第四章预应力混凝土工程

1、土木工程施工土木工程施工房屋建筑教研室房屋建筑教研室董艳秋董艳秋第四章第四章 预应力混凝土工程预应力混凝土工程4.1 概述概述 4.2 先张法施工先张法施工 4.3 后张法施工后张法施工 本本 章章 内内 容容v 预应力混凝土的产生预应力混凝土的产生v 由于混凝土抗拉性能很差，使钢筋混凝土由于混凝土抗拉性能很差，使钢筋混凝土存在两个不能解决的问题：存在两个不能解决的问题：一是需要带裂缝工一是需要带裂缝工作，裂缝的存在，不仅使构件刚度下降很多，作，裂缝的存在，不仅使构件刚度下降很多，而且不能应用于不允许开裂的结构中；而且不能应用于不允许开裂的结构中；二是从二是从保证结构耐久性出发，必须限制裂缝开

2、展宽度，保证结构耐久性出发，必须限制裂缝开展宽度，这使高强度钢筋无法在钢筋混凝土结构中充分这使高强度钢筋无法在钢筋混凝土结构中充分发挥其作用，相应地也不可能充分发挥高等级发挥其作用，相应地也不可能充分发挥高等级混凝土的作用。混凝土的作用。这样，当荷载增加时，只有增这样，当荷载增加时，只有增大构件截面尺寸或增加钢筋用量方法来控制构大构件截面尺寸或增加钢筋用量方法来控制构件的裂缝和变形。这样做既不经济又必然使构件的裂缝和变形。这样做既不经济又必然使构件自重增加。采用预应力混凝土是解决这一矛件自重增加。采用预应力混凝土是解决这一矛盾的有效办法。盾的有效办法。v 第一节第一节 概概 述述v 1 1、预

3、应力混凝土、预应力混凝土： 预应力混凝土在结构或构件承受使预应力混凝土在结构或构件承受使用荷载前，利用钢筋张拉后的弹性回缩，用荷载前，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加压应力，对构件受拉区的混凝土预先施加压应力，当构件在使用荷载作用下产生拉应力时，当构件在使用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。展，提高了构件的抗裂度和刚度。v 第一节第一节 概概 述述v

4、1 1、预应力混凝土、预应力混凝土： v 第一节第一节 概概 述述v 1 1、预应力混凝土：、预应力混凝土： 2 2、预应力混凝土的特点：、预应力混凝土的特点： 2 2、预应力混凝土的特点：、预应力混凝土的特点： 1 1）构件截面小、自重轻、质量好、材料省）构件截面小、自重轻、质量好、材料省( (可节约钢材可节约钢材40%-50%40%-50%、混凝土、混凝土20%-40%)20%-40%)，在跨，在跨度较大的结构中，其综合经济效益较好度较大的结构中，其综合经济效益较好 。 2 2）预应力混凝土施工，需要专门的机械设）预应力混凝土施工，需要专门的机械设备，工艺比较复杂，操作要求较高。备，工艺比

5、较复杂，操作要求较高。 3 3）预应力混凝土的使用范围和数量，已成）预应力混凝土的使用范围和数量，已成为一个国家建筑技术水平的重要标志之一。为一个国家建筑技术水平的重要标志之一。 4 4）一般要求）一般要求混凝土的强度等级不低于混凝土的强度等级不低于C30C30。（我国开始采用（我国开始采用C50-C60C50-C60的高强混凝土，最高的高强混凝土，最高 达到达到C80C80，国外已出现抗压强度高达，国外已出现抗压强度高达200MPa200MPa的的混凝土。）混凝土。） v 第一节第一节 概概 述述v 1 1、预应力混凝土：、预应力混凝土： 2 2、预应力混凝土的特点：、预应力混凝土的特点：

6、3 3、预应力混凝土的分类、预应力混凝土的分类 1 1）按预加应力的方法分：先张法、后张法。）按预加应力的方法分：先张法、后张法。 2 2）按张拉方法分：机械张拉）按张拉方法分：机械张拉( (液压或电动螺液压或电动螺杆杆) )、电热张拉。、电热张拉。 3 3）按预应力筋粘结状态分：有粘结预应力混）按预应力筋粘结状态分：有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土凝土和无粘结预应力混凝土第二节第二节 先张法施工先张法施工 一、先张法概念一、先张法概念 在浇筑混凝土前张拉预应力筋并将其在浇筑混凝土前张拉预应力筋并将其固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定

7、强度（不低于混凝土设待混凝土达到一定强度（不低于混凝土设计强度值的计强度值的7575），放松预应力筋，借助），放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预压应力的施工工艺。加预压应力的施工工艺。第二节第二节 先张法施工先张法施工 一、先张法概念一、先张法概念 张拉、固定钢筋张拉、固定钢筋 浇混凝土（养护）浇混凝土（养护） 放张钢筋放张钢筋v工艺过程：工艺过程：v工艺过程：工艺过程：v工艺过程：工艺过程：第二节第二节 先张法施工先张法施工 一、先张法概念一、先张法概念 v工艺过程：工艺过程：v适用于：构件厂生产中、小型构件（楼板、屋面板、吊车梁、

8、薄腹梁）第二节第二节 先张法施工先张法施工 一、先张法概念一、先张法概念 二、先张法施工的设备二、先张法施工的设备二、先张法施工设备二、先张法施工设备1 1、台座、台座n 墩式台座墩式台座 n 槽式台座槽式台座 墩式台座墩式台座墩式台座的稳定性验算墩式台座的稳定性验算抗倾覆验算：抗倾覆验算：抗滑移能力验算：抗滑移能力验算：01.5MKMM=Te M/=G1l1+G2l211.3eTKTT T1 1=N+E=N+EP P+F+F二、先张法施工设备二、先张法施工设备1 1、台座、台座（1 1）墩式台座墩式台座 （2 2）槽式台座槽式台座（2 2）槽式台座）槽式台座n组成：钢筋混凝土压杆、上下横梁、

9、砖墙和组成：钢筋混凝土压杆、上下横梁、砖墙和台面。台座长台面。台座长45-76米。位于地下。米。位于地下。n适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。便于蒸汽养护。吊车梁等。便于蒸汽养护。压杆压杆砖墙砖墙上横梁上横梁下横梁下横梁砖墙砖墙压杆压杆压杆压杆砖墙砖墙上横梁上横梁下横梁下横梁砖墙砖墙压杆压杆台面台面二、先张法施工设备二、先张法施工设备1 1、台座、台座2 2、夹具：、夹具：锚固夹具锚固夹具张拉夹具张拉夹具静载锚固性能静载锚固性能工作可靠工作可靠良好的自锚良好的自锚良好的松锚良好的松锚重复利用重复利用 夹具是先张法施工时张拉并临时固定在台座上保

10、持预应筋张拉力的工具 。二、先张法施工设备二、先张法施工设备1 1、台座、台座2 2、夹具：、夹具：v1 1）张拉夹具）张拉夹具：v 偏心式夹具偏心式夹具 钢丝的张拉钢丝的张拉二、先张法施工设备二、先张法施工设备1 1、台座、台座2 2、夹具：、夹具：v1 1）张拉夹具）张拉夹具：v 偏心式夹具偏心式夹具 钢筋的张拉钢筋的张拉v 压销式夹具压销式夹具二、先张法施工设备二、先张法施工设备1 1、台座、台座2 2、夹具：、夹具：v1 1）张拉夹具）张拉夹具：v2 2）锚固夹具）锚固夹具：v 锥形夹具锥形夹具圆套筒三片式夹具圆套筒三片式夹具墩头锚具墩头锚具锥形夹具锥形夹具1.1.套筒套筒 2.2.齿

11、板齿板3.3.锥销锥销 4.4.定位板定位板5.5.预应力筋预应力筋v圆锥齿板式圆锥齿板式v圆锥三槽式圆锥三槽式锚固预应力钢丝锚固预应力钢丝圆套筒三片式夹具圆套筒三片式夹具 套筒和夹片组套筒和夹片组成。成。 利用挤压利用挤压摩擦阻力自锁固摩擦阻力自锁固定的。定的。 用于：锚固单根冷拉钢用于：锚固单根冷拉钢筋筋墩头锚具墩头锚具 用于预应力筋和预应力钢丝的固定端。用于预应力筋和预应力钢丝的固定端。 1.1.锚固板锚固板 2.2.镦粗头镦粗头固定端镦头锚具固定端镦头锚具高强镦头钢丝用梳筋板夹具高强镦头钢丝用梳筋板夹具接千斤顶接千斤顶镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板用）镦头梳筋板夹具（制作预应力圆孔板

12、用）二、先张法施工设备二、先张法施工设备1 1、台座、台座2 2、夹具、夹具3 3、张拉机械、张拉机械 3.3.张拉机械张拉机械v1 1、千斤顶、千斤顶：v v2 2、电动螺杆：、电动螺杆：v 3.3.张拉机械张拉机械v1 1、千斤顶、千斤顶：v YC YC2020型，最大拉力型，最大拉力2020t t、行行程程200200mmmm，适于适于1212-20-20单根钢筋。单根钢筋。v2 2、电动螺杆：、电动螺杆：v v 3.3.张拉机械张拉机械v1 1、千斤顶、千斤顶：v YC YC2020型，最大拉力型，最大拉力2020t t、行行程程200200mmmm，适于适于1212-20-20单根钢

13、筋。单根钢筋。v2 2、电动螺杆：、电动螺杆：v v 电动螺杆张拉机的工作原理图电动螺杆张拉机的工作原理图 3.3.张拉机械张拉机械v1 1、穿心式千斤顶、穿心式千斤顶：v YC YC2020型，最大拉力型，最大拉力2020t t、行程行程200200mmmm，适于适于1212-20-20单根钢筋。单根钢筋。v2 2、电动螺杆：、电动螺杆：v 拉力拉力3030-60t-60t、行程行程800800mmmm，用于：用于：钢筋、钢丝。钢筋、钢丝。第二节第二节 先张法施工先张法施工 一、先张法概念一、先张法概念 二、先张法施工的设备二、先张法施工的设备三、施工工艺三、施工工艺三、先张法施工工艺三、先

14、张法施工工艺v工艺流程工艺流程三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺（一）预应力筋的张拉（一）预应力筋的张拉 v一般预制厂选用多根成组张拉，一般预制厂选用多根成组张拉，v施工现场常用单根张拉。施工现场常用单根张拉。三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺（一）预应力筋的张拉（一）预应力筋的张拉 （1 1）张拉控制力）张拉控制力concon 是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，按设计规定采用。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预应力钢丝、预应力钢丝、钢铰线钢铰线0.75 0.75 f fptkptk0.75 0.75 f fptkptk热处理钢筋热处理钢筋0.70 0.70 f

15、 fptkptk0.65 0.65 f fptkptk张张拉拉控控制制应应力力限限值值f fptkptk: :预应力筋极限抗拉强度标准值预应力筋极限抗拉强度标准值三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺（一）预应力筋的张拉（一）预应力筋的张拉 （1 1）张拉控制力）张拉控制力（2 2）张拉程序）张拉程序v01.0501.05concon（持荷（持荷2 2分钟）分钟）conconv或或 v01.0301.03conconv多用多用 超张拉可比设计要求提高超张拉可比设计要求提高5%5%，但最大张拉控制应力不得超过，但最大张拉控制应力不得超过下列规定：下列规定：钢筋种类钢筋种类张拉方法张拉方法先张法先张

16、法后张法后张法预应力钢丝、预应力钢丝、钢铰线钢铰线0.8 0.8 f fptkptk0.80.8f fptkptk热处理钢筋热处理钢筋0.75 0.75 f fptkptk0.7 0.7 f fptkptk最最大大张张拉拉应应力力限限值值三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺（一）预应力筋的张拉（一）预应力筋的张拉 （1 1）张拉控制力）张拉控制力（2 2）张拉程序）张拉程序（3 3）预应力筋张拉力计算）预应力筋张拉力计算 F FP P=m =m concon A AP P 三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺（一）预应力筋的张拉（一）预应力筋的张拉 （1 1）张拉控制力）张拉控制力（2 2）张

17、拉程序）张拉程序（3 3）预应力筋张拉力计算）预应力筋张拉力计算（4 4）预应力筋伸长值验算）预应力筋伸长值验算（4）预应力筋伸长值验算）预应力筋伸长值验算 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LL按下式计算：按下式计算： F FP P 预应力筋平均张拉力，预应力筋平均张拉力，kNkN； 轴线张拉取张拉端的拉力；两端张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；扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值； L L 预应力筋的长度，预应力筋的长度，mm

18、mm； A AP P 预应力筋的截面面积，预应力筋的截面面积，mm2mm2； E ES S 预应力筋的弹性模量，预应力筋的弹性模量，kN/mm2kN/mm2。 v-5%-10%-5%-10%三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺（一）预应力筋的张拉（一）预应力筋的张拉 （1 1）张拉控制力）张拉控制力（2 2）张拉程序）张拉程序（3 3）预应力筋张拉力计算）预应力筋张拉力计算（4 4）预应力筋伸长值验算）预应力筋伸长值验算（5 5）张拉要点）张拉要点（5 5）张拉要点：）张拉要点：（1 1）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座）（2 2）多根成组张拉，初应力

19、应一致）多根成组张拉，初应力应一致( (测力计抽查测力计抽查) )（3 3）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松（4 4）拉完的筋位置偏差）拉完的筋位置偏差55mmmm，且且构件截面短构件截面短边的边的4%4%（6 6）冬施张拉时，温度）冬施张拉时，温度1515（7 7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。猛。三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺（一）预应力筋的张拉（一）预应力筋的张拉 （二）混凝土浇注与养护（二）混凝土浇注与养护（二）混凝土浇筑与养护：v1 1、混凝土一次浇完，不允许留施工缝，混凝土、混凝土一

20、次浇完，不允许留施工缝，混凝土C30C30。v2 2、防止较大徐变和收缩：防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，选收缩变形小的水泥，水灰比水灰比0.50.5，级配良好，振捣密实（特别是端，级配良好，振捣密实（特别是端部）。部）。v3 3、叠层生产时，下层混凝土强度达叠层生产时，下层混凝土强度达5MPa5MPa，方可，方可浇筑上层构件；浇筑上层构件； 防止碰撞、踩踏钢丝。防止碰撞、踩踏钢丝。v4 4、减少应力损失：、减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次非钢模台座生产，采取二次升温养护，升温养护，( (开始温差开始温差2020，达，达7.57.5（1010）MPaMPa后按正常速度升温）。后按

21、正常速度升温）。三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺（一）预应力筋的张拉（一）预应力筋的张拉 （二）混凝土浇注与养护（二）混凝土浇注与养护（三）预应力筋放张（三）预应力筋放张( (三三) ) 预应力筋放松：预应力筋放松：v1.1.条件：条件：v 混凝土达到设计要求或达到规定混凝土达到设计要求或达到规定强度（设计强度标准值强度（设计强度标准值75%75%）v2.2.放张顺序放张顺序 v3.3.放张方法放张方法 横梁螺杆螺母承力板台座钢块钢块钢楔块楔块放张法楔块放张法活塞钢套箱进砂口出砂口砂子钢套箱底板砂箱放张法砂箱放张法第三节第三节 后张法施工后张法施工 一、后张法的概念一、后张法的概念 先制作

22、混凝土构件，并在预先制作混凝土构件，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，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，最后进行孔道具把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。灌浆。 后张法施工示意图后张法施工示意图第三节第三节 后张法施工后张法施工 一、后张法的概念一、后张法的概念 特点：特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。锚具不能重复利用。适于：适于：现场施工生产大型预应力混凝土现场施工生产大型预应力混凝土构件。构件。第三节第三

23、节 后张法施工后张法施工 一、后张法的概念一、后张法的概念 二、预应力筋、锚具、张拉机械二、预应力筋、锚具、张拉机械 （一）常见预应力筋类型（一）常见预应力筋类型 1.1.单根钢筋：直径大于单根钢筋：直径大于1212毫米热处理筋；毫米热处理筋； 2.2.钢筋束与钢绞线束；钢筋束与钢绞线束； 3.3.钢丝束。钢丝束。第三节第三节 后张法施工后张法施工 一、后张法的概念一、后张法的概念 二、预应力筋、锚具、张拉二、预应力筋、锚具、张拉机械机械 （一）常见预应力筋类型（一）常见预应力筋类型 （二）锚具（二）锚具 （二）锚具（二）锚具 对锚具的要求：对锚具的要求：尺寸准确。尺寸准确。不致产生预应力筋的

24、滑移。不致产生预应力筋的滑移。有足够刚度和强度有足够刚度和强度 （二）锚具（二）锚具 对锚具的要求：对锚具的要求： 锚具分类（按锚固性能）锚具分类（按锚固性能）v锚具性能锚具性能 类类 类类v锚具效率系数锚具效率系数 a0.95 a0.9a0.95 a0.9v锚具的总应变锚具的总应变 u2.0% u2.0% u1.7%u1.7% v 用途：用途：v 类类承受动、静载的无粘结、有粘结承受动、静载的无粘结、有粘结的预应力混凝土；的预应力混凝土；v 类类有粘结且锚具处于预应力筋应力有粘结且锚具处于预应力筋应力变化不大的部位。变化不大的部位。 （二）锚具（二）锚具 对锚具的要求：对锚具的要求： 锚具分

25、类（按锚固性能）：锚具分类（按锚固性能）： 用途：用途： 进场验收：进场验收： 1.1.外观检查外观检查2.2.硬度检验硬度检验3.3.静载锚固性能试验静载锚固性能试验 （二）锚具（二）锚具 对锚具的要求：对锚具的要求： 锚具分类（按锚固性能）：锚具分类（按锚固性能）： 用途：用途： 进场验收：进场验收： 常用锚具：常用锚具： （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 单根粗钢筋作预应力筋，如果单根粗钢筋作预应力筋，如果采用一端张拉，则在张拉端用采用一端张拉，则在张拉端用螺丝螺丝端杆锚具，端杆锚具，固定端用固定端用帮条锚具或镦帮条锚具或镦头锚具头锚具；如果采用两端张拉，则两；如果采用两端张拉，则两

26、端均用端均用螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具。 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm）（1 1）螺丝端杆锚具）螺丝端杆锚具组成组成v用于预应力钢筋的张拉锚固，依靠对用于预应力钢筋的张拉锚固，依靠对焊与预应力钢筋连接焊与预应力钢筋连接 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm）（1 1）螺丝端杆锚具）螺丝端杆锚具（2 2）帮条锚具）帮条锚具1.1.衬板衬板2.2.帮条帮条3.3.预应力筋预应力

27、筋用于：单根预应力筋的固定端用于：单根预应力筋的固定端 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm）（1 1）螺丝端杆锚具）螺丝端杆锚具（2 2）帮条锚具）帮条锚具（3 3）镦头锚具）镦头锚具1.1.垫板垫板2.2.承力板承力板3.3.预应筋预应筋固定端固定端 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 钢筋束、钢绞线束采用的锚具有钢筋束、钢绞线束采用的锚具有JMJM型、型、XMXM型、型、QMQM型和镦头锚具型和镦头

28、锚具等。其中镦等。其中镦头锚具用于非张拉端。头锚具用于非张拉端。 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 （1 1）JMJM型锚具（锚固型锚具（锚固3-63-6根）根）1.1.预应力筋预应力筋2.2.夹片夹片3.3.锚环锚环4.4.垫板垫板 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 （1 1）JMJM型锚具（锚固型锚具（锚固3-63-6根）根） （2 2）XMXM型锚

29、具（钢绞线）型锚具（钢绞线） （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 （1 1）JMJM型锚具（锚固型锚具（锚固3-63-6根）根） （2 2）XMXM型锚具（钢绞线）型锚具（钢绞线） （3 3）QMQM型锚具（钢绞线）型锚具（钢绞线） QMQM型锚具与型锚具与XMXM型锚具相似，它也是由锚板型锚具相似，它也是由锚板和夹片组成和夹片组成 。但锚孔是直的，锚板顶面是。但锚孔是直的，锚板顶面是平的，夹片垂直开缝。此外，备有配套的平的，夹片垂直开缝。此外，备有配套的带喇叭管的预埋板。带

30、喇叭管的预埋板。应用：应用：4-314-31根根J J12123 3-9-9根根J J1515 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 （1 1）JMJM型锚具（锚固型锚具（锚固3-63-6根）根） （2 2）XMXM型锚具（钢绞线）型锚具（钢绞线） （3 3）QMQM型锚具（钢绞线）型锚具（钢绞线） （4 4）镦头锚具（固定端）镦头锚具（固定端） 由锚固板和带镦头的预应力筋组成由锚固板和带镦头的预应力筋组成 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗

31、钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 （1 1）JMJM型锚具（锚固型锚具（锚固3-63-6根）根） （2 2）XMXM型锚具（钢绞线）型锚具（钢绞线） （3 3）QMQM型锚具（钢绞线）型锚具（钢绞线） （4 4）镦头锚具（固定端）镦头锚具（固定端） （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 3 3、钢丝束、钢丝束 (1)(1)钢质锥形锚具钢质锥形锚具 v适用于锚固适用于锚固6 6、1212、1818或或2424根直径根直径v5 5

32、mmmm的钢丝束的钢丝束少用少用 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 3 3、钢丝束、钢丝束 (1)(1)钢质锥形锚具钢质锥形锚具 (2)(2)锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具 锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具 适用于适用于14-2814-28根碳素钢丝的锚固。根碳素钢丝的锚固。 1.1.螺母螺母 2.2.垫板垫板 3.3.套筒套筒 4.4.锥形螺杆锥形螺杆无自锚能力，必须事先加力顶无自锚能力，必须事先加力顶压套筒才能锚固钢丝压套筒才能锚固钢丝 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、

33、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 3 3、钢丝束、钢丝束 (1)(1)钢质锥形锚具钢质锥形锚具 (2)(2)锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具 (3)(3)镦头锚具镦头锚具 镦头锚具镦头锚具适用锚固适用锚固12-2412-24根碳素钢丝根碳素钢丝 张拉端张拉端锚固端锚固端锚环锚环1.1.锚环锚环 2.2.螺母螺母 3.3.锚板锚板 4.4.垫板垫板 （二）锚具（二）锚具常用锚具常用锚具 1 1、单根粗钢筋（直径、单根粗钢筋（直径1818-36mm-36mm） 2 2、钢筋束和钢绞线束、钢筋束和钢绞线束 3 3、钢丝束、钢丝束 (

34、1)(1)钢质锥形锚具钢质锥形锚具 (2)(2)锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具 (3)(3)镦头锚具镦头锚具 第三节第三节 后张法施工后张法施工 一、后张法的概念一、后张法的概念 二、预应力筋、锚具、张拉二、预应力筋、锚具、张拉机械机械 （一）常见预应力筋类型（一）常见预应力筋类型 （二）锚具（二）锚具 （三）张拉机械（三）张拉机械（三）（三） 张拉机械张拉机械 （1 1）拉杆式千斤顶（）拉杆式千斤顶（YLYL） （三）（三） 张拉机械张拉机械 （1 1）拉杆式千斤顶（）拉杆式千斤顶（YLYL） 应用：应用： v 带带螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具的单根粗钢筋的单根粗钢筋v 带带锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具的

35、钢丝束的钢丝束 v 带带镦头锚具镦头锚具的钢丝束的钢丝束特点特点：构造简单、操作方便、应用：构造简单、操作方便、应用 广、张拉力为广、张拉力为600KN600KN，张拉行程，张拉行程 150mm 150mm。（三）（三） 张拉机械张拉机械 （1 1）拉杆式千斤顶）拉杆式千斤顶 （2 2）穿心式千斤顶）穿心式千斤顶预预应应力力筋筋工具锚工具锚锚环锚环构构件件夹片夹片（三）（三） 张拉机械张拉机械 （1 1）拉杆式千斤顶（）拉杆式千斤顶（YLYL） （2 2）穿心式千斤顶（）穿心式千斤顶（YCYC） 使用方便、应用性强、用于使用方便、应用性强、用于张拉采用张拉采用JMJM、QMQM、XMXM型锚具

36、。型锚具。（三）（三） 张拉机械张拉机械 （1 1）拉杆式千斤顶（）拉杆式千斤顶（YLYL） （2 2）穿心式千斤顶（）穿心式千斤顶（YCYC）（3 3）锥锚式千斤顶（）锥锚式千斤顶（YZYZ）v用于张拉锥形锚具锚固的预应力钢丝束用于张拉锥形锚具锚固的预应力钢丝束v锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶1.1.主缸油嘴主缸油嘴 2.2.主缸主缸 3.3.主缸弹簧主缸弹簧4.4.工具锚具工具锚具 5.5.副缸副缸 6.6.副缸活塞副缸活塞7.7.副缸弹簧副缸弹簧 8.8.副缸油嘴副缸油嘴 9.9.预应力筋预应力筋10.10.支腿支腿 11.11.锚环锚环 12.12.锚塞锚塞 （三）（三） 张拉机械张拉机械

37、（1 1）拉杆式千斤顶（）拉杆式千斤顶（YLYL） （2 2）穿心式千斤顶（）穿心式千斤顶（YCYC）（3 3）锥锚式千斤顶（）锥锚式千斤顶（YZYZ）第三节第三节 后张法施工后张法施工 一、后张法的概念一、后张法的概念 二、预应力筋、锚具、张拉二、预应力筋、锚具、张拉机械机械 三、预应力筋制作三、预应力筋制作( (一）单根预应力筋制作一）单根预应力筋制作 工序：下料工序：下料对焊对焊冷拉冷拉 下料长度计算下料长度计算： 当两端用螺丝端杆锚具时当两端用螺丝端杆锚具时l l1 1l l2 2l l/ /l ll l2 2l l1 1L L1 11 10 0L L( (一）单根预应力筋制作一）单根

38、预应力筋制作 工序：下料工序：下料对焊对焊冷拉冷拉 下料长度计算下料长度计算： 当两端用螺丝端杆锚具时当两端用螺丝端杆锚具时 当一端用螺丝端杆锚具、另一端当一端用螺丝端杆锚具、另一端 用帮条锚具时用帮条锚具时l l1 1l l2 2l l/ /l ll l3 3L L1 1301321ll)1(Lnllll钢筋下料长度：钢筋下料长度：取值取值70-8070-80( (一）单根预应力筋制作一）单根预应力筋制作 工序：下料工序：下料对焊对焊冷拉冷拉 下料长度计算下料长度计算： 当两端用螺丝端杆锚具时当两端用螺丝端杆锚具时 当一端用螺丝端杆锚具、另一端当一端用螺丝端杆锚具、另一端 用帮条锚具时用帮条

39、锚具时 当一端用螺丝端杆锚具、另一端当一端用螺丝端杆锚具、另一端 用镦头锚具时用镦头锚具时l l1 1l l2 2l l/ /l ll l4 4L L1 1401421ll)1(Lnllll钢筋下料长度：钢筋下料长度：取值取值2.52.5倍钢筋直径加倍钢筋直径加15mm15mm。( (一）单根预应力筋制作一）单根预应力筋制作 ( (二）钢筋束与钢绞线的制作二）钢筋束与钢绞线的制作 钢筋束钢筋束：由直径由直径10mm10mm的热处理钢筋的热处理钢筋 编束而成。编束而成。 钢绞线束钢绞线束：由直径由直径1212或或15mm15mm钢绞线钢绞线 编束而成编束而成 工序：冷拉、下料、编束工序：冷拉、下

40、料、编束 理顺、用理顺、用18-2218-22号铁丝，每隔号铁丝，每隔1m1m左右绑扎一道左右绑扎一道v钢筋束与钢绞线束筋钢筋束与钢绞线束筋下料长度下料长度计算计算 两端张拉：两端张拉： L Ll l2 2a a 一端张拉：一端张拉： L Ll la ab bva a张拉端留量（一般张拉端留量（一般600-800mm600-800mm，由机具定）由机具定）vb b固定端留量一般为固定端留量一般为80mm80mm( (一）单根预应力筋制作一）单根预应力筋制作 ( (二）钢筋束与钢绞线的制作二）钢筋束与钢绞线的制作 ( (三）钢丝束的制作三）钢丝束的制作 工序：调直、下料、编束工序：调直、下料、编

41、束 预应力钢丝束下料长度预应力钢丝束下料长度（1 1）采用钢质锥形锚具，以锥锚式千斤顶张拉，）采用钢质锥形锚具，以锥锚式千斤顶张拉，钢丝的下料长度钢丝的下料长度L L为：为： 两端张拉：两端张拉：L L1 12 2（l l4 4+ l+ l5 5+80)+80) 一端张拉：一端张拉：L L1 12 2（l l4 4 +80) + l +80) + l5 5l l4 4- -锚环厚锚环厚l l5 5- -千斤顶分千斤顶分丝头到卡盘丝头到卡盘外端距离。外端距离。 （2 2）采用镦头锚具，以拉杆式或穿心）采用镦头锚具，以拉杆式或穿心式千斤顶在构件上张拉。式千斤顶在构件上张拉。钢丝的下料长度为：钢丝的

42、下料长度为： 两端张拉：两端张拉： L Ll l2a2a2b2b（H HH H1 1 ）LLc c 一端张拉：一端张拉： L Ll l2a2a2b2b0.50.5（H HH H1 1 ）LLc c a:a:杯底厚或锚板厚杯底厚或锚板厚b b：钢丝镦头留量：钢丝镦头留量(10mm(10mm）H H1 1：杯环高度：杯环高度L L：钢丝束拉伸伸长值：钢丝束拉伸伸长值C C：张拉时混凝土弹性回：张拉时混凝土弹性回缩值缩值（3 3）采用锥形螺杆锚具，以拉杆式千斤顶在）采用锥形螺杆锚具，以拉杆式千斤顶在构件上张拉，钢丝的下料长度为：构件上张拉，钢丝的下料长度为： L Ll l2l2l2 22l2l1 1

43、2 2（l l6 6a)a)L6:L6:锥形螺杆锚具套筒长度锥形螺杆锚具套筒长度a aa a：钢丝伸出：钢丝伸出套筒的长套筒的长度，一般度，一般为为20mm.20mm.第三节第三节 后张法施工后张法施工 一、后张法的概念一、后张法的概念 二、预应力筋、锚具、张拉二、预应力筋、锚具、张拉机械机械 三、预应力筋制作三、预应力筋制作 四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺v作业：某预应力屋架，采用后张法施工。孔作业：某预应力屋架，采用后张法施工。孔道长度道长度23.8m23.8m，两端张拉，采用，两端张拉，采用LM25LM25螺丝端杆螺丝端杆锚具（螺母高度锚具（螺母高度45mm45mm，垫板厚度，垫板

44、厚度16mm16mm）, ,长度长度为为320mm320mm，预应力筋采用热处理钢筋，直径，预应力筋采用热处理钢筋，直径25mm25mm，冷拉率，冷拉率4%4%，弹性回缩率，弹性回缩率0.5%0.5%，每根钢，每根钢筋长筋长7m7m，计算下料长度。，计算下料长度。v施工下料时，选用施工下料时，选用3 3根根7 7米，米，1 1根根1.7161.716米钢筋米钢筋制作。制作。 mmL22716255%5 . 0%413202)516452(223800v上例中改为一端张拉上例中改为一端张拉v施工下料时，选用施工下料时，选用3 3根根7 7米，米，1 1根根1.6771.677米钢筋米钢筋制作。制

45、作。v上例中改为一端螺丝端杆张拉，另一端绑条上例中改为一端螺丝端杆张拉，另一端绑条锚具锚具 v v施工下料时，选用施工下料时，选用3 3根根7 7米，米，1 1根根1.961.96米钢筋制米钢筋制作作mmL22677255%5 . 0%41320210164551645223800mmL22960254%5 . 0%413207051645223800【例【例5.15.1】2121m m预应力屋架的孔道长为预应力屋架的孔道长为20.8020.80m m，预应力预应力筋为冷拉筋为冷拉HRB400HRB400钢筋，直径为钢筋，直径为2222mmmm，每根长度为每根长度为8 8m m，实测冷拉率实测

46、冷拉率r=4%r=4%，弹性回缩率弹性回缩率=0.4%=0.4%，张拉应力为张拉应力为0.850.85fpykfpyk。螺丝端杆长为螺丝端杆长为320320mmmm，帮条长为帮条长为5050mmmm，垫板垫板厚为厚为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两端用螺丝端杆锚具锚固时预应力筋的下料长度度? ?（2 2） 一端用螺丝端杆，另一端为帮条锚具时预应力一端用螺丝端杆，另一端为帮条锚具时预应力筋的下料长度筋的下料长度? ?【解】【解】（1 1） 螺丝端杆锚具，两端同时张拉，螺螺丝端杆锚具，两端同时张拉，螺母厚度取母厚度取3636mmmm，垫板厚度取垫

47、板厚度取1616mmmm，则螺丝端杆伸则螺丝端杆伸出构件外的长度出构件外的长度l l2 2=2H+h+5=2=2H+h+5=236+16+5=93m36+16+5=93m；对对焊接头个数焊接头个数n=2+2=4n=2+2=4；每个对焊接头的压缩量每个对焊接头的压缩量=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则预应力筋的成品长度：度：L L1 1=l+l=l

48、+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

49、 P=0.85=0.855005003.14/43.14/422222 2=161475=161475（N N） =161.475 =161.475（kNkN）四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺（一）孔道留设：孔道留设：v1 1、要求：、要求：位置准确；内壁光滑；位置准确；内壁光滑；端部预埋钢板垂直于孔道轴线（中心端部预埋钢板垂直于孔道轴线（中心线）并用钉子或螺栓固定在模板上；线）并用钉子或螺栓固定在模板上；孔道直径比预应力筋外径大孔道直径比预应力筋外径大101015mm15mm。四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺（一）孔道留设：孔道留设：v1 1、要求：、要求： v 2 2、留设方法、留

50、设方法v 钢管抽芯法钢管抽芯法 v 胶管抽芯法胶管抽芯法 v 预埋波纹管法预埋波纹管法 钢管抽芯法钢管抽芯法 直孔v施工要点：施工要点：v钢管应平直、光滑，用前刷油；钢管应平直、光滑，用前刷油；v每根长每根长1515米，每端伸出米，每端伸出500500mmmm；v两根接长，中间用木塞及套管连两根接长，中间用木塞及套管连 接（接（P147P147图）；图）；v用钢筋用钢筋井字架井字架固定，固定，11米；米；v混凝土浇筑后每混凝土浇筑后每1010-15-15分转动一次；分转动一次；v混凝土混凝土初凝后、终凝前初凝后、终凝前抽管（抽管（3-53-5小时）；小时）；v抽管先上后下，边转边拔。抽管先上后

51、下，边转边拔。v人工抽出或用卷扬机人工抽出或用卷扬机 胶管抽芯法胶管抽芯法留设直孔、曲线孔、折线孔v胶管：胶管：5 5或或7 7层帆布夹层胶管；层帆布夹层胶管； 壁厚壁厚6-7mm6-7mm带钢丝网胶皮管。带钢丝网胶皮管。 施工方法：施工方法： 胶管一端密封，另一端接上阀门向内充气胶管一端密封，另一端接上阀门向内充气或充水，安放（钢筋井字架固定间距不大于或充水，安放（钢筋井字架固定间距不大于0.5m)0.5m)在孔道设计位置上；在孔道设计位置上； 待混凝土待混凝土初凝后、终凝前初凝后、终凝前，将胶管阀门打，将胶管阀门打开放水开放水( (或放气或放气) )降压，胶管回缩与混凝土自降压，胶管回缩与

52、混凝土自行脱落。行脱落。 抽管顺序：一般先上后下、先曲后直抽管顺序：一般先上后下、先曲后直 预埋波纹管法预埋波纹管法 由镀锌薄钢带由镀锌薄钢带(0.25-0.3mm)(0.25-0.3mm)经压波卷曲而成。经压波卷曲而成。 具有重量轻、刚度好、弯折具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土黏结方便、连接简单、与混凝土黏结较好等优点。较好等优点。 是现代后张法预是现代后张法预应力筋孔道成型的理想材料。应力筋孔道成型的理想材料。 多采用钢丝或钢绞线作为预多采用钢丝或钢绞线作为预应力，用于大型构件中。可直接应力，用于大型构件中。可直接把下好料的钢丝、钢绞线在孔道把下好料的钢丝、钢绞线在孔道成型

53、前就穿入波纹管中，这样可成型前就穿入波纹管中，这样可以省掉穿束工序。以省掉穿束工序。 留设直孔、曲线孔、折线孔v注意：注意：v抽心法抽心法是传统方法，造价低。但是是传统方法，造价低。但是有局限性。当构件较大，形状较复有局限性。当构件较大，形状较复杂，多跨连续结构，因孔道密集难杂，多跨连续结构，因孔道密集难以适应。以适应。v预埋管法预埋管法是较先进方法适应性强，是较先进方法适应性强，但是造价稍高。但是造价稍高。 v 灌浆孔灌浆孔v 灌浆孔位置、间距：灌浆孔位置、间距：v 构件构件两端两端和和中央每隔一定距离中央每隔一定距离设置设置灌浆孔。灌浆孔。 其中抽心法成孔间距不大于其中抽心法成孔间距不大于

54、12m12m、预埋波纹管法成孔间距不大于、预埋波纹管法成孔间距不大于36m36m。v 排气孔排气孔 v 孔道曲线形，应在孔道的每个峰顶孔道曲线形，应在孔道的每个峰顶处设置处设置排气孔。排气孔。 v（视频（视频1 1）（）（视频视频2 2） （视频（视频3 3） 四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺（一）孔道留设：孔道留设： （二）预应力筋张拉：预应力筋张拉： 1.预应力筋张拉一般规定预应力筋张拉一般规定 2.张拉控制应力张拉控制应力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预应力钢丝、预应力钢丝、钢铰线钢铰线0.75 0.75 f fptkptk0.75 0.75 f fptkp

55、tk热处理钢筋热处理钢筋0.70 0.70 f fptkptk0.65 0.65 f fptkptk张张拉拉控控制制应应力力限限值值四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺（一）孔道留设：孔道留设： （二）预应力筋张拉：预应力筋张拉： 1.预应力筋张拉一般规定预应力筋张拉一般规定 2.张拉控制应力张拉控制应力 3.张拉程序：张拉程序：同先张法同先张法 4.张拉方法张拉方法 张拉方法：张拉方法：v（1 1）抽芯法：）抽芯法：v 长度长度24 24 m m直孔直孔一端张拉（多根筋时，一端张拉（多根筋时，张拉端设在结构两端）；张拉端设在结构两端）；v 长度长度24 24 m m直孔、曲线孔直孔、曲线孔两

56、端张拉两端张拉（一端锚固后，另一端补足再锚固）。（一端锚固后，另一端补足再锚固）。v（2 2）预埋波纹管法：）预埋波纹管法：v 长度长度30 30 m m直孔直孔一端张拉；一端张拉；v 长度长度30 30 m m直孔、曲线孔直孔、曲线孔两端张拉。两端张拉。四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺（一）孔道留设：孔道留设： （二）预应力筋张拉：预应力筋张拉： 1.预应力筋张拉一般规定预应力筋张拉一般规定 2.张拉控制应力张拉控制应力v 3.张拉程序：同先张法张拉程序：同先张法v 4.张拉方法张拉方法 5.张拉顺序张拉顺序 张拉顺序张拉顺序按设计规定进行；按设计规定进行；如设计无规定时，如设计无规定时

57、，应采取应采取分批分阶段分批分阶段对称对称地进行。地进行。目的：混凝土不产目的：混凝土不产生超应力，构件不生超应力，构件不扭转、侧弯，结构扭转、侧弯，结构不变位。不变位。 张拉端张拉端固定端固定端四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺（一）孔道留设：孔道留设： （二）预应力筋张拉：预应力筋张拉： 1.预应力筋张拉一般规定预应力筋张拉一般规定 2.张拉控制应力张拉控制应力v 3.张拉程序：同先张法张拉程序：同先张法v 4.张拉方法张拉方法 5.张拉顺序张拉顺序 6.张拉力计算张拉力计算6 6、张拉力计算、张拉力计算（1 1）全部筋一次张拉）全部筋一次张拉 m m超张拉系数超张拉系数F FP P=

58、= m m concon A AP P6 6、张拉力计算、张拉力计算（1 1）全部筋一次张拉）全部筋一次张拉（2 2）分批张拉）分批张拉 前批张拉的预应力筋的张拉应力值应增加前批张拉的预应力筋的张拉应力值应增加 EPCE钢筋与混凝土的弹性模量比值。钢筋与混凝土的弹性模量比值。csEEE- - 后后批张拉的预应力筋对前批的预应力筋批张拉的预应力筋对前批的预应力筋重心处的混凝土产生法向应力。重心处的混凝土产生法向应力。1l第一批预应力损失值第一批预应力损失值（包括锚具变形和摩擦损失）（包括锚具变形和摩擦损失） A Ap p 后后批张拉预应力筋截面积批张拉预应力筋截面积 。 A An n 混凝土净截面面积。混凝土净截面面积。1conlpPCnAAPC四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺（一）孔道留设：孔道留设： （二）预应力筋张拉：预应力筋张拉： 1.预应力筋张拉一般规定预应力筋张拉一般规定 2.张拉控制应力张拉控制应力v 3.张拉程序：同先张法张拉程序：同先张法v 4.张拉方法张拉方法 5.张拉顺序张拉顺序 6.张拉力计算张拉力计算四、后张法施工工艺四、后张法施工工艺（一）孔道留设：孔道留设： （二）预应力筋张拉：预应力筋张拉： 1.预应力筋张拉一般规定预应力筋张拉一般规定 2.张拉控制应力张拉控制应力v 3.张拉程序：同先张