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1、预应力混凝土工程预应力混凝土工程主要内容：主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后张法的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。凝土施工原理、特点及应用。学习要求：学习要求：v了了解解预预应应力力混混凝凝土土的的概概念念，及及其其在在工工程程应应用用中中的优点；的优点；v熟悉预应力混凝土的材料品种、规格及要求；熟悉预应力混凝土的材料品种、规格及要求；v熟悉先张法、后张法的施工工艺；熟悉先张法、后张法的施工工艺；v掌掌握握先先张张法法、预预应应力力筋筋的的张张拉拉程程序序和和放放张张顺顺序序
2、的确定和注意事项；的确定和注意事项；v掌掌握握后后张张法法孔孔道道留留设设、锚锚具具选选择择、预预应应力力筋筋的的张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点；v了解无粘结预应力混凝土施工原理及应用；了解无粘结预应力混凝土施工原理及应用；v熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。预应力混凝土及其分类预应力混凝土及其分类 后张法施工后张法施工(无粘结预应力）无粘结预应力）本本 章章 内内 容容先张法施工先张法施工 预预应应力力混混凝凝土土即即在在外外荷荷载载作作用用于于构构件件之之前前，利利用用钢钢筋筋张张拉拉后后的的弹弹
3、性性回回缩缩，对对构构件件受受拉拉区区的的混混凝凝土土预预先先施施加加压压力力，产产生生预预压压应应力力，使使混混凝凝土土结结构构在在作作用用状状态态下下充充分分发发挥挥钢钢筋筋抗抗拉拉强强度度高高和和混混凝凝土土抗抗压压能能力力强强的的特特点点，可可以以提提高高构构件件的的承载能力。承载能力。当当构构件件在在荷荷载载作作用用下下产产生生拉拉应应力力时时，首首先先抵抵消消预预应应力力，然然后后随随着着荷荷载载不不断断增增加加，受受拉拉区区混混凝凝土土才才受受拉拉开开裂裂，从从而而延延迟迟了了构构件件裂裂缝缝的的出出现现和和限限制制了了裂裂缝缝的的开开展展，提提高高了了构构件件的的抗抗裂裂度度和
4、和刚刚度度。这这种种利利用用钢钢筋筋对对受受拉拉区区混混凝凝土土施施加加预预压应力的钢筋混凝土，叫做压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝土预应力混凝土预应力混凝土预应力混凝土。预应力混凝土及其分类预应力混凝土及其分类预应力混凝土分类与要求 预预加加应应力力的的方方法法，可可以以分分为为先先先先张张张张法法法法和和后后后后张张张张法法法法两类。两类。为为为为了了了了达达达达到到到到较较较较高高高高的的的的预预预预应应应应力力力力值值值值，宜宜宜宜优优优优先先先先采采采采用用用用高高高高标标标标号号号号混凝土混凝土混凝土混凝土。当当采采用用冷冷拉拉HRB335HRB335、HRB400HRB400钢
5、钢筋筋和和冷冷轧轧带带肋肋钢钢筋筋(后后张张法法）作作预预应应力力钢钢筋筋时时，其其混混凝凝土土强强度度不不宜宜低低于于C30C30；当当采采用用消消除除应应力力钢钢丝丝、钢钢绞绞线线、热热处处理理钢钢筋筋作作预预应应力力钢钢筋筋时时，混混凝凝土土强强度等级不宜低于度等级不宜低于C40C40。先先 张张 法法 施施 工工先先张张法法：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
6、构件受拉区的混凝土获得预压应力。施工工艺台座准备刷隔离剂铺放预应力筋等张拉并锚固安侧模、安预埋件浇混凝土养护放张脱模、堆放起拱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、檩条及吊车梁等。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。1 1、先张法施工准备先张法施工准备 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。
7、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。（1 1）台座台座 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。
8、横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。（2）槽式台座n槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成。n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。n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。n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1.11.3倍。(1)钢丝张拉设备 n钢丝张拉分单根张拉和成组张拉。n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。n在台座上生产构件一般采用单根钢丝张拉，可采用电动卷
9、扬机、电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机进行张拉。（2 2）张拉设备张拉设备 (2)钢筋张拉设备 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YC20型穿心式千斤顶（图图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1220mm单根冷拉HRB335、HRB400和RRB400钢筋。l夹具夹具 先张法中夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座或钢模上的先张法中夹具分两类：一类是将预应力筋锚固在台座或钢模上的锚固夹具；另一类是张
10、拉时夹持预应力筋用的张拉夹具。锚固夹具与锚固夹具；另一类是张拉时夹持预应力筋用的张拉夹具。锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具。此处仅介绍常用的一些钢丝张拉夹具张拉夹具都是重复使用的工具。此处仅介绍常用的一些钢丝张拉夹具钢丝张拉夹具钢丝张拉夹具(a)(a)钳式钳式(偏心式偏心式)(b)(b)月牙式月牙式 (c)(c)楔形楔形1 1钢丝；钢丝；2 2钳齿；钳齿；3 3拉钩；拉钩；4 4偏心齿条；偏心齿条；5 5拉环；拉环；6 6锚板；锚板；7 7楔块楔块 (a)(a)圆锥齿板式圆锥齿板式 (b)(b)圆锥槽式圆锥槽式 (c)(c)楔形楔形 1 1套筒；套筒；2 2齿板；齿板；3 3钢丝；钢丝；4
11、 4锥塞；锥塞；5 5锚板；锚板；6 6楔块楔块 钢丝用锚固夹具钢丝用锚固夹具钢筋锚固夹具多用螺丝端杆锚具、镦头锚和销片夹具n张拉时可用连接器与螺丝端杆锚具连接；钢筋镦头，直径22mm以下的钢筋用对焊机热镦或冷镦，大直径钢筋可用压模加热锻打成型；销片式夹具由圆套筒和圆锥形销片组成，套筒内壁呈圆锥形，与销片锥度吻合，销片有两片式和三片式，钢筋就夹紧在销片的凹槽内。两片式销片夹具两片式销片夹具 1 1销片；销片；2 2套筒；套筒；3 3预应力筋预应力筋 2 2、先张法施工工艺先张法施工工艺 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
12、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表5.15.1的规定。（1 1）张拉控制应力和张拉程序张拉控制应力和张拉程序 张拉程序可按下列之一进行：或其中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0103%con。（1）钢筋的接长与冷拉 n钢丝的接长 一般用钢丝拼接器用2022号铁丝密排绑扎(图图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
13、倍钢丝直径。（3 3）张拉前的准备张拉前的准备 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）的镦头 预应力筋（丝）固定端采用镦头夹具锚固时，钢筋（丝）端头要镦粗形成镦粗头。镦头一般有热镦和冷镦两种工艺。热镦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、加压形成镦粗头（图图5.
14、155.15）。(3)预应力筋的张拉力和伸长值的计算 控制张拉力：FP=conAPn超张拉力：F=（103105）%conAPn伸长值：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预应力筋的长度，mm。（4）张拉机具设备及仪表定期维护和校验 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
15、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%co
16、n），使其相互之间的应力一致。（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。（4 4）预应力筋的张拉预应力筋的张拉 预应力筋张拉后，对设计位置的偏差不得大于5mm，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
17、承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。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。（5 5）混凝土的浇筑与养护混凝土的浇筑与养护 采用机械振捣密实时，要避免碰撞钢丝。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
18、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，温差不要太大，一般不超过20C。(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：v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。v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
19、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。（6 6）预应力筋放张预应力筋放张 （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，如图图5.16(5.16(a)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。v砂箱装置如图图5.16（b）所示。v楔块放张装置如图图5.165.16（c）所示。后后 张张 法法 施施 工工后后张张法法：先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相
20、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图5.17所示。后张法施工由于直接在钢筋混凝土构件上进行预应力筋的张拉，所以不需要固定台座设备，不受地点限制，它既适用于预制构件生产，也适用于现场施工大型预应力构件，而且后张法又是预制构件拼装的手段。后张法的工艺流程见图图5.18所示。施工工艺施工工艺铺底模支侧模、绑扎钢筋埋管制孔浇混凝土抽管养护拆模穿预应力筋预应力筋张拉孔道灌浆起吊运输l胶管抽芯法胶管抽芯法留设留设4848直线或曲线孔道直线或曲线孔道 在胶管内注入压力水或压缩空气，待混凝土初凝后，放出压力
21、水或在胶管内注入压力水或压缩空气，待混凝土初凝后，放出压力水或 压缩空气，胶管直径变小，与混凝土脱离，抽管。压缩空气，胶管直径变小，与混凝土脱离，抽管。注意事项：注意事项：胶管用间距小于胶管用间距小于0.5m0.5m的钢筋井字架固定；的钢筋井字架固定；胶管必须有良好的密封装置；胶管必须有良好的密封装置；胶管接头处理要慎重；胶管接头处理要慎重；抽管时间比钢管略迟，抽管顺序宜先上后下，先曲后直。抽管时间比钢管略迟，抽管顺序宜先上后下，先曲后直。l预埋波形管法预埋波形管法留设留设4848直线或曲线孔道。直线或曲线孔道。无需抽管无需抽管;金属波纹管重量轻、刚度好、弯折方便，与混凝土粘结好；金属波纹管重
22、量轻、刚度好、弯折方便，与混凝土粘结好；波纹管采用间距不大于波纹管采用间距不大于0.8m0.8m的钢筋井字架固定；的钢筋井字架固定；波纹管的连接，可采用大波纹管的连接，可采用大 一号的同型波纹管，用密一号的同型波纹管，用密 封胶带或塑料热塑管封口。封胶带或塑料热塑管封口。现场金属波纹管现场金属波纹管铺设铺设n n1.1.1.1.锚具的种类锚具的种类锚具的种类锚具的种类l l单根粗钢筋锚具单根粗钢筋锚具单根粗钢筋锚具单根粗钢筋锚具n n n n 一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除了采用螺丝端杆锚具外，一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除了采用螺丝端杆锚具外，一般张拉端均采用螺丝端杆锚具
23、；而固定端除了采用螺丝端杆锚具外，一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除了采用螺丝端杆锚具外，还可采用帮条锚具或镦头锚具还可采用帮条锚具或镦头锚具还可采用帮条锚具或镦头锚具还可采用帮条锚具或镦头锚具。螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具 1 1螺母；螺母；2 2垫板；垫板；3 3螺丝端杆；螺丝端杆；4 4对焊接头；对焊接头；5 5预应力筋预应力筋 二、锚具及张拉设备二、锚具及张拉设备XMXMXMXM型锚具型锚具型锚具型锚具l l 这是一种新型锚具，由锚环与三块夹片组成，适用于锚固钢绞线这是一种新型锚具，由锚环与三块夹片组成，适用于锚固钢绞线这是一种新型锚具，由锚环与三块夹片组成，适用于锚固钢绞线这是一种
24、新型锚具，由锚环与三块夹片组成，适用于锚固钢绞线束、钢丝束；既可锚固单根预应力筋，又可锚固多根预应力筋。当用于锚束、钢丝束；既可锚固单根预应力筋，又可锚固多根预应力筋。当用于锚束、钢丝束；既可锚固单根预应力筋，又可锚固多根预应力筋。当用于锚束、钢丝束；既可锚固单根预应力筋，又可锚固多根预应力筋。当用于锚固多根预应力筋时，既可单根张拉、逐根锚固，又可成组张拉、成组锚固；固多根预应力筋时，既可单根张拉、逐根锚固，又可成组张拉、成组锚固；固多根预应力筋时，既可单根张拉、逐根锚固，又可成组张拉、成组锚固；固多根预应力筋时，既可单根张拉、逐根锚固，又可成组张拉、成组锚固；可用作工作锚具，也可用作工具锚具
25、。近年来随着预应力混凝土结构和无可用作工作锚具，也可用作工具锚具。近年来随着预应力混凝土结构和无可用作工作锚具，也可用作工具锚具。近年来随着预应力混凝土结构和无可用作工作锚具，也可用作工具锚具。近年来随着预应力混凝土结构和无粘结预应力结构的发展，粘结预应力结构的发展，粘结预应力结构的发展，粘结预应力结构的发展，XMXMXMXM型锚具巳得到广泛应用。型锚具巳得到广泛应用。型锚具巳得到广泛应用。型锚具巳得到广泛应用。实践证明，实践证明，实践证明，实践证明，XMXMXMXM型锚具具有型锚具具有型锚具具有型锚具具有通用性强、性能可靠、施工通用性强、性能可靠、施工通用性强、性能可靠、施工通用性强、性能可
26、靠、施工方便、便于高空作业的特点。方便、便于高空作业的特点。方便、便于高空作业的特点。方便、便于高空作业的特点。夹片锚环l钢丝束锚具钢丝束锚具 钢质锥型锚具、钢丝束镦头锚具、钢质锥型锚具、钢丝束镦头锚具、XMXM型、型、QMQM型型 钢质锥型锚具钢质锥型锚具 由锚环和锚塞组成。钢丝分布在锚环锥孔内侧，由锚塞塞紧锚固。由锚环和锚塞组成。钢丝分布在锚环锥孔内侧，由锚塞塞紧锚固。锚塞上刻有细齿槽，夹紧钢丝防止滑移。锚环内孔的锥度应与锚塞的锚塞上刻有细齿槽，夹紧钢丝防止滑移。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致。锥度一致。钢丝束镦头锚具钢丝束镦头锚具 A A型用于张拉端，型用于张拉端，B B型用于固定型用
27、于固定 端。锚环的内外壁均有丝扣，内端。锚环的内外壁均有丝扣，内 丝扣连接张拉螺杆，外丝扣拧紧丝扣连接张拉螺杆，外丝扣拧紧 螺母锚固钢丝束。螺母锚固钢丝束。张拉时，张拉螺丝杆一端与锚环张拉时，张拉螺丝杆一端与锚环 内丝扣连接，另一端与千斤顶的内丝扣连接，另一端与千斤顶的 拉头连接。张拉到控制应力时，拉头连接。张拉到控制应力时，锚环被拉出，则拧紧锚环外丝扣锚环被拉出，则拧紧锚环外丝扣 上的螺母加以锚固。上的螺母加以锚固。n n预应力筋的制作预应力筋的制作预应力筋的制作预应力筋的制作 1.1.1.1.单根预应力筋的制作单根预应力筋的制作单根预应力筋的制作单根预应力筋的制作n n 制作工艺制作工艺制
28、作工艺制作工艺n n 单根预应力筋一般用热处理钢筋；单根预应力筋一般用热处理钢筋；单根预应力筋一般用热处理钢筋；单根预应力筋一般用热处理钢筋；n n 一一一一般般般般包包包包括括括括配配配配料料料料、对对对对焊焊焊焊、冷冷冷冷拉拉拉拉等等等等工工工工序序序序。采采采采用用用用控控控控制制制制应应应应力力力力的的的的方方方方法法法法进进进进行冷拉，钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行；行冷拉，钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行；行冷拉，钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行；行冷拉，钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行；n n 预应力筋的下料长度，应由计算确定；预应力筋的下料长度，应由计算确定；预应力筋的下料长度，应由计算确定
29、；预应力筋的下料长度，应由计算确定；n n 计计计计算算算算时时时时应应应应考考考考虑虑虑虑下下下下列列列列因因因因素素素素：结结结结构构构构的的的的孔孔孔孔道道道道长长长长度度度度；锚锚锚锚具具具具厚厚厚厚度度度度；千千千千斤斤斤斤顶顶顶顶长长长长度度度度；焊焊焊焊接接接接接接接接头头头头或或或或镦镦镦镦头头头头的的的的预预预预留留留留量量量量；冷冷冷冷拉拉拉拉伸伸伸伸长长长长值值值值；弹弹弹弹性性性性回回回回缩、张拉伸长值等缩、张拉伸长值等缩、张拉伸长值等缩、张拉伸长值等。l 两端采用螺丝端杆锚具的预应力筋，其下料长度可按下两端采用螺丝端杆锚具的预应力筋，其下料长度可按下 列方法计算列方法
30、计算 预应力筋全长：预应力筋全长：预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度：预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度：预应力筋中的钢筋下料长度：预应力筋中的钢筋下料长度：n n或或或或可近似地采用可近似地采用可近似地采用可近似地采用n n n n式中式中式中式中：包括锚具在内的预应力筋全长；包括锚具在内的预应力筋全长；包括锚具在内的预应力筋全长；包括锚具在内的预应力筋全长；n n 预应力筋中钢筋的下料长度；预应力筋中钢筋的下料长度；预应力筋中钢筋的下料长度；预应力筋中钢筋的下料长度；n n 构件孔道长度；构件孔道长度；构件孔道长度；构件孔道长度；n n 螺丝端杆在构件外的外露长度；螺丝端杆在构件外的外露长度；
31、螺丝端杆在构件外的外露长度；螺丝端杆在构件外的外露长度；n n 预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度；预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度；预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度；预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度；n n 螺丝端杆长度；螺丝端杆长度；螺丝端杆长度；螺丝端杆长度；n n 钢筋直径；钢筋直径；钢筋直径；钢筋直径；n n 钢筋的冷拉率（由试验定）；钢筋的冷拉率（由试验定）；钢筋的冷拉率（由试验定）；钢筋的冷拉率（由试验定）；n n 钢筋冷拉后的弹性回缩率，一般钢筋冷拉后的弹性回缩率，一般钢筋冷拉后的弹性回缩率，一般钢筋冷拉后的弹性回缩率，一般0.40.40.40.40.60.60.60.6。螺丝端
32、杆外露在构件孔道外的长度，根据垫板厚度螺丝端杆外露在构件孔道外的长度，根据垫板厚度h h、螺母螺母高度高度H H和拉伸机与螺丝端杆连接所需长度确定，一般可选用和拉伸机与螺丝端杆连接所需长度确定，一般可选用120mm120mm150mm150mm或按下式计算：或按下式计算：张拉端张拉端 锚固端锚固端 垫板螺帽n n例题例题例题例题1 1 1 1n n 某某某某车车车车间间间间采采采采用用用用24m24m24m24m钢钢钢钢筋筋筋筋混混混混凝凝凝凝土土土土折折折折线线线线型型型型屋屋屋屋架架架架，屋屋屋屋架架架架尺尺尺尺寸寸寸寸、预预预预应应应应力力力力筋筋筋筋如如如如图图图图所所所所示示示示，两
33、两两两端端端端用用用用螺螺螺螺丝丝丝丝端端端端杆杆杆杆锚锚锚锚具具具具，螺螺螺螺丝丝丝丝端端端端杆杆杆杆锚锚锚锚具具具具长长长长320mm320mm320mm320mm，冷冷冷冷拉拉拉拉钢钢钢钢筋筋筋筋实实实实测测测测冷冷冷冷拉拉拉拉率率率率为为为为3 3 3 3，弹弹弹弹性性性性回回回回缩缩缩缩率率率率为为为为0.30.30.30.3，现现现现场场场场钢钢钢钢筋筋筋筋长长长长度度度度为为为为8m8m8m8m，钢钢钢钢筋筋筋筋对对对对焊焊焊焊采采采采用用用用预预预预热热热热闪闪闪闪光光光光焊焊焊焊。每每每每个个个个焊焊焊焊接接接接接接接接头头头头钢钢钢钢筋筋筋筋损损损损耗耗耗耗量量量量为为为为
34、28mm28mm28mm28mm。绘绘绘绘出出出出预预预预应应应应力力力力筋筋筋筋配配配配料料料料计计计计算算算算简简简简图，并计算预应力筋的下料长度。图，并计算预应力筋的下料长度。图，并计算预应力筋的下料长度。图，并计算预应力筋的下料长度。n n 解：预应力筋配料计算简图如图示解：预应力筋配料计算简图如图示解：预应力筋配料计算简图如图示解：预应力筋配料计算简图如图示L240402 2、施工工艺施工工艺 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。（1 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
35、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
36、采用两根钢管，中间用套管连接（图图5.33）。抽管时间与水泥品种、浇筑气温和养护条件有关。采用钢筋束镦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。（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
37、。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。（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%。（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（图5.34）。（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。图图5.355.35所示是预应力混凝土屋架下弦预应力筋张拉顺序。图图5.365.36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。
38、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。（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：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：（4）预应力筋的张拉方法 对于曲线预应力筋和长度大于24m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24m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30m的直线预应力筋宜在两端张拉，长度等于或小于30m
39、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。（3 3）孔道灌浆预应力筋张拉后，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
40、行，不得中断。（1 1）无粘结预应力混凝土施工）无粘结预应力混凝土施工后后张张法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力。无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工 无粘结预应力筋无粘结预应力筋 无粘结预应力筋是由7根5mm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（图图5.39）。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
41、抗拉强度的95%。无粘结预应力混凝土施工工艺无粘结预应力混凝土施工工艺 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。（1 1）无粘结预应力筋的铺放与定位（1）无粘结钢丝束镦头锚具 如图图5.405.40所示。张拉端钢丝束从外包层抽拉出来，穿过锚杯孔眼镦粗头。（2）无粘结钢绞线夹片式锚具 如图图5.415.41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。（2 2
42、）端部锚具节点安装 混凝土强度达到设计强度时才能进行张拉。张拉程序采用0103%con。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。锚具外包浇筑钢筋混凝土圈梁。（3 3）无粘结预应力筋的张拉及锚头处理 预应力技术在超大曲线混凝土结预应力技术在超大曲线混凝土结构中的运用构中的运用案例：上海科技园曲线地下室外墙案例课题上海科技城简介上海科技城简介n n上海科技城占地上海科技城占地上海科技城占地上海科技城占地6 6 6 68 8 8 8万平方米，建筑万平方米，建筑万平方米，建筑万平方米，建筑面积面积面积面积9 9 9 965656565万平方米。万平方米。万平方米。万平方米。n n199
43、8199819981998年年年年12121212月月月月18181818日正式开工，日正式开工，日正式开工，日正式开工，2001200120012001年年年年3 3 3 3月落成，月落成，月落成，月落成，4 4 4 4月月月月1 1 1 1日正式对外开放，由上日正式对外开放，由上日正式对外开放，由上日正式对外开放，由上海建工集团承建。海建工集团承建。海建工集团承建。海建工集团承建。n n国内首次在单体建筑中大面积运用预国内首次在单体建筑中大面积运用预国内首次在单体建筑中大面积运用预国内首次在单体建筑中大面积运用预应力建筑新技术，这项新技术的成功应力建筑新技术，这项新技术的成功应力建筑新技术
44、，这项新技术的成功应力建筑新技术，这项新技术的成功运用，使科技城的曲线长达运用，使科技城的曲线长达运用，使科技城的曲线长达运用，使科技城的曲线长达300300300300米的米的米的米的地下室外墙在没有设置变形缝的情况地下室外墙在没有设置变形缝的情况地下室外墙在没有设置变形缝的情况地下室外墙在没有设置变形缝的情况下实现防裂抗渗的目的。下实现防裂抗渗的目的。下实现防裂抗渗的目的。下实现防裂抗渗的目的。n n上海科技城工程取得了上海科技城工程取得了预应力控制超长钢筋混凝土地预应力控制超长钢筋混凝土地预应力控制超长钢筋混凝土地预应力控制超长钢筋混凝土地下室圆弧外墙裂缝施工技术下室圆弧外墙裂缝施工技术
45、下室圆弧外墙裂缝施工技术下室圆弧外墙裂缝施工技术和和预应力控制大跨度超长楼预应力控制大跨度超长楼预应力控制大跨度超长楼预应力控制大跨度超长楼板温差及混凝土收缩裂缝施工技术板温差及混凝土收缩裂缝施工技术板温差及混凝土收缩裂缝施工技术板温差及混凝土收缩裂缝施工技术的新突破，创造了预的新突破，创造了预应力连续长度最长（应力连续长度最长（200200米）、预应力施工面积最大（米）、预应力施工面积最大（6 6万平方米）和预应力在单体工程中钢材用量最多（超过万平方米）和预应力在单体工程中钢材用量最多（超过900900吨）三项全国纪录。吨）三项全国纪录。张拉工艺张拉工艺“抗放兼备，以抗为主抗放兼备，以抗为主
46、”n n上海科技园采用上海科技园采用无粘结预应力筋无粘结预应力筋无粘结预应力筋无粘结预应力筋，两次张拉的方，两次张拉的方法：法：n n第一次张拉：在混凝土浇捣完成一周，强度达到第一次张拉：在混凝土浇捣完成一周，强度达到设计强度的设计强度的50%50%以上时进行，线施加以上时进行，线施加50%50%的设计张的设计张应力。应力。n n第二次张拉：在混凝土浇捣完成第二次张拉：在混凝土浇捣完成28d28d，强度达到设，强度达到设计要求强度后，张拉到设计拉力。计要求强度后，张拉到设计拉力。n n张拉顺序张拉顺序张拉顺序张拉顺序：在以：在以后浇带后浇带后浇带后浇带为界的张拉区域内采用四为界的张拉区域内采用四套张拉设备，放置在两端，实施交叉同步张拉。套张拉设备，放置在两端，实施交叉同步张拉。