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1、第四节第四节 预应力砼工程预应力砼工程 1 概述概述 2 预应力筋预应力筋 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 6 预应力混凝土施工工艺预应力混凝土施工工艺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
2、。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。预预应应力力砼砼的的种种类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
3、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1.2 预应力砼的分类预应力砼的分类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、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。1.4 预应力工艺的应用预应力工
4、艺的应用 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、槽先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、槽形板、双形板、双T板、板、V形折板、托梁、檩条、槽瓦、屋面梁等；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。在基础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。工程中应用的预应力方桩及管桩等。预应力双预应力双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 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、屋架，后张法不但用于房屋建筑中的吊车梁、屋面梁、屋架，桥梁中
5、的桥梁中的T形梁、箱形梁等构件，且在大跨度的现浇结构形梁、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。的悬索结构、斜拉结构提供了丰富的发展空间。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2 预应力筋预应力筋 预应力筋宜采用预应力筋宜采用螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松驰螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松驰钢铰线钢铰线，也可采用热处理钢筋。，也可采用热处理钢筋
6、。预应力筋是指预应力筋是指在预应力结构中用于建立预加应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、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。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4
7、9mm，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。螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝外形螺旋肋钢丝外形 螺旋肋钢丝近照螺旋肋钢丝近照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
8、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2.2 预应力钢绞线预应力钢绞线 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光
9、面面预预应应力力钢钢绞绞线线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。后张法后张法预预应力均采用应力均采用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 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，主要用于后张法后张法中无粘结预应力筋，也
10、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2.3 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
11、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2.4 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
12、钢筋外形 精轧螺纹钢筋近照精轧螺纹钢筋近照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。应力应力-应变曲线应变曲线 当钢丝拉伸超过当钢丝拉伸超过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-曲线上呈现为曲线上呈现为一水平段，然后断裂。一水平段，然后断裂。预应力筋
13、预应力筋-曲线曲线见右图：见右图：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、
14、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 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%。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
15、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。标牌检查标牌检查标牌标牌标牌标牌 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。钢丝表面不钢丝表面不得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤。钢丝直径检查按。钢丝直径检查按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、锈钢绞线表面不得有油污、锈斑或机械损伤斑或机械
16、损伤。镀锌、涂环氧钢绞线、无粘结钢绞线等涂镀锌、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。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。钢筋表面不得有。钢筋表面不得有锈蚀、油污、横向裂缝、结疤。锈蚀、油污、横向裂缝、结疤。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
17、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；另从该批未；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，则该批钢丝判为一项不合格，则该批钢丝判为不合格品不合格品；或逐盘检验取用；或逐盘检验取用合格品。合格品。预预应应力力钢钢丝丝力力学学性性能能检检测测预预应应力力钢钢绞绞线线松松弛弛性性能能检检测测 对于钢绞线，在每批钢绞线中任意选取对于钢绞线，在每批钢绞线中任意选取3盘，每盘在盘，每盘在任意位置截取一根试件做拉伸试验，如有某一项试
18、验结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求，则该不合格盘报废；另从未经检验过果不合标准要求，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。不合格，则该批钢绞线判为不合格品。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，在无应力状态下对预应力筋由于强度高塑性差，在无应力状态下对腐蚀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
19、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。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锚具、夹具锚具、夹具和和连接器连接器。锚固体系。锚固体系的种类很多，且配套化、系列化、工厂化生产，主要有的种类很多，且配套化、系列化、工厂化生产，主要有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（预应力筋预应力锚固体系总成图（预应力筋锚具组装件）锚具组装件）张拉端锚具张拉端
20、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 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力夹持预应力筋的永久性锚固装置筋的永久性锚固装置。后张法锚固体系包括锚具、锚垫板。后张法锚固体系包括锚具、锚垫板和螺旋筋。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)上的临时性锚固装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
21、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夹持预应力筋的临时性锚固装置(又称工具锚又称工具锚)。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。锚具（锚具（M）、夹具（）、夹具（J）和连接器（）和连接器（L)的代号的代号锚具、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
22、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 应符合应符合国家国家标准标准预应力筋用锚具、夹具和连接器预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-2007 预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程规程 JGJ85-2010 JGJ85-2010。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。（。（a 为锚具效应系数
23、为锚具效应系数，apu 为实测极限拉为实测极限拉力的总应变，力的总应变，g 为夹具效应系数）为夹具效应系数）锚锚具具静静载载试试验验机机模模拟拟钢钢绞绞线线张张拉拉锚锚具具静静载载试试验验3.1 性能要求性能要求 动载锚固性能：动载锚固性能：满足循环次数为满足循环次数为200万次的万次的疲劳性能试验疲劳性能试验要求；对于用于抗要求；对于用于抗震结构的锚具，应满足震结构的锚具，应满足5050次次循环周期荷载循环周期荷载要要求。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韦氏氏硬硬度度检检测测 工艺性能：工艺性能：应
24、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。锚具的种类锚具的种类3.2 锚具锚具 夹片式锚具分为夹片式锚具分为单孔夹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
25、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 夹片式锚具夹片式锚具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
26、板、工作夹片工作夹片、扁形锚垫板扁形锚垫板、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扁锚锚的的工工作作锚锚板板与与夹夹片片多孔夹片式多孔夹片式扁扁锚锚 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，用于，用于固定端
27、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。主要用于后系列穿心式千斤顶。主要用于后张法施工中。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.夹紧活塞夹紧活塞9.9.镦头模镦头模 10.10.锚环锚环 11.1
28、1.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 精轧螺纹钢锚具、精轧螺纹钢锚具、连接器（螺母锚具）连接器（螺母锚具）由由螺母螺母和和垫板垫板组成，可锚固组成，可锚固25、32高强精轧螺纹高强精轧螺纹钢筋，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。向预应力及大型预应力屋架。连接器主要用于螺纹钢筋连接器主要用于螺纹钢筋的接长。的接长。精轧螺纹钢锚具、精轧螺纹钢锚具、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 螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具 螺丝端杆锚具螺丝
29、端杆锚具由由螺丝端杆螺丝端杆、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!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，利用挤压成，它是在钢铰线端部安装钢丝衬圈和挤压套，利用挤压机将挤压头挤过模孔，使其产生塑性变形而握紧钢铰线，机将挤压头挤过模孔，使其产生
30、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形成可靠锚固。用于后张预应力构件的固定端固定端对钢绞线的对钢绞线的挤压锚固。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(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。挤挤压压好好的的挤挤压压头头JY型挤压
31、机型挤压机 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。VLM15型型固定端固定端H型锚具型锚具梨梨形形自自锚锚头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 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
32、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 钢质锥形锚具钢质锥形锚具 钢质锥形锚具钢质锥形锚具(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张拉拉好好的的钢钢质质锥锥形形锚锚具具锚圈锚圈
33、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3.3 夹具夹具 钢丝的夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座上钢丝的夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座上的的锚固夹具锚固夹具；另一类是；另一类是张拉时夹持预应力筋用的夹具张拉时夹持预应力筋用的夹具。锚。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，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下图是传统的单根钢丝锚固夹具锚固夹具。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
34、。下图是常用的下图是常用的钢丝张拉夹具钢丝张拉夹具。偏心式夹具偏心式夹具 压销式夹具压销式夹具 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、15.2，15.7、17.8mm等规格等规格钢绞线的先张台座张拉。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备液
35、压张拉设备两大类。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用可用于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、高压油高压油泵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。拉设备应由专人使用和保管，并定期维护和校验。共共63页页 第第49页页前卡式千斤顶前卡式千斤顶高高压压油油泵泵穿穿心心式式千千斤斤顶顶4.1 电动张拉机械电动张拉机械 常用的电动张拉机械常用的电动张拉机械主要有：主要有：电动
36、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 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。广泛用于先张、后张法的预应力施工。广泛用于先张、后张法的预应力施工。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
37、图构造示意图千千斤斤顶顶张张拉拉中中4.2 液压张拉设备液压张拉设备YDC型穿心式千斤顶型穿心式千斤顶点击穿心式千斤顶动画点击穿心式千斤顶动画 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精轧螺丝钢锚具等。精轧螺丝钢锚具等。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YCL拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶点击拉杆式千斤顶动画点击拉杆式千斤顶动画 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
38、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 YDZ850型千斤顶构造示意图型千斤顶构造示意图 点击锥锚式千斤顶动画点击锥锚式千斤顶动画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。油泵的额定压力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为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千斤顶张拉时，张拉力的大小是通过油泵上的油压的读数
39、来控制的。油压表的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油压力。在理论上如已知张拉力N，活塞面，活塞面积积 A，则可求出张拉时油表的相应读数，则可求出张拉时油表的相应读数P 。理论：理论：N=PA，实际，实际N30m的直线预应力筋或抽的直线预应力筋或抽芯成孔且长度芯成孔且长度24m的直线预应力筋。及曲线预应力筋。的直线预应力筋。及曲线预应力筋。分批张拉方式：分批张拉方式：对配有多束预应力筋的构件分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批进行张拉，由于后批预应力筋张拉所产
40、生的砼弹性压砼弹性压缩缩对先批张拉的预应力筋造成对先批张拉的预应力筋造成预应力损失预应力损失，所以先批张，所以先批张拉的预应力筋应拉的预应力筋应加上该弹性压缩损失值加上该弹性压缩损失值，使分批张拉的，使分批张拉的每根预应力筋的张拉力基本相等每根预应力筋的张拉力基本相等。预应力箱梁的分批、对称张拉预应力箱梁的分批、对称张拉 预应力预应力T梁的分批张拉梁的分批张拉 分段张拉方式：分段张拉方式：在多跨连续梁板施工时，通长在多跨连续梁板施工时，通长的预应力筋需要的预应力筋需要逐段逐段 进行张拉进行张拉，第二段及后，第二段及后 段的预应力筋利用段的预应力筋利用锚头锚头 连接器连接器与前段预应力筋与前段预
41、应力筋 进行进行接长接长。分阶段张拉方式：分阶段张拉方式：为平衡各阶段的不同荷载及为平衡各阶段的不同荷载及减少弹性压缩损失减少弹性压缩损失,采取采取分阶段逐步施加预应力分阶段逐步施加预应力的方式。的方式。补偿张拉方式：补偿张拉方式：在早期预应力损失基本完成后，在早期预应力损失基本完成后，再进行张拉的方式。再进行张拉的方式。梁段的分段张拉施工梁段的分段张拉施工 张拉顺序张拉顺序 张拉顺序的确定原则：张拉顺序的确定原则：不使砼产生超应力不使砼产生超应力;构件不扭转与侧弯、结构不变位；构件不扭转与侧弯、结构不变位；张拉设备的移张拉设备的移动次数最少。动次数最少。所以所以张拉宜对称进行张拉宜对称进行。
42、预预应应力力箱箱梁梁的的对对称称张张拉拉 下图所示是预应力砼屋架的下弦，图下图所示是预应力砼屋架的下弦，图a为二束不超过为二束不超过30m的钢丝束，可采用一的钢丝束，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。端进行对称张拉，一次完成。图图b预应力筋为四束，需分两批张预应力筋为四束，需分两批张拉，用两台千斤顶分别张拉拉，用两台千斤顶分别张拉对角线上对角线上的的二束，然后张拉另二束，二束，然后张拉另二束，先批张拉的预先批张拉的预应力损失应予补足应力损失应予补足。（a）（b）预应力砼屋架下弦预应力砼屋架下弦的张拉顺序的张拉顺序 受拉构件的对
43、称张拉受拉构件的对称张拉 平卧重叠构件张拉：平卧重叠构件张拉：现场平卧重叠制作的后现场平卧重叠制作的后张法预应力构件，其张拉顺序宜张法预应力构件，其张拉顺序宜先上后下先上后下逐层进行，为逐层进行，为减少上下层之间因减少上下层之间因磨擦力磨擦力引起的引起的预应力损失预应力损失，应视预应，应视预应力筋和隔离剂的类别力筋和隔离剂的类别逐层加大张拉力逐层加大张拉力。张拉注意事项张拉注意事项 当两端同时张拉一根预应力筋时，宜先在当两端同时张拉一根预应力筋时，宜先在一端张一端张拉拉、一端锚固一端锚固，再在另一端张拉，再在另一端张拉补足补足张拉力后锚固；张拉力后锚固；对于重要预应力对于重要预应力砼构件，可砼
44、构件，可分阶段建立预分阶段建立预应力应力，即全部预应力先张，即全部预应力先张拉拉50%之后，再第二次拉之后，再第二次拉至至100%。为解决砼弹性压缩损失问题，可采用同一张拉值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逐根复拉补足张拉力；预应力钢绞线的逐根张拉预应力钢绞线的逐根张拉 张拉程序张拉程序 预应力筋张拉操作程序，根据预应力筋张拉操作程序，根据构件类型、张拉锚固体系、松驰构件类型、张拉锚固体系、松驰损失损失等因素确定：等因素确定：采用采用低松驰钢丝和钢铰线或设计已考虑松弛损失低松驰钢丝和钢铰线或设计已考虑松弛损失时，时，张拉程序为：张拉程序为：0Pj 锚固锚固 Pj=
45、conAP（预应力筋截面积）（预应力筋截面积）锚具安装锚具安装 千斤顶安装千斤顶安装 夹片安装夹片安装 张拉施工张拉施工 采用采用普通松驰预应力钢筋普通松驰预应力钢筋时，按时，按超张拉程超张拉程序序，即：，即：对对镦头锚具等可卸载锚具镦头锚具等可卸载锚具：01.05Pj 持荷持荷2min Pj 锚固锚固 对对夹片锚具等不可卸载锚具夹片锚具等不可卸载锚具：01.03Pj 锚固锚固压力表读数压力表读数张张拉拉控控制制 伸长值校核伸长值校核 校核伸长值可综合反映张拉力校核伸长值可综合反映张拉力是否足够、孔道摩阻损失是否偏大、是否足够、孔道摩阻损失是否偏大、预应力筋是否有异常现象等。因此，预应力筋是否
46、有异常现象等。因此，张拉时应对伸长值进行校核，张拉时应对伸长值进行校核，实际实际伸长值与计算伸长值的偏差大于伸长值与计算伸长值的偏差大于6%时，应暂停张拉，在采取措施时，应暂停张拉，在采取措施调整后，方可继续张拉。（调整后，方可继续张拉。（注：计注：计算伸长值按轴心受拉考虑，实测的算伸长值按轴心受拉考虑，实测的需考虑弹性回缩需考虑弹性回缩）伸伸长长值值校校核核伸伸长长值值校校核核2.6 孔道灌浆孔道灌浆 预应力筋张拉后，应尽快进行孔道灌浆。一可保护预应力筋张拉后，应尽快进行孔道灌浆。一可保护预应力筋以免预应力筋以免锈蚀锈蚀，二使预应力筋与砼，二使预应力筋与砼有效粘结，有效粘结，控制控制超载时裂
47、缝的间距与宽度超载时裂缝的间距与宽度，减轻梁端，减轻梁端锚具的负荷锚具的负荷情况。情况。灌浆料应采用强度等级不低于灌浆料应采用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥配制，水级的普通硅酸盐水泥配制，水灰比不大于灰比不大于0.45，搅拌后，搅拌后3h泌水率泌水率不宜大于不宜大于2%，且不应大于，且不应大于3%。泌。泌水应能在水应能在24h内全部重新被水泥浆吸内全部重新被水泥浆吸收。灌浆用水泥浆的抗压强度不应收。灌浆用水泥浆的抗压强度不应小于小于20N/mm2。灌浆设备：。灌浆设备：灰浆泵灰浆泵。灌灌浆浆管管 灌浆前应全面检查构件孔道及灌浆孔、泌水孔、排灌浆前应全面检查构件孔道及灌浆孔、泌水孔、排
48、气孔是否气孔是否畅通畅通，对抽芯成孔的孔道采用压力水冲洗，对抽芯成孔的孔道采用压力水冲洗湿润湿润,对埋波纹管孔道可用对埋波纹管孔道可用压缩空气清孔压缩空气清孔。宜先灌下层孔道，。宜先灌下层孔道，后灌上层孔道。灌浆工作应缓慢均匀进行，后灌上层孔道。灌浆工作应缓慢均匀进行，不得中断不得中断，并应排气通顺，在出浆口冒出并应排气通顺，在出浆口冒出浓浆浓浆并封闭排气口后，继并封闭排气口后，继续加压至续加压至0.50.7N/mm2稳压稳压2min，再封闭灌浆孔。，再封闭灌浆孔。对孔道直径较大且不掺减水剂或膨胀剂进行灌浆时对孔道直径较大且不掺减水剂或膨胀剂进行灌浆时,可采取可采取“二次压浆法二次压浆法”或或
49、“重力补浆法重力补浆法”。超长孔道、。超长孔道、大曲率孔道、扁管孔道、腐蚀环境的孔道可采用大曲率孔道、扁管孔道、腐蚀环境的孔道可采用“真空真空辅助压浆法辅助压浆法”。2.7 后张法施工注意事项后张法施工注意事项 后张法预应力构件，后张法预应力构件，断裂断裂或或滑脱滑脱的数量严禁超过的数量严禁超过同一截面预应力筋同一截面预应力筋总根数的总根数的3%，且每束钢丝不得超过一，且每束钢丝不得超过一根根(对于多跨双向连续板，其同一截面应按每跨计算对于多跨双向连续板，其同一截面应按每跨计算)。预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定检验值的规定检验值的相对允
50、许误差为相对允许误差为5%。同一检验批内抽查。同一检验批内抽查预应力筋总数的预应力筋总数的3%，且不少于，且不少于5束。束。后张法预应力筋锚固后的外露部分宜用机械方法后张法预应力筋锚固后的外露部分宜用机械方法切割，其外露长度不宜小于预应力筋的切割，其外露长度不宜小于预应力筋的1.5倍，且不小于倍，且不小于30mm。长期的锚具，可涂刷防锈油漆或用封端砼封裹长期的锚具，可涂刷防锈油漆或用封端砼封裹。现浇砼构件的侧模板宜在预应力张拉前拆除，底模支架拆现浇砼构件的侧模板宜在预应力张拉前拆除，底模支架拆除时，孔道灌浆强度不应低于除时，孔道灌浆强度不应低于15 N/mm2；波波纹纹管管事事故故锚锚垫垫板板