[教育]預應力混凝土工程知識講座

1、1,●預應力混凝土是預先在結構或構件的受拉區(qū)施加一定的預壓應力并產生一定壓縮變形，當結構或構件受力后，受拉區(qū)混凝土的拉應力和拉伸變形，首先與預壓應力和壓縮變形相互抵消，然后隨著外力的增加，混凝土才產生拉應力和拉伸變形，從而推遲裂縫的出現(xiàn)和限制裂縫的開展，提高結構或構件的抗裂性能和剛度。 ●預應力混凝土的優(yōu)點：能提高鋼筋混凝土構件的剛度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高強度鋼筋和高強度等級的混凝土。與普通混凝土相比，在同樣條件

2、下具有截面小、自重輕、質量好、材料省(要節(jié)約鋼材20％~40％)，并能擴大預制裝配化程度。,第5章 預應力混凝土工程,2,● 我國應用預應力技術是最近幾十年發(fā)展起來的一項新技術，隨著鋼材和預應力張拉錨固體系的發(fā)展和施工工藝的不斷革新，以及預應力混凝土理論不斷提高，為發(fā)展預應力混凝土結構提供了可靠的技術保障，使得預應力混凝土技術得到廣泛的應用。 ● 近年來，隨著高強鋼材和高強度等級混凝土的不斷出現(xiàn)，更推動著預應力施工工藝的不

3、斷發(fā)展和完善。 ●預應力混凝土的主要施工工藝有：先張法、后張法、電熱法和自張法(用自應力水泥或膨脹水泥制成的混凝土，混凝土結硬時膨脹帶動鋼筋一起伸長，在混凝土中產生壓力）等。,3,預應力混凝土結構或構件的鋼筋分為預應力鋼筋和非預應力鋼筋。 ●常用的預應力鋼筋主要有粗鋼筋、鋼絲和鋼絞線三種。 粗鋼筋包括冷拉Ⅱ~Ⅲ級鋼筋、熱處理鋼筋、精軋螺紋鋼筋等。 ●鋼絲按強度分為：普通鋼絲、中強鋼絲和高強鋼絲；

4、 ●按加工方式和表面特征可分為：冷拔光圓鋼絲、刻痕鋼絲、冷拔螺旋肋鋼絲、冷軋帶肋鋼絲和熱處理鋼絲等。,§5.1 預應力鋼筋,一、預應力鋼筋的主要類型,4,1.冷拉Ⅱ、Ⅲ級鋼筋 冷拉鋼筋是由HRB335、HRB400鋼筋通過冷拉至超過屈服點的某一應力值，使其產生一定的塑性變形后卸荷，再經(jīng)時效處理而成。 ●這種鋼筋的屈服強度和硬度有所提高，但塑性和彈性模量有所降低，可直接用作預應力筋。 2.熱處理

5、鋼筋 熱處理鋼筋是由普通熱軋中碳低合金鋼筋經(jīng)淬火和回火等調質熱處理制成。直徑有8.2mm和10mm兩種；無縱肋鋼筋的直徑有6mm和8.2mm兩種。,（一）粗鋼筋,5,3.精軋螺紋鋼筋 精軋螺紋鋼筋是用熱軋方法在整根鋼筋的表面上軋出不帶縱肋的螺紋外形的鋼筋。這種鋼筋進行連接時，直接采用帶有內螺紋的連接器，端頭錨固直接用螺母，無需冷拉與焊接，施工方便。（1）冷軋帶肋鋼絲 也稱冷軋螺紋鋼筋，直徑為φ5～6mm，用符號φR表示。（2

6、）消除應力鋼絲 消除應力鋼絲可分為：光圓鋼絲（符號為φP）、螺旋肋鋼絲（符號為φH）（圖5.1.1）和三面刻痕鋼絲（圖5.1.2）。,（二）鋼絲和鋼絞線,6,圖5.1.1 螺旋肋鋼絲外形示意圖,圖5.1.2 三面刻痕鋼絲外形示意圖,7,（3）鋼絞線 鋼絞線（符號為φS）是由高強鋼絲紐結而成，有2股（1×2）、3股（1×3）、7股（1×7）鋼絞線。,二、預應力鋼筋的檢驗,（一）外觀檢查,有粘結預應力筋

7、展開后應平順，不得有彎折，裂紋、小刺、機械損傷、氧化鐵皮和油污等； 無粘結預應力筋應光滑、無裂縫、無明顯褶皺。,8,（二）力學性能檢驗,預應力鋼筋進場時，應按現(xiàn)行國家標準等的規(guī)定抽取試件作力學性能試驗。 包括：屈服強度、抗拉強度、伸長率、松馳性能和冷彎性能等，其質量必須符合有關標準的規(guī)定。 消除應力鋼絲外觀檢查合格后，進行力學性能抽樣檢驗，按盤數(shù)的2％抽樣，但不得小于3盤。從每盤鋼絲的兩端各截取一個試

8、件，一個做拉伸試驗（抗拉強度與伸長率），一個做反復彎曲試驗。,9,如有某一項試驗結果不符合《預應力混凝土用鋼絲》GB/T5224標準要求，則該盤鋼絲為不合格品；并從同一批未經(jīng)試驗的鋼絲盤中再取雙倍數(shù)量的試樣進行復檢。如仍有一個指標不合格，則該批鋼絲為不合格品或逐盤檢驗取用合格品。 鋼絞線力學性能應抽樣檢驗。從每批中選取5%盤（不少于3盤）的鋼絞線，各截取一個試件進行拉力試驗。如有某一項試驗結果不符合《預應力混凝土用鋼絞線

9、》GB/T5223標準要求，則該盤鋼絲為不合格品；其復驗方法與鋼絲相同。,10,熱處理鋼筋進行力學性能試驗時，從每批鋼筋中選取10%盤數(shù)（不少于25盤）進行拉伸試驗。如有一項不合格，則該盤報廢。再從未試驗過的鋼筋中取雙倍數(shù)量的試樣進行復驗，如仍有一項不合格，則該批定為不合格品。,11,●預應力鋼材由于其強度高、塑性低，在無應力狀態(tài)下抗腐蝕性能比普通鋼筋差，在運輸與存放過程中如遭受雨露、潮氣或腐蝕性介質的侵蝕，易發(fā)生銹蝕，不僅降低質量，而

10、且將出現(xiàn)腐蝕坑，有時甚至會造成鋼材脆斷。 ●因此，預應力鋼筋在運輸時應用篷車或油布嚴密覆蓋，存放時應架空堆放在有遮蓋的棚內或倉庫內，其周圍環(huán)境不得有腐蝕性介質。如長期存放，宜用乳化防銹劑噴涂鋼筋表面。,三、預應力鋼材的存放,12,●預應力筋用錨具是后張法預應力混凝土構件中為保持預應力筋的拉力并將其傳遞到混凝土上所用的永久性錨固裝置。 ●預應力筋用夾具是先張法預應力混凝土構件施工時為保持預應力筋拉力并將其固定在

11、長拉臺座（設備）上的臨時錨固裝置。 ●錨（夾）具應具有可靠的錨固性能，并且不能超過規(guī)定的滑移值；此外，錨（夾）具還應構造簡單、加工方便、體形小、成本低、全部零件互換性好。,§5.2 預應力張拉錨固體系,13,1.卡片式夾具卡片式夾具具有多種形式。 ●圓套筒三片式夾具由套筒與夾片組成，如圖5.2.1所示，套筒與夾片均采用45號鋼制作。 ●根據(jù)夾片的內徑不同，可用于夾持直徑為12mm

12、與14mm的單根冷拉Ⅱ～Ⅳ級鋼筋或φS12和φS15鋼絞線，也可作為千斤頂?shù)墓ぞ咤^使用。,一、預應力筋用夾具,14,圖5.2.1 卡片式夾具示意圖（a）裝配圖；（b）套筒；（c）夾片,15,●方套筒二片式夾具由方套筒、夾片、方彈簧、插片及插片座等組成（圖5.2.2），用以夾持熱處理鋼筋。 ●夾片齒形根據(jù)鋼筋外形確定，如鋼筋外形改變，齒形也需作相應改變。,16,圖5.2.2 方套筒二片式夾具示意圖（a）裝配圖；（b）方

13、套筒；（c）夾片,17,卡片式夾具示意圖,18,2.圓錐齒板式夾具 該夾具由套筒與齒板組成，如圖5.2.3所示，均用45號鋼制成。,圖5.2.3 圓錐齒板式夾具示意圖,19,a）圓錐齒板式；b）圓錐槽式；c）鍥形圖 鋼絲用錨固夾具1—套筒；2—齒板；3—鋼絲；4—錐塞；5—錨板；6—鍥塊,20,常用的錨具按其錨固的原理可分為夾片式、支承式、錐塞式和握裹式等四種。按其錨固鋼筋或鋼絲的數(shù)量，又分為單根鋼筋的錨具、成束鋼筋

14、錨固、鋼絞線錨具及鋼絲束錨具等。,二、預應力筋用錨具,（一）夾片式錨具,夾片式錨具系列應用極為普遍，無論在先張法和后張法中，還是在有粘結、無粘結預應力混凝土結中都普遍采用。當用作先張法鋼絞線夾具(工具錨)使用時，夾片外表面和錨孔表面應涂抹一層潤滑劑（如石墨、石蠟等），以利夾片松脫。張拉時為提高錨固可靠性和減少夾片回縮損失，要配套使用頂壓器進行頂壓。,21,JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成，如圖5.2.4所示。 ● JM型錨具可分為光

15、JM12系列、螺JM12系列、絞JM12和絞JM15系列，分別用于錨固3～6根冷拉光圓熱軋鋼筋、冷拉螺紋熱軋鋼筋、φS12及φS15鋼絞線。 ● JM型錨具根據(jù)所錨固的預應力筋的種類、強度及外形的不同，其尺寸、材料、齒形及硬度等有所差異，使用時應注意。,1.JM型錨具,22,5.2.4 JM型錨具（a）裝配圖；（b）錨環(huán)；（c）夾片,,23,24,●單孔夾片錨由錨環(huán)和夾片組成，如圖5.2.5所示。錨環(huán)頂面為平面，錨孔垂直于

16、錨環(huán)頂面，沿錨環(huán)圓周排列。夾片有直開縫三片式、斜開縫三片式和直開縫兩片式三種。 ●直開縫三片式和直開縫兩片式夾片用于錨固鋼絞線；斜開縫三片式用于錨固鋼絲束。三片式夾片按120°銑分，二片式夾片的背面上部鋸有一條彈性槽，以提高錨固性能。,2.單孔夾片錨具,25,圖5.2.5 單孔夾片錨具（a）組裝圖；（b）錨環(huán)；（c）三夾片；（d）二夾片；（e）斜開縫三夾片1－鋼絞線；2－錨環(huán)；3－夾片；4－彈性槽,,4,26

17、,27,多孔夾片式錨具也稱群錨，由多孔的錨環(huán)與夾片組成。主要產品有：XM型、QM型、OVM型、BS型等。多孔夾片錨具都有配套的鋼墊板、喇叭管與螺旋筋等，在施工中使用十分方便。 （1）XM型錨具 XM型錨具由錨板與夾片組成如圖5.2.6所示。錨板的錐形孔沿圓周排列，對φS15鋼絞線，間距不小于36mm。錐形孔中心線的傾角1:20。,3.多孔夾片式錨具,28,圖5.2.6 XM型錨具（a）裝配圖；（b）錨板,29,XM型錨具,3

18、0,（2）QM型錨具 ●QM型錨具由錨板與夾片組成。錨板頂面為平面，錐形孔為直孔；夾片為三片式直開縫。QM型錨具適用于錨固4~31根φS12鋼絞線和3~19φS15鋼絞線。此外，備有配套喇叭形鑄鐵墊板與彈簧圈等。 ● XM型錨具適用于錨固3~37根φS15鋼絞線，也可用于錨固鋼絲束。該錨具廣泛用于各種后張法施工的預應力混凝土結構和構件，或用于斜拉橋的纜索。,31,（3）OVM型錨具 該錨具是在QM型錨具的基礎上發(fā)

19、展起來的，夾片改用兩片式，適用于錨固3～55根φS12鋼絞線和3～55根φS15鋼絞線。OVM型錨具的形狀與尺寸見圖5.2.7。,,圖5.2.7 OVM型錨具示意圖,32,OVM錨具,33,（4）BM型扁錨具 當預應力鋼絞線配置在板式結構內時，為了避免因配預應力筋而增大板的厚度，將錨具做成扁平形狀，如圖5.2.8。該錨具適用于錨固2～5根φS13或φS15鋼絞線。,圖5.2.8 BM型扁錨具,34,,BM型扁錨具,35,LM

20、型螺絲端桿錨具由螺絲端桿、螺母和墊板組成，如圖5.2.9所示。螺絲端桿采用45號鋼，螺母與墊板采用Q235號鋼(HPB235)，不調質。螺桿錨具的強度不得低于預應力筋的實際抗拉強度。螺絲端桿與預應力筋的焊接，應在預應力筋冷拉以前進行。冷拉時螺母的位置應在螺絲端桿的端部，經(jīng)冷拉后螺絲端桿不得發(fā)生塑性變形。,（二）支承式錨具,1.LM型螺絲端桿錨具,36,●螺絲端桿錨具適用于直徑14～36mm的冷拉Ⅱ～Ⅲ級鋼筋，也可作為先張法夾具使用。,圖

21、5.2.9 螺絲端桿錨具（a）裝配圖；（b）螺桿；（c）螺母；（d）墊板,37,LM型螺絲端桿錨具,38,幫條錨具由幫條和襯板組成。幫條錨具的幫條采用與預應力筋同級別的鋼筋，襯板采用配套低碳鋼鋼板。幫條錨具的三根幫條應成120°均勻布置。三根幫條應垂直于襯板，以免受力時發(fā)生扭曲。幫條焊接宜在鋼筋冷拉前進行，并防止燒傷預應力筋。,圖 5.2.10 幫條錨具,2.幫條錨具,39,●JLM型錨具由連接器、錐形螺母及墊板組成。由

22、于精軋螺紋鋼筋本身軋有外螺紋，不需專門的螺桿，可以直接擰上螺母進行錨固，也可以擰上連接器進行鋼筋連接，避免了焊接。 ●螺母與連接器的內螺紋應與之匹配，防止鋼筋從中拉脫。螺母分為平面螺母和錐形螺母兩種，螺母材料采用45號鋼，調質熱處理后硬度為HB220～253。墊板也相應分為平面墊板與錐面墊板。該錨具適用于錨固直徑25mm和32mm的高強精軋螺紋鋼筋。,3.JLM型精軋螺紋鋼筋錨具,40,41,●鐓頭錨具是利用鋼絲兩端的鐓粗頭來錨

23、固預應力鋼絲的一種錨具，如圖5.2.11所示。鐓頭錨具加工簡單，張拉方便，錨固可靠，成本較低，但對鋼絲束的等長要求較嚴。 ●這種錨具可根據(jù)張拉力大小和使用條件，設計成多種形式和規(guī)格，能錨固任意根數(shù)的φP5和φP7鋼絲束。,（φP－光面； φH－螺旋肋； φI－ 刻痕）,4.DM型鐓頭錨具,42,圖5.2.11 鋼絲束鐓頭錨具（a）裝配圖；（b）A型錨杯；（c）螺母；（d）B型錨板,43,DM型墩頭錨具,44,最常用的鐓頭

24、錨具分為A型和B型。A型為張拉端，由錨環(huán)和螺母組成；B型為固定端，為一錨板。DM型錨具的加工材料：錨環(huán)與錨板采用45號鋼，螺母采用30號或45號鋼。,（三）錐塞式錨具,1.GZ型鋼質錐形錨具,鋼質錐形錨具由錨環(huán)與錨塞組成，如圖5.2.12所示。錨環(huán)采用45號鋼，錐度為5°，調質熱處理硬度HB251～283。錨塞也采用45號鋼或T7、T8碳素工具鋼，表面刻有細齒，熱處理硬度HRC55～58。,45,圖5.2.12 鋼質錐形錨具

25、（a）裝配圖；（b）錨環(huán)；（c）錨塞,,●這種錨具適用于錨固12～24根φP5鋼絲束。鋼質錐形錨具使用時，應保證錨環(huán)孔中心、預留孔道中心和千斤頂軸線三者同心，以防止壓傷鋼絲或造成斷絲。錨塞的預應力宜為張拉力的50％～60％。,46,GZ型鋼質錐形錨具,47,KT－Z型錨具是可鍛鑄鐵錐形錨具的簡稱，是由錨環(huán)與錨塞組成，見圖5.2.14。錨環(huán)與錨塞均用KT37－12或KT35－10可鍛鑄鐵鑄造成型。 此種錨具為半埋式，使用時

26、，先將錨環(huán)小頭嵌入承壓鋼板中，并用斷續(xù)焊縫焊牢，然后埋設在構件端部。適用于錨固3～6根直徑12mm的冷拉Ⅲ、Ⅳ級鋼筋，直徑8mm的Ⅴ級鋼筋及φS12的鋼絞線。,2.KT-Z型錨具,48,圖5.2.14 KT-Z型錨具（a）組裝圖；（b）錨環(huán)；（c）錨塞,49,KY-Z型錨具1—錨環(huán)；2—錨塞,50,●預應力張拉設備主要包括預應力用千斤頂和油泵等。預應力用千斤頂主要以液壓千斤頂為主，但應用長線法生產預制構件，張拉冷軋帶肋鋼絲等拉力不

27、大的預應力筋時，采用電動螺桿張拉機，具有操作簡單、張拉速度快，生產效率高等優(yōu)點。 ●張拉設備是預應力結構實施張拉和確保張拉控制應力準確的關鍵工藝設備，因此要求張拉設備操作方便、可靠、能準確控制應力，能均勻地增大拉力。張拉設備應裝有測力儀表，以準確建立張拉力。 張拉設備應由專人使用和保管，并定期維護與校驗。,§5.3 預應力張拉設備,51,穿心式千斤頂?shù)臉嬙焯攸c為沿千斤頂軸線有一穿心孔道，供穿預應力筋或張拉桿之

28、用；其有兩個工作油缸，分別負責張拉和頂壓錨固；張拉活塞采用液壓回程，頂壓活塞采用彈簧回程或液壓回程；張拉油缸與頂壓油缸的排列有并聯(lián)和串聯(lián)兩種形式。 它既適用于張拉并頂錨帶有夾片錨具的鋼絲線、鋼絲束，當配上撐力架、拉桿等附件后，又可以作為拉桿式千斤頂使用。根據(jù)使用功能不同可分為YC型、YCD型、YCQ型和YDC等系列產品。,一、預應力用液壓千斤頂,（一）穿心式千斤頂,52,●YDCS650型千斤頂 這種千斤頂是一種用途最廣

29、的穿心式千斤頂，主要用于張拉帶有JM型錨具的3～6根直徑為12mm的Ⅳ級鋼筋束和φS12鋼絞線束；配上撐腳與拉桿后，也可張拉帶有螺桿錨具的粗鋼筋或帶有鐓頭錨具的鋼絲束。 ●此外，在千斤頂?shù)那昂蠖朔謩e裝上分束頂壓器和工具錨后，還可張拉帶有鋼質錐形錨具的鋼絲束。YDCS650型千斤頂?shù)臉嬙煲妶D5.3.1。,53,圖5.3.1 YDCS650型千斤頂構造1－大缸體；2－穿心套；3－頂壓活塞；4－護套；5－回程彈簧；6－連接套

30、；7、10－JA型防塵圈；8－頂壓頭；9－撐套；11、14、15、16－YX密封圈；12－油嘴組件；13－缸體；17－堵頭；18－壓環(huán)；19―O形密封圈,54,55,56,57,YDZ錐錨式千斤頂主要用于張拉采用鋼質錐型錨具的預應力鋼絲束和KY-Z型錨具的預應力鋼筋束或鋼絞線束。YDZ型錐錨式千斤頂主要由張拉缸、頂壓油缸、退楔缸、楔塊、錐形卡環(huán)、錐形錨具等組成，其構造見圖5.3.3。,圖5.3.3 錐錨式千斤頂構造簡圖1－端蓋；2－

31、張拉活塞；3－油缸；4－卡盤；5－楔塊；6－頂桿；7－回程彈簧；8－分絲頭,（二）錐錨式千斤頂,58,錐錨式千斤頂,59,●電動螺桿張拉機主要適用于預制廠在長線臺座上，張拉冷軋帶肋鋼絲等預應力筋。圖5.3.4為DL1型電動螺桿張拉機構造圖。 ●其工作原理：電動機正向旋轉時，通過減速箱帶動螺母旋轉，螺母即推動螺桿沿軸向向后運動，張拉鋼筋。彈簧測力計上裝有計量標尺和微動開關，當張拉力達到要求數(shù)值時，電動機能夠自動停止轉動。,二、電

32、動螺桿式張拉機,60,,圖5.3.4 DL1型電動螺桿張拉機構造圖1－螺桿；2、3－拉力架；4－張拉夾具；5－頂桿；6－電動機；7－齒輪減速箱；8－測力計；9，10－車輪；11－底盤；12－手把；13－橫梁；14－鋼筋；15－錨固夾具,●錨固好鋼絲后，使電動機反向旋轉，螺桿即向前運動，放松鋼絲，完成張拉操作。DL1型電動螺桿張拉機的最大張拉力10kN，最大張拉行程780mm；張拉速度2m／min；適于5mm螺旋肋和冷軋帶肋鋼絲的張

33、拉。為便于張拉和轉移，常將其裝置在帶輪的小車上。,61,,●預應力高壓油泵是預應力液壓機具的動力源。油泵的額定油壓和流量，必須滿足配套機具的要求。大部分預應力液壓千斤頂?shù)纫簤簷C具，都要求油壓在50MPa以上，流量較小，要求能連續(xù)高壓供油，油壓穩(wěn)定，操作方便。 ●高壓油泵按照驅動方式分為手動和電動兩種。目前國內生產的油泵大部分為電動式高壓油泵，能與各種機具配套，完成預應力張拉、鋼筋冷拉、冷鐓和重物提起，起重以及進行鋼筋壓接、冷

34、彎、切斷等工作。預應力油泵主要為軸向柱塞泵，常用的型號有2ZB4-50、ZB3／63、ZB10／32～4／80、ZB.8－50和ZB.6-63等。,三、高壓油泵,62,圖5.3.5 2ZB4－50型電動油泵1－拉手；2－電源開關；3－控制閥；4－壓力表；5－電動機及油泵；6－油箱小車；,●2ZB4－500型電動油泵的外形如圖5.3.5所示。主要用于預應力筋張拉、鐓頭、結構試驗加載、液壓頂升和提升等工作。其優(yōu)點為性能穩(wěn)定、與液壓千斤頂

35、配套性好、適用范圍廣、加工性能好和價格低廉。但也有吊運不便、油箱容量較小等缺點。,63,●施加預應力用的機具設備及儀表，應由專人使用和管理，并應定期進行維護和標定。 ●張拉設備應配套標定，以確定張拉力與壓力表讀數(shù)的關系曲線。標定張拉設備用的試驗機或測力計精度，不得低于±2%。壓力表的精度不宜低于1.5級，最大量程不宜小于設備額定張拉力的1.3倍。標定時，千斤頂活塞的運行方向，應與實際張拉工作狀態(tài)一致。,四、千斤頂?shù)臉?/p>

36、定,64,●張拉設備的標定期限，不宜超過半年。當發(fā)生下列情況之一時，應隨時重新標定： ①千斤頂經(jīng)過拆卸修理； ②千斤頂久置后重新使用； ③壓力表受過碰撞或出現(xiàn)失靈現(xiàn)象； ④更換壓力表； ⑤張拉中預應力筋發(fā)生多根破斷事故或張拉伸長值誤差較大。,65,用測力計標定千斤頂簡單可靠、準確程度較高。常用的測力計有水銀壓力計、壓力傳感器或彈簧測力環(huán)等，標定裝置如圖5.3.6和5.3.7。,圖5.3.

37、6 用穿心式壓力傳感器標定穿心式千斤頂1－螺母；2－墊板；3－穿心式壓力傳感器；4－橫梁；5－拉桿；6－穿心式千斤頂,1.用標準測力計標定,66,圖5.3.7 用壓力傳感器（或水銀壓力計）標定千斤頂1－壓力傳感器（或水銀壓力計）；2－框架；3－千斤頂,,工具式螺桿,67,●標定時，確定的分級荷載讀數(shù)重復三次，取其平均值，將測得的各值繪成標定曲線。實際使用時，可由此標定曲線找出與要求的N值相對應的p值。 ●圖5.3.

38、8示出千斤頂張拉力與壓力表讀數(shù)的關系曲線。如果需要測試孔道反摩擦損失，則還應求出千斤頂主動工作后回油時的標定曲線。,圖5.3.8千斤頂張拉力與表讀數(shù)的關系曲線（a）千斤頂被動工作；（b）千斤頂主動工作,68,此外，也可采用兩臺千斤頂臥放對頂并在其連接處裝標準測力計進行標定。 ●拉桿式千斤頂?shù)臉硕ǎ嗽诶υ囼灆C上進行。穿心式、錐錨式和臺座式千斤頂?shù)臉硕?，宜在壓力試驗機上進行。 ●標定時，將千斤頂放在試驗機上并

39、應對準中心。開動油泵使千斤頂活塞運行至全部行程的1/3左右，開動試驗機，使拉桿與試驗機夾具連好或使壓板與千斤頂接觸。,2．用試驗機標定,69,●當試驗機處于工作狀態(tài)時，再開動油泵，使千斤頂張拉或頂壓試驗機。分級記錄讀數(shù)，重復三次，取其平均值。如需要測試孔道摩擦損失，則標定時應將千斤頂進油嘴關閉，用試驗機壓千斤頂，得出千斤頂被動工作時油壓與噸位的標定曲線。,70,●先張法是指先張拉鋼筋，后澆筑混凝土的方法，如圖5.4.1所示。在澆筑混凝土

40、前先張拉預應力鋼筋，并將其固定在臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土。 ●當混凝土強度達到要求的放張強度后，放松端部錨固裝置或切斷端部外露鋼筋，鋼筋回縮，使原來由臺座或鋼模板承受的張拉力傳給構件的混凝土，使混凝土內產生預壓應力，預應力的傳遞主要依靠混凝土與預應力筋的粘著力和握裹力。,§5.4 先張法施工,71,●這種方法常用于生產預制構件，需要有張拉臺座或承受張拉的鋼模板，以便臨時錨固張拉好的預應力筋。,圖5.4.

41、1 先張法示意圖（a）張拉預應力鋼筋；（b）澆注混凝土；（c）放松預應力筋1－臺座承力架；2－橫梁；3－臺面；4－預應力筋；5－錨固夾具；6－混凝土構件,先張法,72,●先張法生產可采用臺座法或機組流水法：,●臺座法—又稱長線生產法，預應力筋的張拉、錨固、混凝土構件的澆筑、養(yǎng)護和預應力筋的放松等工序皆在臺座上進行，預應力鋼筋的張拉力由臺座承受。 ●機組流水法—又稱模板法，構件是在鋼模中生產，預應力筋由鋼模承受，構件連同

42、鋼模按流水方式完成張拉、澆筑、養(yǎng)護等生產過程，生產效率高，機械化程度較高，一般用于生產各種中小型構件。,73,●其工藝流程如圖5.4.2。,圖5.4.2 先張法生產工藝流程圖,74,●臺座是先張法生產的主要設備之一，它承受預應力筋的全部張拉力，因此要求臺座有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性，以避免臺座變形、傾覆、滑移而引起預應力的損失。先張法生產的臺座類型主要有以下幾種：,墩式臺座是采用混凝土墩作為承力結構的臺座，一般由臺墩、臺面與橫梁組

43、成。目前常用的是臺墩與臺面共同受力的墩式臺座。墩式臺座一般用于平臥生產的中小型構件，如屋架、空心板、平板等。臺座的尺寸由場地條件、構件類型和產量等因素確定。如圖5.4.3所示。,一、臺座,（一）墩式臺座,75,圖5.4.3墩式臺座1－臺墩；2－橫梁；3－臺面；4－預應力筋,76,先張法墩式臺座,77,,●槽式臺座由端柱、傳力柱、橫梁和臺面組成，見圖5.4.7，既可承受拉力，又可作養(yǎng)護槽，適用于張拉較高的大型構件，如吊車梁、屋架等。

44、 ●槽式臺座的長度一般不大于80m，寬度隨構件外形及制作方式而定，一般不小于1m。端柱、傳力柱的端面必須平整，對接接頭必須緊密，柱與柱墊必須牢靠連接。為便于混凝土輸送及蒸汽養(yǎng)護，臺座宜低于地面，但需考慮地下水位的影響及防雨排水的措施。為便于拆遷，臺座應設計成裝配式。,（二）槽式臺座,78,圖5.4.7 槽式臺座構造1－中間傳力柱；2－磚墻；3－下橫梁；4－上橫梁；5－端柱,79,,●為了便于脫模，在鋪設預應力筋前，對臺面及模

45、板應先刷隔離劑。同時應采取措施防止隔離劑玷污預應力筋。如果預應力筋被污染應立即清理干凈，在生產過程中應防止雨水等沖刷掉臺面上的隔離劑。 ●預應力筋按結構形式分單向和雙向預應力筋（包括曲線筋），雙向時宜先鋪下層，后鋪上層筋。預應力筋鋪設時，鋼筋之間的連接或鋼筋與螺桿的連接，應采用連接器進行連接。連接器必須符合夾具的錨固性能要求。,二、先張法施工工藝,（一）預應力筋的鋪設,（先張法）,80,●預應力筋的張拉應嚴格按設計要求進行

46、。采用合適的張拉控制應力、張拉方法、張拉程序等進行，并應有可靠的保證質量措施和安全措施。,先張法預應力筋的張拉有單根張拉與多根成組張拉。（1）單根預應力筋張拉－指每次張拉一根預應力筋。 ●采用該方法所用設備構造簡單，易于保證應力均勻，但生產效率低，而且對預應力筋過密或間距不夠大時，單根張拉和錨固較困難。,（二）預應力筋張拉,1.張拉方法,81,（2）多根預應力筋成組張拉－指一次同時張拉多根預應力筋。 成組張拉能提高

47、工效，減輕勞動強度，但所用設備構造較復雜，且需用較大的張拉力。,●鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋等塑性小的硬鋼，控制應力按其極限抗拉強度標準值控制。 ●冷拉II～IV級粗鋼筋塑性較大的軟鋼，按其冷拉后的屈服強度標準值控制。,2.張拉控制應力,82,● 預應力筋的張拉控制應力，應符合設計要求。當施工中預應力筋需要超張拉時，可比設計要求提高5％，但其最大控制應力不得超過表5.4.1的規(guī)定。,表5.4.1

48、 最大張拉控制應力允許值,,注：fptk為預應力筋極限抗拉強度標準值； fpyk為預應力筋屈服強度標準值。,83,●當進行多根預應力筋成組張拉時，應設法調整各預應力筋的初應力，使其長度、松緊一致，以保證張拉后預應力筋的應力一致。 ●預應力筋張拉錨固后實際建立的預應力值與工程設計規(guī)定檢驗值的相對允許偏差為±5%。要求每工作班抽查預應力筋總數(shù)的1%，且不少于3根，同時應檢查預應

49、力筋檢測記錄。,預應力筋的張拉方法有超張拉法和一次張拉法兩種。對于粗鋼筋（冷拉II~IV級粗鋼筋），宜采用超張拉程序：,3．張拉程序,84,,●對于鋼絲宜采用一次張拉程序：,,式中：σcon——預應力筋的張拉控制應力，一般由設計確定。 ●超張拉程序中，超張拉5％并持荷2min，可減少50％以上的松弛應力損失。 ● 一次張拉程序中，超張拉3％，其目的是為了彌補設計中預見不到的預應力損失，這種張拉程序施工簡便

50、，一般常采用。,85,如果在設計中鋼筋的應力松弛損失按一次張拉法取值，則張拉程序取 就可滿足要求。,,（5.4.4）,,－預應力張拉力； －超張拉系數(shù)，1.03～1.05； －預應力張拉控制應力（ ）； －預應力截面

51、積（ ）。,,,,,,,4.預應力張拉,86,●張拉時預應力筋可單根或多根進行，多根進行時首先調整預應力筋的初應力，以保證張拉完后應力一致。初應力值一般取10％的控制應力。 ●張拉完畢，預應力筋對設計位置的偏差不得大于5mm，且不得大于構件截面最短邊長的4%。 ●張拉時，臺座兩端應有防護設施，沿臺座長度方向每隔4～5m放一個防護架，兩端嚴禁站人，也不準進入臺座。,87,預應力鋼

52、筋用應力控制方法張拉時，應校核預應力筋的伸長值。實際伸長值與設計計算理論伸長值的相對允許偏差為±6％。 預應力筋的設計計算理論伸長值ΔL（mm），可按下式計算：,,（5.4.5）,式中 NP—預應力筋的平均張拉力（N），直線筋取張拉端的拉力，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；,5. 預應力值校核,88,L—預應力筋的長度（mm）； Es—預應力筋的彈性模量（N/mm2）

53、； AP—預應力筋的截面積（mm2）。,● 預應力筋的實際伸長值，宜在初應力約為10%σcon時開始量測。實際伸長值ΔL′應等于：,,（5.4.6）,式中 ΔL1—從初應力至最大張拉力之間的實際伸長值； ΔL2—初應力以下的推算伸長值。,89,●關于推算伸長值ΔL2，可根據(jù)彈性范圍內張拉力與伸長值成正比的關系，用計算法或圖解法確定。,采用計算法時：,,（5.4.7）,式中 σ0—初應力值（MPa）。

54、,●預應力鋼絲張拉時，伸長值不作校核。鋼絲張拉錨固后，應采用鋼絲內力測定儀檢查鋼絲的預應力值。預應力筋張拉錨固后實際建立的預應力值與工程設計規(guī)定檢驗值的相對允許偏差為±5%。,90,●鋼筋張拉、綁扎及立模工作完畢后，即應澆筑混凝土，澆筑時，振動器不應碰撞鋼絲，混凝土未達一定強度前，也不允許碰撞或踩動鋼絲。 ●嚴格控制用水量和水泥用量，混凝土必須振搗密實以減少混凝土由于收縮徐變而引起的預應力損失。 ●采用重

55、疊法生產構件時，下層混凝土構件強度達到5MPa后，方可澆筑上層。當平均溫度高于20℃時，每兩天可迭搗一層。氣溫較低時，可采用早強措施，以縮短養(yǎng)護時間，加速臺座周轉，提高生產率。,（三）混凝土的澆筑與養(yǎng)護,91,●混凝土養(yǎng)護可采用自然養(yǎng)護、蒸汽養(yǎng)護或太陽能養(yǎng)護等方法。 ●當采用蒸汽養(yǎng)護時，應采用二階段（次）升溫法，第一階段升溫的溫差控制在20℃以內（一般以不超過10～20℃/h為宜），待混疑土強度達10MPa以上時，再按常規(guī)升

56、溫制度養(yǎng)護。,92,●放松預應力筋時，當設計無規(guī)定時，混凝土設計強度標準值不得低于75％。當預應力筋為高強螺旋肋鋼絲或刻痕鋼絲時，放張強度不宜低于30MPa。預應力筋放張時，宜同時、緩慢放松預應力筋。 ●預應力筋的放張順序，應符合設計要求；當設計無專門要求時，應符合下列規(guī)定： ①軸心受預壓構件（如拉桿、樁等），所有預應力筋同時放張； ②偏心受預壓構件（如梁等），應先同時放松預拉區(qū)和預壓應力較小區(qū)域的預應力筋，再同時

57、放張預壓力較大區(qū)域的預應力筋；,（四）預應力筋放張,93,③如不能滿足①、②兩項要求時，應分階段、對稱、相互交錯地進行放張，以防止放張過程中構件發(fā)生彎曲、裂紋和預應力筋斷裂。,94,●后張法，就是先制作構件（或塊體），并在預應力筋的位置預留出相應的孔道，待混凝土強度達到設計規(guī)定的數(shù)值后，穿入預應力筋（預埋金屬螺旋管可事先穿筋）進行張拉，并加以錨固，張拉力由錨具傳給混凝土構件產生預壓應力，張拉完畢幾小時后在孔道內灌漿。如圖5.5.1所示。

58、 ●后張法不需要臺座設備，大型構件可分塊制作，運到現(xiàn)場拼裝，利用預應力筋連成整體。因此，后張法靈活性較大，適用于現(xiàn)場預制或工廠預制塊體，現(xiàn)場拼裝的大中型預應力構件、特種結構和構筑物等。,§5.5 后張法施工,95,圖5.5.1 后張法施工示意圖（a）制作預應力構件；（b）張拉預應力筋；（c）錨固、放松預應力筋1－混凝土構件；2－預留孔道；3－預應力筋；4－張拉千斤頂；5－錨具,后張法,96,●但后張法施工

59、工序較多，且錨具不能重復使用，耗鋼量較大。 ●后張法的施工工藝流程如圖5.5.2所示。 ●預應力后張法構件的生產分為兩個階段，一為構件生產階段；二為預加應力階段，其中包括錨具與預應力筋的制作、預應力筋的張拉和孔道灌漿等工藝。,97,圖5.5.2 后張法生產工藝流程圖,98,,● 預應力筋的下料長度，應按張拉方法需要詳細計算，計算時要相應考慮以下因素：鋼筋品種、結構或構件的直線或曲線孔道長度、錨具厚度、千斤頂長度、鐓

60、頭預留量、冷拉伸長率、彈性回縮率、張拉伸長值和張拉設備、施工方法等各種因素。 ●目前，常用的預應力筋有單根粗鋼筋、鋼絲束、鋼絞線三種。,一、預應力筋制作,（一）預應力筋下料長度計算,99,使用螺絲端桿錨具分為：兩端用螺絲端桿錨具；一端用螺絲端桿、另一端用幫條（或墩頭）錨具兩種錨固，見圖5.5.3，各自下料長度計算如下：（1）兩端用螺絲端桿錨具（見圖5.5.3a）時，預應力筋的下料長度可按下式計算：,,,1.粗鋼筋下料長度,

61、100,圖5.5.3 粗鋼筋下料長度計算示意圖（a）兩端用螺絲端桿錨具時 1－預應力筋；2－螺絲端桿錨具；4－孔道；5－混凝土構件,,（5.5.2）,101,（2）一端用螺絲端桿另一端用幫條（或鐓頭）錨具（見圖5.5.3b）時，預應力筋的下料長度可按下式計算：,,,圖5.5.3 粗鋼筋下料長度計算示意圖（b）一端用螺絲端桿錨具時1－預應力筋；2－螺絲端桿錨具；3－鐓頭或幫條錨具； 4－孔道；5－混凝土構件,（5.5.2）,

62、102,式中 —預應力筋的鋼筋部分下料長度（mm）； Δ—每個對焊接頭的壓縮長度（mm），一般為30～40mm； —構件的孔道長度（mm）； —螺絲端桿長度（mm）； —螺絲端桿外露長度（mm）； —鐓頭或幫條錨具的長度（mm）。采用鐓頭錨時，一般取2.25倍鋼筋直徑加15mm；采用幫條錨時，一般取65～80m

63、m。 n—對焊接頭的數(shù)量； —鋼筋冷拉伸長率（由試驗確定）； —鋼筋冷拉彈性回縮率（由試驗確定）。,103,螺絲端桿外露長度 可按下式計算：,用拉伸機張拉時，張拉端：,,（5.5.3）,錨固端：,,（5.5.4）,● 預應力鋼絲束一般由幾根至幾十根直徑為5～7mm的鋼絲組成。由于其錨具不同，其下料長度計算分別如下： （1）采用錐形錨具，以錐錨式千斤頂張拉

64、時，鋼絲束的下料長度L，按下式計算。,式中：H－螺母高度（mm）；h－墊板厚度（mm）；,2. 鋼絲束下料長度,104,兩端張拉，下料長度：,一端張拉，下料長度：,（5.5.5）,（5.5.6）,105,,,式中 —構件的孔道長度（mm）； —錨環(huán)厚度（mm）； —千斤頂分絲頭至卡盤外端距離（mm）。,106,（2）采用鐓頭錨具（圖5.5.4）時

65、，鋼絲的下料長度為：,兩端張拉時，下料長度：,,（5.5.7）,一端張拉時，下料長度 ：,,（5.5.8）,圖5.5.4 鐓頭錨具的鋼絲下料計算簡圖1－混凝土構件；2－孔道；3－鋼絲束；4－錨杯；5－錨環(huán)；6－錨板,107,108,式中 l —構件的孔道長度（mm）； a—錨杯底部厚度或錨板厚度（mm）； δ—鋼絲鐓頭留量（mm），對φP5取10mm； H—錨杯高度（mm）；

66、 H1—螺母高度（mm）； ΔL—鋼絲束張拉伸長值； C—張拉時構件混凝土的彈性壓縮值（mm）。,（3）采用錐形螺桿錨具，以拉桿式千斤頂張拉時，鋼絲下料長度L計算如下：,鋼絲的下料長度：,,（5.5.9）,109,110,式中 l1—螺絲端桿長度； l2—螺絲端桿外露長度； l6—錐形螺桿錨具的套筒長度； a—鋼絲伸出套筒長度，取20mm。,

67、采用夾片式錨具，在構件上使用穿心式千斤頂張拉，鋼絞線下料長度L計算如下：,兩端張拉，下料長度：,,一端張拉，下料長度：,,（5.5.10）,（5.5.11）,3．鋼絞線下料長度,111,圖5.5.5 鋼絞線下料長度計算簡圖1-混凝土構件；2-孔道；3-鋼絞線；4-夾片式工作錨；5-穿心式千斤頂；6-夾片式工具錨,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,100,100,式中 l—構件的孔道長度； L7—夾片式

68、工作錨厚度； L8—穿心式千斤頂長度； L9—夾片式工具錨厚度。,112,,預應力鋼筋一般為高強鋼材，若局部過熱或急劇冷卻，將引起該部位產生脆性變態(tài)，危險性很大。因此，對鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋及冷拉Ⅳ級鋼筋，宜采用砂輪鋸或切斷機切斷，不得采用電弧切割。用砂輪切割機下料具有操作方便，效率高、切口規(guī)則無毛頭等優(yōu)點，尤其適合現(xiàn)場使用。,（二）下料,113,●鋼絲下料前先調直，如φ5mm大盤徑鋼絲，用調直機