iA预应力混凝土工程

1、9/2/2022第5章 预应力混凝土工程1 预应力材料与机具2 先张法施工3 后张法施工4 无粘结预应力施工1 【教学要求】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施工工艺；熟悉预应力工程质量检验和质量控制的主要方法。 【教学重点】先张法和后张法的施工工艺过程、质量控制与技术措施。 【教学难点】锚(夹)具、张拉机具的构造及使用方法；施工过程中可能产生的应力损失及弥补的方法。 【时间安排】本章共5学时。2推 荐 书 目1、毛鹤琴.土木工程施工(第3版).武汉理工

2、大学出版社.20072、熊学玉等.预应力工程设计施工手册.中国建筑工业出版社.20033、编写组.建筑施工手册(第4版).中国建筑工业出版社.20034、江正荣.建筑施工工程师手册(第3版).中国建筑工业出版社.20095、编写组.实用建筑施工手册(第2版).中国建筑工业出版社.20056、杨宗放.现代预应力工程施工(第2版).中国建筑工业出版社.20087、曹鸿新.结构工程禁忌手册.中国建筑工业出版社.20028、国家标准.砼结构工程施工质量验收规范.GB50204-20029、国家标准.预应力筋用锚具、夹具和连接器.GB/T14370-200710、行业标准.无粘结预应力砼结构技术规程.J

3、GJ92-200431 概述 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，受拉钢筋的应力仅达1/4-1/3，钢筋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。41.2 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。砼箱梁中的预应力筋 T梁中的预应力钢丝束5预应力砼的种类按预应力大小分

4、按施加预应力方式分按预应力筋的粘结状态分按施工方式分全预应力砼先张法预应力砼后张法预应力砼自应力砼有粘结预应力砼无粘结预应力砼预制预应力砼部份预应力砼现浇预应力砼叠合预应力砼61.3 预应力砼的优缺点 有效利用高强钢材； 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； 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； 技术含量高、操作要求严，需要增添专用设备。71.4 预应力工艺的应用1.4.1 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、槽形板、双T板、V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

5、梁等。在基础工程中应用的预应力方桩及管桩等。预应力双T板 桥面预应力空心板 预应力方桩81.4.2 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、屋架，桥梁中的T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。预应力箱梁 竖向预应力 斜拉索张拉92 预应力钢筋 预应力钢筋宜采用螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松驰钢铰线，也可采用热处理钢筋。 预应力钢筋是指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、钢绞线或钢筋等。 冷拔低碳钢丝和冷拉钢筋由于存在残

6、余应力、屈强比低，已逐渐为螺旋肋钢丝、刻痕钢丝或13钢绞线所取代，不再作为预应力钢筋使用。102.1 预应力钢丝 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。直径为49mm，标准抗拉强度15701770N/mm2。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于先张法构件。2.1.1 螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝外形 螺旋肋钢丝近照112.1.2 刻痕钢丝 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或凸纹的钢丝。直径为5、7 mm，标准抗拉强度1570 N/mm2。钢丝表面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹力，可用于先张法构件。三面刻痕钢丝外形 刻痕钢丝近照刻痕钢丝122.2 预

7、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，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。钢绞线可分为光面钢绞线、无粘结钢绞线、模拔钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线、不锈钢钢绞线等。预应力钢绞线光面预应力钢绞线132.2.1 光面预应力钢绞线 常用光面钢绞线的规格有13和17两种，直径为8.615.2mm，标准抗拉强度15701860N/mm2。后张法预应力均采用17钢绞线，13钢绞线仅用于先张法构件。光面预应力钢绞线的形式 钢绞线的包装142.2.2 无粘结钢绞线 是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护套制成，主

8、要用于后张法中无粘结预应力筋，也可用于暴露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。无粘结钢绞线 无粘结钢绞线生产线152.3 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610mm。成品钢筋为直径2m的弹性盘卷，开盘后自行伸直，每盘长度为l00120m。热处理钢筋的螺纹外形，有带纵肋和无纵肋两种。有纵肋热处理钢筋 无纵肋热处理钢筋162.4 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。精轧螺纹钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目前国内生产的精轧螺纹钢筋

9、品种有25和32，其屈服点为750MPa和900MPa两种。精轧螺纹钢筋外形 精轧螺纹钢筋近照172.5 预应力钢筋的验收 包括标牌和外观检查，并按有关规定取样进行力学性能检验。 预应力钢筋出厂，每捆(盘)应挂有二个标牌(上注厂名、品名、规格、生产工艺及日期、批号等)，并有随货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 工艺的预应力钢筋组成，每批数量 不超过60t。2.6.1 标牌检查标牌标牌182.6.2 外观检查 钢丝和钢绞线的外观检查均应逐盘进行。钢丝表面不得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤。钢丝直径检查按10%盘选取，但不少于6盘；钢绞线表面不得有油污、锈斑或机械损

10、伤。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。 无粘结预应力筋每验收批应抽取3个试件检验油脂重量和护套厚度。 精轧螺纹钢的外观检查应逐根进行。钢筋表面不得有锈蚀、油污、横向裂缝、结疤。192.6.3 力学性能检验 在每批钢丝中任意选取10%盘(不少于6盘)，每盘在任意位置截取2根试件，1根做拉伸试验，1根做弯曲试验，如一项试验不合格，则该盘钢丝为不合格品；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，如仍有一项不合格，则该批钢丝判为不合格品；或逐盘检验取用合格品。预应力钢丝力学性能检测预应力钢绞线松弛性能检测20 在每批钢绞线中任意选取3盘，每盘在任意

11、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，则该批钢绞线判为不合格品。2.6.4 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，不仅降低质量，钢筋表面出现腐蚀坑，有时甚至会造成钢筋脆断。213 预应力锚固体系 预应力锚固体系包括锚具、夹具和连接器。锚固体系的种类很多，且配套化、系列化、工厂化生产，主要有QM系列(中国建科院)、OVM系列(柳州建机厂)、HVM系列(柳州海威姆)、VLM系列等

12、。预应力锚固体系总成图张拉端锚具锚固端锚具连接器波纹管及预应力筋22 锚具 在后张法结构或构件中，用于保持预应力筋的拉力并将其传递到砼(或钢结构)上所用的夹持预应力筋的永久性锚固装置。后张法锚固体系包括锚具、锚垫板和螺旋筋。 夹具 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(或设备)上的临时性锚固装置；在后张法结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置(又称工具锚)。 连接器 用于连接预应力筋的装置。23锚具、夹具和连接器的代号分类代号锚具夹具连接器夹片式园形YJMYJJYJL扁形BJM支承式镦头DTMDTJDTL螺母LMMLMJLML锥塞式钢质GZ

13、M冷铸LZM热铸RZM握裹式挤压JYMJYJJYL压花YHM24锚具、夹具和连接器的标记示例：YJM 15-12 产品代号企业体系代号，需要时标注 预应力钢材根数预应力钢筋直径 锚具、夹具和连接器的标记由产品代号、预应力钢筋直径、预应力钢材根数三部份组成(生产企业的体系代号只在需要时加注)。 表示为锚固12根直径为15.2mm预应力砼用钢绞线的园形夹片式群锚锚具253.1 种类及性能要求3.1.1 锚具的种类锚具类型常见锚具备注夹片式单孔夹片锚具 1、按在构件中的位置又可分为张拉端锚具、固定端锚具 两种。 2、锚具一般由设计单位按结构要求、产品性能和张拉施工方法选用。多孔夹片锚具支承式镦头锚具

14、螺母锚具锥塞式钢质锥形锚具锥形螺杆锚握裹式挤压锚具压花锚具263.1.2 性能要求 应符合国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T14370-2007。 静载锚固性能：锚具应同时满足a0.95，apu2.0%；夹具应满足g0.92。 锚具静载试验机模拟钢绞线张拉锚具静载试验27 动载锚固性能：满足循环次数为200万次的疲劳试验要求。洛氏硬度检测 磁粉探伤无损检验 内孔精确角度检验锚具的出厂检验韦氏硬度检测28 工艺性能： 应满足分级张拉、补张拉 和放松预应力筋 等张拉工艺要求； 锚固多根预应力筋用的锚具，除具有整束张拉 的性能外，宜具有单根张拉 的可能性； 夹具应具有良好的自锚性能、松锚性

15、能和安全的重复使用功能，主要部件宜镀膜防腐。293.2 锚具 夹片式锚具分为单孔夹片锚具和多孔夹片锚具，由工作锚板、工作夹片、锚垫板、螺旋筋组成。可锚固预应力钢绞线。也可锚固75、77的预应力钢丝束，主要用作张拉端锚具。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。QM夹片式锚具 夹片式锚具的组装3.2.1 夹片式锚具30工作锚板工作夹片锚垫板螺旋筋波纹管预应力筋VLM15(13)多孔夹片式锚具(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31VLM单孔夹片式锚具 工具锚、工作夹片锚具与千斤顶安装示意图 张拉端锚具构造图32扁形张拉端锚具 扁形张拉

16、端锚具由扁形工作锚板、工作夹片、扁形锚垫板、扁形螺旋筋组成。扁锚的张拉端口扁小，钢铰线可逐根张拉亦可整体张拉。适用于楼板、低高度箱梁及桥面横向预应力张拉。张拉好的扁形锚具扁锚的工作锚板与夹片多孔夹片式扁锚扁形工作锚板工作夹片锚垫板螺旋筋333.2.2 镦头锚具 镦头锚体系可张拉P 5、P 7高强钢丝束，常用镦头锚分为A型和B型，A型由锚杯和螺母组成，用于张拉端；B型为锚板，用于固定端。预应力筋采用钢丝镦头器镦头成型，配套张拉使用YDC系列穿心式千斤顶。主要用于后张法施工中。DM型镦头锚具 镦头锚具与预应力钢丝束A型B型高强钢丝束34LD型系列镦头机构造示意图 1.油嘴 2.油缸 3.顺序阀 4

17、.回油阀 5.镦头活塞 6.镦头活塞回程弹簧7.夹紧活塞回程弹簧 8.夹紧活塞9.镦头模 10.锚环 11.夹片12.夹片回程弹簧 已镦好的7钢丝LD型系列镦头机353.2.3 精轧螺纹钢锚具、连接器 由螺母和垫板组成，可锚固25、32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、纵向预应力及大型预应力屋架。连接器主要用于螺纹钢筋的接长。精轧螺纹钢锚具、连接器螺母螺母垫板连接器连接器36 用于锚固直径为25和32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中。由锚具、连接器、垫板组成，配用YG-70穿心式千斤顶和专用连接头进行张拉。螺母垫板连接器预应力筋

18、373.2.4 螺丝端杆锚具 螺丝端杆锚具由螺丝端杆、螺母和垫板组成，可锚固冷拉、级钢筋，主要用于后张法施工的预应力板梁及大型屋架。螺丝端杆锚具构造图螺母垫板螺丝端杆螺丝端杆锚具目前已较少使用!383.2.5 挤压式锚具（P型） P型锚具是由挤压头、螺旋筋、 P型锚板、约束圈组成，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固定端对钢绞线的挤压锚固。固定端P型锚具组件 单孔固定端锚具 VLM挤压套39螺旋筋挤压头P型锚板预应力筋波纹管VLM固定端P型锚具(应用于后张预应力构件的固定端，埋入构件中不作张拉用)

19、约束圈40P型固定端锚具构造图 GYJ挤压机 是制作P型固定端锚具的专用挤压设备。挤压好的挤压头JY型挤压机413.2.6 压花式锚具（H型） 当需要把后张力传至砼时，可采用H型固定端锚具，它包括带梨形自锚头的一段钢绞线、支托梨形自锚头用的钢筋支架、螺旋筋、约束圈等。钢绞线梨形自锚头采用专用的压花机挤压成型。VLM15型固定端H型锚具梨形自锚头预应力筋螺旋筋约束圈波纹管42 压花机是制作H型固定端锚具的专用挤压设备。YH30型压花机具有体积小、重量轻、操作方便等特点。H型固定端压花锚具构造图 梨形头结构示意图 YH30型压花机 压花机压花过程 433.2.7 钢质锥形锚具 钢质锥形锚具(又称弗

20、氏锚具)由锚圈和锚塞组成，可锚固630P 5或1224P 7的高强钢丝束，常用于后张法预应力砼结构和构件中，配套YDZ系列专用千斤顶张拉。GZ型钢质锥形锚具张拉好的钢质锥形锚具锚圈锚圈锚塞锚塞砼构件锥形锚具高强钢丝束443.3 夹具 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锚固夹具；另一类是张拉时夹持预应力筋用的夹具。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锚固夹具。3.3.1 钢丝的夹具钢丝用锚固夹具 园锥齿板式常用于冷拔钢丝，园锥槽式常用于消除应力钢丝。45下图是常用的钢丝张拉夹具。偏心式夹具 压销式夹具46 QM预应力体系中的JXS、JX

21、L、JXM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9.5、12.2、12.7、15.2mm，15.7、17.8mm等规格钢绞线的先张台座张拉。3.3.2 钢绞线的夹具JXS型先张夹具JXM型先张夹具JXL型先张夹具474 张拉设备 预应力张拉设备主要有电动张拉设备和液压张拉设备两大类。电动张拉设备仅用于先张法，液压张拉设备可用于先张法与后张法。液压张拉设备由液压千斤顶、高压油泵和外接油管组成。 张拉设备应装有测力仪器，以准确建立预应力值。张拉设备应由专人使用和保管，并定期维护和校验。 前卡式千斤顶高压油泵穿心式千斤顶484.1 电动张拉机械 常用的电动张拉机械主要有：电动螺杆

22、张拉机、电动卷扬张拉机等，常用于先张法施工中。电动螺杆张拉机构造图 电动螺杆张拉机电动卷扬张拉机49 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，还可张拉镦头锚和冷铸锚。广泛用于先张、后张法的预应力施工。4.2.1 穿心式千斤顶（动画）YDC型穿心式千斤顶构造示意图千斤顶张拉中4.2 液压张拉设备YDC型穿心式千斤顶50 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不同的张拉形式。可张拉DM型螺丝端杆锚、JLM精轧螺丝钢锚具，LZM冷铸锚等。 4.2.2 拉杆式千斤顶（动画）拉杆式千斤顶构造示意图YCL拉杆式千斤顶5

23、1 是一种具有张拉、顶锚和退楔功能的三作用千斤顶，专用于张拉及顶压锚固带钢质锥形(弗氏)锚的钢丝束。4.2.3 锥锚式千斤顶（动画）张拉GZ型锚具实例 YDZ850型千斤顶构造示意图 524.2.4 前卡式千斤顶 是一种张拉工具锚内置于千斤顶前端的穿心式千斤顶，可自动夹紧和松开工具锚夹片，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。主要用于各种有粘结筋和无粘结筋的单根张拉。YDQ型前卡式千斤顶 前卡式千斤顶张拉中534.2.5 扁锚整体张拉千斤顶 是一种整体预应力张拉千斤顶。采用双并列油缸的结构，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

24、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体系的扁锚预应力施工。544.3 高压油泵 高压油泵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为4080MPa。 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。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。在理论上如已知张拉力N，活塞面积 A，则可求出张拉时油表的相应读数P 。ZB型油泵YBZ型高压泵站55预应力钢筋、锚具、张拉机具的配套使用预应力筋品种锚具形式张拉机械张拉端固定端安装在结构之外安装在结构之内钢绞线及钢绞线束夹片锚具挤压锚具压花锚具挤压锚具夹片锚具穿心

25、式钢丝束夹片锚具镦头锚具挤压锚具挤压锚具镦头锚具夹片锚具穿心式镦头锚具穿心式锥塞锚具锥锚式精轧螺纹钢筋螺母锚具螺母锚具拉杆式565 一般规定 在预应力结构中，砼的强度等级不低于C30，当采用钢铰线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋时不得低于C40；目前，在一些重要的预应力砼结构中，已开始采用C50C60的高强砼，并逐步向更高强度等级的砼发展。在预应力砼构件的施工中，不能掺用对钢筋有侵蚀作用的氯盐、氯化钠等，否则会发生严重的质量事故。5.1 预应力砼的材料要求575.2 预应力筋下料及接头5.2.1 预应力筋的下料 预应力筋下料应采用砂轮切割机切割，不得采用电弧焊切割；对需要镦头的钢丝，其切割面应与母

26、材垂直；钢铰线切割前应用铅丝将切割处两端捆扎，防止端头松散。5.2.2 预应力筋的接头 粗钢筋的接头必须使用闪光对焊工艺。 高强钢丝和钢绞线严禁有接头，预应力筋的接长必须使用连接器。58LB型整体对接式连接器 LB型连接器静载试验L型周边悬挂式连接器钢绞线束的接长 59VLM型单孔连接器 M2L15-1单孔连接器VLM15(13)BL型扁锚连接器605.3 张控制应力限值 预应力筋的张控制应力限值con不宜超过下表限值，也不宜小于0.4 fptk ： 钢筋种类张拉方法先张法后张法消除应力钢丝、钢铰线0.75 fptk0.70 fptk热处理钢筋0.75 fptk0.65 fptk 要求提高构件

27、在施工阶段的抗裂性能或抵消由于应力松驰、磨擦、分批张拉、温差等因素产生的应力损失等，采用超张拉工艺时其最大张拉控制应力可提高0.05 fptk。615.4 施加预应力时的砼强度要求 应遵守设计规定。设计无规定时应经计算确定，并不低于设计强度的75%。5.5 张拉设备的校验 为保证预应力筋张拉应力的准确性，应定期、配套校验张拉机具设备及仪表，确定张拉力与油表读数的关系。校验期一般不超过6个月。校正后的千斤顶与油压表必须配套使用。当使用中出现异常或千斤顶维修后，应重新标定。626 先张法施工先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋到设计控制应力，并用夹具将其临时锚固在台座或钢模上，再浇筑构件砼，待其达

28、到一定强度后(约75%)放松并切断预应力筋，预应力筋产生弹性回缩，借助砼与预应力筋间的粘结，对砼产生预压应力。先张法生产有台座法和台模法两种。点击先张法施工动画6364先张法施工656.1 台座台座由台面、横梁和承力结构组成。按构造形式不同，可分为墩式台座、槽形台座和桩式台座等。台座可成批生产预应力构件。台面台座墩式长线台座 台座承受全部预应力筋的拉力，故台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失。66（1）墩式台座台座预应力筋线杆连接器钢横梁 墩式台座由现浇钢筋砼做成，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。6768墩式

29、台座6970（2）槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成，既可承受张拉力和倾覆力矩，加盖后又可作为蒸汽养护槽。适用于张拉吨位较大的吊车梁、屋架、箱梁等大型预应力砼构件。槽式台座构造示意图71压杆砖墙上横梁下横梁砖墙压杆72（3）钢模台座 钢模台座主要在工厂流水线上使用。它是将制作构件的模板作为预应力钢筋锚固支座的一种台座。模板具有相当的刚度，可将预应力钢筋放在模板上进行张拉。箱梁钢模组装箱梁端部模板作张拉台座736.2 先张法施工工艺构件起吊、堆放放松预应力筋养护、拆模浇筑砼支侧模、安设预埋件张拉预应力筋支底模、安放钢筋骨架及预应力筋预应力筋制作张拉机具准备制作砼试块压试块调整初应力工艺流程7

30、41、预应力筋的张拉（1）单根钢丝张拉：台座法多进行单根张拉，由于张拉力较小，一般可采用1020kN电动螺杆张拉机或电动卷扬机单根张拉，弹簧测力计测力，优质锥销式夹具锚固。（2）整体钢丝张拉：台模法多进行整体张拉，可采用台座式千斤顶设置在台墩与钢横梁之间进行整体张拉，优质夹片式夹具锚固。要求钢丝的长度相等，事先调整初应力。数控式预应力钢丝张拉机75 在预制厂生产预应力多孔板时，可在钢模上用镦头梳筋板夹具进行整体张拉。钢丝两端镦粗，一端卡在固定梳筋板上，另一端卡在张拉端的活动梳筋板上。用张拉钩钩住活动梳筋板，再通过连接套筒将张拉钩和拉杆式千斤顶连接，即可张拉。镦头梳筋板夹具张拉千斤顶与张拉钩76

31、（3）单根钢绞线张拉：可采用前卡式千斤顶张拉，单孔夹片工具锚固定。逐根张拉（4）整体钢绞线张拉：一般在三横梁式台座上进行，台座式千斤顶与活动横梁组装在一起，利用工具式螺杆与连接器将钢绞线挂在活动横梁上张拉，先用小型千斤顶在固定端逐根调整钢绞线初应力。张拉时，台座式千斤顶推动活动横梁带动钢绞线整体张拉。前卡式千斤顶77高压油泵台座式千斤顶墩式台座活动横梁工具锚固定横梁预应力筋78（5）粗钢筋的张拉：分单根张拉和多根成组张拉。由于在长线台座上预应力筋的张拉伸长值较大，一般千斤顶行程多不能满足，故张拉较小直径钢筋可用卷扬机。钢筋预应力张拉机1钢筋预应力张拉机2张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的

32、1.5倍；张拉行程应不小于预应力筋伸长值的1.11.3倍。792、张拉程序（1）预应力钢丝： 预应力钢丝由于张拉工作量大，宜采用一次张拉程序。其中，1.031.05是考虑弹簧测力计的误差、温度影响台座横梁或定位板刚度不足、台座长度不符合设计取值、工人操作影响等。 con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%。0 1.031.05 802、张拉程序（2）预应力钢筋张拉 预应力钢筋张拉分为单根钢筋张拉和成组钢筋张拉 。为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用超张拉程序： 超张拉

33、法： 0 1.05 0 1.03 持荷2分钟81建立上述张拉程序的目的是为了减少预应力的松弛损失。所谓“松弛” 是在常温下钢材在持续高应力的作用下，其应力随时间增长而降低的现象称为松弛。 如应力与温度维持不变，钢材的应变随时间而增加的现象则称为蠕变。 应力松弛是预应力筋的重要力学性能。82预应力钢丝张拉83模拟张拉钢丝 843、预应力值校核 预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。张拉时预应力筋的理论伸长值与实际伸长值的误差应在规范允许范围内。钢丝张拉时，伸长值不作校核。张拉锚固后，用钢丝内力测定仪反复测定4次，取后3次的平均值为钢丝内力。其允许偏差为设计规定预应力值的5%。每工作班检查预应力筋

34、总数的1%，且不少于3根。2CN-1型双控钢丝内力测定仪 预应力钢丝内力的检测，一般在张拉锚固后1h进行业内俗称“单控”85钢绞线张拉时，一般采用张拉力控制、伸长值校核。张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为6%。张拉力控制的校核方法与钢丝相同。业内俗称为“双控”！（量测千斤顶活塞行程反算预应力筋伸长值）张拉过程中随时测量伸长值活动横梁工具锚量千斤顶行程固定横梁台座式千斤顶864、先张法施工注意事项（1）台座法张拉预应力筋时，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋，避免台座承受过大的偏心压力。张拉宜分批、对称进行。（2）采用应力控制法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。当实际伸长值与计算

35、伸长值的偏差大于6%时，应暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。（3）多根预应力筋同时张拉时，须事先调整初应力，使相互间的应力一致。预应力筋张拉锚固后的实际预应力值与设计规定检验值的相对允许偏差为5%。87（4）先张法中的预应力筋不允许出现断裂或滑脱。在浇筑砼前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。（5）锚固时，张拉端预应力筋的回缩量应符合设计要求，设计无要求时不得大于施工规范规定。 （6）张拉锚固后，预应力筋对设计位置的偏差不得大于5mm，且不得大于构件截面短边尺寸的4%。 （7）施工中必须注意安全，严禁正对钢筋张拉的两端站立人员，防止断筋回弹伤人。预应力筋张拉的安全防护885、

36、砼的浇筑与养护（1）预应力筋张拉完成后，应尽快进行钢筋绑扎、模板拼装和砼浇筑等工作。砼浇筑时，振动器不得碰撞预应力筋。砼未达到强度前，也不允许碰撞或踩动预应力筋。（2）防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比0.5，级配良好，振捣密实(特别是端部)。 混凝土收缩：由于水泥浆在硬化过程中脱水密结和毛细孔压缩的结果 混凝土徐变：指混凝土在荷载长期作用下产生的塑性变形（3）减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，(开始温差20，达10MPa后按正常速度升温)。896、预应力筋的放张 砼强度达到设计规定的数值（不小于标准强度的75%）后，才可放松预应力筋。（1）放张顺序 轴心受预压构件，

37、所有预应力筋应同时放张； 偏心受预压构件，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； 不能满足上述要求时，应分阶段、对称、交错地放张，防止构件在放张过程中产生弯曲、裂纹或预应力筋断裂。90（2）放张方法 当预应力筋采用钢丝时，配筋不多的中小型钢筋砼构件，钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方法放松。配筋多的钢筋砼构件，钢丝应同时放松，如逐根放松，则最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而突然断裂，易使构件端部开裂。长线台座上放松后预应力筋的切断顺序，一般由放松端开始，逐次切向另一端。长线法生产预应力空心板91 预应力筋为钢筋时，对热处理钢筋及冷拉IV级钢筋不得用电弧切割，宜用

38、砂轮锯或切断机切断。数量较多时，也应同时放松。多根钢丝或钢筋的同时放松，可用油压千斤顶放张、砂箱放张、楔块放张等方法。楔块放张砂箱放张 采用湿热养护的预应力砼构件，宜热态放松预应力筋，而不宜降温后再放松。926.3 后张法施工后张法是先制作构件并预留孔道，待构件砼达到规定强度后，在孔道内穿入预应力筋，张拉并锚固，然后孔道灌浆。后张法不需台座，构件在张拉过程中完成砼的弹性压缩大型构件可分块制作，运到现场拼装，利用预应力筋连成整体。因此，后张法灵活性大,广泛应用于现场生产的大型预应力构件和现浇砼结构中。但工序较多，锚具耗钢量较大。T梁预应力张拉93工艺流程铺底模，钢筋及侧模埋管制孔调整初应力浇筑砼

39、制作砼试块锚 具 制 作抽管，养护拆模预应力筋制作张拉预应力筋孔道灌浆构件起吊、运输穿筋压试块制作砂浆试块压砂浆试块张拉机具准备灌浆机具准备9495钢绞线加工96一、预应力筋制作1、单根预应力筋制作(1) 制作工序：配料、对焊、冷拉(2) 下料长度计算：与使用的锚具有关系2、钢筋束及钢绞线束制作(1) 制作工序：开盘冷拉、下料和编束(2) 下料长度计算：与张拉方式有关系3、钢丝束制作(1) 制作工序：调直、下料、编束和安装锚具(2) 下料长度计算：与使用的锚具有关系(3) 编束 ：保证钢丝不发生扭结 97二、后张法施工工艺（一）孔道留设预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种。孔道留设方法有抽

40、芯法（钢管抽芯法、胶管抽芯法）和预埋管法。预制构件的孔道留设现浇构件的孔道留设981、孔道直径 粗钢筋的孔道直径应比对焊接头外径或需穿过孔道的锚具、连接器外径大1015mm，钢丝、钢铰线的孔道直径应比预应力束外径或锚具外径大510mm，且孔道面积宜为预应力筋净面积的34倍。2、孔道布置 孔道至构件边缘的净距不小于40mm，孔道之间的净距不小于50mm；端部的预埋钢板应垂直于孔道中心线；凡需起拱的构件，预留孔道应随构件同时起拱。993、孔道成型方法 孔道成型有钢管抽芯法、胶管抽芯法和埋管法。 孔道成型的要求是：孔道的尺寸与位置正确，孔道平顺，接头不漏浆。（1）钢管抽芯法用于直线孔道。钢管要求：平

41、直、表面光滑，每根不超过15m，超过15m用两根钢管，中间套管连接；构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于1m；两根钢管的套管连接钢管固定井字架100 防止粘结措施：浇筑后，每隔1015min时间转动钢管（两根钢管时，旋转方向要相反）； 抽管时机：初凝后、终凝前，以手指按压砼，无明显压痕又不沾浆即可用卷扬机匀速拔出；常温下一般在砼浇筑后35h； 抽管顺序：先上后下；先中间，后周边；当部分孔道有扩孔时，先抽无扩孔管道，后抽扩孔管道；抽管时边抽边转、速度均匀、与孔道成一直线。 质量控制：抽管后，及时检查孔道并做好孔道清理工作，以防止穿筋困难。101 钢管抽芯法只用于留设直线孔道，钢管长度不宜超过15

42、m，钢管两端各伸出构件500mm左右，以便转动和抽管。102（2）胶管抽芯法可用于直线或曲线孔道。 胶管要求：胶管有夹布胶管或钢丝网胶管两种。使用前，一端封堵，另一端与阀门连接，充水(气)加压至0.50.8MPa，使胶皮管直径增大约3mm。 构件中固定：用钢筋井字架，间距不大于0.6m； 防止粘结措施：浇筑后不需转动胶管，只需在抽管前放水(气)降压，待管径缩小与砼脱离即可抽管； 抽管时机：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。抽管时间比钢管略迟； 抽管顺序：先上后下；先曲后直。103（3）预埋管法预埋管法可采用薄钢管、镀锌钢管和金属螺旋管、塑料波纹

43、管，埋入后不再抽出，可用于各类形状的孔道，是目前大力推广的孔道留设方法。波纹管要求：在1KN径向力作用下不变形，使用前进行灌水试验，检查有无渗漏，防止水泥浆流入管内堵塞孔道；安装就位过程中避免反复弯曲，以防管壁开裂。预应力塑料波纹管预应力金属螺旋管104曲线孔道的固定 构件中固定：用钢筋井字架,间距不大于0.81.0m；螺旋管固定后，必须用铅丝与钢筋扎牢，防止浇筑砼时螺旋管上浮而造成严重事故。105穿钢绞线所用的金属波纹管 106板中预埋波纹管107108铸铁锚固定在梁上 钢绞线伸出一定长度 张拉端先用泡沫堵住头部，防止浇砼时水泥砂浆进入 铸铁锚 109注浆管做法 110111千斤顶 凹式张拉

44、端1124、灌浆孔、排气孔 在孔道留设的同时应留设灌浆孔和排气孔。（1）灌浆孔：一般在构件两端和中间每隔12m设置一个灌浆孔，孔径2025mm（与灌浆机输浆管嘴外径相适应），用木塞留设。 曲线孔道应在最低点设置灌浆孔，以利于排出空气，保证灌浆密实；一个构件有多根孔道时，其灌浆孔不应集中留在构件的同一截面上，以免构件截面削弱过大；灌浆孔的方向应使灌浆时水泥浆至上而下垂直或倾斜注入孔道； 灌浆孔的最大间距，抽芯成孔的不宜大于12m，预埋波纹管不大于30m。113（2）排气孔 构件的两端留设排气孔，曲线孔道的峰顶处应留设排气兼泌水孔，必要时可在最低点设置排水孔。波纹管上留设灌浆孔用木塞留设灌浆孔11

45、45、预应力筋穿入孔道 预应力筋穿入孔道按穿筋时机分有先穿束和后穿束，按穿入数量分有整束穿和单根穿；按穿束方法分有人工穿束和机械穿束。箱梁的人工后穿束预应力筋穿插入孔道的箱梁115116 先穿束：在砼浇筑前穿束，省力，但穿束占用工期，预应力筋保护不当易生锈；后穿束 在砼浇筑后进行，不占用工期，穿筋后即进行张拉，但较费力。 对于长度在50m以内的的二跨曲线束，还是多采用人工穿束；对于超长束、特重束、多波曲线束应采用卷扬机穿束；目前用穿束机穿束也在越来越多的工程中得到使用。构皮滩大坝中孔闸墩新式U型预应力锚索穿索试验117（二）预应力筋张拉2 千斤顶定位安装4 锚固1 准备工作3 张拉5 封端4

46、锚固核心问题预应力筋的应力控制1181、准备工作（1）块体拼装：分段制作的构件在张拉前完成拼装；（2）砼强度检验：砼强度应满足设计要求，设计无要求时应不低于设计强度的75%，块体拼装立缝处的砼或砂浆强度不低于砼强度的40%，且不得低于15N/mm2；（3）构件端头清理；（4）搭设张拉台，安装锚具与张拉设备。搭设张拉台1192、张拉方式 根据构件的特点、预应力筋的形状和长度及施工方法，预应力筋张拉有如下几种张拉方法：（1）一端张拉方式：张拉设备放在构件的一端进行张拉，适用于长度30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度Lf 0.5L（L为预应力筋长度）的曲线预应力筋；（2）两端张拉方式：张拉设备放在

47、构件的两端进行张拉，适用于长度30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度Lf0.5L的曲线预应力筋；120 （3）分批张拉方式：对配有多束预应力筋的构件分批进行张拉，由于后批预应力筋张拉所产生的砼弹性压缩对先批张拉的预应力筋造成预应力损失，所以先批张拉的预应力筋应加上该弹性压缩损失值，使分批张拉的每根预应力筋的张拉力基本相等。预应力箱梁的分批张拉预应力T梁的分批张拉121 （4）分段张拉方式：在多跨连续梁板施工时，通长的预应力筋需要逐段进行张拉，第二段及后段的预应力筋利用锚头连接器与前段预应力筋进行接长。 （5）分阶段张拉方式：为平衡各阶段的不同荷载，采取分阶段逐步施加预应力的方式。 （6）补偿张

48、拉方式：在早期预应力损失基本完成后，再进行张拉的方式。梁段的分段张拉施工1223、张拉顺序（1）张拉顺序的确定原则： 不使砼产生超应力； 构件不扭转与侧弯、结构不变位； 张拉设备的移动次数最少。所以张拉宜对称进行。预应力箱梁的对称张拉123（2）受拉构件的对称张拉 下图所示是预应力砼屋架的下弦，图a为二束不超过30m的钢丝束，可采用一端张拉，用二台千斤顶分别在构件的两端进行对称张拉，一次完成。 图b预应力筋为四束，需分两批张拉，用两台千斤顶分别张拉对角线上的二束，然后张拉另二束，先批张拉的预应力损失应予补足。（a）（b）预应力砼屋架下弦的张拉顺序124（3） 受弯构件的分批张拉：下图为双跨预应

49、力框架梁，预应力筋为四束超过40m的双跨曲线钢铰线束，分二批张拉，用二台千斤顶分别设在梁的两端，按左右对称各张拉一束，待二批四束均进行一端张拉后，再分批在另一端进行补张拉。（4） 平卧重叠构件张拉：现场平卧重叠制作的后张法预应力构件，其张拉顺序宜先上后下逐层进行，为减少上下层之间因磨擦力引起的预应力损失，应视预应力筋和隔离剂的类别逐层加大张拉力。框架梁预应力筋的张拉顺序125 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。126（5）张拉注意事项 当两端同时张拉一根预应力筋时，宜先在一端张拉、一端锚固，再在另一端张拉补足张拉力后锚固； 为解决砼弹性压缩损失问题，可采用同一张拉值，逐根复拉补足张拉力； 对于重要预应力砼构件，可分阶段建立预应力，即全部预