第13讲 预应力材料及机具

1、第第5章章 预应力工程预应力工程第第13讲讲 预应力材料与机具预应力材料与机具第第14讲讲 预应力施工预应力施工 第第5 5章章 预应力工程预应力工程 【教学要求教学要求】了解预应力砼的特点和工作原理；了了解预应力砼的特点和工作原理；了解先张法台座的类型、预应力值建立和传递原理，掌握解先张法台座的类型、预应力值建立和传递原理，掌握张拉程序、张拉力控制和放张方法；了解后张法的施工张拉程序、张拉力控制和放张方法；了解后张法的施工工艺、锚夹具类型及张拉设备。了解无粘结预应力筋的工艺、锚夹具类型及张拉设备。了解无粘结预应力筋的施工工艺；熟悉预应力工程质量检验和质量控制的主要施工工艺；熟悉预应力工程质量

2、检验和质量控制的主要方法。方法。 【教学重点教学重点】 。 【教学难点教学难点】 【时间安排时间安排】 本章共本章共4学时。学时。第第13讲讲预应力材料及机具预应力材料及机具第第5 5章章 预应力工程预应力工程 1 概述概述 2 预应力钢筋预应力钢筋 3 预应力锚固体系预应力锚固体系 4 张拉机具张拉机具 5 一般规定一般规定挤压器挤压器 墩头机墩头机高压油泵高压油泵 千斤顶千斤顶 JPM夹片式锚具夹片式锚具挤压式锚具挤压式锚具 螺母锚具螺母锚具压花机压花机1 概述概述 普通钢筋砼构件的抗拉极限应变只有普通钢筋砼构件的抗拉极限应变只有0.1-0.1510-3。构件砼受拉开裂时，受拉钢筋的应力仅

3、达构件砼受拉开裂时，受拉钢筋的应力仅达1/4-1/3，钢筋，钢筋的抗拉强度未能充分发挥。的抗拉强度未能充分发挥。1.1 预应力砼工作原理预应力砼工作原理 预应力砼是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉预应力砼是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对砼施加预压应力。使用阶段的构件在外荷载作用下产区对砼施加预压应力。使用阶段的构件在外荷载作用下产生拉应力时，先要抵消预压应力，这就推迟了砼裂缝的出生拉应力时，先要抵消预压应力，这就推迟了砼裂缝的出现并限制了裂缝的开展，从而提高构件的抗裂度和刚度。现并限制了裂缝的开展，从而提高构件的抗裂度和刚度。第第1313讲讲 预应力材料与机具预应力材料与机具共共

4、63页页 第第1页页1.2 建立预压应力的方法建立预压应力的方法 是通过对受拉区的预应力钢筋进行张拉、锚固、放是通过对受拉区的预应力钢筋进行张拉、锚固、放松，借助预应力钢筋的弹性回缩，使受拉区砼事先获得松，借助预应力钢筋的弹性回缩，使受拉区砼事先获得预压应力来实现的。预压应力来实现的。1 1 概述概述砼箱梁中的预应力筋砼箱梁中的预应力筋 T梁中的预应力钢丝束梁中的预应力钢丝束共共63页页 第第2页页预应力砼的种类预应力砼的种类按预应力大小分按预应力大小分按施加预应力方式分按施加预应力方式分按预应力筋的按预应力筋的粘结状态分粘结状态分按施工方式分按施工方式分全预应力砼全预应力砼先张法预应力砼先张

5、法预应力砼后张法预应力砼后张法预应力砼自应力砼自应力砼有粘结预应力砼有粘结预应力砼无粘结预应力砼无粘结预应力砼预制预应力砼预制预应力砼部份预应力砼部份预应力砼现浇预应力砼现浇预应力砼叠合预应力砼叠合预应力砼1 1 概述概述共共63页页 第第3页页1.3 预应力砼的优缺点预应力砼的优缺点 有效利用高强钢材；有效利用高强钢材； 减小结构构件的截面尺寸、自重，能增大减小结构构件的截面尺寸、自重，能增大结构构件跨度，降低结构构件占用空间；结构构件跨度，降低结构构件占用空间； 提高使用荷载下结构的抗裂性和刚度；提高使用荷载下结构的抗裂性和刚度； 质量好、降低工程造价、结构耐久性好；质量好、降低工程造价、

6、结构耐久性好； 技术含量高、操作要求严，需要增添专用技术含量高、操作要求严，需要增添专用设备。设备。1 1 概述概述共共63页页 第第4页页1.4 预应力工艺的应用预应力工艺的应用 1.4.1 先张法的应用先张法的应用 先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、槽形板、双槽形板、双T板、板、V形折板、托梁、檩条、槽瓦、屋面梁形折板、托梁、檩条、槽瓦、屋面梁等；道路桥梁工程中的轨枕、桥面空心板、简支梁等。等；道路桥梁工程中的轨枕、桥面空心板、简支梁等。在基础工程中应用的预应力方桩及管桩等。在基础工程中应用的预应力方桩及管桩等。1 1 概述概述预应力双

7、预应力双T板板 桥面预应力空心板桥面预应力空心板 预应力方桩预应力方桩共共63页页 第第5页页1.4.2 后张法的应用后张法的应用 后张法不但用于房屋建筑中的吊车梁、屋面梁、屋后张法不但用于房屋建筑中的吊车梁、屋面梁、屋架，桥梁中的架，桥梁中的T形梁、箱形梁等构件，且在大跨度的现浇形梁、箱形梁等构件，且在大跨度的现浇结构及空间结构中的应用也日趋成熟；在特种结构如塔结构及空间结构中的应用也日趋成熟；在特种结构如塔体的竖向预应力、筒体的环向预应力也有突破，尤其为体的竖向预应力、筒体的环向预应力也有突破，尤其为桥梁工程的悬索结构、斜拉结构提供了丰富的发展空间。桥梁工程的悬索结构、斜拉结构提供了丰富的

8、发展空间。1.4 1.4 预应力工艺的应用预应力工艺的应用预应力箱梁预应力箱梁 竖向预应力竖向预应力 斜拉索张拉斜拉索张拉共共63页页 第第6页页2 预应力钢筋预应力钢筋 预应力钢筋宜采用预应力钢筋宜采用螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松驰钢铰线驰钢铰线，也可采用热处理钢筋。，也可采用热处理钢筋。 预应力钢筋是指预应力钢筋是指在预应力结构中用于建立预加在预应力结构中用于建立预加应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋等等。 冷拔低碳钢丝冷拔低碳钢丝和和冷拉钢筋冷拉钢筋由于存在残余应力、屈由于存在残余应力、屈强比低，已逐渐为螺旋肋钢丝

9、、刻痕钢丝或强比低，已逐渐为螺旋肋钢丝、刻痕钢丝或13钢绞线所钢绞线所取代，不再作为预应力钢筋使用。取代，不再作为预应力钢筋使用。第第1313讲讲 预应力材料与机具预应力材料与机具共共63页页 第第7页页2.1 预应力钢丝预应力钢丝 螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔使钢丝螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔使钢丝表面沿长度方向产生规则间隔肋条的钢丝。直表面沿长度方向产生规则间隔肋条的钢丝。直径为径为49mm，标准抗拉强度，标准抗拉强度15701770 N/mm2。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于先张法先张法构件。构件。2.1.1 螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝外形螺旋

10、肋钢丝外形 螺旋肋钢丝近照螺旋肋钢丝近照2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第8页页2.1.2 刻痕钢丝刻痕钢丝 刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法使钢丝表面产生周期性变化的凹痕使钢丝表面产生周期性变化的凹痕或凸纹的钢丝。直径为或凸纹的钢丝。直径为5、7 mm，标准抗拉强度标准抗拉强度1570 N/mm2。钢丝表。钢丝表面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹力，可用于力，可用于先张法先张法构件构件。三面刻痕钢丝外形三面刻痕钢丝外形 刻痕钢丝近照刻痕钢丝近照刻痕钢丝刻痕钢丝2.1 2.1 预应力钢丝预应力钢丝共共63页页 第第9页页2.2 预应力钢

11、绞线预应力钢绞线 钢绞线是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合，钢绞线是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合，并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、柔并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、柔性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝贵。性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝贵。钢绞线可分为钢绞线可分为光面钢绞线光面钢绞线、无粘结钢绞线无粘结钢绞线、模拔钢绞线模拔钢绞线、镀锌钢绞线镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线环氧涂层钢绞线、不锈钢钢绞线不锈钢钢绞线等。等。预应力钢绞线预应力钢绞线光面预应力光面预应力钢绞线钢绞线2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第10页

12、页2.2.1 光面预应力钢绞线光面预应力钢绞线 常用光面钢绞线的规格有常用光面钢绞线的规格有13和和17两种，直径为两种，直径为8.615.2mm，标准抗拉强度，标准抗拉强度15701860N/mm2。后张法后张法预应力均采用预应力均采用17钢绞线，钢绞线，13钢绞线仅用于钢绞线仅用于先张法先张法构件。构件。光面预应力钢绞线的形式光面预应力钢绞线的形式 钢绞线的包装钢绞线的包装2.2 2.2 预应力钢绞线预应力钢绞线共共63页页 第第11页页2.2.2 无粘结钢绞线无粘结钢绞线 是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护套制成，主要用于套制成，

13、主要用于后张法后张法中无粘结预应力筋，也可用于暴中无粘结预应力筋，也可用于暴露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。无粘结钢绞线无粘结钢绞线 无粘结钢绞线生产线无粘结钢绞线生产线2.2 2.2 预应力钢绞线预应力钢绞线共共63页页 第第12页页2.3 热处理钢筋热处理钢筋 热处理钢筋是由普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火热处理钢筋是由普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火调质热处理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，调质热处理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，直径为直径为610mm。成品钢筋为直径。成品钢筋为直径2m的弹性盘卷，开盘的弹性盘卷，开盘后自行伸直，每盘

14、长度为后自行伸直，每盘长度为l00120m。热处理钢筋的螺纹。热处理钢筋的螺纹外形，有外形，有带纵肋带纵肋和和无纵肋无纵肋两种。两种。有纵肋热处理钢筋有纵肋热处理钢筋 无纵肋热处理钢筋无纵肋热处理钢筋2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第13页页2.4 精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋 精轧螺纹钢筋是用热轧方法在钢筋表面上轧出不带肋精轧螺纹钢筋是用热轧方法在钢筋表面上轧出不带肋的螺纹外形。的螺纹外形。 钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。精轧钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。精轧螺纹钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目螺纹钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目前

15、国内生产的精轧螺纹钢筋品种前国内生产的精轧螺纹钢筋品种有有25 5和和32，其屈服点，其屈服点为为750MPa和和900MPa两种。两种。精轧螺纹钢筋外形精轧螺纹钢筋外形 精轧螺纹钢筋近照精轧螺纹钢筋近照2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第14页页2.5 预应力钢筋的特性预应力钢筋的特性 碳素钢丝或钢绞线均属硬钢。当钢丝拉伸到超过比碳素钢丝或钢绞线均属硬钢。当钢丝拉伸到超过比例极限例极限p (取残余应变为取残余应变为0.01%时的应力时的应力)后，后，-关系呈关系呈非线性变化，没有明显的屈服点。非线性变化，没有明显的屈服点。2.5.1 应力应力- -应变曲线应变曲线 当钢丝拉伸超过当

16、钢丝拉伸超过0.2 (残余应变为残余应变为0.2%)后，应变后，应变增加较快；当拉伸至最大应力增加较快；当拉伸至最大应力b时，应变时，应变继续发展，在继续发展，在-曲线上呈现曲线上呈现为一水平段，然后断裂。为一水平段，然后断裂。预应力筋预应力筋-曲线曲线见右图：见右图：2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第15页页2.5.2 应力松弛应力松弛 应力松弛是钢材受到一定的张拉力后，在长度保持不应力松弛是钢材受到一定的张拉力后，在长度保持不变的条件下，钢材的应力随时间的增长而降低的现象，其变的条件下，钢材的应力随时间的增长而降低的现象，其降低值称为降低值称为应力松弛损失应力松弛损失。产生应力

17、松弛的原因主要是由。产生应力松弛的原因主要是由于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引起的。起的。 右图根据碳素钢丝右图根据碳素钢丝和热处理钢筋的试验数和热处理钢筋的试验数据，绘出其松弛率与时据，绘出其松弛率与时间、钢种、温度的关系：间、钢种、温度的关系：预应力筋的应力松弛损失预应力筋的应力松弛损失2.5 2.5 预应力钢筋的特性预应力钢筋的特性共共63页页 第第16页页 松驰率与时间的关系：松驰率与时间的关系：应力松弛初期发展较快，应力松弛初期发展较快，以后逐渐减慢。钢丝应力松弛损失率与时间以后逐渐减慢。钢丝应力松弛损失率与时间t

18、t有较好的对有较好的对数线性关系。数线性关系。 松驰率与钢种的关系：松驰率与钢种的关系：钢丝和钢绞线的应力松弛钢丝和钢绞线的应力松弛率比热处理钢筋和精轧螺纹钢筋大。率比热处理钢筋和精轧螺纹钢筋大。 松驰率与初应力的关系：松驰率与初应力的关系：初应力大，松弛损失也初应力大，松弛损失也大。当大。当i0.7b时，松弛损失率明显增大。时，松弛损失率明显增大。 松驰率与温度的关系：松驰率与温度的关系：随着温度的升高，松弛损随着温度的升高，松弛损失率急剧增加。根据国外试验资料，失率急剧增加。根据国外试验资料，400C时时1000h松弛损松弛损失率约为失率约为200C时的时的1.5倍。倍。2.5 2.5 预

19、应力钢筋的特性预应力钢筋的特性共共63页页 第第16页页2.5.3 减少应力松弛损失的措施减少应力松弛损失的措施 采取超张拉程序；采取超张拉程序； 采用低松弛钢绞线或钢丝，其松弛损失可减少采用低松弛钢绞线或钢丝，其松弛损失可减少7080%。 2.5 2.5 预应力钢筋的特性预应力钢筋的特性共共63页页 第第18页页预应力砼箱梁张拉现场预应力砼箱梁张拉现场 箱梁采取超张拉箱梁采取超张拉2.6 预应力钢筋的验收预应力钢筋的验收 包括包括标牌标牌和和外观检查外观检查，并按有关规定取样进行，并按有关规定取样进行力学力学性能检验性能检验。 预应力钢筋出厂，每捆预应力钢筋出厂，每捆( (盘盘) )应挂有二

20、个标牌应挂有二个标牌( (上注厂上注厂名、品名、规格、生产工艺及日期、批号等名、品名、规格、生产工艺及日期、批号等) )，并有随货，并有随货同行的出厂质量证明书。每验收批同行的出厂质量证明书。每验收批 由同一牌号、同一规格、同一生产由同一牌号、同一规格、同一生产 工艺的预应力钢筋组成，每批数量工艺的预应力钢筋组成，每批数量 不超过不超过60t。2.6.1 标牌检查标牌检查2 2 预应力钢筋预应力钢筋标牌标牌标牌标牌共共63页页 第第19页页2.6.2 外观检查外观检查 钢丝和钢绞线的外观检查均应逐盘进行。钢丝和钢绞线的外观检查均应逐盘进行。钢丝表面钢丝表面不得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤不

21、得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤。钢丝直径检。钢丝直径检查按查按10%盘选取，但不少于盘选取，但不少于6盘；盘；钢绞线表面不得有油污、钢绞线表面不得有油污、锈斑或机械损伤锈斑或机械损伤。镀锌、涂环氧钢绞线、无粘结钢绞线镀锌、涂环氧钢绞线、无粘结钢绞线等涂层表面应均匀、光滑、无裂纹、无明显折皱。等涂层表面应均匀、光滑、无裂纹、无明显折皱。 无粘结预应力筋每验收批应抽取无粘结预应力筋每验收批应抽取3个试件检验油脂重个试件检验油脂重量和护套厚度。量和护套厚度。 精轧螺纹钢的外观检查应逐根进行精轧螺纹钢的外观检查应逐根进行。钢筋表面不得。钢筋表面不得有锈蚀、油污、横向裂缝、结疤。有锈蚀、油污、横向裂

22、缝、结疤。2.6 2.6 预应力钢筋的验收预应力钢筋的验收共共63页页 第第20页页2.6.3 力学性能检验力学性能检验 在每批钢丝中任意选取在每批钢丝中任意选取10%盘盘( (不少于不少于6 6盘盘) )，每盘在，每盘在任意位置截取任意位置截取2根试件，根试件，1根做拉伸试验，根做拉伸试验，1根做弯曲试验，根做弯曲试验，如一项试验不合格，则该盘钢丝为如一项试验不合格，则该盘钢丝为不合格品不合格品；另从该批；另从该批未经检验的钢丝盘中抽取双倍数量的试件进行检验，如未经检验的钢丝盘中抽取双倍数量的试件进行检验，如仍有一项不合格，则该批钢丝判为仍有一项不合格，则该批钢丝判为不合格品不合格品；或逐盘

23、检；或逐盘检验取用合格品。验取用合格品。2.6 2.6 预应力钢筋的验收预应力钢筋的验收预应力钢丝预应力钢丝力学性能检测力学性能检测共共63页页 第第21页页预应力钢绞预应力钢绞线线松弛性能检松弛性能检测测 在每批钢绞线中任意选取在每批钢绞线中任意选取3盘，每盘在任意位置截取盘，每盘在任意位置截取一根试件做拉伸试验，如有某一项试验结果不合标准要一根试件做拉伸试验，如有某一项试验结果不合标准要求，则该不合格盘报废；另从未经检验过的钢绞线中抽求，则该不合格盘报废；另从未经检验过的钢绞线中抽取双倍数量的试件进行复检，如仍有一项不合格，则该取双倍数量的试件进行复检，如仍有一项不合格，则该批钢绞线判为不

24、合格品。批钢绞线判为不合格品。共共63页页 第第22页页2.6.4 运输及存放运输及存放 预应力筋由于强度高塑性差，在无应力状态下对腐蚀预应力筋由于强度高塑性差，在无应力状态下对腐蚀作用比普通钢筋敏感。预应力筋在运输或存放过程中如遭作用比普通钢筋敏感。预应力筋在运输或存放过程中如遭受雨淋、湿气或腐蚀介质的侵蚀，易发生锈蚀，不仅降低受雨淋、湿气或腐蚀介质的侵蚀，易发生锈蚀，不仅降低质量，钢筋表面出现腐蚀坑，有时甚至会造成钢筋脆断。质量，钢筋表面出现腐蚀坑，有时甚至会造成钢筋脆断。2.6 2.6 预应力钢筋的验收预应力钢筋的验收3 预应力锚固体系预应力锚固体系 预应力锚固体系包括预应力锚固体系包括

25、锚具、夹具锚具、夹具和和连接器连接器。锚固体。锚固体系的种类很多，且配套化、系列化、工厂化生产，主要系的种类很多，且配套化、系列化、工厂化生产，主要有有QM系列系列( (中国建科院中国建科院) )、OVM系列系列( (柳州建机厂柳州建机厂) )、HVM系列系列( (柳州海威姆柳州海威姆) )、VLM系列系列等。等。预应力锚固体系总成图预应力锚固体系总成图张拉端锚具张拉端锚具锚固端锚具锚固端锚具连接器连接器波纹管及波纹管及预应力筋预应力筋第第1313讲讲 预应力材料与机具预应力材料与机具共共63页页 第第23页页 锚具锚具在后张法结构或构件中，用于保持预应力在后张法结构或构件中，用于保持预应力筋

26、的拉力并将其传递到砼筋的拉力并将其传递到砼( (或钢结构或钢结构) )上所用的上所用的夹持预应夹持预应力筋的永久性锚固装置力筋的永久性锚固装置。后张法锚固体系包括锚具、锚。后张法锚固体系包括锚具、锚垫板和螺旋筋。垫板和螺旋筋。 夹具夹具在先张法构件施工时，用于保持预应力筋在先张法构件施工时，用于保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座的拉力并将其固定在生产台座( (或设备或设备) )上的临时性锚固上的临时性锚固装置；在后张法结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设装置；在后张法结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设备上备上夹持预应力筋的临时性锚固装置夹持预应力筋的临时性锚固装置( (又称工具锚又称工具锚)

27、 )。 连接器连接器用于用于连接预应力筋的装置连接预应力筋的装置。3 3 预应力锚固体系预应力锚固体系共共63页页 第第24页页锚具、夹具和连接器的代号锚具、夹具和连接器的代号分类代号分类代号锚具锚具夹具夹具连接器连接器夹片式夹片式园形园形YJMYJJYJL扁形扁形BJM支承式支承式镦头镦头DTMDTJDTL螺母螺母LMMLMJLML锥塞式锥塞式钢质钢质GZM冷铸冷铸LZM热铸热铸RZM握裹式握裹式挤压挤压JYMJYJJYL压花压花YHM共共63页页 第第25页页锚具、夹具和连接器的标记锚具、夹具和连接器的标记示例：示例：YJM 15-12 产品代号产品代号企业体系代号，需企业体系代号，需要时

28、标注要时标注 预应力钢材根数预应力钢材根数预应力钢筋直径预应力钢筋直径 锚具、夹具和连接器的标记由产品代号、预应力钢筋锚具、夹具和连接器的标记由产品代号、预应力钢筋直径、预应力钢材根数三部份组成直径、预应力钢材根数三部份组成( (生产企业的体系代号生产企业的体系代号只在需要时加注只在需要时加注) )。 表示为锚固表示为锚固12根直径为根直径为15.2mm预应力砼用钢绞线的预应力砼用钢绞线的园形夹片式群锚锚具园形夹片式群锚锚具3 3 预应力锚固体系预应力锚固体系共共63页页 第第26页页3.1 种类及性能要求种类及性能要求3.1.1 锚具的种类锚具的种类锚具类型锚具类型常见锚具常见锚具备注备注夹

29、片式夹片式单孔夹片锚具单孔夹片锚具 1 1、按在构件中的位、按在构件中的位置又可分为置又可分为张拉端锚具、张拉端锚具、固定端锚具固定端锚具 两种。两种。 2 2、锚具一般由设计、锚具一般由设计单位按结构要求、产品单位按结构要求、产品性能和张拉施工方法选性能和张拉施工方法选用。用。多孔夹片锚具多孔夹片锚具支承式支承式镦头锚具镦头锚具螺母锚具螺母锚具锥塞式锥塞式钢质锥形锚具钢质锥形锚具锥形螺杆锚锥形螺杆锚握裹式握裹式挤压锚具挤压锚具压花锚具压花锚具3 3 预应力锚固体系预应力锚固体系共共63页页 第第27页页3.1.2 性能要求性能要求 应符合应符合国家国家标准标准预应力筋用锚具、夹具和连接器预应

30、力筋用锚具、夹具和连接器GB/T14370-2007。 静载锚固性能：静载锚固性能：锚具应同时满足锚具应同时满足a0.95，apu2.0%；夹具应满足；夹具应满足g0.92。 3.1 3.1 种类及性能要求种类及性能要求锚具静载试验机锚具静载试验机模拟钢绞线张拉模拟钢绞线张拉锚具静载试验锚具静载试验共共63页页 第第28页页 动载锚固性能：动载锚固性能：满足循环满足循环次数为次数为200万次的疲劳试验要求。万次的疲劳试验要求。3.1 3.1 种类及性能要求种类及性能要求洛氏硬度检测洛氏硬度检测 磁粉探伤无损检验磁粉探伤无损检验 内孔精确角度检验内孔精确角度检验锚具的出厂检验锚具的出厂检验韦氏硬

31、度检测韦氏硬度检测共共63页页 第第29页页 工艺性能：工艺性能： 应满足应满足分级张拉分级张拉、补张拉补张拉 和和放松预应力筋放松预应力筋 等张等张拉工艺要求；拉工艺要求； 锚固多根预应力筋用的锚具，除具有锚固多根预应力筋用的锚具，除具有整束张拉整束张拉 的性的性能外，宜具有能外，宜具有单根张拉单根张拉 的可能性；的可能性； 夹具应具有良好的夹具应具有良好的自锚性能自锚性能、松锚性能松锚性能和和安全的安全的重复使用功能重复使用功能，主要部件宜镀膜防腐。主要部件宜镀膜防腐。3.1 3.1 种类及性能要求种类及性能要求共共63页页 第第30页页3.2 锚具锚具 夹片式锚具分为夹片式锚具分为单孔夹

32、片锚具单孔夹片锚具和和多孔夹片锚具多孔夹片锚具，由，由工作锚板工作锚板、工作夹片工作夹片、锚垫板锚垫板、螺旋筋螺旋筋组成。可锚固预组成。可锚固预应力钢绞线。也可锚固应力钢绞线。也可锚固75、77的预应力钢丝束，主的预应力钢丝束，主要用作要用作张拉端锚具张拉端锚具。具有自动跟进，放张后自动锚固，。具有自动跟进，放张后自动锚固，锚固效率系数高，锚固性能好，安全可靠等特点。锚固效率系数高，锚固性能好，安全可靠等特点。QM夹片式锚具夹片式锚具 夹片式锚具的组装夹片式锚具的组装3.2.1 夹片式锚具夹片式锚具3 3 预应力锚固体系预应力锚固体系共共63页页 第第31页页工作锚板工作锚板工作夹片工作夹片锚

33、垫板锚垫板螺旋筋螺旋筋波纹管波纹管预应力筋预应力筋VLM15(13)多孔夹片式锚具多孔夹片式锚具3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第32页页( (适用于后张法施工中的预应力砼构件，岩土锚固等结构之中适用于后张法施工中的预应力砼构件，岩土锚固等结构之中) ) 灌浆孔灌浆孔VLM单孔夹片式锚具单孔夹片式锚具 工具锚、工作夹片工具锚、工作夹片锚具与千斤顶安装示意图锚具与千斤顶安装示意图 张拉端锚具构造图张拉端锚具构造图3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第33页页扁形张拉端锚具扁形张拉端锚具 扁形张拉端锚具由扁形张拉端锚具由扁形工作锚板扁形工作锚板、工作夹片工作夹片、扁形锚垫板扁形锚垫板、

34、扁形螺旋筋扁形螺旋筋组组成。成。扁锚的扁锚的张拉端口扁小，钢铰线可逐张拉端口扁小，钢铰线可逐根张拉亦可整体张拉。适用于楼板、低根张拉亦可整体张拉。适用于楼板、低高度箱梁及桥面横向预应力张拉。高度箱梁及桥面横向预应力张拉。张拉好的扁形锚具张拉好的扁形锚具扁锚的工作扁锚的工作锚板与夹片锚板与夹片多孔夹片式多孔夹片式扁扁锚锚3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第34页页3.2.2 镦头锚具镦头锚具 镦头锚体系可张拉镦头锚体系可张拉P 5、P 7高强钢丝束，常用镦头高强钢丝束，常用镦头锚分为锚分为A型型和和B型型，A型型由由锚杯锚杯和和螺母螺母组成，用于组成，用于张拉端张拉端；B型型为为锚板锚板，

35、用于，用于固定端固定端。预应力筋采用钢丝镦头器镦头。预应力筋采用钢丝镦头器镦头成型，配套张拉使用成型，配套张拉使用YDC系列穿心式千斤顶。主要用于系列穿心式千斤顶。主要用于后张法施工中。后张法施工中。DM型镦头锚具型镦头锚具 镦头锚具与预应力钢丝束镦头锚具与预应力钢丝束A型型B型型高强钢丝束高强钢丝束3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第35页页LD型系列镦头机构造示意图型系列镦头机构造示意图 1.1.油嘴油嘴 2.2.油缸油缸 3.3.顺序阀顺序阀 4.4.回油阀回油阀 5.5.镦头活塞镦头活塞 6.6.镦头活塞回程弹簧镦头活塞回程弹簧7.7.夹紧活塞回程弹簧夹紧活塞回程弹簧 8.8.夹

36、紧活塞夹紧活塞9.9.镦头模镦头模 10.10.锚环锚环 11.11.夹片夹片12.12.夹片回程弹簧夹片回程弹簧 已镦好的已镦好的7钢丝钢丝LD型系列镦头机型系列镦头机3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第36页页3.2.3 精轧螺纹钢锚具、精轧螺纹钢锚具、连接器连接器 由由螺母螺母和和垫板垫板组成，可锚固组成，可锚固25、32高强精轧螺高强精轧螺纹钢筋，主要用于先张法、后张法施工的预应力箱梁、纹钢筋，主要用于先张法、后张法施工的预应力箱梁、纵向预应力及大型预应力屋架。纵向预应力及大型预应力屋架。连接器主要用于螺纹钢连接器主要用于螺纹钢筋的接长。筋的接长。精轧螺纹钢锚具、精轧螺纹钢锚具、

37、连接器连接器螺螺母母螺螺母母垫板垫板连接器连接器连接器连接器3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第37页页 用于锚固直径为用于锚固直径为25和和32的高强精轧螺纹钢筋，主的高强精轧螺纹钢筋，主要应用于预应力箱梁纵向施工、大型建筑屋架和岩土锚固要应用于预应力箱梁纵向施工、大型建筑屋架和岩土锚固中。由锚具、连接器、垫板组成，配用中。由锚具、连接器、垫板组成，配用YG-70穿心式千斤穿心式千斤顶和专用连接头进行张拉顶和专用连接头进行张拉螺螺母母垫板垫板连接器连接器预应力筋预应力筋3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第38页页3.2.4 螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具 螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具由由螺

38、丝端杆螺丝端杆、螺母螺母和和垫板垫板组成，可锚组成，可锚固冷拉固冷拉、级钢级钢筋，主要用于后张筋，主要用于后张法施工的预应力板法施工的预应力板梁及大型屋架。梁及大型屋架。螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具构造图构造图螺螺母母垫板垫板螺丝端杆螺丝端杆螺丝端杆锚具目螺丝端杆锚具目前已较少使用前已较少使用!3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第39页页3.2.5 挤压式锚具（挤压式锚具（P型）型） P型锚具是由型锚具是由挤压头挤压头、螺旋筋螺旋筋、 P型锚板型锚板、约束圈约束圈组组成，它是在钢铰线端部安装钢丝衬圈和挤压套，利用挤成，它是在钢铰线端部安装钢丝衬圈和挤压套，利用挤压机将挤压套挤过模孔，使其产生

39、塑性变形而握紧钢铰压机将挤压套挤过模孔，使其产生塑性变形而握紧钢铰线，形成可靠锚固。用于后张预应力构件的线，形成可靠锚固。用于后张预应力构件的固定端固定端对钢对钢绞线的挤压锚固。绞线的挤压锚固。固定端固定端P型锚具组件型锚具组件 单孔固定端锚具单孔固定端锚具 VLM挤压套挤压套3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第40页页螺旋筋螺旋筋挤压头挤压头P型锚板型锚板预应力筋预应力筋波纹管波纹管VLM固定端固定端P型锚具型锚具3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第41页页( (应用于后张预应力构件的固定端，埋入构件中不作张拉用应用于后张预应力构件的固定端，埋入构件中不作张拉用) ) P型固定端

40、锚具构造图型固定端锚具构造图 GYJ挤压机挤压机 是制作是制作P P型固定端锚具的专型固定端锚具的专用挤压设备。用挤压设备。挤压好的挤压头挤压好的挤压头3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第42页页JY型挤压机型挤压机3.2.6 压花式锚具（压花式锚具（H型）型） 当需要把后张力传至砼时，可采用当需要把后张力传至砼时，可采用H型固定端锚具，型固定端锚具，它包括它包括带梨形自锚头的一段钢绞线带梨形自锚头的一段钢绞线、支托梨形自锚头用、支托梨形自锚头用的的钢筋支架钢筋支架、螺旋筋螺旋筋、约束圈约束圈等。钢绞线梨形自锚头采等。钢绞线梨形自锚头采用专用的压花机挤压成型。用专用的压花机挤压成型。VL

41、M15型型固定端固定端H型锚具型锚具梨梨形自锚头形自锚头预应力筋预应力筋螺旋筋螺旋筋约束圈约束圈波纹管波纹管3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第43页页 压花机是制作压花机是制作H H型固定端锚具的专型固定端锚具的专用挤压设备。用挤压设备。YH30YH30型压花机具有体积型压花机具有体积小、重量轻、操作小、重量轻、操作方便等特点。方便等特点。H型固定端压花锚具构造图型固定端压花锚具构造图 梨形头结构示意图梨形头结构示意图 YH30型压花机型压花机 压花机压花过程压花机压花过程 3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第44页页3.2.7 钢质锥形锚具钢质锥形锚具 钢质锥形锚具钢质锥形锚具

42、( (又称弗氏锚具又称弗氏锚具) )由由锚圈锚圈和和锚塞锚塞组成，组成，可锚固可锚固630P 5或或1224P 7的高强钢丝束，常用于后的高强钢丝束，常用于后张法预应力砼结构和构件中，配套张法预应力砼结构和构件中，配套YDZ系列专用千斤顶系列专用千斤顶张拉。张拉。GZ型钢质锥形锚具型钢质锥形锚具张拉好的张拉好的钢质锥形锚具钢质锥形锚具锚圈锚圈锚圈锚圈锚塞锚塞锚塞锚塞砼构件砼构件锥形锚具锥形锚具高强钢丝束高强钢丝束3.2 3.2 锚具锚具共共63页页 第第45页页3.3 夹具夹具 先张法中钢丝的夹具分两类：一类是将预应力筋锚先张法中钢丝的夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座上的固在台座上的锚固

43、夹具锚固夹具；另一类是；另一类是张拉时夹持预应力筋张拉时夹持预应力筋用的夹具用的夹具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。夹具的种类繁多，下图是传统的单根钢丝夹具的种类繁多，下图是传统的单根钢丝锚固夹具锚固夹具。3.3.1 钢丝的夹具钢丝的夹具钢丝用锚固夹具钢丝用锚固夹具 园锥齿板园锥齿板式常用于冷拔式常用于冷拔钢丝，园锥槽钢丝，园锥槽式常用于消除式常用于消除应力钢丝。应力钢丝。3 3 预应力锚固体系预应力锚固体系共共63页页 第第46页页下图是常用的下图是常用的钢丝张拉夹具钢丝张拉夹具。3.3 3.3 夹具夹具偏心式夹具偏心式夹具 压销式夹具压销式夹具

44、共共63页页 第第47页页 QM预应力体系中的预应力体系中的JXS、JXL、JXM型夹具是专为型夹具是专为先张台座法预应力钢绞线张拉的需要而设计，可适应先张台座法预应力钢绞线张拉的需要而设计，可适应9.5、12.2、12.7、15.2mm，15.7、17.8mm等等规格钢绞线的先张台座张拉。规格钢绞线的先张台座张拉。3.3.2 钢绞线的夹具钢绞线的夹具JXS型先张夹具型先张夹具JXM型先张夹具型先张夹具JXL型先张夹具型先张夹具3.3 3.3 夹具夹具共共63页页 第第48页页4 张拉设备张拉设备 预应力张拉设备主要有预应力张拉设备主要有电动张拉设备电动张拉设备和和液压张拉设液压张拉设备备两大

45、类。两大类。电动张拉设备电动张拉设备仅用于仅用于先张法先张法，液压张拉设备液压张拉设备可可用于用于先张法先张法与与后张法后张法。液压张拉设备液压张拉设备由由液压千斤顶液压千斤顶、高压高压油泵油泵和和外接油管外接油管组成。组成。 张拉设备应装有测力仪器，以准确建立预应力值。张拉设备应装有测力仪器，以准确建立预应力值。张拉设备应由专人使用和保管，并定期维护和校验。张拉设备应由专人使用和保管，并定期维护和校验。 第第1313讲讲 预应力材料与机具预应力材料与机具共共63页页 第第49页页前卡式千斤顶前卡式千斤顶高压油泵高压油泵穿心式千斤顶穿心式千斤顶4.1 电动张拉机械电动张拉机械 常用的电动张拉机

46、械常用的电动张拉机械主要有：主要有：电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机、电动卷扬张拉机电动卷扬张拉机等，常用等，常用于于先张法先张法施工中。施工中。电动螺杆张拉机构造图电动螺杆张拉机构造图 电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机电动卷扬张拉机电动卷扬张拉机4 4 张拉设备张拉设备共共63页页 第第50页页 是一种利用双液压缸张拉预应力是一种利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶。既可筋和顶压锚具的双作用千斤顶。既可用于需要顶压的夹片锚的整体张拉，用于需要顶压的夹片锚的整体张拉，配上撑脚与拉杆后，还可张拉镦头锚配上撑脚与拉杆后，还可张拉镦头锚和冷铸锚。广泛用于先张、后张法的和冷铸锚。广泛用于先张、后张

47、法的预应力施工。预应力施工。4.2.1 穿心式千斤顶穿心式千斤顶YDC型穿心式千斤顶型穿心式千斤顶构造示意图构造示意图千斤顶张千斤顶张拉中拉中4.2 液压张拉设备液压张拉设备4 4 张拉设备张拉设备共共63页页 第第51页页YDC型穿心式千斤顶型穿心式千斤顶 拉杆式千斤顶为空心拉杆式千拉杆式千斤顶为空心拉杆式千斤顶，选用不同的配件可组成几种斤顶，选用不同的配件可组成几种不同的张拉形式。可张拉不同的张拉形式。可张拉DM型螺型螺丝端杆锚、丝端杆锚、JLM精轧螺丝钢锚具，精轧螺丝钢锚具，LZM冷铸锚等。冷铸锚等。 4.2.2 拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶构造示意图拉杆式千斤顶构造示意图4.2

48、 4.2 液压张拉设备液压张拉设备YCL拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶共共63页页 第第52页页 是一种具有是一种具有张拉张拉、顶锚顶锚和和退楔退楔功能的三作用千斤顶，专用于张拉功能的三作用千斤顶，专用于张拉及顶压锚固带及顶压锚固带钢质锥形钢质锥形( (弗氏弗氏) )锚锚的的钢丝束。钢丝束。4.2.3 锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶张拉张拉GZ型锚具实例型锚具实例 4.2 4.2 液压张拉设备液压张拉设备共共63页页 第第53页页YDZ850型千斤顶构造示意图型千斤顶构造示意图 4.2.4 前卡式千斤顶前卡式千斤顶 是一种是一种张拉工具锚张拉工具锚内置于千斤顶前端的内置于千斤顶前端的穿心式千斤穿心式千斤顶

49、，可自动夹紧和松开工具锚夹片，顶，可自动夹紧和松开工具锚夹片，简化了施工工艺，节简化了施工工艺，节省了张拉时间，而且缩短了预应力筋预留张拉长度。省了张拉时间，而且缩短了预应力筋预留张拉长度。主要主要用于各种有粘结筋和无粘结筋的用于各种有粘结筋和无粘结筋的单根张拉单根张拉。YDQ型前卡式千斤顶型前卡式千斤顶 前卡式千斤顶张拉中前卡式千斤顶张拉中4.2 4.2 液压张拉设备液压张拉设备共共63页页 第第54页页4.2.5 扁锚整体张拉千斤顶扁锚整体张拉千斤顶 是一种整体预应力张拉千斤顶。采用双并列油缸的是一种整体预应力张拉千斤顶。采用双并列油缸的结构，扁锚采用整体一次张拉，克服了扁锚由于单孔张结构

50、，扁锚采用整体一次张拉，克服了扁锚由于单孔张拉而引起构件应力不均匀，预应力筋延伸量不足，构件拉而引起构件应力不均匀，预应力筋延伸量不足，构件扭曲现象，并且可提高施工工效。可广泛用于各种锚固扭曲现象，并且可提高施工工效。可广泛用于各种锚固体系的扁锚预应力施工。体系的扁锚预应力施工。4.2 4.2 液压张拉设备液压张拉设备共共63页页 第第55页页4.3 高压油泵高压油泵 高压油泵与向液压千斤顶的油缸高压供油。油泵的高压油泵与向液压千斤顶的油缸高压供油。油泵的额定压力应等于或大于千斤顶的额定压力。高压油泵的额定压力应等于或大于千斤顶的额定压力。高压油泵的额定压力为额定压力为4080MPa。4 4

51、张拉设备张拉设备共共63页页 第第56页页 千斤顶张拉时，张拉力的大小是千斤顶张拉时，张拉力的大小是通过油泵上的油压的读数来控制的。通过油泵上的油压的读数来控制的。油压表的读数表示千斤顶张拉油缸活油压表的读数表示千斤顶张拉油缸活塞单位面积的油压力。在理论上如已塞单位面积的油压力。在理论上如已知张拉力知张拉力N，活塞面积，活塞面积 A，则可求出，则可求出张拉时油表的相应读数张拉时油表的相应读数P 。ZBZB型油泵型油泵YBZYBZ型型高压泵站高压泵站预应力钢筋、锚具、张拉机具的配套使用预应力钢筋、锚具、张拉机具的配套使用共共63页页 第第57页页预应力筋预应力筋品种品种锚具形式锚具形式张拉机械张拉机械张拉端张拉端固定端固定端安装在结安装在结构之外构之外安装在结安装在结构之内构之内钢绞线及钢绞线及钢绞线束钢绞线束夹片锚具夹片锚具挤压锚具挤压锚具压花锚具压花锚具挤压锚具挤压锚具夹片锚具夹片锚具穿心式穿