預(yù)應(yīng)力混凝土施工

棗莊科技職業(yè)學(xué)院教案課程《混凝土工程施工》2013-2014學(xué)年第一學(xué)期教師鄭文梅授課日期2013.12.32013.12.5授課班級(jí)12級(jí)建筑工程技術(shù)12級(jí)建筑工程技術(shù)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)掌握后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工，預(yù)應(yīng)力選擇、孔道形成、孔道灌漿。能夠指導(dǎo)后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工。1、具有自主學(xué)習(xí)新技能的能力，具有責(zé)任心，能自主完成工作崗位任務(wù)。2、具有分析能力，善于創(chuàng)新和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)孔道形成、孔道灌漿教學(xué)方法講授法、小組討論法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教具多媒體教學(xué)參考《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工》徐明霞北京理工大學(xué)出版社《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工》王軍強(qiáng)中國(guó)建筑工業(yè)出版社課后作業(yè)后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工要點(diǎn)教學(xué)札記棗莊科技職業(yè)學(xué)院教案附頁(yè)教學(xué)過(guò)程教學(xué)設(shè)計(jì)小結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土工程是一門專項(xiàng)技術(shù),在世界各國(guó)均得到了廣泛的應(yīng)用，其推廣使用的數(shù)量和范圍是衡量一個(gè)國(guó)家建筑技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。近年來(lái),預(yù)應(yīng)力技術(shù)已從單個(gè)構(gòu)件應(yīng)用發(fā)展成為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)階段。目前，預(yù)應(yīng)力混凝土廣泛用于各種橋梁、工業(yè)與民用建筑、特殊結(jié)構(gòu)等，另外應(yīng)用錨桿技術(shù)的各類塔架、水壩、隧道等均離不開(kāi)預(yù)應(yīng)力專項(xiàng)技術(shù)，隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用前景將更加廣泛。任務(wù)一預(yù)應(yīng)力的建立與應(yīng)用【引導(dǎo)問(wèn)題】1.通過(guò)實(shí)例體會(huì)什么是預(yù)應(yīng)力？2.在我們的日常生活中，有哪些工程領(lǐng)域應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力？【工作任務(wù)】編寫一份總結(jié)報(bào)告，說(shuō)明預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)點(diǎn)【學(xué)習(xí)參考資料】1.建筑施工技術(shù)（第三版）姚謹(jǐn)應(yīng)主編2.建筑施工手冊(cè)（第四版）中國(guó)建筑工業(yè)出版社3.網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)【主要學(xué)習(xí)內(nèi)容】一、預(yù)應(yīng)力的基本原理預(yù)應(yīng)力混凝土就是受外荷載作用前，在結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的受拉區(qū)預(yù)先施加壓力產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，當(dāng)結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）使用階段因荷載作用產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，要先全部抵消預(yù)應(yīng)力后才開(kāi)始受拉，從而推遲了裂縫出現(xiàn)的時(shí)間（指外荷載更大時(shí)才能出現(xiàn)裂縫）并限制裂縫的開(kāi)展，提高結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的抗裂性和剛度。圖4-1、圖4-2分別表明了非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的受力狀態(tài)，通過(guò)比較可以看出預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理。圖1非預(yù)應(yīng)力梁受力狀態(tài)圖2預(yù)應(yīng)力梁受力狀態(tài)二、預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用效果普通鋼筋混凝土構(gòu)件的抗拉極限應(yīng)變值只有0.0001～0.00015，即每米只允許伸長(zhǎng)0.1～0.15㎜,超過(guò)此值混凝土就會(huì)開(kāi)裂。如果設(shè)計(jì)要求混凝土不開(kāi)裂，構(gòu)件內(nèi)的受拉鋼筋應(yīng)變只有0.1～0.15㎜，此時(shí)鋼筋應(yīng)力只能達(dá)到20～30N/mm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。如果允許構(gòu)件開(kāi)裂，由于鋼筋混凝土構(gòu)件受裂縫寬度的限制，受拉鋼筋的應(yīng)力也只能達(dá)到150～250N/mm2。因此，雖然高強(qiáng)鋼材不斷發(fā)展，卻在普通鋼筋混凝土構(gòu)件中不能充分發(fā)揮其作用。預(yù)應(yīng)力混凝土是解決這一矛盾的有效方法。與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土除了提高構(gòu)件的拉裂性和剛度外，還具有減輕自重、增加構(gòu)件的耐久性、用于大跨度結(jié)構(gòu)、降低造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。三、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土按施工方法不同可分為先張法和后張法兩大類；按鋼筋張拉方式不同可分為機(jī)械張拉、電熱張拉與自應(yīng)力張拉法；按預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間是否允許相對(duì)滑動(dòng)可分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力兩類。先張法是在澆筑混凝土前，在臺(tái)座（或鋼模）上張拉預(yù)應(yīng)力筋并用夾具臨時(shí)固定，而后澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土有足夠的粘結(jié)力時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力筋，借助于預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間的粘結(jié)及預(yù)應(yīng)力筋的回縮作用，對(duì)構(gòu)件混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。如圖4-3所示。圖3先張法臺(tái)座示意（a）預(yù)應(yīng)力筋張拉（b）混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)（c）放松預(yù)應(yīng)力筋1—臺(tái)座承力結(jié)構(gòu)；2—橫梁；3—臺(tái)面；4—預(yù)應(yīng)力筋；5—錨固夾具；6—混凝土構(gòu)件采用臺(tái)座法生產(chǎn)時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋的張拉、臨時(shí)錨固、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)和預(yù)應(yīng)力筋放張等工序均在臺(tái)座上進(jìn)行。采用機(jī)組流水法生產(chǎn)時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋的拉力由鋼模承擔(dān)。先張法適用于生產(chǎn)定型的中小型構(gòu)件，如空心板、屋面板、吊車梁、檁條等。先張法施工工藝流程如圖4-4所示。圖4先張法施工工藝流程圖先張法預(yù)應(yīng)力混凝土可采用自然養(yǎng)護(hù)和濕熱養(yǎng)護(hù)。當(dāng)采用濕熱養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)采取正確的養(yǎng)護(hù)制度，以減少由于溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失。在臺(tái)座生產(chǎn)的構(gòu)件采用濕熱法養(yǎng)護(hù)時(shí)，由于溫度升高后，預(yù)應(yīng)力筋膨脹而臺(tái)座長(zhǎng)度并無(wú)變化，因而預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力減少。在這種情況下混凝土逐漸硬結(jié)，則在混凝土硬化前預(yù)應(yīng)力筋由于溫度升高而引起的應(yīng)力降低將無(wú)法恢復(fù)，形成溫差應(yīng)力損失。因此為了減少溫差應(yīng)力損失，應(yīng)使混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（10N/mm2）前，將溫度升高差值，限制在一定范圍內(nèi)（一般不超過(guò)20℃后張法按預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間是否有粘結(jié)作用，分為后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和后張無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土是先生產(chǎn)混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，同時(shí)預(yù)留孔道，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值后，在孔道內(nèi)穿入預(yù)應(yīng)力筋（也可采用先穿束法）進(jìn)行張拉，并用錨具在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件端部將預(yù)應(yīng)力筋錨固，最后進(jìn)行孔道灌漿。預(yù)應(yīng)力筋的張拉力主要靠端部的錨具傳遞給混凝土，使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。如圖4-5所示。后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土既可用于制作生產(chǎn)大型預(yù)制構(gòu)件，又可用于各類現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。目前常用于現(xiàn)澆大跨度梁中。圖5后張法施工順序（a）構(gòu)件制作，預(yù)留孔道；（b）穿入預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固；（c）孔道灌漿1—混凝土構(gòu)件；2—預(yù)留孔道；3—預(yù)應(yīng)力筋；4—千斤頂；5—錨具后張無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土是指張拉后永遠(yuǎn)容許預(yù)應(yīng)力束對(duì)周圍混凝土發(fā)生縱向相對(duì)滑動(dòng)。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的制作采用擠壓涂塑工藝，外包聚乙烯套管，內(nèi)涂專用防腐油脂，經(jīng)過(guò)擠出成型機(jī)后，塑料包裹層一次成型在鋼絞線或鋼絲束上。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋可如同非預(yù)應(yīng)力筋一樣，按設(shè)計(jì)要求鋪放在模板內(nèi)，然后澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，再?gòu)埨^固。預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間沒(méi)有粘結(jié)作用，張拉力全靠錨具傳到構(gòu)件混凝土上去，因此無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不需要預(yù)留孔道、穿筋及灌漿等復(fù)雜工序，簡(jiǎn)便了操作，加快了施工進(jìn)度。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋摩擦力小，且易彎曲，故特別適于需要復(fù)雜連續(xù)曲線配筋的大跨度現(xiàn)澆樓蓋以及其他復(fù)雜形狀的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有跨度大、自重輕、節(jié)約材料、綜合經(jīng)濟(jì)效益高等突出的優(yōu)點(diǎn)，迎合了近代建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨向。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，可大量節(jié)約鋼材，一般每應(yīng)用1000t高強(qiáng)鋼材，可節(jié)約普通鋼材3000t。預(yù)應(yīng)力鋼材的抗拉強(qiáng)度約為普通鋼筋的四倍，但其價(jià)格則不到普通鋼筋的四倍，降低了工程造價(jià)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30，當(dāng)采用碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。對(duì)于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，板的混凝土強(qiáng)度不宜低于C30，梁的混凝土強(qiáng)度不宜低于C40?！緩?fù)習(xí)思考題】1.預(yù)應(yīng)力的概念？2.預(yù)應(yīng)力的形成有哪些方式？3.先張法和后張法的區(qū)別是什么？哪種應(yīng)用更廣泛？4.工程中使用有哪些好處？5.預(yù)應(yīng)力混凝土對(duì)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)有什么要求？為什么任務(wù)二后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工【引導(dǎo)問(wèn)題】1.預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土的施工有什么不同點(diǎn)？2.預(yù)應(yīng)力的建立需要哪些前提條件？【工作任務(wù)】編制后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工的技術(shù)交底【學(xué)習(xí)參考資料】1.建筑施工技術(shù)（第三版）姚謹(jǐn)應(yīng)主編2.建筑施工手冊(cè)（第四版）中國(guó)建筑工業(yè)出版社3.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）4.預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（JGJ85-92）5.無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ92-93）6.建設(shè)工程施工安全技術(shù)操作規(guī)程7.網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)【主要學(xué)習(xí)內(nèi)容】一、預(yù)應(yīng)力鋼材預(yù)應(yīng)力混凝土中，常用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有單根粗鋼筋、高強(qiáng)鋼絲束和鋼絞線。目前，工程中常用鋼絞線。高強(qiáng)鋼絲是由高碳鎮(zhèn)靜鋼軋制盤圓后，經(jīng)冷拔而成，故稱為碳素鋼絲。碳素鋼絲直徑為φ3～φ9mm，建筑施工中多采用φ4mm和φ鋼絞線是由多根平行高強(qiáng)鋼絲以一根直徑稍粗的鋼絲為軸心，沿同一方向扭轉(zhuǎn)，并經(jīng)低溫回火處理而成。其規(guī)格有2，3，7，19股等，而最常用的是7股鋼絞線。如7根φ5鋼絲組成的鋼絞線，可表示為φj15，實(shí)際上中間一根直徑加大5％～7％。此外，還有拔模型鋼絞線，由于在拔模過(guò)程中各鋼絲接觸面受到擠壓，使鋼絲由原來(lái)的圓形截面變形成為接近六邊形的截面，從而減少了鋼絲之間的孔隙和外徑。因此，在同樣直徑的后張預(yù)應(yīng)力管道中，預(yù)應(yīng)力筋的噸位可增加約20％；同時(shí)，鋼絞線周邊與錨具接觸面積增大，易于錨固。鋼絞線的截面如圖4-6所示。圖6鋼絞線截面（a）7股鋼絞線；（b）拔模鋼絞線預(yù)應(yīng)力鋼材的松弛，是指鋼材受一定的張拉力以后，在長(zhǎng)度與溫度保持不變的條件下。預(yù)應(yīng)力筋中的拉應(yīng)力隨時(shí)間而發(fā)生降低，這種應(yīng)力的降低習(xí)稱松弛損失。當(dāng)初始拉應(yīng)力不超過(guò)0.5fpu(fpu表示鋼材的抗拉強(qiáng)度)時(shí)，松弛損失很小，一般可忽略不計(jì)；但隨著初始應(yīng)力的提高，松弛損失有劇烈的損失。鋼絞線的力學(xué)性能見(jiàn)表4-1。鋼絞線的力學(xué)性能表1鋼材的松弛,在承受初拉力的初期發(fā)展快,第一小時(shí)內(nèi)松弛量最大，24h內(nèi)完成約50％以上，且將以遞減速率而延續(xù)數(shù)年，甚至7～8年后仍可測(cè)到松弛的影響，可持續(xù)數(shù)十年才能完成。為此，通常以1000h試驗(yàn)確定的松弛損失乘以放大系數(shù)作為結(jié)構(gòu)使用壽命的長(zhǎng)期松弛損失。松弛還取決于鋼材的種類和等級(jí)。如果僅出于設(shè)計(jì)的目的，預(yù)應(yīng)力鋼材可分為普通松弛（Ⅰ級(jí)松弛）和低松弛（Ⅱ級(jí)松弛）兩大類。低松弛損失值約為普通松弛的1/4。預(yù)應(yīng)力鋼材應(yīng)做好防腐工作。預(yù)應(yīng)力鋼材腐蝕的數(shù)量級(jí)與后果比普通鋼材要嚴(yán)重得多。這不僅是因?yàn)閺?qiáng)度等級(jí)高的鋼材對(duì)腐蝕更靈敏，還因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力筋的直徑相對(duì)較小。這樣，一層薄薄的銹蝕或一個(gè)銹點(diǎn)就能顯著減小鋼材的橫截面積，引起應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)提前破壞。未經(jīng)保護(hù)的預(yù)應(yīng)力鋼材暴露在正常環(huán)境中，盡管短短幾個(gè)月，也將導(dǎo)致抗拉性能的顯著下降。預(yù)應(yīng)力鋼材通常對(duì)兩種類型的銹蝕是靈敏的，即電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕。在電化學(xué)腐蝕中，必須有水溶液存在，還需要空氣。應(yīng)力腐蝕是在一定的應(yīng)力和環(huán)境條件下，引起鋼材脆化的腐蝕。預(yù)應(yīng)力鋼材在運(yùn)輸、儲(chǔ)存期間必須有包裝，以防止水分侵入和污染，吊運(yùn)時(shí)應(yīng)防止受到損傷。當(dāng)采用后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝時(shí)，張拉操作一經(jīng)完成，應(yīng)立即灌注高質(zhì)量的水泥漿。混凝土和外加劑應(yīng)不含氯離子。預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線進(jìn)廠時(shí)應(yīng)按批號(hào)及直徑分批檢驗(yàn)，檢查內(nèi)容包括：查對(duì)標(biāo)志、外觀檢查。鋼材的抗拉強(qiáng)度、屈服負(fù)荷或屈服強(qiáng)度（σ0.2）、伸長(zhǎng)率、鋼絲彎曲次數(shù)及直徑的檢驗(yàn)方法按GB5223,GB5224,GB2103,GB228有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。二、錨具（一）錨具的種類錨具是張拉和永久固定預(yù)應(yīng)力筋并傳遞預(yù)應(yīng)力的工具。錨具的種類主要應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的種類選用。在預(yù)應(yīng)力筋張拉過(guò)程中，因錨具所在位置與作用不同，又可分為張拉錨具和固定端錨具。1、單根粗鋼筋錨具（1）螺絲端桿錨具螺絲端桿錨具由螺絲端桿、墊板和螺母組成，適用于錨固直徑不大于36mm的冷拉Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼筋，如圖4-7（a）所示。螺絲端桿錨具可用在張拉端或固定端，與預(yù)應(yīng)力筋對(duì)焊。對(duì)焊時(shí)應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋冷拉以前進(jìn)行。圖7單根粗鋼筋錨具（a）螺絲端桿錨具（b）幫條錨具1—鋼筋；2—螺絲端桿；3—螺母；4—焊接接頭：5—襯板；6—幫條（2）幫條錨具幫條錨具由一塊方形襯板與三根幫條組成，如圖4-7（b）所示。幫條采用與預(yù)應(yīng)力筋同級(jí)別的鋼筋。焊接時(shí)可在預(yù)應(yīng)力筋冷拉前進(jìn)行。該錨具一般用在固定端。2、鋼筋束、鋼絞線束錨具鋼筋束、鋼絞線束使用的錨具有ＪＭ型、ＫＴ-Ｚ型、ＸＭ型、ＱＭ型、ＯＶＭ型、Ｂ＆Ｓ體系Ｚ系列錨具以及鐓頭錨具等。目前，較常用的有XM型、QM型和B＆S體系Z系列錨具。（1）ＸＭ型錨具XM型錨具是由多孔錨環(huán)和夾片組成。三個(gè)斜開(kāi)縫夾片為一組構(gòu)成一個(gè)錨固單元，夾持一束預(yù)應(yīng)力筋中的一根，如圖4-8所示。使用XM型錨具，既可單根張拉預(yù)應(yīng)力筋，也可成束同時(shí)張拉。XM型錨具除可用作工作錨外，還可兼作工具錨。圖8XM型錨具組裝構(gòu)造（2）QM型錨具QM型錨具的組成與XM型錨具相同，除錨板和夾片外，也備有配套喇叭形鑄鐵墊板與彈簧圈等。如圖4-9所示。圖9QM型錨具組裝構(gòu)造（3）B＆S體系Z系列錨具這種錨具也是由錨板和夾片組成。夾片有直開(kāi)縫和斜開(kāi)縫兩種。該錨具除和配套喇叭形鑄鐵墊板組合應(yīng)用外，常與鋼墊板、薄鋼板喇叭管及灌漿接口管的組合件配套使用。如圖4-10所示。圖10B＆SZ系列錨具以上幾種多孔錨具（群錨）均可用于錨固Ф12～Ф15.7mm，強(qiáng)度高達(dá)1860MPa圖11壓花式錨具圖12擠壓式錨具應(yīng)當(dāng)注意，以上幾種型式的錨具及其配件的規(guī)格尺寸應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)選用。在此不一一列出。3、鋼絲束錨具由幾根到幾十根直徑3～5mm平行碳素鋼絲作為預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，采用的錨具有鋼質(zhì)錐塞錨具、錐形螺桿錨具、ＸＭ型錨具、ＱＭ型錨具和鋼絲束鐓頭錨具等。（1）鋼質(zhì)錐塞錨具鋼質(zhì)錐塞錨具由錨環(huán)和錨塞組成，如圖4-13所示。鋼絲分布在錨環(huán)錐孔內(nèi)側(cè)，由錨塞塞緊錨固。其缺點(diǎn)是鋼絲直徑誤差較大時(shí)，易產(chǎn)生單根滑絲現(xiàn)象，且很難補(bǔ)救。圖13鋼質(zhì)錐塞錨具圖14鋼絲束鐓頭錨具1—錨環(huán)；2—錨塞1—A型錨環(huán)；2—螺母；3—鋼絲束；4—錨板（2）鋼絲束鐓頭錨具鋼絲束鐓頭錨具分DM5A型和DM5B型兩種。A型用于張拉端，由錨環(huán)和螺母組成，錨環(huán)的內(nèi)外壁均有絲扣，內(nèi)絲扣用于連接張拉螺桿。B型用于固定端。如圖4-14所示。（3）錐形螺桿錨具錐形螺桿錨具由錐形螺桿、套筒、螺母、墊板組成，如圖4-15所示。圖15錐形螺桿錨具1—鋼絲；2—套筒；3—錐形螺桿：4—墊板（二）錨具的性能要求錨具按錨固性能或應(yīng)用范圍不同，分為Ⅰ、Ⅱ兩類。對(duì)于承受動(dòng)、靜荷載的有粘結(jié)及無(wú)粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)先用Ⅰ類錨具。對(duì)于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，且錨具處于預(yù)應(yīng)力應(yīng)力變化不大的部位，可選用Ⅱ類錨具。Ⅰ類、Ⅱ類錨具的靜載錨固性能應(yīng)符合下列要求：Ⅰ類錨具：.95（4-1）（4-2）Ⅱ類錨具：.90（4-3）（4-4）式中ηa——預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件靜載試驗(yàn)測(cè)得的錨具效率系數(shù)；εapu——預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件達(dá)到實(shí)測(cè)極限拉力時(shí)的總應(yīng)變。測(cè)量錨具效率系數(shù)ηa時(shí)應(yīng)按下式計(jì)算：（4-5）式中ηa——含義同前；Fapu——預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件的實(shí)測(cè)極限拉力；Fcapu——預(yù)應(yīng)力錨具組裝件中各根預(yù)應(yīng)力鋼材計(jì)算極限拉力之和，它等于由預(yù)應(yīng)力鋼材中抽取的試件的極限抗拉強(qiáng)度平均值fpum乘以預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件中各根預(yù)應(yīng)力鋼材總截面面積AP；ηp——預(yù)應(yīng)力筋的效率系數(shù)。對(duì)于一般的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程中使用的錨具，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為鋼絲、鋼絞線或熱處理鋼筋時(shí)，ηp取0.97；當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)鋼筋時(shí)，ηp取1.00；對(duì)于重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中使用的錨具，ηp應(yīng)按《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ85-92）中附錄二的方法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于Ⅰ類錨具，除必須滿足上述靜載錨固性能外，還應(yīng)滿足疲勞錨固性能，即應(yīng)通過(guò)應(yīng)力上限為預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的65％，應(yīng)力幅度為80N/mm2，循環(huán)次數(shù)為200萬(wàn)次的疲勞性能試驗(yàn)。在抗震結(jié)構(gòu)中，還應(yīng)滿足上限取預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的80％、下限取預(yù)應(yīng)力鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40％、循環(huán)次數(shù)為50次的周期反復(fù)作用的荷載試驗(yàn)。對(duì)于Ⅱ類錨具只須滿足靜載錨固性能的要求。錨具除應(yīng)滿足靜載錨固性能、疲勞錨固性能及周期反復(fù)作用的荷載試驗(yàn)要求外，尚應(yīng)滿足下列規(guī)定：（1）當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件達(dá)到實(shí)測(cè)極限拉力時(shí)，除錨具設(shè)計(jì)允許的現(xiàn)象外，全部零件均不得出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的裂縫或破壞。（2）除能滿足分級(jí)張拉及補(bǔ)張拉工藝外，宜具有能放松預(yù)應(yīng)力筋的性能。（3）錨具或其附件上宜設(shè)置灌漿孔道，其截面大小應(yīng)能使?jié){液通暢。用于后張法的預(yù)應(yīng)力筋連接器，其性能要求與相同環(huán)境條件下的錨具性能要求一致。三、張拉設(shè)備（一）張拉設(shè)備的種類張拉設(shè)備主要有千斤頂和高壓油泵。千斤頂?shù)念愋瓦x用必須根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋及其錨具的類型確定。拉桿式千斤頂（YL型）主要用于張拉帶有螺絲端桿錨具的粗鋼筋、錐形螺桿錨具和鐓頭錨具的鋼絲束。錐錨式千斤頂（YZ型）主要用于張拉KT-Z型錨具錨固的鋼筋束或鋼絞線束、鋼質(zhì)錐塞錨具的鋼絲束。穿心式千斤項(xiàng)（YC型）的基本型式主要用于張拉采用JM12型、QM型、XM型及、Ｂ＆Ｓ體系Ｚ系列錨具的鋼絲束、鋼筋束和鋼絞線束。這種千斤頂經(jīng)改裝，即配置撐腳和拉桿等附件后，可作為拉桿式千斤頂使用；在千斤頂前端裝上分束頂壓器套環(huán)等附件，并接長(zhǎng)承力筒（撐腳）后，可作為ＹＺ型千斤頂使用。千斤頂型號(hào)選擇時(shí)，其公稱張拉力必須滿足預(yù)應(yīng)力筋總張拉力的要求。如YDC650-150型穿心式千斤頂表示公稱張拉力為650KN，公稱張拉行程為150mm穿心式千斤頂?shù)奶攸c(diǎn)是千斤頂中心有穿通的孔道，以便預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)后用工具錨臨時(shí)固定在千斤頂?shù)哪┒诉M(jìn)行張拉。穿心式千斤頂?shù)姆N類較多，除YC系列外，目前國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的YCQ系列、YCD、YCW、YDN等系列均為穿心式千斤頂，張拉噸位為180KN-12000KN,能滿足各種預(yù)應(yīng)力工程的需要。圖4-16所示為YC60型千斤頂?shù)臉?gòu)造，可完成張拉、持荷、頂壓和回程四個(gè)動(dòng)作。圖16YC-60型千斤頂（a）構(gòu)造與工作原理；（b）加撐腳后的外貌圖1—張拉油缸；2—頂壓油缸（即張拉活塞）；3—頂壓活塞；4—彈簧；5—預(yù)應(yīng)力筋；6—工具錨；7—螺母；8—錨環(huán)；9—構(gòu)件；10—撐腳；11—張拉桿；12—連接器；13—張拉工作室；14—頂壓工作室；15—張拉回程油室；16—張拉油缸嘴；17—頂壓油缸嘴；18—油孔（二）高壓油泵高壓油泵是千斤頂?shù)膭?dòng)力源，與液壓千斤頂配套使用，完成供油、回油過(guò)程。油泵的額定油壓和流量，必須滿足配套千斤頂?shù)囊?。后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工程中常采用大噸位千斤頂，可選角ZB3/630型、2ZB4-500型、ZB4-500型、2ZB10-32×4-80型等幾種電動(dòng)高壓油泵。其中ZB4-500型表示每分鐘流量為4L，額定油壓為50MPa。（三）千斤頂?shù)男ｒ?yàn)與使用由于千斤頂活塞與油缸之間存在著摩阻力，而且摩阻隨油壓高低、使用時(shí)間的變化以及不同的千斤頂而不同，使用前必須進(jìn)行校驗(yàn)（或稱標(biāo)定），制成油壓表讀數(shù)和張拉力關(guān)系的曲線或表格，供施工中查用。千斤頂?shù)男ｒ?yàn)應(yīng)在具有檢測(cè)條件和資格的部門進(jìn)行。校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使千斤頂、油泵、油壓表、油管等一起配套進(jìn)行。校驗(yàn)期不應(yīng)超過(guò)半年。在下列情況之一時(shí)應(yīng)重新校驗(yàn)：新千斤頂初次使用前；油壓表指針不能回零，更換新表后；千斤頂、油壓表和油管進(jìn)行更換或維修后；張拉時(shí)出現(xiàn)斷筋而又找不到原因時(shí)；停放三個(gè)月后、重新使用之前；油表受到摔碰等大的沖擊時(shí)。液壓千斤頂所采用的油液，50℃運(yùn)動(dòng)粘度為12N～60N/mm2，雜質(zhì)直徑不大于137μ使用聚氨酯制造的防塵圈和密封圈時(shí)，應(yīng)注意防水、防潮，以延長(zhǎng)使用壽命。另外，設(shè)備使用和搬運(yùn)過(guò)程中應(yīng)注意輕拿輕放。四、施工工藝后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝主要有預(yù)應(yīng)力筋制作加工、孔道留設(shè)、穿筋、張拉預(yù)應(yīng)力筋以及孔道灌漿等。用于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中時(shí)，其工藝流程如圖4-17所示。安裝模板及綁扎鋼筋骨架埋管制孔預(yù)留灌漿管澆搗混凝土制作混凝土試塊養(yǎng)護(hù)拆模承壓板表面清理預(yù)應(yīng)力筋制作孔道內(nèi)穿入鋼絞線張拉機(jī)具校驗(yàn)張拉預(yù)應(yīng)力筋壓混凝土試塊灌漿機(jī)具準(zhǔn)備孔道灌漿制作水泥漿試塊拆除底部支撐及模板壓水泥漿試塊張拉端錨具防腐處理圖17后張法有粘結(jié)施工工藝流程圖（一）預(yù)應(yīng)力筋制作用鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋，其制作一般包括下料計(jì)算、切割、切口處理、組裝擠壓錨具（當(dāng)為雙端張拉時(shí)無(wú)此工序）和編束等工作。鋼絞線應(yīng)采用連續(xù)無(wú)接頭的通長(zhǎng)筋，下料長(zhǎng)度L可按下式計(jì)算：一端張拉時(shí)：L=+a+b（4-6）兩端張拉時(shí)：L=+2a（4-7）式中——構(gòu)件孔道長(zhǎng)度；a——張拉端留量，與錨具和張拉千斤頂尺寸有關(guān)；b——固定端留量，以不滑脫且錨固后夾片外露長(zhǎng)度不少于30mm為準(zhǔn)，一般取80mm～120mm。當(dāng)采用擠壓式錨具固定端時(shí)，則不計(jì)算固定端留量。按計(jì)算好的長(zhǎng)度和根數(shù)，采用砂輪鋸切割。切割前宜在切口兩側(cè)各50mm處用鐵絲綁扎，以免松散?，F(xiàn)在常采用切割后在切口處用寬膠帶纏緊，亦便于穿筋。采用擠壓式錨具固定端時(shí)，必須在編束前組裝好擠壓錨頭、承壓鐵板等。擠壓式錨具須用專用的擠壓機(jī)具組裝完成。為使成束鋼絞線相互不發(fā)生扭結(jié)，應(yīng)編束處理。即把鋼絞線調(diào)直理順，用鐵絲每隔1m左右綁扎一道，形成束狀。（二）孔道留設(shè)孔道留設(shè)有鋼管抽芯法、膠管抽芯法和預(yù)埋波紋管法。預(yù)埋波紋管法適用于直線、曲線和折線孔道，更適于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，目前采用較為普遍。金屬波紋管是用冷軋鋼帶或鍍鋅鋼帶在卷管機(jī)上壓波后螺旋咬口而成，如圖4-18所示。圖18圓形金屬螺旋桿（a）單波紋；（b）雙波紋；（c）咬口波紋管具有重量輕、剛度好、彎折方便、連接容易、與混凝土粘結(jié)良好、省去抽管工序等優(yōu)點(diǎn)。每根管長(zhǎng)由運(yùn)輸條件確定，一般為6m長(zhǎng)。若在現(xiàn)場(chǎng)加工，長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需要確定，既方便施工，又減少了接頭。圓形波紋管的公稱直徑是指管內(nèi)徑，通常為30mm～120mm，級(jí)差為5mm。金屬波紋管進(jìn)場(chǎng)后按批驗(yàn)收。每批應(yīng)由同一鋼帶、同一臺(tái)機(jī)器制造的同一代號(hào)的波紋管組成，每50000m為一批，不足50000m也作為一批。每批中任意抽取六個(gè)試件經(jīng)尺寸檢驗(yàn)合格后，每三個(gè)為一組分別進(jìn)行集中荷載及荷載作用后抗?jié)B漏檢驗(yàn)和均布荷載及荷載作用后抗?jié)B漏檢驗(yàn)。此外，還應(yīng)任取三個(gè)試件進(jìn)行抗彎曲滲漏性能檢驗(yàn)。波紋管的安裝，宜事先按設(shè)計(jì)要求的坐標(biāo)在梁的側(cè)模上、已成型的鋼筋骨架上畫線、畫點(diǎn)，以控制管底為準(zhǔn)（換算好預(yù)應(yīng)力筋合力中心至管底的距離）。采用鋼筋井字架固定波紋管的位置，并用鐵絲綁扎牢固以免澆混凝土使其移位。井字架的間距宜為1m。波紋管接長(zhǎng)時(shí)，采用大一號(hào)（內(nèi)徑大一個(gè)級(jí)差）同型波紋管作為接頭管，長(zhǎng)度為200mm，承插不少于50mm深度,用膠帶密封或用熱塑管封口。如圖4-19所示。圖19螺旋管的連接圖20螺旋管上留灌漿孔1—螺旋管；2—接頭管；3—密封膠帶1—螺旋管；2—海綿墊；3—塑料弧形壓板；4—塑料管；5—鐵絲扎牢波紋管安裝過(guò)程中或安裝完畢后應(yīng)設(shè)置灌漿孔（兼做排氣孔）。灌漿孔一般設(shè)在構(gòu)件的兩端、連續(xù)梁的中間支座處以及每跨的跨中部位，考慮孔道內(nèi)氣流通暢，灌漿孔內(nèi)徑不小于16mm，間距不宜大于12m。端部灌漿孔可設(shè)置在錨具或鑄鐵喇叭處，中間灌漿孔的設(shè)置如圖4-20所示。在波紋管上開(kāi)口，用帶嘴（接口管）的塑料或金屬弧形壓板覆蓋并用鐵絲扎牢，弧形蓋板與波紋管間設(shè)海棉墊片，弧形蓋板邊緣用膠帶纏繞密實(shí)以防漏漿。最后在嘴（接口管）處，用塑料管接出梁表面高度不小于500mm作為灌漿管。塑料管宜稍堅(jiān)硬一些以防澆筑混凝土?xí)r擠扁。也可在澆筑混凝土前先在塑料管內(nèi)臨時(shí)插放一根Ф12～Ф14的鋼筋，灌漿前拔出。波紋管、灌漿管安裝完畢后，應(yīng)認(rèn)真檢查其位置、曲線形狀是否符合設(shè)計(jì)要求，固定是否牢靠，管壁有無(wú)破損、接頭是否密封等，并及時(shí)用膠帶修補(bǔ)。還應(yīng)防止其它作業(yè)的電焊火花燒傷管壁。波紋管位置的垂直偏差一般不宜大于±20mm，水平偏差在1000mm范圍內(nèi)也不宜大于±20（三）預(yù)應(yīng)力筋穿束預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道，簡(jiǎn)稱穿束。根據(jù)穿束與澆筑混凝土之間的先后關(guān)系，可分為先穿束法和后穿束法兩種。1、先穿束法先穿束法即在澆筑混凝土之前穿筋。對(duì)埋入式固定端或采用連接器施工，必須采用先穿束法。此法穿束省力，但穿束占用工期。按穿束與預(yù)埋波紋管之間的配合，又可分為先穿束后裝管、先裝管后穿束和二者組裝后放入三種情況。以第二種情況應(yīng)用較多。2、后穿束法后穿束法即在澆筑混凝土之后穿筋。此法可在混凝土養(yǎng)護(hù)期內(nèi)進(jìn)行，不占工期，便于用通孔器或高壓水通孔，穿束后即行張拉，易于防銹，但穿束較為費(fèi)力。先穿束法和后穿束法均可由人工完成。但對(duì)于超長(zhǎng)束、特重束、多波曲線束等整束穿的情況，人力穿束確有困難，可采用卷?yè)P(yáng)機(jī)穿束或用穿束機(jī)穿束。（四）預(yù)應(yīng)力筋張拉后張法張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，不應(yīng)低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75%。1、張拉控制應(yīng)力和張拉程序張拉控制應(yīng)力取值按設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)符合表4-2的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序可按下列程序之一進(jìn)行：0→103%σcon張拉控制應(yīng)力限制表2鋼筋種類張拉方法先張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.75fptk熱處理鋼筋0.70fptk0.65fptk注：為預(yù)應(yīng)力筋極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。2、張拉順序張拉應(yīng)使構(gòu)件不扭轉(zhuǎn)與側(cè)彎，不產(chǎn)生過(guò)大偏心力，也不應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的不利影響，故張拉順序的確定應(yīng)按設(shè)計(jì)要求。預(yù)應(yīng)力筋一般應(yīng)對(duì)稱張拉。當(dāng)配有多束預(yù)應(yīng)力筋不能同時(shí)張拉時(shí)，應(yīng)分批、分階段、對(duì)稱張拉。分批張拉時(shí)，由于后批張拉力的作用，使混凝土再次產(chǎn)生彈性壓縮導(dǎo)致先批預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力下降。施工時(shí)，可通過(guò)計(jì)算確定應(yīng)力損失值并加到先批張拉的應(yīng)力中去。也可在后批張拉后對(duì)先批預(yù)應(yīng)力筋逐束補(bǔ)足。3、張拉端的設(shè)置為了減少預(yù)應(yīng)力筋與孔壁磨擦引起的應(yīng)力損失，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；對(duì)于抽芯孔道，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)在兩端張拉。長(zhǎng)度不大于30m的直線波紋管孔道和長(zhǎng)度不大于24m的直線抽芯孔道均可在一端張拉。當(dāng)同一截面中有多束一端張拉的預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，張拉端宜分別設(shè)在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的兩端，以免受力不均勻。4、預(yù)