五章预应力混凝土工程.ppt

五章预应力混凝土工程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望v熟悉先张法、后张法、电热张法的施工工艺；熟悉先张法、后张法、电热张法的施工工艺；v掌掌握握先先张张法法、预预应应力力筋筋的的控控制制应应力力、张张拉拉程程序序和和放放张顺序的确定和注意事项；张顺序的确定和注意事项；v掌掌握握后后张张法法孔孔道道留留设设、锚锚具具选选择择、预预应应力力筋筋的的张张拉拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；v了了解解电电热热张张法法、无无粘粘结结预预应应力力混混凝凝土土施施工工原原理理及及应应用；用；v熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。预预应应力力混混凝凝土土：预预应应力力混混凝凝土土能能充充分分发发挥挥高高强强度度钢钢材材的的作作用用；它它是是在在结结构构构构件件承承受受使使用用荷荷载载之之前前，在在构构件件的的受受拉拉区区域域张张拉拉钢钢筋筋，利利用用钢钢筋筋张张拉拉后后的的弹弹性性回回缩缩，对对构构件件受受拉拉区区域域的的混混凝凝土土预预先先施施加加压压力力，产产生生预预压压应应力力，使使混混凝凝土土结结构构在在作作用用状状态态下下充充分分发发挥挥钢钢筋筋抗抗拉拉强强度度高高和和混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝土。土，叫做预应力混凝土。施施加加预预加加应应力力的的方方法法主主要要有有：先先张张法法、后后张张法法、后后张张自锚法、电热法和自张法自锚法、电热法和自张法等。等。为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。当当采采用用冷冷拉拉HRB335HRB335、HRB400HRB400钢钢筋筋和和冷冷轧轧带带肋肋钢钢筋筋作作预预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30C30；当当采采用用消消除除应应力力钢钢丝丝、钢钢绞绞线线、热热处处理理钢钢筋筋作作预预应应力力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。5.1 概述概述5.4 无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工 本本 章章 内内 容容5.2 后张法后张法 5.3 电热法施工电热法施工5.5 液压张拉设备仪表的使用液压张拉设备仪表的使用安全技术、校验与操作安全技术、校验与操作 本章小结本章小结 5.1概述预应力结构的定义预应力结构可以定义为：在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用性能的这种结构形式称之为预应力结构。预应力混凝土结构预应力结构具有如下的一些特点：预应力结构具有如下的一些特点：改善结构的使用性能，提高结构的耐久性；改善结构的使用性能，提高结构的耐久性；减小构件截面高度，减轻自重；减小构件截面高度，减轻自重；充分利用高强钢材；充分利用高强钢材；具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能；提高抗剪具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能；提高抗剪承载力；承载力；提高抗疲劳强度；提高抗疲劳强度；具有良好的经济性。具有良好的经济性。混凝土在预应力混凝土结构中所采用的混凝土应具有高强、高强、轻质和高耐久性轻质和高耐久性的性质。一般要求混凝土的强度等级不低于C30。目前，我国在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50C60的高强混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。国外混凝土的平均抗压强度每10年提高510MPa，现已出现抗压强度高达200MPa的混凝土。预应力钢筋预应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。对预应力筋的基本要求是高强度高强度、较好的塑性较好的塑性以及较好的粘较好的粘结性能结性能。预应力钢筋种类（1）高强钢筋高强钢筋冷拉热轧低合金钢筋冷拉热轧低合金钢筋热处理低合金钢筋热处理低合金钢筋（2）高强钢丝高强钢丝冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面、刻痕和螺冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。常用的高强钢丝的直径（旋肋三种。常用的高强钢丝的直径（mm）有：）有：4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等几种。等几种。（3）钢绞线钢绞线：是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合（图的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合（图4-4），再经低温），再经低温回火处理即可。回火处理即可。图4-4预应力钢绞线的截面D 钢绞线直径；d 0中心钢丝直径；d 外层钢丝直径（4）无粘结预应力筋无粘结预应力筋是一种在施加预应力后沿全长与是一种在施加预应力后沿全长与周围混凝土不粘结的预应力筋，它由预应力钢材、涂料层和包裹周围混凝土不粘结的预应力筋，它由预应力钢材、涂料层和包裹层组成（图层组成（图4-5）。）。a）无粘结预应力筋；b）截面示意图4-5无粘结预应力筋1聚乙烯塑料套管；2保护油脂；3钢绞线或钢丝束图6-38无粘结预应力筋（5）非金属预应力筋非金属预应力筋主要是指用纤维增强塑料（简称FRP）制成的预应力筋，主要有玻璃纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）及碳纤维增强塑料（CFRP）预应力筋等几种形式。锚具、夹具及连接器预应力筋用的锚具锚具是在后张法预应力混凝土结构或构件中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。夹具夹具则是在先张法预应力混凝土构件施工时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座（或设备）上的临时性锚固装置；或在后张法预应力混凝土结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置。连接器连接器是用于连接预应力筋的装置。此外还有预应力筋与锚具等组合装配而成的受力单元，如预应力筋-锚具组装件、预应力筋-夹具组装件、预应力筋-连接器组装件等。锚具锚具的性能要求：锚具的性能要求：在预应力筋强度等级已确定的条件下，预应力筋-锚具组装件的静载锚固性能试验结果，应同时满足锚具效率系数（a）等于或大于0.95和预应力筋总应变（apu）等于或大于2.0%两项要求。锚具的静载锚固性能，应由预应力筋-锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数（a）和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变（apu）确定。锚具效率系数（a）应按下式计算：5.1 5.1 先先 张张 法法先先张张法法：先先张张拉拉预预应应力力筋筋，并并将将张张拉拉的的预预应应力力筋筋临临时时固固定定在在台台座座（或或钢钢模模上上），然然后后浇浇筑筑混混凝凝土土，待待混混凝凝土土达达到到一一定定强强度度（一一般般不不低低于于设设计计强强度度的的75%75%），预预应应力力筋筋和和砼砼之之间间有有足足够够的的粘粘结结力力时时，放放松松预预应应力力筋筋，借借助助粘粘结结力力，对砼施加预应力的施工方法对砼施加预应力的施工方法。先张法生产示意图见图图5 5.1 1所示。先先张张法法一一般般用用于于预预制制构构件件厂厂生生产产定定型型的的中中小小型型构构件件，如如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。先张法生产时，可采用先张法生产时，可采用台座法台座法和和机组流水法机组流水法。台台座座法法：预预应应力力筋筋的的张张拉拉、锚锚固固，混混凝凝土土的的浇浇筑筑、养养护护及及预预应应力力筋筋放放张张等等均均在在台台座座上上进进行行；预预应应力力筋筋放放张张前前，其拉力由台座承受。其拉力由台座承受。机机组组流流水水法法：构构件件连连同同钢钢模模通通过过固固定定的的机机组组，按按流流水水方方式式完完成成（张张拉拉、锚锚固固、混混凝凝土土浇浇筑筑和和养养护护）每每一一生生产产过过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。先张法施工工艺流程先张法施工工艺流程如如图图5.2所示。所示。5 5.1.1.1.1 先张法施工准备先张法施工准备 台台座座由由台台面面、横横梁梁和和承承力力结结构构等等组组成成，是是先先张张法法生生产产的的主主要要设设备备。预预应应力力筋筋张张拉拉、锚锚固固，混混凝凝土土浇浇筑筑、振振捣捣和和养养护护及及预预应应力力筋筋放放张张等等全全部部施施工工过过程程都都在在台台座座上上完完成成；预预应应力力筋筋放放松松前前，台台座座承承受受全全部部预预应应力力筋筋的的拉拉力力。因因此此，台台座应有足够的强度、刚度和稳定性。座应有足够的强度、刚度和稳定性。（1 1）墩式台座墩式台座 墩墩式式台台座座由由台台墩墩、台台面面与与横横梁梁等等组组成成。台台墩墩和和台台面面共共同承受拉力。同承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。5.1.1.1 5.1.1.1 台座台座 台墩台墩台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。承承力力台台墩墩设设计计时时，应应进进行行稳稳定定性性和和强强度度验验算算。稳稳定定性性验验算算一一般般包包括括抗抗倾倾覆覆验验算算与与抗抗滑滑移移验验算算。抗抗倾倾覆覆系系数数不得小于不得小于1.51.5，抗滑移系数不得小于，抗滑移系数不得小于1.3。抗倾覆验算的计算简图如抗倾覆验算的计算简图如图图5.3所示，按下式计算：所示，按下式计算：式中：式中：K K0 0 台座的抗倾覆安全系数；台座的抗倾覆安全系数；M M 由张拉力产生的倾覆力矩，由张拉力产生的倾覆力矩，kNkNm m；M=TM=Te e e e 张拉合力张拉合力T T的作用点到倾覆转动点的作用点到倾覆转动点o o的力臂，的力臂，m m；M抗倾覆力矩，抗倾覆力矩，kNm。如忽略土压力，则如忽略土压力，则 M=GM=G1 1.l.l1 1+G+G2 2.l.l2 2抗滑移能力按下式验算：抗滑移能力按下式验算：式中式中 K Ke e 抗滑移安全系数；抗滑移安全系数；T T 张张拉力合力，拉力合力，kNkN；T T1 1 抗抗滑滑移移的的力力，kNkN；对对于于独独立立的的台台墩墩，由由侧侧壁壁上上压压力力和和底底部部摩摩阻阻力力等等产产生生；对对与与台台面面共共同同工工作作的的台台墩墩，其其水水平平推推力力几几乎乎全全部部传传给给台台面面，不不存存在滑移在滑移问题问题，可，可不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。台面台面 台台面面是是预预应应力力构构件件成成型型的的胎胎模模，要要求求地地基基坚坚实实平平整整，它它是是在在厚厚150150mmmm夯夯实实碎碎石石垫垫层层上上，浇浇筑筑6060100100mmmm厚厚C20C20混混凝凝土土面面层，原浆压实抹光而成。层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有3%3%的排水坡度。的排水坡度。横梁横梁 横横梁梁以以墩墩座座牛牛腿腿为为支支承承点点安安装装其其上上，是是锚锚固固夹夹具具临临时时固固定定预预应应力力筋筋的的支支承承点点，也也是是张张拉拉机机械械张张拉拉预预应应力力筋筋的的支支座座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。（2 2）槽式台座槽式台座 槽式台座由槽式台座由端柱端柱、传力柱传力柱、上下横梁上下横梁和和台面台面组成。组成。槽槽式式台台座座既既可可承承受受拉拉力力，又又可可作作蒸蒸汽汽养养护护槽槽，适适用用于于张张拉拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。槽式台座构造槽式台座构造如如图图5.4所示。所示。槽式台座需进行槽式台座需进行强度和稳定性计算强度和稳定性计算。端端柱柱和和传传力力柱柱的的强强度度按按钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构偏偏心心受受压压构构件件计计算算。槽槽式式台台座座端端柱柱抗抗倾倾覆覆力力矩矩由由端端柱柱、横横梁梁自自重重力力矩矩及及部分张拉力矩组成。部分张拉力矩组成。先张法夹具分为两类：先张法夹具分为两类：一类是一类是锚固夹具锚固夹具，将预应力筋，将预应力筋固定在台座上；另一类是固定在台座上；另一类是张拉夹具张拉夹具，张拉时夹持预应力筋。，张拉时夹持预应力筋。先张法常采用的预应力筋有钢筋和钢丝，夹具也分为先张法常采用的预应力筋有钢筋和钢丝，夹具也分为钢筋夹具钢筋夹具和和钢丝夹具钢丝夹具。（1）钢丝锚固夹具钢丝锚固夹具v圆圆锥锥齿齿板板式式夹夹具具（锥锥销销夹夹具具）：可可分分为为圆圆锥锥齿齿板板式式夹夹具具和和圆锥槽式圆锥槽式夹具，夹具，如如图图5.5所示。所示。v镦镦头头夹夹具具：如如图图5.65.6所所示示，采采用用镦镦头头夹夹具具时时，将将预预应应力力筋端部热镦或冷镦，通过承力分筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。孔板锚固。5.1.1.2 5.1.1.2 夹具夹具 (2)钢筋锚固夹具钢筋锚固夹具 钢筋锚固常用钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具、螺丝端杆夹具等。圆套圆套筒三片式夹具、螺丝端杆夹具等。圆套筒三片式夹具筒三片式夹具由套筒和夹片组（由套筒和夹片组（图图5.7）。）。其其型型号号有有YJ12YJ12、YJ14YJ14，适适用用于于先先张张法法；用用YC-18YC-18型型千千斤斤顶顶张张拉拉时时，适适用用于于锚锚固固直直径径为为1212mmmm、1414mm的的单单根根冷冷拉拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。级钢筋。(3)(3)张拉夹具张拉夹具 张张拉拉夹夹具具是是夹夹持持住住预预应应力力筋筋后后，与与张张拉拉机机械械连连接接起起来来进进行行预应力筋张拉的机具。预应力筋张拉的机具。常常用用的的张张拉拉夹夹具具有有月月牙牙形形夹夹具具、偏偏心心式式夹夹具具、楔楔形形夹夹具具等等，如如图图5.85.8所示，适用于张拉钢丝和直径所示，适用于张拉钢丝和直径1616mmmm以下的钢筋。以下的钢筋。张张拉拉机机具具的的张张拉拉力力应应不不小小于于预预应应力力筋筋张张拉拉力力的的1.51.5倍倍；张张拉拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的1.11.11.31.3倍倍。(1)钢丝张拉设备钢丝张拉设备钢丝张拉分钢丝张拉分单根张拉单根张拉和和多根张拉多根张拉。用用钢钢模模以以机机组组流流水水法法时时，常常采采用用多多根根钢钢丝丝张张拉拉；一一般般采采用用拉杆式千斤顶。拉杆式千斤顶。在在台台座座上上生生产产构构件件一一般般采采用用单单根根钢钢丝丝张张拉拉，可可采采用用小小型型电电动卷扬机、电动螺杆张拉机进行张拉。动卷扬机、电动螺杆张拉机进行张拉。5.1.1.3 5.1.1.3 张拉设备张拉设备 电动卷扬机张拉、杠杆测力装置电动卷扬机张拉、杠杆测力装置 如如图图5.105.10所示。所示。电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机 如如图图5.115.11所所示示，电电动动螺螺杆杆张张拉拉机机由由螺螺杆杆、顶顶杆杆、张张拉拉夹具、弹簧测力器及电动机组成。夹具、弹簧测力器及电动机组成。(2)(2)钢筋张拉设备钢筋张拉设备 穿穿心心式式千千斤斤顶顶用用于于直直径径12122020mmmm的的单单根根钢钢筋筋、钢钢绞绞线线或或钢丝束的张拉。钢丝束的张拉。用用YCYC2020型型穿穿心心式式千千斤斤顶顶（图图5.125.12）张张拉拉时时，高高压压油油泵泵启启动动，从从后后油油嘴嘴进进油油，前前油油嘴嘴回回油油，被被偏偏心心夹夹具具夹夹紧紧的的钢筋随液压缸的伸出而被拉伸。钢筋随液压缸的伸出而被拉伸。YCYC2020型型穿穿心心式式千千斤斤顶顶的的最最大大张张拉拉力力为为2020kNkN，最最大大行行程程为为200200mmmm。适适用用于于用用圆圆套套筒筒三三片片式式夹夹具具张张拉拉锚锚固固12122020mmmm单根冷拉单根冷拉HRB335HRB335、HRB400HRB400和和RRB400RRB400钢筋。钢筋。5 5.1.2.1.2 先张法施工工艺先张法施工工艺 张张拉拉控控制制应应力力是是指指在在张张拉拉预预应应力力筋筋时时所所达达到到的的规规定定应应力力，应按设计规定采用。应按设计规定采用。控控制制应应力力的的数数值值直直接接影影响响预预应应力力的的效效果果。施施工工中中采采用用超超张张拉工艺拉工艺，使超张拉应力比控制应力提高，使超张拉应力比控制应力提高3%3%5%5%。预预应应力力筋筋的的张张拉拉控控制制应应力力，应应符符合合设设计计要要求求。施施工工中中预预应应力力筋筋需需要要超超张张拉拉时时，可可比比设设计计要要求求提提高高3%3%5%5%，但但其其最最大大张拉控制应力不得超过张拉控制应力不得超过表表5.15.1的规定。的规定。5.1.2.15.1.2.1张拉控制应力和张拉程序张拉控制应力和张拉程序 表表5.15.1最大张拉控制应力允许值最大张拉控制应力允许值钢筋种类钢筋种类 张拉方法张拉方法 先张法先张法 后张法后张法 碳素钢丝、钢绞线、刻痕钢丝碳素钢丝、钢绞线、刻痕钢丝 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 冷拉钢筋冷拉钢筋0.800.80f fptkptk 0.750.75f fptkptk0.950.95f fptkptk0.750.75f fptkptk0.700.70f fptkptk0.900.90f fptkptkf fptkptk为预应力钢筋极限抗拉强度标准值为预应力钢筋极限抗拉强度标准值 张拉程序可按下列之一进行：张拉程序可按下列之一进行：或或其中其中concon为预应力筋的张拉控制应力为预应力筋的张拉控制应力为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用的张力程序。的张力程序。预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序：预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序：预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力筋理论伸长值预应力筋理论伸长值L按下式计算：按下式计算：式式中中 FP 预预应应力力筋筋平平均均张张拉拉力力，kN；轴轴线线张张拉拉取取张张拉拉端端的的拉拉力力；两两端端张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；L 预应力筋的长度，预应力筋的长度，mm；AP 预应力筋的截面面积，预应力筋的截面面积，mm2；ES 预应力筋的弹性模量，预应力筋的弹性模量，kN/mm2。5.1.2.25.1.2.2预应力值的校核预应力值的校核 国产国产2 2CN-1CN-1型钢丝内力测定仪如型钢丝内力测定仪如图图5.135.13所示。所示。（1）钢筋的接长与冷拉钢筋的接长与冷拉钢丝的接长钢丝的接长 一般用钢丝连接器用一般用钢丝连接器用2022号铁丝密排绑扎号铁丝密排绑扎(图图5.14)。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于40倍钢倍钢丝直径；高强度钢丝不得小于丝直径；高强度钢丝不得小于80倍钢丝直径。倍钢丝直径。5.1.2.35.1.2.3张拉前的准备张拉前的准备 预应力钢筋的接长与冷拉预应力钢筋的接长与冷拉 预预应应力力钢钢筋筋一一般般采采用用冷冷拉拉HRB335HRB335、HRB400HRB400和和RRB400RRB400热热轧轧钢钢筋筋。预预应应力力钢钢筋筋的的接接长长及及预预应应力力钢钢筋筋与与螺螺丝丝端端杆杆的的连连接接，宜宜采采用用对对焊焊连连接接，且且应应先先焊焊接接后后冷冷拉拉，以以免免焊焊接接而而降降低低冷冷拉拉后后的的强强度度。预预应应力力钢钢筋筋的的制制作作，一一般般有有对对焊焊和和冷冷拉拉两道工序。两道工序。预预应应力力钢钢筋筋铺铺设设时时，钢钢筋筋与与钢钢筋筋、钢钢筋筋与与螺螺丝丝端端杆杆的的连连接接可采用套筒双拼式连接。可采用套筒双拼式连接。(2)(2)钢筋（丝）的镦头钢筋（丝）的镦头 预应力筋（丝）固定端采用镦头夹具锚固时，钢筋（丝）预应力筋（丝）固定端采用镦头夹具锚固时，钢筋（丝）端头要镦粗形成镦粗头。端头要镦粗形成镦粗头。镦头一般有镦头一般有热镦和冷镦两种工艺。热镦和冷镦两种工艺。热热镦镦在在手手动动电电焊焊机机上上进进行行，钢钢筋筋（丝丝）端端部部在在喇喇叭叭口口紫紫铜铜模模具具内内，进进行行多多次次脉脉冲冲式式通通电电加加热热、加加压压形形成成镦镦粗粗头头（图图5.155.15）。）。(3)(3)预应力筋的张拉力和伸长值的计算预应力筋的张拉力和伸长值的计算 控制张拉力：控制张拉力：F FP P=conconA AP Pn n 超张拉力：超张拉力：F=F=（103103105105）%conconA AP Pn n 伸长值：伸长值：式中式中 concon 预应力张拉控制应力，预应力张拉控制应力，kN/mmkN/mm2 2；A AP P 预应力筋截面面积，预应力筋截面面积，mmmm2 2；n n 同时张拉预应力筋的根数；同时张拉预应力筋的根数；E ES S 预应力筋的弹性模量，预应力筋的弹性模量，kN/mmkN/mm2 2；L L 预应力筋的长度，预应力筋的长度，mmmm。（4 4）张拉机具设备及仪表定期维护和校验张拉机具设备及仪表定期维护和校验 张张拉拉设设备备应应配配套套校校验验，以以确确定定张张拉拉力力与与仪仪表表读读数数的的关关系系曲曲线线，保保证证张张拉拉力力的的准准确确，每每半半年年校校验验一一次次。设设备备出出现现反反常常现现象象或或检检修修后后应应重重新新校校验验。张张拉拉设设备备宜宜定定岗岗负负责责，专专人人专专用。用。（5 5）预应力筋（丝）的铺设预应力筋（丝）的铺设 长长线线台台座座面面（或或胎胎模模）在在铺铺放放钢钢丝丝前前，应应清清扫扫并并涂涂刷刷隔隔离离剂剂。一一般般涂涂刷刷皂皂角角水水溶溶性性隔隔离离剂剂，易易干干燥燥，污污染染钢钢筋筋易易清清除除。涂涂刷刷均均匀匀不不得得漏漏涂涂，待待其其干干燥燥后后，铺铺设设预预应应力力筋筋，一一端端用用夹夹具具锚锚固固在在台台座座横横梁梁的的定定位位承承力力板板上上，另另一一端端卡卡在在台台座座张张拉拉端端的的承承力力板板上上待待张张拉拉。在在生生产产过过程程中中，应应防防止止雨雨水水或或养养护水冲刷掉台面隔离剂。护水冲刷掉台面隔离剂。（2 2）预应力筋张拉注意事项预应力筋张拉注意事项 对多根张拉，为避免台座承受过大的偏心力，应先张拉靠近对多根张拉，为避免台座承受过大的偏心力，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。台座截面重心处的预应力筋。钢质锥形夹具锚固时，敲击锥塞或楔块应先轻后重，同时倒钢质锥形夹具锚固时，敲击锥塞或楔块应先轻后重，同时倒开张拉设备并放松预应力筋，两者应密切配合，既要减少钢开张拉设备并放松预应力筋，两者应密切配合，既要减少钢丝滑移，又要防止锤击力过大导致钢丝在锚固夹具处断裂。丝滑移，又要防止锤击力过大导致钢丝在锚固夹具处断裂。对重要结构构件（如吊车梁、屋架等）的预应力筋，用应力对重要结构构件（如吊车梁、屋架等）的预应力筋，用应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。同时张拉多根预应力钢丝时，应预先调整初应（同时张拉多根预应力钢丝时，应预先调整初应（10%10%concon），），使其相互之间的应力一致。使其相互之间的应力一致。（1 1）张拉前的准备张拉前的准备 检查预应力筋的品种、级别、规格、数量（排数、根数）检查预应力筋的品种、级别、规格、数量（排数、根数）是否符合设计要求。是否符合设计要求。预预应应力力筋筋的的外外观观质质量量应应全全数数检检查查，预预应应力力筋筋应应符符合合展展开开后后平平顺顺，没没有有弯弯折折，表表面面无无裂裂纹纹、小小刺刺、机机械械损损伤伤、氧氧化化铁铁皮和油污等。皮和油污等。张拉设备是否完好，测力装置是否校核准确。张拉设备是否完好，测力装置是否校核准确。横梁、定位承力板是否贴合及严密稳固。横梁、定位承力板是否贴合及严密稳固。5.1.2.45.1.2.4预应力筋的张拉预应力筋的张拉 预预应应力力筋筋张张拉拉后后，对对设设计计位位置置的的偏偏差差不不得得大大于于5 5mmmm，也也不不得得大于构件截面最短边长的大于构件截面最短边长的4%4%。在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。张张拉拉、锚锚固固预预应应力力筋筋应应专专人人操操作作，实实行行岗岗位位责责任任制制，并并做做好预应力筋张拉记录。好预应力筋张拉记录。在已张拉钢筋（丝）上进行绑扎钢筋、安装预埋铁件、支在已张拉钢筋（丝）上进行绑扎钢筋、安装预埋铁件、支承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。混混凝凝土土的的收收缩缩是是水水泥泥浆浆在在硬硬化化过过程程中中脱脱水水密密结结和和形形成成的的毛毛细细孔压缩的结果。孔压缩的结果。混混凝凝土土的的徐徐变变是是荷荷载载长长期期作作用用下下混混凝凝土土的的塑塑性性变变形形，因因水水泥泥石内凝胶体的存在而产生。石内凝胶体的存在而产生。为为了了减减少少混混凝凝土土的的收收缩缩和和徐徐变变引引起起的的预预应应力力损损失失，在在确确定定混混凝凝土土配配合合比比时时，应应优优先先选选用用干干缩缩性性小小的的水水泥泥，采采用用低低水水灰灰比比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。预预应应力力钢钢丝丝张张拉拉、绑绑扎扎钢钢筋筋、预预埋埋铁铁件件安安装装及及立立模模工工作作完完成成后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成。后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成。5.1.2.55.1.2.5混凝土的浇筑与养护混凝土的浇筑与养护 采采用用机机械械振振捣捣密密实实时时，要要避避免免碰碰撞撞钢钢丝丝。混混凝凝土土未未达达到到一一定定强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。预预应应力力混混凝凝土土可可采采用用自自然然养养护护或或湿湿热热养养护护，自自然然养养护护不不得得少少于于1414d d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。当当预预应应力力混混凝凝土土采采用用湿湿热热养养护护时时，要要尽尽量量减减少少由由于于温温度度升升高高而引起的预应力损失。而引起的预应力损失。为为了了减减少少温温差差造造成成的的应应力力损损失失，采采用用湿湿热热养养护护时时，在在混混凝凝土土未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过2020C C。(1)(1)放张顺序放张顺序 预预应应力力筋筋放放张张时时，应应缓缓慢慢放放松松锚锚固固装装置置，使使各各根根预预应应力力筋筋缓缓慢放松。慢放松。预预应应力力筋筋放放张张顺顺序序应应符符合合设设计计要要求求，当当设设计计未未规规定定时时，可可按按下列要求进行：下列要求进行：v承承受受轴轴心心预预应应力力构构件件的的所所有有预预应应力力筋筋应应同同时时放放张张；承承受受偏偏心心预预压压力力构构件件，应应先先同同时时放放张张预预压压力力较较小小区区域域的的预预应应力力筋筋，再再同时同时放张预压力较大区域的预应力筋。放张预压力较大区域的预应力筋。v长长线线台台座座生生产产的的钢钢弦弦构构件件，剪剪断断钢钢丝丝宜宜从从台台座座中中部部开开始始；叠叠层层生生产产的的预预应应力力构构件件，宜宜按按自自上上而而下下的的顺顺序序进进行行放放松松；板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。5.1.2.65.1.2.6预应力筋放张预应力筋放张 （2 2）放张方法放张方法 放放张张单单根根预预应应力力筋筋，一一般般采采用用千千斤斤顶顶放放张张，如如图图5.16(5.16(a)a)所示。所示。构构件件预预应应力力筋筋较较多多时时，整整批批同同时时放放张张可可采采用用砂砂箱箱、楔楔块块等放松装置。等放松装置。v砂箱装置如砂箱装置如图图5.165.16（b b）所示。所示。v楔块放张装置如楔块放张装置如图图5.165.16（c c）所示。所示。对对于于配配置置预预应应力力筋筋数数量量不不多多的的混混凝凝土土构构件件放放张张时时，可以采用钢丝钳剪断、锯割等。可以采用钢丝钳剪断、锯割等。5.2 5.2 后后 张张 法法后后张张法法：先先制制作作混混凝凝土土构构件件，并并在在预预应应力力筋筋的的位位置置预预留留出出相相应应孔孔道道，待待混混凝凝土土强强度度达达到到设设计计规规定定的的数数值值后后，穿穿入入预预应应力力筋筋进进行行张张拉拉，并并利利用用锚锚具具把把预预应应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。力筋锚固，最后进行孔道灌浆。预应力混凝土预应力混凝土后张法生产工艺后张法生产工艺见见图图5 5.1717所示。所示。后后张张法法施施工工由由于于直直接接在在钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件上上进进行行预预应应力力筋筋的的张张拉拉，所所以以不不需需要要固固定定台台座座设设备备，不不受受地地点点限限制制，它它既既适适用用于于预预制制构构件件生生产产，也也适适用用于于现现场场施施工工大大型型预预应应力力构件，而且后张法构件，而且后张法又是预制构件拼装的手段。又是预制构件拼装的手段。后张法的后张法的工艺流程工艺流程见见图图5 5.1818所示。所示。5 5.2.1 .2.1 预应力筋、锚具和张拉机具预应力筋、锚具和张拉机具 5.2.1.15.2.1.1单根粗钢筋单根粗钢筋 (1 1)锚具锚具 单单根根粗粗钢钢筋筋的的预预应应力力筋筋，如如果果采采用用一一端端张张拉拉，则则在在张张拉拉端端用用螺螺丝丝端端杆杆锚锚具具，固固定定端端用用帮帮条条锚锚具具或或镦镦头头锚锚具具；如如果采用两端张拉，则两端均用螺丝端杆锚具。果采用两端张拉，则两端均用螺丝端杆锚具。v螺螺丝丝端端杆杆锚锚具具如如图图5 5.1919所所示示，适适用用于于14143636mmmm的的冷冷拉拉一、二级钢筋。一、二级钢筋。v帮条锚具如帮条锚具如图图5 5.2020所示。所示。v镦头锚具由镦头和垫板组成。镦头锚具由镦头和垫板组成。(2 2)张拉设备张拉设备 与与螺螺丝丝端端杆杆锚锚具具配配套套的的张张拉拉设设备备为为拉拉杆杆式式千千斤斤顶顶。常常用用的的有有YDL600-150YDL600-150型型油油压压千千斤斤顶顶,公公称称张张拉拉力力600600KNKN，张张拉拉行行程程150150mmmm。YL60YL60型型千千斤斤顶顶是是一一种种通通用用型型的的拉拉杆杆式式液液压压千千斤斤顶顶（图图5.215.21）。）。YL60YL60型型千千斤斤顶顶适适用用于于张张拉拉采采用用螺螺丝丝端端杆杆锚锚具具的的粗粗钢钢筋筋或或带带镦头锚具的钢筋束。镦头锚具的钢筋束。(3)(3)单根粗钢筋预应力筋制作单根粗钢筋预应力筋制作 单单根根粗粗钢钢筋筋预预应应力力筋筋的的制制作作，包包括括配配料料、对对焊焊、冷冷拉拉等等工工序。序。预预应应力力筋筋的的下下料料长长度度应应计计算算确确定定，计计算算时时要要考考虑虑结结构构构构件件的的孔孔道道长长度度、锚锚具具厚厚度度、千千斤斤顶顶长长度度、焊焊接接接接头头或或镦镦头头的的预留量预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值等。、冷拉伸长值、弹性回缩值等。现现以以两两端端用用螺螺丝丝端端杆杆锚锚具具预预应应力力筋筋为为例例（图图5.225.22）来来说说明明其其下料长度计算方法。下料长度计算方法。预预应应力力筋筋的的成成品品长长度度（即即预预应应力力筋筋和和螺螺丝丝端端杆杆对对焊焊并并经经冷拉后的全长）冷拉后的全长）L L1 1：L L1 1=l+2=l+2l2 2 预应力筋（不包括螺丝端杆）冷拉后需达到的长度预应力筋（不包括螺丝端杆）冷拉后需达到的长度L L0 0：L L0 0=L=L1 1-2l-2l1 1预应力筋（不包括螺丝端杆）冷拉前的下料长度预应力筋（不包括螺丝端杆）冷拉前的下料长度L L：冷拉率为冷拉率为r r，弹性回缩率弹性回缩率，对焊接头的压缩量对焊接头的压缩量【例例5.15.1】2121m m预预应应力力屋屋架架的的孔孔道道长长为为20.8020.80m m，预预应应力力筋筋为为冷冷拉拉HRB400HRB400钢钢筋筋，直直径径为为2222mmmm，每每根根长长度度为为8 8m m，实实测测冷冷拉拉率率r=4%r=4%，弹弹性性回回缩缩率率=0.4%=0.4%，张张拉拉应应力力为为0.850.85fpykfpyk。螺螺丝丝端端杆长为杆长为320320mmmm，帮条长为帮条长为5050mmmm，垫板厚为垫板厚为1515mmmm。计算：计算：（1 1）两端用螺丝端杆锚具锚固时预应力筋的下料长度两端用螺丝端杆锚具锚固时预应力筋的下料长度?（2 2）一一端端用用螺螺丝丝端端杆杆，另另一一端端为为帮帮条条锚锚具具时时预预应应力力筋筋的的下下料长度料长度?（3 3）预应力筋的张拉力为多少预应力筋的张拉力为多少?【解解】（1 1）螺螺丝丝端端杆杆锚锚具具，两两端端同同时时张张拉拉，螺螺母母厚厚度度取取3636mmmm，垫垫板板厚厚度度取取1616mmmm，则则螺螺丝丝端端杆杆伸伸出出构构件件外外的的长长度度l l2 2=2H+h+5=2=2H+h+5=236+16+5=93m36+16+5=93m；对对焊焊接接头头个个数数n=2+2=4n=2+2=4；每每个个对焊接头的压缩量对焊接头的压缩量=22mm=22mm，则预应力筋下料长度则预应力筋下料长度 L=(l-2l L=(l-2l1 1+2l+2l2 2)/(1+r-)+n=19727)/(1+r-)+n=19727（mmmm）(2)(2)帮条长为帮条长为5050mmmm，垫板厚垫板厚1515mmmm，则预应力筋的成品长度则预应力筋的成品长度 L L1 1=l+l=l+l2 2+l+l3 3=20800+93+=20800+93+（50+1550+15）=20958=20958（mmmm）预应力筋（不含螺丝端杆锚具）冷拉后长度：预应力筋（不含螺丝端杆锚具）冷拉后长度：L L0 0=L=L1 1-l-l1 1=20958-320=20638=20958-320=20638（mmmm）L=L L=L0 0/(1+r-)+n=20638/(1+0.04-0.004)+4/(1+r-)+n=20638/(1+0.04-0.004)+42222 =20009 =20009（mmmm）(3)(3)预应力筋的张拉力预应力筋的张拉力 F FP P=conconAAP P=0.855003.14/422=0.855003.14/4222 2=161475=161475（N N）=161.475 =161.475（kNkN）5.2.1.25.2.1.2钢筋束、钢绞线钢筋束、钢绞线 (1)(1)锚具锚具 钢钢筋筋束束、钢钢绞绞线线采采用用的的锚锚具具有有JMJM型型、XMXM型型、QMQM型型和和固固定端用的定端用的镦头锚具镦头锚具。JMJM型锚具型锚具 JMJM型锚具由锚环与夹片组成（型锚具由锚环与夹片组成（图图5.235.23）。）。JMJM型型锚锚具具与与YLYL6060千千斤斤顶顶配配套套使使用用，适适用用于于锚锚固固3 36 6根根直直径径为为1212mmmm光光面面或或螺螺纹纹钢钢筋筋束束，也也可可用用于于锚锚固固5 56 6根根直直径为径为1212mmmm或或1515mmmm的钢绞线束。的钢绞线束。XMXM型和型和QMQM型锚具型锚具 XMXM型型和和QMQM型型锚锚具具是是一一种种新新型型锚锚具具，利利用用楔楔