预应力混凝土工程_课件.pdf

1预应力混凝土工程主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后张法的;施工工艺，机具设备和施工方法。无粘结预应力混 凝土施工原理、特点及应用。学习要求：了解预应力混凝土的概念）及其在工程应用中 的优点；熟悉预应力混凝土的材料品种、规格及要求；熟悉先张法、后张法的施工工艺；掌握先张法、预应力筋的控制应力、张拉程序 和放张顺序的确定和注意事项；掌握后张法孔道留设、锚具选择、预应力筋的 张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理 及应用；熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。麴普通混凝土构件抗裂性能差，它的抗拉极限应变值 只有0.oooro.00015,即相当于每米只能拉长 0.To.15mm,超过这个数值就会开裂，因此，钢筋 混凝土受拉构件，如果要保证混凝土不开裂，钢筋 的应力只能用到203 0N/mm2 fy=E e=2X105 X(0.oooro.00015)=203 0N/mm2 o 因而,对于在使用中不允许开裂的构件，设计时不得不把受 拉区混凝土的截面增大，从而增加了结构的自重；对于允许出现裂缝的构件，由于受裂缝宽度的限制，在使用荷载下，钢筋应力也只能用到15CP250N/mm2,从而限制了钢筋混凝土构件中采用高强钢材来 节约钢材的可能性。电普通混凝土受拉区容易出现开裂的缺点同使用要求 之间的矛盾以及高强钢材不断发展与普通混凝土构 件中不能充分发挥其高强性能的矛盾,促使人们在 设计理论与施工工艺方面的研究有了新的突破预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的 作用，即在外荷载作用于构件之前，利用 钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区的 混凝土预先施力口压力，产至预床应力，隹 混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗 拉强度高和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 后随着荷载不断增加，受拉区混凝土力受 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 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。-预加应力的方法，可以分为先张法和 后张法两类。先张法是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预 应力靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递给 混凝土。后张法是先浇筑混凝土并预留孔道，待混 凝土达到一定强度后张拉钢筋，预应力靠 锚具传递给混凝土。为了达到较高的预应力值，宜优先采 用高标号混凝土。当采用冷拉HRB3 3 5、HRB4 00钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋 时，其混凝土强度不宜低于C3 0；当采用消 除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应 力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C4 0。5.1先张法5.2后张法5.3 无粘结预应力混凝土施工5.4 液压张拉设备仪表的使用 安全技术、校验与操作本章小结05.1先张法先张法：在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计 控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，进行 绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待 混凝土达到规定的强度，保证预应力筋与混凝土有足够 的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结 力，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混 凝土获得预压应力。先张法生产示意图见图5.1所示。图5.1先张法生产示意图（a）预应力筋张拉；（b）混凝土浇筑和养护；（c）放松预应力筋 1一台座；2横梁；3一台面；4预应力筋；5夹具；6构件 先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如 楼板、屋面板、楝条及吊车梁等。先张法生产时，可采用台座法和机组流水法。采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇 筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋 放松前，其拉力由台座承受。采用机组流水法时，构件连同钢模通过固定的机组，按 流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇筑和养护）每一 生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。先张法施,之流程如图5.2所示。图5.2先张法施工工艺流程图5.1.1先张法施工准备5.1.1.1 台座台座由台面、横梁和承力结构等组成，是先张法生产 的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和 养护及预应力筋放张等全部施工过程都在台座上完成；预 应力筋放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台 座应有足够的强度、刚度和稳定性。(1)墩式台座墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共 同承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。墩式台座的儿种形式重力式与台面共同作用式二:9力构架式三3,2台墩氢台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。客承力台墩设计时，皮进行稳定性和强度验算。稳定性验 算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得 小于1.5,抗滑移系数不得小于1.3。目抗倾覆验算的计算简图如图5.3所示,按下式计算：式中Ko二前座蚯豳獴安全系数；M,由照拉石产生的倾覆力矩，kN-m；M=T-ee-张拉合力T的作用点到倾覆转动点。的力 臂，m；一抗倾覆力矩，kNm。如忽略土压力,则图5.3墩式台座抗倾覆验算简图抗滑移能力按下式验算:K”晨 1.3 式中Ke1充骨移安全系数；T-张拉力合力，kN；T1-抗滑移的力，kN；对于独立的台 墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等产生；对 与台面共同工作的台墩，其水平推力几乎全 部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑 移计算，此时应验算台而的强度。D台面台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平 整，它是在厚150mm夯实碎石垫层上，浇筑6080mm厚 C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平 整、光滑，沿其纵向有3%的排水坡度。横梁横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临 时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋 的支座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。(2)槽式台座熨槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组 成。卷槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护 槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。电槽式台座构造如图5.3所示。定槽式台座需进行强度和稳定性计算。端柱和 传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受压构 件计算。槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力矩及部分张拉力矩组成。图5.4槽式台座1一钢筋混凝土端柱；2砖墙；3一下横梁；4一上横梁；5一传力柱；6一柱垫5.1.1.2 夹具夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性 锚固装置。一按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。（1）钢丝锚固夹具圆锥齿板式夹具（锥销夹具）锥销夹具可分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式 夹具，如图5.5所示。徼头夹具如图5.6所示,采用徼头夹具时，将预应力筋(a)1(b)图5.5钢质锥形夹具(a)圆锥齿板式；(b)圆锥槽式 1一套筒；2齿板；3钢丝；4锥塞图5.6固定端锁头夹具1垫片；2一徽头钢丝；3一承力板(2)钢筋锚固夹具麴钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成(图5.7)o目其型号有YJ12、YJ14,适用于先张 法；用YC-18型千斤顶张拉时，适 用于锚固直径为12mm、14mm的单 根 冷 拉 HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。4 5（。）(b)20圆套筒二片式夹具图5.7圆套筒三片式夹具（a）装配图；（b）夹片；（c）套筒 1一套筒；2夹片；3一预应力钢筋2张拉夹具/张拉夹具是夹持住预应力筋后，与张拉机械连接 起来进行预应力筋张拉的机具。常用的张拉夹具有月牙形夹具、偏心式夹具、楔 形夹具等，如图5.8所示,适用于张拉钢丝和直 径16nmi以下的钢筋。力30(a)(c)图5.8张拉夹具月牙形夹具：(b)偏心式夹具;(c)楔形夹具5.1.1.3张拉设备，.张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张 拉力的1.5倍；张拉机具的张拉行程不小 于预应力筋伸长值的L 11.3倍。(1)钢丝张拉设备一钢丝张拉分单根张拉和成组张拉。免用钢模以机组流水法或传送带法生产构 件时，常采用成组钢丝张拉。段在台座上生产构件一般采用单根钢丝张 拉，可采用电动卷扬机、电动螺杆张拉 机进行张拉。电动卷扬机张拉、杠杆测力装置如图5.10所示。电动螺杆张拉机如图5.11所示,电动螺杆张拉机由螺杆、顶杆、张拉夹具、弹簧测力器及电动机组成。175454 50600图5.10卷扬机张拉、杠杆测力装置示意图1钳式张拉夹具；2钢丝绳；3、4一杠杆；5一断电器；6祛码：7夹轨器：8导向轮：9卷扬机：10钢丝3图5.11电动螺杆张拉机1电动机；2皮带；3齿轮；4齿轮螺母；5一螺杆；6一顶杆；7一台座横梁;8钢丝；9锚固夹具；10张拉夹具；11弹簧测力计；12滑动架(2)钢筋张%设备 穿心式千斤顶用于直径1220mm的单根钢筋、钢绞线 或钢丝束的张拉。用YC 20型穿心式千斤顶(图5.12)张拉时，高压油泵 启动，从后油嘴进油，前油嘴回油，被偏心夹具夹紧的 钢筋随液压缸的伸出而被拉伸。YC20型穿心式千斤顶的最大张拉力为20kN,最大行 程为200mm。适用于用圆套筒三片式夹具张拉锚固12 20mm单根冷拉HRB335、HRB400和RRB400钢筋。图5.12 YC-20型穿心式千斤顶(a)张拉；(b)复位1TW筋；2一台座；3穿心式夹具；4弹性顶压头；5、6油嘴；7一偏心式夹具；8弹簧5.1.2先张法施工工艺5.1.2.1张拉控制应力和张拉程序-张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应 力，应按设计规定采用。控制应力的数值直接影响预应力的效果。施工中采用 超张拉工艺，使超张拉应力比控制应力提高3%5%。预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。施工中 预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高3%5%,但其最大张拉控制应力不得超过表5.1的规定。表5.1张拉控制应力限值 张拉程序可按下列之一进行：0-105%。持荷2mm cr/con con或0-103%=其中。con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0-103%ocon5.1.2.2预应力值的校核预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。卷预应力筋理论伸长值AL按下式计算：匕=好式中 Fp 一预应力筋平均张拉力，kN；轴线张拉取张 拉端的拉力；两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；L一预应力筋的长度，mm；Ap一预应力筋的截面面积，mm2；Es预应力筋的弹性模量，kN/mm2o预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为10%。con时 测量，并加初应力以内的推算伸长值。国产2CN-1型钢丝内力测定仪如图5.13所示。/2/2_,图5.13 CN-1型钢丝测力计1钢丝；2一挂钩；3测头；4一测挠度百分表；5涮力百分表，6*m籥，7一推杆，8夷梁，9螺丝5.1.2.3 张拉前的准备（1）钢筋的接长与冷拉钢丝的接长一般用钢丝拼接器用2022号铁丝密 排绑扎（图5.14）。绑扎长度的规定：冷拔 低碳钢丝不得小于40倍钢丝直径；高强度 钢丝不得小于80倍钢丝直径。图5.14钢丝拼接器1拼接器；2一钢丝 预应力钢筋的接长与冷拉/预应力钢筋一般采用冷拉HRB335、HRB400和RRB400热轧钢筋。预应力钢筋的接长及预应力钢筋与,螺丝端杆的连接，宜采用对焊连接，且应先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的强度。预应力钢筋的制 作，一般有对焊和冷拉两道工序。预应力钢筋铺设时，钢筋与钢筋、钢筋与螺丝端杆的 连接可采用套筒双拼式连接。（2）钢筋（丝）的徼头 预应力筋（丝）固定端采用徼头夹具锚固时，钢筋（丝）端头要徼粗形成徼粗头。徼头一般有热徼和冷徼两种工艺。热徼在手动电焊机上进行，钢筋（丝）端部在喇叭 口紫铜模具内，进行多次脉冲式通电加热、加压形 成徼粗头（图5.15）o图5.15钢筋热徼示意图1一钢筋；2紫铜棒；3电极(3)预应力筋的张拉力和伸长值的计算 控制张拉力：FP=o con-AP-n/超张拉力：F=(103-105)%ocon-AP-n 伸长值：al=lES式中。con-预应力张拉控制应力，kN/mm2；Ap-预应力筋截面面积，mm2；n-同时张拉预应力筋的根数；Es-预应力筋的弹性模量，kN/mm2；L 一预应力筋的长度，mm。(4)张拉机具设备及仪春定期维护和校验张拉设备应配套校验，以确定张拉力与仪表读数的 关系曲线，保证张拉力的准确，每半年校验一次。设备 出现反常现象或检修后应重新校验。张拉设备宜定岗负 责，专人专用。(5)预应力筋(丝)的铺设 长线台座面(或胎模)在铺放钢丝前，应清扫并涂 刷隔离剂。一般涂刷皂角水溶性隔离剂，易干燥，污染 钢筋易清除。涂刷均匀不得漏涂，待其干燥后，铺设预 应力筋，一端用夹具锚固在台座横梁的定位承力板上，另一端卡在台座张拉端的承力板上待张拉。在生产过程 中，应防止雨水或养护水冲刷掉台面隔离剂。(2)预应力筋张拉注意事项 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。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，应预先调整初应力(10%ocon),使其相互之间的应力一致。5.1.2.4预应力筋的张拉(1)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)是否符合设计要求。预应力筋的外观质量应全数检查，预应力筋应符合 展开后平顺，没有弯折，表面无裂纹、小刺、机械 损伤、氧化铁皮和油污等。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。预应力筋张拉后，对设计位置的偏差不得大于5nim,也不得 大于构件截面最短边长的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。张拉、锚固预应力筋应专人操作，实行岗位责任制，并做好 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、支承 安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。5.1.2.5 混凝土的浇筑与养护混凝土的收缩是水泥浆在硬化过程中脱水密结和形成 的毛细孔压缩的结果。混凝土的徐变是荷载长期作用 下混凝土的塑性变形，因水泥石内凝胶体的存在而产 生。为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损 失，在确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的 水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，对骨料采取良 好的级配等技术措施。预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工 作完成后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连 续浇筑完成。采用机械振捣密实时，混凝土未达到一定强度前，不 允许碰撞或踩踏钢丝。预应力混凝土可采用自然养护或湿热养护，自然养护 不得少于14d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆 盖进行养护。当预应力混凝土采用湿热养护时，要尽量减少由于温 度升高而引起的预应力损失。为了减少温差造成的应力损失，采用湿热养护时，在 混凝土未达到一定强度前，温差一般不超过20 Co5.1.2.6预应力筋放张(1)放张顺序预应力筋放张时，应缓慢放松锚固装置，使各根预应力筋 缓慢放松。预应力筋放张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可 按下列要求进行：:承受轴心预应力构件的所有预应力筋应同时放张；承 受偏心预压力构件，应先同时放张预压力较小区域的 预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋。:长线台座生产的钢弦构件，剪断钢丝宜从台座中部开 始；叠层生产的预应力构件，宜按自上而下的顺序进 行放松；板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。(2)放张方法 对于中小型预应力混凝土构件，预应力丝的放张宜从生 产线中间处开始，以减少回弹量且有利于脱模；对于构 件应从外向内对称、交错逐根放张，以免构件扭转、端 部开裂或钢丝断裂。放张单根预应力筋，一般采用千斤顶放张，如图5.16(a)所示。构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔块 等放松装置。砂箱装置如图5.16(b)所示。楔块放张装置如图5.16(c)所示。(c)图5.16预应力筋放张装置（a）千斤顶放张装置；（b）砂箱放张装置；（c）楔块放张装置1横梁；2一千斤顶；3一承力架；4夹具；5钢丝；6构件；7活塞；8一套箱；9一套箱底板；10砂；11一进砂口（M25螺丝）；12一出砂口（M16螺丝）；13 台座；14、15钢固定楔块；16钢滑动楔块；17螺杆；18一承力板；19 一螺母5。2后a法后张法：先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置 预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把预应 力筋锚固，最后进行孔道灌浆。预应力混凝土后张法生产工艺见图5.17所示。图5.17预应力混凝土后张法生产示意图（a）制作混凝土构件；（b）张拉钢筋；（c）锚固和孔道灌浆 1一混凝土构件；2一预留孔道；3一预应力筋；4一千斤顶；5一锚具后张法的特点 直接在钢筋混凝土构件上进行预应力筋的张拉 不需要固定台座设备，不受地点限制 适用于工厂生产，也适用于现场生产 可作为预制构件拼装的手段。后张法的工艺流程见图5.18所示。图5.18后张法生产工艺流程5.2.1预应力筋、锚具和张拉机具5.2.1.1单根粗钢筋(1)锚具采用一端张拉：张拉端用螺丝端杆锚具，固定端用帮条锚具或徼头锚具；采用两端张拉：两端均用螺丝端杆锚具。螺丝端杆锚具如图5.19所示。帮条锚具如图5.20所示。徽头锚具由徽头和垫板组成。2 31图5.19螺丝端杆锚具1 一螺丝端杆；2螺母；3垫板；4一焊接接头；5一钢筋图5.20帮条锚具 1一帮条；2衬板；3一主筋2/3(2)张拉设备 配套的张拉设备为拉杆式千斤顶。常用的有YL20型、YL60型 油压千斤顶。,YL60型千斤顶是一种通用型的拉杆式液压千斤顶(图 5.21)o YL60型千斤顶适用于张拉采用螺丝端杆锚具的粗钢筋、锥形 螺杆锚具的钢丝束及锁头锚具的钢筋束。图5.21拉杆式千斤顶张拉单根粗钢筋的工作原理图1一主缸；2一主缸活塞；3主缸进油孔；4一副缸；5一副缸活塞;6一副缸进油孔；7连接器：8一传力架；9一拉杆；10-螺母；11 一预应力筋；12混凝土构件；13预埋铁板；14 一螺丝端杆(3)单根粗钢筋预应力筋制作单根粗钢筋预应力筋的制作，包括配料、对焊、冷拉等工 序。预应力筋的下料长度应计算确定，计算时要考虑结构构件的 孔道长度、锚具厚度、千斤顶长度、焊接接头或徼头的预留 量、冷拉伸长值、弹性回缩值等。5.2.1.2 钢筋束、钢绞线锚具/张拉端_一 X/JM12型锚具：锚环、夹片用45#钢。-可锚36根直径12的光圆、螺纹HRB500级筋或钢绞线;KT Z型锚具：可锚36根直径12的HRB400500级筋 单孔夹片式锚具：二片式、三夹片（直、斜开缝）；多孔夹片式锚具：XM型、QM型、OV型、BS型 非张拉端一一钢筋可用徼头锚具（固定板）；-钢绞线可用挤压锚具-别型锚具 JM型锚具由锚环与夹片组成（图5.23）,锚环分甲型（圆型）和乙型（方型）两种。适用于锚固36根直径为12nmi光面或螺纹钢筋束，也可用于锚 固56根直径为12nm或15nlm的钢绞线束。JM型锚具与YL60型千斤顶配套使用，XM型和QM（HVM）型锚具XM型和QM型锚具是一种新型的夹片式锚具，利用楔形夹 片，将每根预应力筋独立地锚固在带有锥形的锚环上，形成一 个独立的锚固单元。XM型锚具由锚板和三片式夹片（斜开缝）组成，如图5.24所示,适用于锚固单根或多根预应力钢筋、钢绞线束、钢丝束。QM型锚具由锚板和三片式夹片（直开缝）组成，适用于锚固钢绞线束、钢丝束。HVM型锚具由锚板和二片式夹片（直开缝带弹性槽）组成，适用于锚固钢绞线虫、钢丝束。(a)组装图(C)三夹片式夹片h也-H钢簪,环产(d)二夹片式夹片3匕J(e)斜开缝夹片弹性槽单孔夹片式锚具/3(a)(b)图5.24 XM型锚具(a)单根XM型锚具；(b)多根XM型锚具1一夹片；2一锚环：3锚板3521喇叭管,2一锚环，3灌浆孔j 4一圆锥孔,5夹片；6一钢绞线；7一波纹管图6-20 XM型锚具1 一钢绞线；2金属螺旋管；3一带预埋板的喇叭管；4一锚板；5夹片；6一灌浆孔图6-21 QM型锚具挤压锚具用于固定端1 一螺旋管；2螺旋筋；3钢绞线；4一钢垫板;5一挤压锚具；6 一套筒；7硬钢丝螺旋圈(2)钢筋束、钢绞线的制作 钢筋束所用钢筋是成圆盘供应，不需对焊接头。钢筋束或钢绞线束预应力筋的制作包括开盘冷拉、下料、编束等工序。预应力钢筋束下料应在冷拉后进行。当采用 徼头锚具时，则应增加徼头工序。当采用JM型或XM型锚具，用穿心式千斤顶张拉时，钢筋束 和钢丝束的下料长度L应等于构件孔道长度加上两端为张 拉、锚固所需的外露长度(100mm)5.2.1.3 钢丝束锚具钢丝束用做预应力筋时，由几根到几十根直径 35mm的平行碳素钢丝组成。固定端采用钢丝束徼头锚具，张拉端锚具可采 用锥形螺杆锚具、钢丝束徼头锚具、钢质锥形锚 具、XM型锚具。锥形螺杆锚具（图5.26）用于锚固14、16、20、24或28根直径为5nlm的碳素钢丝。图5.26锥形螺杆锚具1一锥形螺杆；2一套筒；3一螺帽；4预应力钢丝束 钢丝束徽头锚具（图5.27）适用于1254根直径为5nlm的碳素钢丝。常用徼头锚具分为A型与B 型。A型由锚杯与螺母组成，用于张拉端。B型为 锚板，用于固定端。钢质锥形锚具 钢质锥形锚具（图5.28）用于锚固以锥锚式双作用千斤顶张拉的钢丝束，适用于 锚固6、12、18或24根直径5nlm的钢丝束。1A型锚杯；2螺母；3钢丝束；4B型锚板GZ cone anchorages（2）张拉设备锥形螺杆锚具、钢丝束徼头锚具宜采用拉杆式千斤顶（YL60 型）或穿心式千斤顶（YC60型）张拉锚固。钢质锥形锚具应用锥锚式双作用千斤顶（常用YZ60型）张拉 锚固。穿心式千斤顶（双作用）如图5.如所示,沿千斤顶纵轴线有一直穿心通道，供穿过预 应力筋用。沿千斤顶的径向分内外两层油缸。外层油缸为张拉油缸，工作时张拉预应力筋；内层为顶压油缸，工作时进行锚具的顶压锚固，故称YC60型 为穿心式双作用千斤顶。738（最大935）图5.29 YC60型（穿心式）千斤顶（a）构造与工作原理图；（b）加撑脚后的外貌图1一张拉油缸；2一顶压油缸（即张拉活塞）；3一顶压活塞；4弹簧；5一预应力筋；6一工具锚 7一螺帕；8锚环；9构件；10撑脚；11旅拉杆；12连接器；13张拉壬作油室；14 一顶乐T作油室：15张栉同程油室：16张柏缸油嘴：17一顶压缸油嘴：18油孔 锥锚式千斤顶（三作用，如图5.30所示）主缸和主缸活塞用于张拉预应力筋，副缸和副缸活塞用于顶锚,退楔翼片用于缓慢退楔。_图5.30锥锚式千斤顶构造图1一主缸；2一副缸；3退楔缸；4一楔块（张拉时位置）；5楔块（退出时位置）；6锥形卡环；7一退楔翼片；8预应力筋(3)钢丝束制作 钢丝束制作一般需经调直、下料、编束和安装锚具等工序。当用钢质锥形锚具、XM型锚具时，钢丝束的制作和下料长度 计算基本上与预应力钢筋束相同。用钢丝束徼头锚具锚固钢丝束时，其下料长度力求精确。编束是为了防止钢筋扭结。采用徼头锚具时，将内圈和外圈钢丝分别用铁丝按次序编排 成片，然后将内圈放在外圈内绑扎成钢丝束。5.2.2 施工工艺后张法施工工艺与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。5.2.2.1 孔道留设构件中留设孔道主要为穿预应力钢筋（束）及张拉 锚固后灌浆用。孔道留设的基本要求：孔道直径应保证预应力筋（束）能顺利穿过。孔道应按设计要求的位置、尺寸埋设准确、牢固，浇 筑混凝土时不应出现移位和变形。在设计规定位置上留设灌浆孔。在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，必 要时可在最低点设置排水管。灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。预留孔道形状有直线、曲线和折线形，孔道留设方法：(1)钢管抽芯法预先将平直、表面圆滑的钢管埋设在模板内预应力 筋孔道位置上。在开始浇筑至浇筑后拔管前，间隔 一定时间要缓慢匀速地转动钢管；待混凝土初凝后 至终凝之前，用卷扬机匀速拔出钢管即在构件中形 成孔道。钢管抽芯法只用于留设直线孔道，钢管长度不宜超 过15m,钢管两端各伸出构件500mm左右，以便转动 和抽管。构件较长时，可采用两根钢管，中间用套管连接（图5.33）o 抽管时间与水泥品种、浇筑气温和养护条件有关。采用钢筋束徼头锚具和锥形螺杆锚具留设孔道时，张拉端的扩大孔也可用钢管成型，留孔时应注意端 部扩孔应与中间孔道同心。300400图5.33钢管连接方式1钢管；2 白铁皮套管；3硬木塞(2)胶管抽芯法胶管采用57层帆布夹层，壁厚67mm的普通 橡胶管，用于直线、曲线或折线孔道成型。胶管一端密封，另一端接上阀门，安放在孔道设 计位置上；待混凝土初凝后、终凝前，将胶管阀 门打开放水(或放气)降压，胶管回缩与混凝土 自行脱落。一般按先上后下、先曲后直的顺序将 胶管抽出。(3)预埋管法预埋管法是用钢筋井字架将黑铁皮管、薄钢管或 金属螺旋管固定在设计位置上，在混凝土构件中 埋管成型的一种施工方法。适用于预应力筋密集或曲线预应力筋的孔道埋 设，但电热后张法施工中，不得采用波纹管或其 他金属管埋设的管道。5.2.2.2预应力筋张拉预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求，施 工时预应力筋需超张拉，可比设计要求提高3%5%o(1)穿筋成束的预应力筋将一头对齐，按顺序编号套 在穿束器上(图5.34)。可采用人工穿筋或机械穿筋图5.34穿束器（2）预应力筋的张拉顺序 预应力筋张拉顺序应按设计规定进行；如设计无规 定时，应采取分批分阶段对称地进行。图9所示是预应力混凝土屋架下弦预应力筋张拉 顺序。图9所示是预应力混凝土吊车梁预应力筋采用两 台千斤顶的张拉顺序，对配有多根不对称预应力筋 的构件，应采用分批分阶段对称张拉。平卧重叠浇筑的预应力混凝土构件，张拉预应力筋 的顺序是先上后下，逐层进行。图5.35屋架下弦杆预应力筋张拉顺序(a)两束；(b)四束2 24石出图5.3 6吊车梁预应力筋的张拉顺1、2、3一预应力筋的分批张拉顺序（3）预应力筋张拉程序预应力筋的张拉程序，主要根据构件类型、张锚体系、松弛损失取值等因素来确定。用超张拉方法减少预应力筋的松弛损失时，预应力筋的 张拉程序宜为：1 0-。5%4cm 持荷2mm 如果预应力筋张拉吨位不大，根数很多，而设计中又要 求采取超张拉以减少应力松弛损失时，其张拉程序可 为：0-103%。(4)预应力筋的张拉方法 对于曲线预应力筋和长度大于24nl的直线预应力筋，应 采用两端同时张拉的方法；长度等于或小于24nl的直线 预应力筋，可一端张拉，但张拉端宜分别设置在构件 两端。对预埋波纹管孔道曲线预应力筋和长度大于30nl的直线 预应力筋宜在两端张拉，长度等于或小于30nl的直线预 应力筋可在一端张拉。安装张拉设备时，对于直线预应力筋，应使张拉力的 作用线与孔道中心线重合；对于曲线预应力筋，应使 张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线方向重合。(5)张拉安全事项在张拉构件的两端应设置保护装置，如用麻 袋、草包装土筑成土墙，以防止螺帽滑脱、钢 筋断裂飞出伤人；在张拉操作中，预应力筋的两端严禁站人，操 作人员应在侧面工作。5.2.2.3 孔道灌浆 7 预应力筋张拉后，应尽快地用灰浆泵将水泥浆压灌 到预应力孔道中去。灌浆用水泥浆应有足够的粘结力，且应有较大的流 动性，较小的干缩性和泌水性。灌浆前，用压力水冲洗和湿润孔道。灌浆顺序应先下后上，以免上层孔道漏浆把下层孔 道堵塞。灌浆工作应缓慢均匀连续进行，不得中断。后张法无需预留管道与灌浆，而是将无粘结预应力 筋同普通钢筋一样铺设在结构模板设计位置上，用 2022号元丝与非预应力钢丝绑扎牢靠后浇筑混凝 土；待混凝土达到设计强度后，对无粘结预应力筋 进行张拉和锚固，借助于构件两端锚具传递预压应5.3.1无粘结预应力筋 无粘结预应力筋是由7根65mm高强钢丝组成的/钢丝束或扭结成的钢绞线，通过专门设备涂包涂料层和包裹外包层构成的（图5.39）o 涂料层一般采用防腐沥青。无粘结预应力混凝土中，锚具必须具有可靠的锚 固能力，要求不低于无粘结预应力筋抗拉强度的95%O（。）图5.39无粘结筋横截面示意图（a）无粘结钢绞线束；（b）无粘结钢丝束或单根钢绞线1钢绞线；2沥青涂料；3塑料布外包层；4TN丝；5油脂涂料;5.3.2无粘结预应力混凝土施工工艺5.3.2.1无粘结预应力筋的铺放与定位 铺设双向配筋的无粘结预应力筋时，应先铺设标 高低的钢丝束，再铺设标高较高的钢丝束，以避 免两个方向钢丝束相互穿插。无粘结预应力筋应在绑扎完底筋以后进行铺放。无粘结预应力筋应铺放在电线管下面。5.3.2.2端部锚具节点安装(1)无粘结钢丝束徼头锚具如图5.40所示。张拉端钢丝束从外包层抽拉出来，穿过锚杯孔眼徼粗头。(2)无粘结钢绞线夹片式锚具如图5.41所示。无粘结钢绞线夹片式锚具常采用XM 型锚具，其固定端采用压花成型埋置在设计部位，待混 凝土强度等级达到设计强度后，方能形成可靠的粘结式 锚头。(a)(6)图5.4 0无粘结钢丝束徽头锚具(a)张拉端；(b)锚固端1一锚杯；2一螺母；3预埋件；4一塑料套筒；5一建筑油脂；6构件；7软塑料管;8C30混凝土封头；9一锚板；10钢丝；11 一螺旋钢筋；12一钢丝束4d O（Q）图5.41无粘结钢绞线夹片式锚具（a）张拉端；（b）固定端1锚环；2夹片；3预埋件；4软塑料管；5一散开打弯钢丝；6一圈梁无粘结筋张拉端凹口作法1 一无粘结筋；2一螺旋筋;3承压钢板；4一泡沫穴模;5锚环；6 一带杯口的塑料套管；7塑料穴模；8一模板非张拉端锚固方式(a)挤压锚具固定端(b)徽头锚具固定端1锚板;2钢丝或钢绞线;3螺旋筋:4一挤压锚具5锁头锚具5.3.2.3无粘结预应力筋的张拉及锚头处理 混凝土强度达到设计强度时才能进行张拉。张拉程 序采用0 103%。cn。/张拉顺序应根据设计顺序，先铺设的先张拉，后铺 设的后张拉。锚头处理：注入油脂或环氧树脂水泥砂浆后以混凝士封闭。锚头端部处理方法1一油抢;2锚具;3端部孔道;4有涂层的无粘结预应力筋;5无涂层的端部钢丝;6构件一注入孔道的油脂;8混凝土封闭张拉端突出式构造1一无粘结预应力筋;2一螺旋筋;3承压钢板;4-夹片锚具;5砂浆张拉端凹入式构造A5.4.1 液压张拉设备仪表的使用与校验 操作人员上岗前必须进行安全生产、安全技术措施和 安全操作规程培训教育，经考核合格才能上岗。液压张拉设备与仪表应由专人负责、使用和管理，并定期维护和校验，校验期不应超过半年。张拉设备（千斤顶、油泵、压力表等）应配套标定，并配套使用，以便确定压力表读数与千斤顶输出力之 间的关系曲线，且要求标定时千斤顶活塞的运行方向 应与实际张拉工作状态一致。施工时应根据预应力筋种类合理选择张拉设备。预应 力筋张拉力不应大于设备额定张拉力，其伸长值不应 大于其额定的行程。操作人员要严格遵守操作规程，如严禁在负荷时拆换 油管或压力表等。5.4.2操作安全技术 操作人员上岗必须戴防护眼镜或防护面罩，防止高压 油泄漏伤害眼睛。在先张法的台座两端、后张法的构件两端应设防护装 置，如麻袋装土筑成的屏障。沿台座或构件的长度方向间隔设置防护架且有明显警 示标志，非施工人员不得进入施工现场，以防止锚具 滑脱、预应力筋断裂伤人事故的发生。在油泵工作过程中，操作人员不得擅自离开岗位，如 需离开应将油阀全部松开，并切断电路。钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷轧带肋钢筋和冷拉 HRB335.HRB400钢筋，严禁采用电弧切割，应使用砂 轮锯或切断机切断。施工过程中应避免电火花损伤预 应力筋，因为预应力筋遇电火花损伤，容易在张拉阶 段脆断。预应力混凝土与普通混凝土比较，除能提高构件的抗 裂强度和刚度外，还具有减轻自重、节约原材料、增 加构件的耐久性、降低造价的优点。先张法施工工艺可分为张拉预应力筋、浇筑混凝土、预应力筋放张三个阶段，每个阶段的施工不慎都可能 引起预应力损失，施工过程中必须遵守施工质量验收 规范的规定。无粘结预应力混凝土是近几年发展的新技术，成用 在高层建筑和较大跨度构件施工中。预应力混凝土充分利用了钢筋与混凝土的性能。施 工中应特别注重原材料的质量检验，不合格的材料 不准用于构件上。