或鋼絞線束預(yù)應(yīng)力筋的制作包括開盤冷拉、下料、編束等工序。預(yù)應(yīng)力鋼筋束下料應(yīng)在冷拉后進(jìn)行。當(dāng)采用鐓頭錨具時，則應(yīng)增加鐓頭工序?！?－2后張法施工第150頁/共240頁4/13/2023151

當(dāng)采用JM型或XM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(yīng)等于構(gòu)件孔道長度加上兩端為張拉、錨固所需的外露長度，如圖5.25所示?？砂聪马撌接嬎悖骸?－2后張法施工第151頁/共240頁4/13/2023152兩端張拉時：L=l+2（l1+l2+l3+100）一端張拉時：L=l+2（l1+100）+l2+l3

式中l(wèi)——構(gòu)件的孔道長度；L1——夾片式工作錨厚度；L2——穿心式千斤頂長度；l3——夾片式工具錨厚度§5－2后張法施工第152頁/共240頁4/13/2023153§5－2后張法施工第153頁/共240頁4/13/2023154§5－2后張法施工（三）、鋼絲束的制作當(dāng)采用錐形螺桿錨具時，其下料長度為：第154頁/共240頁4/13/2023155

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，鋼絲束的制作和下料長度計算基本上與預(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，應(yīng)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5.31所示，用下式計算：

L=L0+2a+2δ-0.5(H-H1)-△l-C

§5－2后張法施工第155頁/共240頁4/13/2023156§5－2后張法施工第156頁/共240頁4/13/2023157

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(jié)。采用鐓頭錨具時，將內(nèi)圈和外圈鋼絲分別用鐵絲按次序編排成片，然后將內(nèi)圈放在外圈內(nèi)綁扎成鋼絲束。§5－2后張法施工第157頁/共240頁4/13/2023158§5－2后張法施工四、后張法施工工藝后張法預(yù)應(yīng)力制作過程為：

預(yù)留孔道→預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉錨固→孔道灌漿。第158頁/共240頁4/13/2023159§5－2后張法施工（一）.預(yù)留孔道孔道形狀有：直線、曲線、折線形。1.對預(yù)留孔道的基本要求：①.孔道直徑應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋（束）能順利穿過②.孔道應(yīng)按設(shè)計要求的位置、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，必要時可在最低點(diǎn)設(shè)置排水管。第159頁/共240頁4/13/2023160§5－2后張法施工⑤.灌漿孔及泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。⑥.道的直徑應(yīng)比預(yù)應(yīng)力筋直徑、鋼筋對焊接頭處外徑或需過孔道的錨具或連接器外徑大10～15mm(對鋼絲束或鋼絞線束則大5～10mm）。⑦.預(yù)應(yīng)力筋孔遭之間、孔道與構(gòu)件邊緣之間的凈距不應(yīng)小于25mm。⑧.道應(yīng)平順，接頭不漏漿，端部的預(yù)埋鋼板應(yīng)垂直于孔道中心線第160頁/共240頁4/13/2023161§5－2后張法施工第161頁/共240頁4/13/2023162§5－2后張法施工

2.孔道的留設(shè)方法（3種）：

①.鋼管抽心法②.膠管抽芯法③.預(yù)埋管法第162頁/共240頁4/13/2023163§5－2后張法施工（1）.鋼管抽心法

預(yù)先將鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)的孔道位置，在混凝土澆筑過程中和混凝土達(dá)到終凝以前，間隔一定時間慢慢轉(zhuǎn)動鋼管，不使混凝土與鋼管粘牢，等到混凝土初凝后、終凝前抽出鋼管，即在構(gòu)件中形成孔道。此法一般常用于留設(shè)直線孔道。為了保證預(yù)留孔道的質(zhì)量，施工時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

第163頁/共240頁4/13/2023164§5－2后張法施工

①.要求鋼管平直、表面光滑、預(yù)埋前應(yīng)除銹、刷油，安放位置準(zhǔn)確；鋼管在構(gòu)件中用鋼筋井字架固定位，井字架間距不宜大于1.0m，與鋼筋骨架扎牢。鋼管每根長度最好不超過15m，兩端各應(yīng)伸出構(gòu)件100mm左右。鋼管一端鉆16mm小孔，以便于旋轉(zhuǎn)和抽管。較長的構(gòu)件可采用兩根鋼管，中間可用0.5mm厚鐵皮做成套管連接。第164頁/共240頁4/13/2023165§5－2后張法施工②.掌握好抽管時間，抽管過早，混凝土未完全硬化，會造成坍孔事故；太晚，混凝土與鋼管粘結(jié)牢固，抽管困難。具體抽管時間與水泥的品種、氣溫和養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。一般掌握在混凝土初凝以后，終凝以前，手指按壓混凝土表面不顯指紋時即可抽管。常溫下抽管時間約在混凝土澆筑后3～6h。抽管前每隔10～15min應(yīng)轉(zhuǎn)管一次。第165頁/共240頁4/13/2023