施工技術5預應力混凝土工程

11/26/20231§概述（目錄）一、本章提要3二、本章學習要求4三、為什么要用預應力混凝土8四、預應力混凝土的特點總述10A.預應力鋼筋混凝土具有以下優(yōu)點12B.對混凝土的要求13C.對鋼材的要求14D.預應力混凝土的施工工藝方法有14五、預應力混凝土的發(fā)展應用15六、常用的預應力鋼筋1811/26/20232§概述一、本章提要本章內(nèi)容包括：先張法、后張法和電熱張拉法。在先張法中，重點介紹了臺座的類型和作用；張拉機具和夾具的工作原理；張拉工藝和放張要求。在后張法中著重闡述了常用錨具的類型、工作原理及性能；張拉千斤頂?shù)墓ぷ髟砑靶ｒ灧椒?；預應力筋的下料長度計算、張拉工藝，孔道成型與灌漿；無粘結預應力工藝。在電熱張拉法中，主要介紹了電熱伸長值的計算、電熱設備的選擇及電熱張拉工藝。11/26/20233§概述二、本章學習要求：了解預應力混凝土的概念，及其在工程應用中的優(yōu)點；熟悉預應力混凝土的材料品種、規(guī)格及要求；熟悉先張法、后張法、電熱張法的施工工藝；11/26/20234§概述掌握先張法、預應力筋的控制應力、張拉程序和放張順序的確定和注意事項；掌握后張法孔道留設、錨具選擇、預應力筋的張拉順序、孔道灌漿等施工方法及注意要點；了解電熱張法、無粘結預應力混凝土施工原理及應用；熟悉預應力混凝土質(zhì)量保證措施及安全技術。11/26/20235

預應力混凝土能充分發(fā)揮高強度鋼材的作用，即在外荷載作用于構件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對構件受拉區(qū)的混凝土預先施加壓力，產(chǎn)生預壓應力，使混凝土結構在作用狀態(tài)下充分發(fā)揮鋼筋抗拉強度高和混凝土抗壓能力強的特點，可以提高構件的承載能力?！旄攀?1/26/20236

當構件在荷載作用下產(chǎn)生拉應力時，首先抵消預應力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝土才受拉開裂，從而延遲了構件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂縫的開展，提高了構件的抗裂度和剛度。這種利用鋼筋對受拉區(qū)混凝土施加預壓應力的鋼筋混凝土，叫做預應力混凝土。

§概述11/26/20237

預加應力的方法，可以分為先張法和后張法兩類。

先張法是先張拉鋼筋，后澆筑混凝土，預應力靠鋼筋與混凝土之間的粘結力傳遞給混凝土。

后張法是先澆筑混凝土并預留孔道，待混凝土達到一定強度后張拉鋼筋，預應力靠錨具傳遞給混凝土?！旄攀?1/26/20238

為了達到較高的預應力值，宜優(yōu)先采用高標號混凝土。

當采用冷拉HRB335、HRB400鋼筋和冷軋帶肋鋼筋作預應力鋼筋時，其混凝土強度不宜低于C30；當采用消除應力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。

§概述11/26/20239§概述三、為什么要用預應力混凝土？

預應力混凝土是最近幾十年發(fā)展起來的一項新技術，在世界各國都得到了廣泛應用。這是由于普通鋼筋混凝土構件的抗拉極限應變只有0.0001～0.00015．在正常使用條件下受拉區(qū)混凝土開裂，構件的剛度小、撓度大。要使混凝土不開裂，受拉鋼筋的應力只能達到19.6～29.4N／mm2；對允許出現(xiàn)裂縫的構件，當裂縫寬度限制在0.2～0.3mm時，受拉鋼筋的應力也只能達到147～245N／mm2。11/26/202310§概述

為了克服普通鋼筋混凝土過早出現(xiàn)裂縫、不能充分發(fā)揮鋼筋作用這一矛盾，人們創(chuàng)造了對混凝土施加預應力的方法。即在結構或構件受拉區(qū)域，通過對鋼筋進行張拉、錨固、放松，使混凝土獲得預壓應力，產(chǎn)生一定的壓縮變形。當結構或構件受力后，受拉區(qū)混凝土的拉伸變形，首先與壓縮變形抵消，然后隨著外力的增加，混凝土才繼續(xù)被拉伸，這就延緩了裂縫的出現(xiàn)、限制了裂縫的開展。11/26/202311§概述四、預應力混凝土的特點總述預應力混凝土能充分發(fā)揮鋼筋和混凝土各自的特性，能提高鋼筋混凝土構件的剛度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高強度鋼筋和高強度等級的混凝土。與普通混凝土相比，在同樣條件下具有構件截面小、自重輕、質(zhì)量好、材料省(可節(jié)約鋼材40％～50％、混凝土20％～40％)，并能擴大預制裝配化程度。11/26/202312§概述

雖然，預應力混凝土施工，需要專門的機械設備，工藝固較復雜，操作要求較高，但在跨度較大的結構中，其綜合經(jīng)濟效益較好。此外，在一定范圍內(nèi)，以預應力混凝土結構代替鋼結構，可節(jié)約鋼材、降低成水、并免去維修工作。11/26/202313第一節(jié)預應力混凝土概述

A.預應力鋼筋混凝土具有以下優(yōu)點：

1、提高了混凝土的抗裂度和剛度

2、增加構件的耐久性。

3、節(jié)約材料。

4、減輕構件自重。

5、擴大了高、大、重型結構的預制裝配化程度。11/26/202314第一節(jié)預應力混凝土概述

B.對混凝土的要求

1、高強度：預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于C30，當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。

2、收縮、徐變小，彈性模量高，有利于減少預應力損失。

3、盡可能作到快硬、早強。11/26/202315第一節(jié)預應力混凝土概述

C.對鋼材的要求：

1、高強度。

2、具有一定的塑性。

3、與混凝土有較好的粘結力。

4、有良好的加工能力，如可焊性。D.預應力混凝土的施工工藝方法有：先張法、后張法（分為有粘結預應力后張法和無粘結預應力后張法）、電熱法等。11/26/202316§概述五、預應力混凝土的發(fā)展應用

1928年法國的弗來西奈首先研究成功預應力混凝土，經(jīng)過幾十年的應用與提高，已經(jīng)成為一項專門技術。我國從1956年開始采用預應力混凝土。

50～60年代，預應力混凝土主要用于單層工業(yè)廠房的屋面板、屋架和吊車梁。

60～70年代，我國研制和推廣了冷拔低碳鋼絲預應力混凝土中小型構件（空心板、小梁等）。11/26/202317§概述

1977年以后隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展，大開間與大跨度多層結構體系的研究與應用，預應力技術從單個構件階段發(fā)展到預應力結構新階段。

當前，預應力混凝土的使用范圍和數(shù)量，已成為一個國家建筑技術水平的重要標志之一。預應力混凝土的施工工藝常用的有先張法、后張法和電張法。此外，還有自張法，即用膨脹水泥伴制的混凝土來澆筑構件，利用混凝土硬化時的膨脹力使鋼筋伸長而獲得預應力。11/26/202318§概述

近年來，隨著施工工藝不斷發(fā)展和完善，預應力混凝土的應用范圍愈來愈廣。除在傳統(tǒng)工業(yè)與民用建筑的屋架、吊車粱、托架梁、空心樓板、大型屋面板、檁條、掛瓦板等單個構件上廣泛應用外，還成功地把預應力技術運用到多層工業(yè)廠房、高層建筑、大型橋梁、核電站安全殼、電視塔、大跨度薄殼結構、筒倉、水池、大口徑管道、基礎巖土工程、海洋工程等技術難度較高的大型整體或特種結構上。11/26/202319§概述六、常用的預應力鋼筋

預應力筋有冷拉Ⅱ～Ⅳ級鋼筋、甲級冷拔低碳鋼絲、碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋及精軋螺紋鋼筋等。在建筑工程中．我國目前還較多地應用冷拉Ⅱ～Ⅳ鋼筋作預應力筋。雖然這種鋼筋強度不算太高，但價格便宜、塑性好，可以對焊接長，施工操作簡單?？傊A應力鋼筋的發(fā)展趨勢應是高強度、粗直徑、低松弛和耐腐蝕。11/26/202320§5－1先張法施工（目錄）總體介紹20一、臺座26

（一）墩式臺座27

（二）.槽式臺座37二、夾具和張拉設備39

（一）.夾具39

（二）.張拉設備47三、先張法施工工藝54

（一）.預應力鋼筋的鋪設54

（二）預應力鋼筋的張拉55

（三）、混凝土的澆筑與養(yǎng)護78

（四）、預應力鋼筋的放張8111/26/202321總體介紹：先張法：在澆筑混凝土構件之前將預應力筋張拉到設計控制應力，用夾具將其臨時固定在臺座或鋼模上，進行綁扎鋼筋，安裝鐵件，支設模板，然后澆筑混凝土；待混凝土達到規(guī)定的強度，保證預應力筋與混凝土有足夠的粘結力時，放松預應力筋，借助于它們之間的粘結力，在預應力筋彈性回縮時，使混凝土構件受拉區(qū)的混凝土獲得預壓應力。先張法生產(chǎn)示意圖見下頁圖5.1所示?！?－1先張法施工11/26/202322§5－1先張法施工11/26/202323

先張法一般用于預制構件廠生產(chǎn)定型的中小型構件，如樓板、屋面板、檁條及吊車梁等。先張法生產(chǎn)時，可采用臺座法和機組流水法。采用臺座法時，預應力筋的張拉、錨固，混凝土的澆筑、養(yǎng)護及預應力筋放松等均在臺座上進行；預應力筋放松前，其拉力由臺座承受?！?－1先張法施工11/26/202324

采用機組流水法時，構件連同鋼模通過固定的機組，按流水方式完成（張拉、錨固、混凝土澆筑和養(yǎng)護）每一生產(chǎn)過程；預應力筋放松前，其拉力由鋼模承受。先張法施工工藝流程如下頁圖5.2所示?！?－1先張法施工11/26/202325§5－1先張法施工11/26/202326先張法（臺座法）施工主要工藝流程是：清理臺座、刷隔離劑→預應力筋制作、非預應力筋骨架制作→穿預應力筋及安放非預應力鋼筋骨架→安放預埋鐵件→調(diào)整初應力→張拉預應力筋→安裝模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護混凝土→拆除模板→放張、切斷預應力筋→構件起吊堆放→繼續(xù)養(yǎng)護?！?－1先張法施工11/26/202327§5－1先張法施工一、臺座1.對臺座的要求：臺座由臺面、橫梁和承力結構等組成，是先張法生產(chǎn)的主要設備。預應力筋張拉、錨固，混凝土澆筑、振搗和養(yǎng)護及預應力筋放張等全部施工過程都在臺座上完成；預應力筋放松前，臺座承受全部預應力筋的拉力。因此，臺座應有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。2.臺座按構造形式分類：墩式臺座、槽式臺座。11/26/202328§5－1先張法施工（一）墩式臺座墩式臺座由臺墩、臺面與橫梁等組成。臺墩和臺面共同承受拉力。墩式臺座用以生產(chǎn)各種形式的中小型構件。11/26/2023291.

臺墩

臺墩是承力結構，由鋼筋混凝土澆筑而成。承力臺墩設計時，應進行穩(wěn)定性和強度驗算。穩(wěn)定性驗算一般包括抗傾覆驗算與抗滑移驗算?？箖A覆系數(shù)不得小于1.5，抗滑移系數(shù)不得小于1.3。§5－1先張法施工11/26/2023301.

臺墩

（1）.抗傾覆驗算抗傾覆驗算的計算簡圖如圖5.3所示，按下式計算：式中K0—臺座的抗傾覆安全系數(shù)；

M—由張拉力產(chǎn)生的傾覆力矩，kN·m；

M=T·e

e—

張拉合力T的作用點到傾覆轉動點o的力臂，m；

M′－抗傾覆力矩，kN·m。如忽略土壓力，則

M’=G1.l1+G2.l2§5－1先張法施工11/26/202331§5－1先張法施工11/26/202332（2）.抗滑移能力驗算抗滑移能力按下式驗算：

式中Ke—抗滑移安全系數(shù)；

T—張拉力合力，kN；

T1

—抗滑移的力，kN；對于獨立的臺墩，由側壁上壓力和底部摩阻力等產(chǎn)生；對與臺面共同工作的臺墩，其水平推力幾乎全部傳給臺面，不存在滑移問題，可不作抗滑移計算，此時應驗算臺面的強度?！?－1先張法施工11/26/202333§5－1先張法施工2.臺面臺面承載能力計算：臺面是預應力構件成型的胎模，要求地基堅實平整，它是在厚150mm夯實碎石墊層上，澆筑60～80mm厚C20混凝土面層，原漿壓實抹光而成。臺面要求堅硬、平整、光滑，沿其縱向有3%的排水坡度。軸心受壓縱向彎曲系數(shù)，取1臺面斷面積超載系數(shù)1.25附加安全系數(shù)1.511/26/202334§5－1先張法施工3.橫梁橫梁以墩座牛腿為支承點安裝其上，是錨固夾具臨時固定預應力筋的支承點，也是張拉機械張拉預應力筋的支座。橫梁常采用型鋼或鋼筋混凝土制作。11/26/202335§5－1先張法施工〔例題5.1.1〕：某墩式鋼筋混凝土臺座，其截面如圖示，臺面寬4ｍ，預應力張拉力共1000Ｋｎ，臺面混凝土為Ｃ２０，厚度100ｍｍ，驗算其穩(wěn)定性及臺面承載能力。11/26/202336§5－1先張法施工解：（1）.根據(jù)公式驗算抗傾覆穩(wěn)定性，由于埋深僅0.8ｍ，故不計土壓力作用，只考慮混凝土墩自重及其懸臂部分自重。Ｍ1＝Ｇ1Ｌ1＋Ｇ2Ｌ2＝1.3×0.8×4×25000×（1.7＋1.3/2）＋0.25×4×1.7×25000×1.7/2＝24440＋3612.5＝280.52（ＫＮ*ｍ）M＝1000×（0.125＋0.05）＝175.0（ＫＮ*ｍ）Ｋ＝280.52/175.0＝1.6＞1.5所以，抗傾覆滿足。11/26/202337§5－1先張法施工(2).抗滑移穩(wěn)定驗算因為臺座是整體式，不會產(chǎn)生滑移，不必驗算。（3）臺面承載力驗算根據(jù)公式臺面承載能力，ｆｃ＝10Ｍｐａ所以，臺面承載能力滿足。11/26/202338（二）.槽式臺座槽式臺座由端柱、傳力柱、橫梁和臺面組成。槽式臺座既可承受拉力，又可作蒸汽養(yǎng)護槽，適用于張拉噸位較高的大型構件，如屋架、吊車梁等。槽式臺座構造如下頁圖5.4所示。一般要求：長度＜76ｍ，寬度＞1.0ｍ。槽式臺座需進行強度和穩(wěn)定性計算。端柱和傳力柱的強度按鋼筋混凝土結構偏心受壓構件計算。槽式臺座端柱抗傾覆力矩由端柱、橫梁自重力矩及部分張拉力矩組成。

§5－1先張法施工11/26/202339§5－1先張法施工11/26/202340§5－1先張法施工二、夾具和張拉設備夾具是先張法構件施工時保持預應力筋拉力，并將其固定在張拉臺座（或設備）上的臨時性錨固裝置。（一）、夾具ａ、形式：按其工作用途不同分為錨固夾具和張拉夾具。

ｂ、要求：工作方便可靠，構造簡單，加工方便。

c、作用：臨時性錨固。11/26/202341（1）

鋼絲錨固夾具

圓錐齒板式夾具（錐銷夾具）錐銷夾具可分為圓錐齒板式夾具和圓錐槽式夾具，如下頁圖5.5所示。

鐓頭夾具如圖5.6所示，采用鐓頭夾具時，將預應力筋端部熱鐓或冷鐓，通過承力分孔板錨固。

§5－1先張法施工11/26/202342§5－1先張法施工11/26/202343§5－1先張法施工11/26/202344(2)鋼筋錨固夾具鋼筋錨固常用圓套筒三片式夾具，由套筒和夾片組成（下頁圖5.7）。其型號有YJ12、YJ14，適用于先張法；用YC-18型千斤頂張拉時，適用于錨固直徑為12mm、14mm的單根冷拉HRB335、HRB400、RRB400級鋼筋?！?－1先張法施工11/26/202345§5－1先張法施工11/26/202346(3)張拉夾具

張拉夾具是夾持住預應力筋后，與張拉機械連接起來進行預應力筋張拉的機具。

常用的張拉夾具有月牙形夾具、偏心式夾具、楔形夾具等，如下頁圖5.8所示，適用于張拉鋼絲和直徑16mm以下的鋼筋。

§5－1先張法施工11/26/202347§5－1先張法施工11/26/202348（二）、張拉設備

張拉機具的張拉力應不小于預應力筋張拉力的1.5倍；張拉機具的張拉行程不小于預應力筋伸長值的1.1～1.3倍。對張拉設備的要求：工作可靠、能準確控制張拉應力、能以穩(wěn)定的速率加大拉力。§5－1先張法施工11/26/202349(1).鋼絲張拉設備

鋼絲張拉分單根張拉和成組張拉。

用鋼模以機組流水法或傳送帶法生產(chǎn)構件時，常采用成組鋼絲張拉。在臺座上生產(chǎn)構件一般采用單根鋼絲張拉，可采用電動卷揚機、電動螺桿張拉機進行張拉。

§5－1先張法施工11/26/202350①

電動卷揚機張拉、杠桿測力裝置

如下頁圖5.10所示。

②

電動螺桿張拉機

如下頁圖5.11所示，電動螺桿張拉機由螺桿、頂桿、張拉夾具、彈簧測力器及電動機組成。

§5－1先張法施工11/26/202351§5－1先張法施工11/26/202352§5－1先張法施工11/26/202353(2)

鋼筋張拉設備

穿心式千斤頂用于直徑12～20mm的單根鋼筋、鋼絞線或鋼絲束的張拉。用YC－20型穿心式千斤頂（下頁圖5.12）張拉時，高壓油泵啟動，從后油嘴進油，前油嘴回油，被偏心夾具夾緊的鋼筋隨液壓缸的伸出而被拉伸。

YC－20型穿心式千斤頂?shù)淖畲髲埨?0kN，最大行程為200mm。適用于用圓套筒三片式夾具張拉錨固12～20mm單根冷拉HRB335、HRB400和RRB400鋼筋?！?－1先張法施工11/26/202354§5－1先張法施工11/26/202355§5－1先張法施工三、先張法施工工藝鋪筋→張拉→澆筑混凝土及養(yǎng)護→放張（一）.預應力鋼筋的鋪設對臺面及模板要刷隔離劑。鋼筋采用焊接時，應合理布置接頭位置。盡可能避免將接頭拉入構件內(nèi)。11/26/202356§5－1先張法施工（二）預應力鋼筋的張拉張拉控制應力是指在張拉預應力筋時所達到的規(guī)定應力，應按設計規(guī)定采用。控制應力的數(shù)值直接影響預應力的效果。施工中采用超張拉工藝，使超張拉應力比控制應力提高3%～5%。預應力筋的張拉控制應力，應符合設計要求。施工中預應力筋需要超張拉時，可比設計要求提高3%～5%，但其最大張拉控制應力不得超過下頁表5.1的規(guī)定。11/26/202357表5.1

張拉控制應力限值

鋼筋種類

張拉方法

先張法

后張法

消除應力鋼絲、鋼絞線

熱處理鋼筋

冷拉鋼筋0.8fptk

0.75fptk0.95fpyk0.75fptk0.70fptk0.90fpyk§5－1先張法施工fptk——根據(jù)極限抗拉強度確定的強度標準值。fpyk——根據(jù)屈服強度確定的強度標準值。11/26/202358§5－1先張法施工1.張拉方法：單根張拉（多用于現(xiàn)場）成組張拉（預制廠）①.單根張拉ａ.冷拔低碳鋼絲ｂ.高強度刻痕鋼絲ｃ.冷拉鋼筋ｄ.熱處理鋼筋或鋼絞線11/26/202359§5－1先張法施工②.多根預應力鋼筋成組張拉11/26/2023602.預應力鋼筋的張拉（1）張拉前的準備

a.鋼筋的接長與冷拉

鋼絲的接長：一般用鋼絲拼接器用20～22號鐵絲密排綁扎(下頁圖5.14)。綁扎長度的規(guī)定：冷拔低碳鋼絲不得小于40倍鋼絲直徑；高強度鋼絲不得小于80倍鋼絲直徑?！?－1先張法施工11/26/202361§5－1先張法施工11/26/202362

b.預應力鋼筋的接長與冷拉：預應力鋼筋一般采用冷拉HRB335、HRB400和RRB400熱軋鋼筋。預應力鋼筋的接長及預應力鋼筋與螺絲端桿的連接，宜采用對焊連接，且應先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的強度。預應力鋼筋的制作，一般有對焊和冷拉兩道工序。

預應力鋼筋鋪設時，鋼筋與鋼筋、鋼筋與螺絲端桿的連接可采用套筒雙拼式連接。§5－1先張法施工11/26/202363(2)

鋼筋（絲）的鐓頭

預應力筋（絲）固定端采用鐓頭夾具錨固時，鋼筋（絲）端頭要鐓粗形成鐓粗頭。鐓頭一般有熱鐓和冷鐓兩種工藝。熱鐓在手動電焊機上進行，鋼筋（絲）端部在喇叭口紫銅模具內(nèi)，進行多次脈沖式通電加熱、加壓形成鐓粗頭（下頁圖5.15）?！?－1先張法施工11/26/202364§5－1先張法施工11/26/202365（3）

張拉機具設備及儀表定期維護和校驗

張拉設備應配套校驗，以確定張拉力與儀表讀數(shù)的關系曲線，保證張拉力的準確，每半年校驗一次。設備出現(xiàn)反?，F(xiàn)象或檢修后應重新校驗。張拉設備宜定崗負責，專人專用?！?－1先張法施工11/26/202366（4）預應力筋（絲）的鋪設長線臺座面（或胎模）在鋪放鋼絲前，應清掃并涂刷隔離劑。一般涂刷皂角水溶性隔離劑，易干燥，污染鋼筋易清除。涂刷均勻不得漏涂，待其干燥后，鋪設預應力筋，一端用夾具錨固在臺座橫梁的定位承力板上，另一端卡在臺座張拉端的承力板上待張拉。在生產(chǎn)過程中，應防止雨水或養(yǎng)護水沖刷掉臺面隔離劑?！?－1先張法施工11/26/202367（5）

張拉前的檢察檢查預應力筋的品種、級別、規(guī)格、數(shù)量（排數(shù)、根數(shù)）是否符合設計要求。預應力筋的外觀質(zhì)量應全數(shù)檢查，預應力筋應符合展開后平順，沒有彎折，表面無裂紋、小刺、機械損傷、氧化鐵皮和油污等。張拉設備是否完好，測力裝置是否校核準確。橫梁、定位承力板是否貼合及嚴密穩(wěn)固?！?－1先張法施工11/26/202368

預應力筋張拉后，對設計位置的偏差不得大于5mm，也不得大于構件截面最短邊長的4%。在澆筑混凝土前發(fā)生斷裂或滑脫的預應力筋必須予以更換。張拉、錨固預應力筋應專人操作，實行崗位責任制，并做好預應力筋張拉記錄。在已張拉鋼筋（絲）上進行綁扎鋼筋、安裝預埋鐵件、支承安裝模板等操作時，要防止踩踏、敲擊或碰撞鋼絲?！?－1先張法施工11/26/202369§5－1先張法施工（6）.張拉控制應力不能過低，否則達不到效果；不能過高，原因有三：ａ.

會使構件出現(xiàn)裂壁的荷載與破壞荷載很接近，在破壞前沒有明顯的警告，這是很危險的。11/26/202370§5－1先張法施工

ｂ.超張拉過大使鋼筋應力超過屈服點，產(chǎn)生塑性變形將影響預應力值的準確性和張拉工藝的安全性。ｃ.控制應力較大造成構件反拱過大或預拉區(qū)出現(xiàn)裂縫也是不利的。因此，預應力筋的張拉控制應力，應符合設計要求，當施工中預應力筋需要張拉時，可比設計要求提高5％，但其最大控制應力不得超過下頁表5—3的規(guī)定。11/26/202371（7）.張拉程序張拉程序可按下列之一進行：

或

其中σcon為預應力筋的張拉控制應力為了減少應力松弛損失，預應力鋼筋宜采用：的張力程序。預應力鋼絲張拉工作量大時，宜采用一次張拉程序0→103%σcon?！?－1先張法施工11/26/202372§5－1先張法施工

超張拉的目的：減少應力松弛。

應力松弛——鋼材在常溫高應力下由于塑性變形而使應力隨時間的延續(xù)而降低的現(xiàn)象。

這種現(xiàn)象在頭幾分鐘內(nèi)發(fā)展得特別快，往后則趨于緩慢。如采用持荷2min的超張拉方式，則可以減少50％以上的應力松弛。11/26/202373§5－1先張法施工（8）.張拉力：超張拉力：Fp=（103～105）%бcon·AP·n

（9）.預應力值的校核用伸長值校核。上式的值在－5％～10％的范圍內(nèi)即認為合格。11/26/202374預應力鋼筋理論伸長值：或

式中σcon—預應力張拉控制應力，kN/mm2；

AP

—預應力筋截面面積，mm2；

n—同時張拉預應力筋的根數(shù)；

ES

—預應力筋的彈性模量，kN/mm2；

L—預應力筋的長度，mm。§5－1先張法施工11/26/202375§5－1先張法施工

對于預應力鋼絲，其伸長值不做校核，直接用內(nèi)力測定儀測定預應力值的大小。測定的預應力的平均值與檢測標準的偏差＜檢測標準的5％時，表明所建立的張拉預應力值滿足設計要求。檢測數(shù)量為5％，對質(zhì)量比較穩(wěn)定的單位，可以抽查，但一條生產(chǎn)線不少于5根。鋼絲的檢測時間一般是在張拉1～4h后進行。11/26/202376（10）.

預應力筋張拉注意事項

為避免臺座承受過大的偏心力，應先張拉靠近臺座截面重心處的預應力筋。鋼質(zhì)錐形夾具錨固時，敲擊錐塞或楔塊應先輕后重，同時倒開張拉設備并放松預應力筋，兩者應密切配合，既要減少鋼絲滑移，又要防止錘擊力過大導致鋼絲在錨固夾具處斷裂?！?－1先張法施工11/26/202377

對重要結構構件（如吊車梁、屋架等）的預應力筋，用應力控制方法張拉時，應校核預應力筋的伸長值。同時張拉多根預應力鋼絲時，應預先調(diào)整初應力（10%σcon），使其相互之間的應力一致?！?－1先張法施工11/26/202378

混凝土的收縮是水泥漿在硬化過程中脫水密結和形成的毛細孔壓縮的結果。

混凝土的徐變是荷載長期作用下混凝土的塑性變形，因水泥石內(nèi)凝膠體的存在而產(chǎn)生。為了減少混凝土的收縮和徐變引起的預應力損失，在確定混凝土配合比時，應優(yōu)先選用干縮性小的水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，對骨料采取良好的級配等技術措施。（三）、混凝土的澆筑與養(yǎng)護

§5－1先張法施工11/26/202379

預應力鋼絲張拉、綁扎鋼筋、預埋鐵件安裝及立模工作完成后，應立即澆筑混凝土，每條生產(chǎn)線應一次連續(xù)澆筑完成。采用機械振搗密實時，要避免碰撞鋼絲?；炷廖催_到一定強度前，不允許碰撞或踩踏鋼絲。預應力混凝土可采用自然養(yǎng)護或濕熱養(yǎng)護，自然養(yǎng)護不得少于14d。干硬性混凝土澆筑完畢后，應立即覆蓋進行養(yǎng)護?！?－1先張法施工11/26/202380

當預應力混凝土采用濕熱養(yǎng)護時，要盡量減少由于溫度升高而引起的預應力損失。為了減少溫差造成的應力損失，采用濕熱養(yǎng)護時，在混凝土未達到一定強度前，溫差不要太大，一般不超過20°C?！?－1先張法施工11/26/202381§5－1先張法施工（四）、預應力鋼筋的放張必須達到75％以上的強度。預應力筋放張時，應緩慢放松錨固裝置，使各根預應力筋緩慢放松。1.放張順序應該符合設計要求，無設計要求時，應該滿足下列規(guī)定：11/26/202382§5－1先張法施工

ａ.對承受軸心預壓力的構件（壓桿、樁等），所有預應力鋼筋應該同時放張。ｂ.對承受偏心預壓力的構件，應該同時放張預應力較小區(qū)域的預應力鋼筋，再同時放張預應力較大區(qū)域的預應力鋼筋。ｃ.當不能按上述規(guī)定放張時，應該分階段、對稱、相互交錯地放張，以防止在放張過程中構件產(chǎn)生彎曲、裂紋、斷裂。11/26/2023832.

放張方法

①

對于中小型預應力混凝土構件，預應力絲的放張宜從生產(chǎn)線中間處開始，以減少回彈量且有利于脫模；對于構件應從外向內(nèi)對稱、交錯逐根放張，以免構件扭轉、端部開裂或鋼絲斷裂。②放張單根預應力筋，一般采用千斤頂放張，如圖5.16(a)所示。③構件預應力筋較多時，整批同時放張可采用砂箱、楔塊等放松裝置。砂箱裝置如圖5.16（b）所示。楔塊放張裝置如圖5.16（c）所示。

§5－1先張法施工11/26/202384§5－1先張法施工11/26/202385§5－2后張法施工（目錄）總體介紹86一、錨具90二、張拉機械設備129三、預應力鋼筋的制作136

（一）.單根預應力粗鋼筋的制作136

（二）、鋼筋束或鋼絞線的制作147

（三）、鋼絲束的制作151四、后張法施工工藝155

（一）.預留孔道156

（二）.預應力鋼筋的張拉166

（三）、孔道灌漿191五、后張無粘結預應力工藝199

1.無粘結鋼筋2012.無粘結鋼筋的鋪設2043.端部錨具節(jié)點安裝2064.無粘結預應力筋的張拉及錨頭處理20911/26/202386

總體介紹：

后張法：先制作混凝土構件，并在預應力筋的位置預留出相應孔道，待混凝土強度達到設計規(guī)定的數(shù)值后，穿入預應力筋進行張拉，并利用錨具把預應力筋錨固，最后進行孔道灌漿。預應力混凝土后張法生產(chǎn)工藝見下頁圖5.17所示?！?－2后張法施工11/26/202387§5－2后張法施工11/26/202388

后張法施工由于直接在鋼筋混凝土構件上進行預應力筋的張拉，所以不需要固定臺座設備，不受地點限制，它既適用于預制構件生產(chǎn)，也適用于現(xiàn)場施工大型預應力構件，而且后張法又是預制構件拼裝的手段。后張法的工藝流程見下頁圖5.18所示。§5－2后張法施工11/26/202389§5－2后張法施工11/26/202390§5－2后張法施工一、錨具1.錨具的基本要求：工作可靠、構造簡單、施工方便、預應力損失小、成本低。11/26/202391§5－2后張法施工2.錨具按性能不同分類：

Ⅰ類錨具：適用于承受動載、靜載的預應力混凝土。

Ⅱ類錨具：只適用于有粘結預應力的混凝土結構，且錨具只能處于預應力鋼筋應力變化不大的部位。11/26/202392§5－2后張法施工3.錨具的性能：由錨具效率系數(shù)ηａ、實測極限拉力時的總應變εａｐｕ確定。此二項值必須符合下表規(guī)定：錨具類別錨具效率系數(shù)實測極限拉力時的總應變εａｐｕⅠ類錨具＞0.95＞2.0Ⅱ類錨具＞0.90＞1.7預應力筋錨具組裝件的實測極限拉力預應力筋錨具組裝件中各根預應力鋼材計算極限拉力之和預應力筋效率系數(shù)11/26/202393§5－2后張法施工上式中Fapu——預應力筋錨具組裝件的實測極限拉力（kN）；Fcapu——預應力筋錨具組裝件中各根預應力鋼材計算極限拉力之和（kN）；ηp——預應力筋的效率系數(shù)。（一般取0.97，當預應力筋為冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級筋時取1.0。）11/26/202394§5－2后張法施工4.對錨具的具體要求：①.當預應力鋼筋錨具組裝件達到實測極限拉力時，除錨具設計允許的現(xiàn)象外，全部零件均不得出現(xiàn)肉眼可見的裂痕和破壞。②.除能滿足分級張拉及補張拉工藝外，宜具有能放松預應力鋼筋的性能。11/26/202395§5－2后張法施工

③.錨具或其附件上宜設置灌漿孔道。④.Ⅰ類錨具組裝件還應滿足疲勞性能試驗；若使用在抗震結構中，還應滿足周期性能試驗。

兩個試驗解釋見下頁：11/26/202396§5－2后張法施工疲勞性能試驗：

Ⅰ類錨具組裝件必須能經(jīng)受循環(huán)次數(shù)為200萬次的疲勞性能試驗。當預應力筋為鋼絲、鋼絞線或熱處理鋼筋時，試驗應力上限為預應力強度標準值的65％，應力幅度為80Ｍｐａ；當預應力筋為冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋時，試驗應力上限為預應力強度標準值的80％，應力幅度為80Ｍｐａ。11/26/202397§5－2后張法施工周期性能試驗：用于抗震結構的錨具，還應能承受50次循環(huán)的周期荷載試驗。當預應力筋為鋼絲、鋼絞線或熱處理鋼筋時，試驗應力上限為預應力強度標準值的80％，下限為40％；當預應力筋為冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋時，試驗應力上限為預應力強度標準值的100％，下限為40％。11/26/2023985.錨具的種類后張法錨具種類較多，各種錨具適用于錨固不同類型的預應力鋼筋。（1）.單根粗鋼筋錨具

單根粗鋼筋的預應力筋，如果采用一端張拉，則在張拉端用螺絲端桿錨具，固定端用幫條錨具或鐓頭錨具；如果采用兩端張拉，則兩端均用螺絲端桿錨具。螺絲端桿錨具如圖5.19所示。幫條錨具如圖5.20所示。鐓頭錨具由鐓頭和墊板組成。§5－2后張法施工11/26/202399§5－2后張法施工11/26/2023100§5－2后張法施工11/26/2023101(2)鋼筋束、鋼絞線錨具

鋼筋束、鋼絞線采用的錨具有JM型、XM型、QM型和鐓頭錨具。①.JM型錨具

JM型錨具由錨環(huán)與夾片組成（下頁圖5.23），錨環(huán)分甲型和乙型兩種。

JM型錨具與YL60型千斤頂配套使用，適用于錨固3～6根直徑為12mm光面或螺紋鋼筋束，也可用于錨固5～6根直徑為12mm或15mm的鋼絞線束。§5－2后張法施工11/26/2023102§5－2后張法施工11/26/2023103②.XM型和QM型錨具

XM型和QM型錨具是一種新型錨具，利用楔形夾片，將每根鋼絞線獨立地錨固在帶有錐形的錨環(huán)上，形成一個獨立的錨固單元。XM型錨具由錨環(huán)和三塊夾片組成，如下頁圖5.24所示?！?－2后張法施工11/26/2023104§5－2后張法施工11/26/2023105(3).鋼絲束錨具

鋼絲束用做預應力筋時，由幾根到幾十根直徑3～5mm的平行碳素鋼絲組成。其固定端采用鋼絲束鐓頭錨具，張拉端錨具可采用鋼質(zhì)錐形錨具、錐形螺桿錨具、XM型錨具。①.錐形螺桿錨具（下頁圖5.26）

用于錨固14、16、20、24或28根直徑為5mm的碳素鋼絲。§5－2后張法施工11/26/2023106§5－2后張法施工11/26/2023107②.鋼絲束鐓頭錨具（下頁圖5.27）適用于12～54根直徑為5mm的碳素鋼絲。常用鐓頭錨具分為A型與B型。A型由錨杯與螺母組成，用于張拉端。B型為錨板，用于固定端。③.鋼質(zhì)錐形錨具鋼質(zhì)錐形錨具（圖5.28）用于錨固以錐錨式雙作用千斤頂張拉的鋼絲束，適用于錨固6、12、18或24根直徑5mm的鋼絲束?！?－2后張法施工11/26/2023108§5－2后張法施工11/26/2023109§5－2后張法施工11/26/2023110§5－2后張法施工6.錨具的自鎖與自錨上述錨具中螺絲桿端錨具、墩頭錨具和幫條錨具的錨固可靠性較好；而錐銷式錨具和夾片式錨具錨固的可靠與否，是否會產(chǎn)生滑絲、斷絲、滑脫等現(xiàn)象，在很大程度上與錨具的形狀尺寸、加工精度、材質(zhì)和頂壓措施有關。11/26/2023111§5－2后張法施工

此外，更主要的是在設計這兩類錨具時，應該使錨具本身必須滿足自鎖和自錨條件。

自鎖——使錨塞或夾片在頂壓后不致彈回脫出的現(xiàn)象。

自錨——要使預應力鋼筋能可靠地獲得錨固，不致產(chǎn)生滑移的現(xiàn)象。11/26/2023112§5－2后張法施工①.錐銷式錨具的自鎖與自錨ａ.錨具的自鎖：

如右圖所示，錨具圓錐角為2ａ，錨塞在頂壓力Ｑ作用下均勻壓入錨環(huán)內(nèi)，由于Ｑ力的作用在錨塞側面產(chǎn)生正應力ＮＱ及其摩阻力ｕ1ＮＱ（ｕ１＝ｔｇφ1為鋼筋與錨塞之間的摩阻系數(shù)，φ1為摩擦角）11/26/2023113§5－2后張法施工

當頂壓完畢卸荷后，錨具內(nèi)仍存在一定的正壓力ＮＱ0（下圖），使錨塞有回彈的趨勢，此時，反向摩擦阻力ｕ1ＮＱ0阻止其回彈。為使錨塞不致回彈脫出，其必要條件是（將力投影到水平面上）：11/26/2023114§5－2后張法施工須滿足：以ｕ１＝ｔｇφ1代入，得：

這說明要使錨塞頂壓后不致脫出，錨具能夠自鎖，則錨具錐角的一半ａ，必須等于或小于錨塞與鋼筋間摩擦角φ1。11/26/2023115§5－2后張法施工錨具受力分析圖：11/26/2023116§5－2后張法施工ｂ.錨具的自錨：

如圖所示，預應力鋼筋張拉完畢卸荷后，在拉力Ｐ的作用下有向孔道滑移的趨勢，而錨塞反力Ｒ則產(chǎn)生正壓力Ｎ壓緊鋼筋，其摩擦阻力ｕ1Ｎ和ｕ2Ｎ（ｕ2＝ｔｇφ2為鋼筋與錨環(huán)之間的摩擦阻力系數(shù)，φ2為摩阻角）即將預應力鋼筋錨固。11/26/2023117§5－2后張法施工

在Ｐ＞ｕ1Ｎ＋ｕ2Ｎ時，將錨環(huán)固定在構件端部不動，則預應力鋼筋帶動錨塞向內(nèi)滑動，直到平衡時為止。此時，其拉力Ｐ的平衡條件為：11/26/2023118§5－2后張法施工

要使預應力鋼筋不致滑動，則阻止預應力鋼筋滑動的最小阻力Ｆｍｉｎ必須大于或等于預應力鋼筋的拉力Ｐ，即錨固系數(shù)為：11/26/2023119§5－2后張法施工

從上式可知：當ａ、ｕ2越小，ｕ1越大時，則Ｋ值越大，自錨性能越好。這是因為ｕ2小，ｕ1大，對鋼筋的擠壓和刻痕好，錨塞向內(nèi)滑移?。唬嵝r，則正應力大，越能錨固鋼筋，且自鎖性能好。

所以為了提高錨固系數(shù)，防止預應力鋼筋的滑移，應使錨塞的硬度＞鋼筋的硬度，鋼筋的硬度＞錨環(huán)的硬度。錨具的錐角ａ不宜過大，一般為4－6°，但ａ也不宜過小，否則，錨環(huán)承受的環(huán)向張力大，易損壞，錨塞將失去楔子的作用。當材料不均勻時，尺寸不準時，要產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象，或錨塞通過錨環(huán)滑脫而失去作用。對錨具的設計和創(chuàng)新，其基本點就在于如何提高錨固的可靠性，減少滑絲和預應力損失。11/26/2023120§5－2后張法施工②.夾片式錨具的自鎖和自錨

分析原理同前。ａ.夾片式錨具的自鎖

結論：為了使作用在夾片側面上的正壓力不致使夾片脫出，錨具能夠自鎖，則錨具錐角的一半ａ，必須等于或小于錨環(huán)與夾片間的摩擦角φ2。11/26/2023121§5－2后張法施工ｂ.夾片式錨具的自錨結論：從上式可知，錨具的自錨性能不僅與ａ、φ1和φ2有關，而且也與錨固預應力鋼筋的根數(shù)有關。預應力鋼筋根數(shù)增加時，θ值隨之減小，也能提高錨具的自錨能力。因此，在設計和改造錨具時，應全面考慮和合理選擇ａ、φ1、φ2、θ和預應力鋼筋的根數(shù)等參數(shù)，才能達到比較理想的效果。11/26/2023122§5－2后張法施工7.頂壓力對錨具錨固性能的影響

對于錐銷式錨具和夾片式錨具錨固的可靠與否，在很大程度上與錨塞或夾片所受的頂壓力有關，特別是在錨具尺寸和預應力鋼筋直徑有偏差時，進行強力頂壓尤為必要，這樣可以增強錨具調(diào)整偏差的能力，防止產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象，可以減少錨塞和預應力鋼筋的內(nèi)縮量和預應力損失。11/26/2023123§5－2后張法施工

但頂壓力不宜過大，否則，將會造成錨具處預應力鋼筋斷裂。一般錐銷式錨具的頂壓力為其張拉力的50％～60％；

夾片式錨具的頂壓力為其張拉力的40％～50％，且夾片頂壓齊平時，其效果較好。11/26/2023124§5－2后張法施工8、錨具的質(zhì)量檢查

預應力筋錨具、夾具和連接器，應有出廠合格證，進場時應按下列規(guī)定進行驗收：

(1).驗收批在同種材料和同一生產(chǎn)條件下，錨具、夾具應以不超過1000套組為一個驗收批；連接器應以下超過500套組為一個驗收批。11/26/2023125§5－2后張法施工

(2).外觀檢查：從每批中抽取10％但不少于10套的錨具，檢查其外觀和尺寸。當有一套表面有裂紋或超過產(chǎn)品標準及設計圖紙規(guī)定尺寸的允許偏差時，應另取雙倍數(shù)量的錨具重做檢查，如仍有一套不符合要求，則不得使用或逐套檢查．合格者方可使用。11/26/2023126§5－2后張法施工

(3).硬度檢查：

從每批中抽取5％但不少于5套的錨具，對其中有硬度要求的零件做硬度試驗(多孔夾片式錨具的夾片，每套至少抽5片)。每個零件測試3點，其硬度應在設計要求范圍內(nèi)。如有一個零件不合格時，應另取雙倍數(shù)量的零件重做試驗，如仍有一個零件不合格，則不得使用或逐個檢查，合格者方町使用。11/26/2023127§5－2后張法施工

(4).靜載錨固性試驗：在外觀與硬度檢杏合格后，應從同批中抽6套錨具(夾具或連接器)與預應力筋組成三個預應力筋錨具(夾具、連接器)組裝件，進行靜載錨固性能試驗。組裝件應符合設計要求，當設計無具體要求時，不得在錨固零件上添加影響錨固性能的物質(zhì)，如金剛砂、石墨等。11/26/2023128§5－2后張法施工

預應力筋應等長平行，使之受力均勻，其受力長度不得小于3m(單根預應力筋的錨具組裝件，預應力筋的受力長度不得小于0.6m)。試驗時，先用張拉設備分四級張拉至預應力紐標準抗壓強度的80％并進行錨固(對支承式錨具，也可直接用試驗設備加荷)，然后持荷1h，再用試驗設備逐步加荷至破壞。當有一套試件不符合規(guī)范表格的要求，應另取雙倍數(shù)量的錨具(夾具、連接器)重做試驗，如仍有一套不合格，則該批錨具(夾具或連接器)為不合格品。11/26/2023129§5－2后張法施工

對常用的定型錨具(夾具或連接器)，如由質(zhì)量可靠信譽好的專業(yè)錨具廠生產(chǎn)，錨具進場驗收，其靜載錨固性能，也可由錨具生產(chǎn)廠提供試驗報告。

對單位自制錨具，應加倍抽樣。11/26/2023130§5－2后張法施工二、張拉機械設備ａ.拉桿式千斤頂ｂ.錐錨式千斤頂ｃ.ＹＣ－60穿心式千斤頂ｄ.高壓油泵11/26/2023131二、張拉機械設備(1).單根粗鋼筋的張拉設備

與螺絲端桿錨具配套的張拉設備為拉桿式千斤頂。常用的有YL20型、YL60型油壓千斤頂。

YL60型千斤頂是一種通用型的拉桿式液壓千斤頂（圖5.21）。

YL60型千斤頂適用于張拉采用螺絲端桿錨具的粗鋼筋、錐形螺桿錨具的鋼絲束及鐓頭錨具的鋼筋束?！?－2后張法施工11/26/2023132§5－2后張法施工11/26/2023133（2）.鋼絲束的張拉設備

錐形螺桿錨具、鋼絲束鐓頭錨具宜采用拉桿式千斤頂（YL60型）或穿心式千斤頂（YC60型）張拉錨固。鋼質(zhì)錐形錨具應用錐錨式雙作用千斤頂（常用YZ60型）張拉錨固。§5－2后張法施工11/26/2023134①.穿心式千斤頂

如圖5.29所示，沿千斤頂縱軸線有一直穿心通道，供穿過預應力筋用。沿千斤頂?shù)膹较蚍謨?nèi)外兩層油缸。外層油缸為張拉油缸，工作時張拉預應力筋；內(nèi)層為頂壓油缸，工作時進行錨具的頂壓錨固，故稱YC60型為穿心式雙作用千斤頂。

§5－2后張法施工11/26/2023135§5－2后張法施工11/26/2023136②.錐錨式雙作用千斤頂

錐錨式雙作用千斤頂構造如圖5.30所示。其主缸和主缸活塞用于張拉預應力筋。

§5－2后張法施工11/26/2023137§5－2后張法施工三、預應力鋼筋的制作

單根粗鋼筋預應力筋的制作，包括配料、對焊、冷拉等工序。預應力筋的下料長度應計算確定，計算時要考慮結構構件的孔道長度、錨具厚度、千斤頂長度、焊接接頭或鐓頭的預留量、冷拉伸長值、彈性回縮值等。11/26/2023138§5－2后張法施工（一）.單根預應力粗鋼筋的制作

①.兩端同時用螺絲桿端張拉時，預應力鋼筋的下料長度為：Lk——孔道長度（等于構件長度－200mm）H——螺母高度（查表選用）；h——墊板厚度（一般為16mm）；Ll——螺絲桿端長度（320mm或者370mm）；r——試驗確定的預應力筋的冷拉伸長率；б——試驗確定的預應力筋的冷拉彈性回縮率；n——對焊接頭的數(shù)量；△——每個對焊接頭對材料的壓縮長度，取一個鋼筋直徑。11/26/2023139§5－2后張法施工②.當一端用螺絲桿端張拉，另一端用幫條錨具或墩頭錨具固定時，其下料長度為：式中LB——幫條或者鐓頭錨具所需鋼筋長度（一般為70～80mm）。③.兩端都用螺絲桿端，僅一端張拉時，其下料長度為：11/26/2023140§5－2后張法施工11/26/2023141【例5.2.1】：21m預應力屋架的孔道長為20.80m，預應力筋為冷拉HRB400鋼筋，直徑為22mm，每根長度為8m，實測冷拉率r=4%，彈性回縮率δ=0.4%，張拉應力為0.85fpyk。螺絲端桿長為320mm，幫條長為50mm，墊板厚為15mm。計算：（1）兩端用螺絲端桿錨具錨固時預應力筋的下料長度?（2）一端用螺絲端桿，另一端為幫條錨具時預應力筋的下料長度?（3）預應力筋的張拉力為多少?§5－2后張法施工11/26/2023142【解】：（1）螺絲端桿錨具，兩端同時張拉，螺母厚度取36mm，墊板厚度取16mm，則螺絲端桿伸出構件外的長度l2=2H+h+5=2×36+16+5=93m；對焊接頭個數(shù)n=2+2=4；每個對焊接頭的壓縮量Δ=22mm，則預應力筋下料長度

L=(l-2l1+2l2)/(1+r-δ)+nΔ=19727（mm）§5－2后張法施工11/26/2023143(2)幫條長為50mm，墊板厚15mm，則預應力筋的成品長度

L1=l+l2+l3=20800+93+（50+15）=20958（mm）預應力筋（不含螺絲端桿錨具）冷拉后長度：

L0=L1-l1=20958-320=20638（mm）

L=L0/(1+r-δ)+nΔ=20638/(1+0.04-0.004)+4×22=20009（mm）(3)預應力筋的張拉力

FP=σcon·AP=0.85×500×3.14/4×222=161475（N）

=161.475（kN）§5－2后張法施工11/26/2023144§5－2后張法施工【例題5.2.2】：某預應力屋架，采用后張法施工，孔道長度23.8ｍ，兩端張拉，ＬＭ25螺絲桿端錨具螺桿長度320ｍｍ預應力鋼筋為冷拉Ⅱ級，直徑25ｍｍ，冷拉率4％，彈性回縮率0.5％，每根鋼筋長7ｍ。試計算：11/26/2023145§5－2后張法施工（1）.其鋼筋的下料長度。（2）.若改為一端張拉，其他條件不變，再計算其鋼筋的下料長度。（3）.若改為一端張拉，固定端用幫條錨具，其他條件不變，再計算其鋼筋的下料長度。11/26/2023146§5－2后張法施工解：直接用前面所給的公式，有：（1）.鋼筋的下料長度為：11/26/2023147§5－2后張法施工（2）.若改為一端張拉，其他條件不變，再計算其鋼筋的下料長度：11/26/2023148§5－2后張法施工（3）.若改為一端張拉，固定端用幫條錨具，其他條件不變，再計算其鋼筋的下料長度：11/26/2023149§5－2后張法施工（二）、鋼筋束或鋼絞線的制作

①.當一端張拉時間，其下料長度為：②.當兩端張拉時間，其下料長度為：式中a——張拉端留量，當千斤頂長度為435mm時取a＝600mm；b——固定端留量，取80mm。11/26/2023150

鋼筋束所用鋼筋是成圓盤供應，不需對焊接頭。鋼筋束或鋼絞線束預應力筋的制作包括開盤冷拉、下料、編束等工序。預應力鋼筋束下料應在冷拉后進行。當采用鐓頭錨具時，則應增加鐓頭工序。§5－2后張法施工11/26/2023151

當采用JM型或XM型錨具，用穿心式千斤頂張拉時，鋼筋束和鋼絲束的下料長度L應等于構件孔道長度加上兩端為張拉、錨固所需的外露長度，如圖5.25所示。可按下頁式計算：§5－2后張法施工11/26/2023152兩端張拉時：L=l+2（l1+l2+l3+100）一端張拉時：L=l+2（l1+100）+l2+l3

式中l(wèi)——構件的孔道長度；L1——夾片式工作錨厚度；L2——穿心式千斤頂長度；l3——夾片式工具錨厚度§5－2后張法施工11/26/2023153§5－2后張法施工11/26/2023154§5－2后張法施工（三）、鋼絲束的制作當采用錐形螺桿錨具時，其下料長度為：11/26/2023155

鋼絲束制作一般需經(jīng)調(diào)直、下料、編束和安裝錨具等工序。當用鋼質(zhì)錐形錨具、XM型錨具時，鋼絲束的制作和下料長度計算基本上與預應力鋼筋束相同。鋼絲束鐓頭錨固體系，如采用鐓頭錨具一端張拉時，應考慮鋼絲束張拉錨固后螺母位于錨環(huán)中部，鋼絲的下料長度L，可按圖5.31所示，用下式計算：

L=L0+2a+2δ-0.5(H-H1)-△l-C

§5－2后張法施工11/26/2023156§5－2后張法施工11/26/2023157

用鋼絲束鐓頭錨具錨固鋼絲束時，其下料長度力求精確。編束是為了防止鋼筋扭結。采用鐓頭錨具時，將內(nèi)圈和外圈鋼絲分別用鐵絲按次序編排成片，然后將內(nèi)圈放在外圈內(nèi)綁扎成鋼絲束。§5－2后張法施工11/26/2023158§5－2后張法施工四、后張法施工工藝后張法預應力制作過程為：

預留孔道→預應力鋼筋張拉錨固→孔道灌漿。11/26/2023159§5－2后張法施工（一）.預留孔道孔道形狀有：直線、曲線、折線形。1.對預留孔道的基本要求：①.孔道直徑應保證預應力筋（束）能順利穿過②.孔道應按設計要求的位置、尺寸埋設準確、牢固，澆筑混凝土時不應出現(xiàn)移位和變形。③.在設計規(guī)定位置上留設灌漿孔。④.在曲線孔道的曲線波峰部位應設置排氣兼泌水管，必要時可在最低點設置排水管。11/26/2023160§5－2后張法施工⑤.灌漿孔及泌水管的孔徑應能保證漿液暢通。⑥.道的直徑應比預應力筋直徑、鋼筋對焊接頭處外徑或需過孔道的錨具或連接器外徑大10～15mm(對鋼絲束或鋼絞線束則大5～10mm）。⑦.預應力筋孔遭之間、孔道與構件邊緣之間的凈距不應小于25mm。⑧.道應平順，接頭不漏漿，端部的預埋鋼板應垂直于孔道中心線11/26/2023161§5－2后張法施工11/26/2023162§5－2后張法施工

2.孔道的留設方法（3種）：

①.鋼管抽心法②.膠管抽芯法③.預埋管法11/26/2023163§5－2后張法施工（1）.鋼管抽心法

預先將鋼管埋設在模板內(nèi)的孔道位置，在混凝土澆筑過程中和混凝土達到終凝以前，間隔一定時間慢慢轉動鋼管，不使混凝土與鋼管粘牢，等到混凝土初凝后、終凝前抽出鋼管，即在構件中形成孔道。此法一般常用于留設直線孔道。為了保證預留孔道的質(zhì)量，施工時應注意以下幾點：

11/26/2023164§5－2后張法施工

①.要求鋼管平直、表面光滑、預埋前應除銹、刷油，安放位置準確；鋼管在構件中用鋼筋井字架固定位，井字架間距不宜大于1.0m，與鋼筋骨架扎牢。鋼管每根長度最好不超過15m，兩端各應伸出構件100mm左右。鋼管一端鉆16mm小孔，以便于旋轉和抽管。較長的構件可采用兩根鋼管，中間可用0.5mm厚鐵皮做成套管連接。11/26/2023165§5－2后張法施工②.掌握好抽管時間，抽管過早，混凝土未完全硬化，會造成坍孔事故；太晚，混凝土與鋼管粘結牢固，抽管困難。具體抽管時間與水泥的品種、氣溫和養(yǎng)護條件有關。一般掌握在混凝土初凝以后，終凝以前，手指按壓混凝土表面不顯指紋時即可抽管。常溫下抽管時間約在混凝土澆筑后3～6h。抽管前每隔10～15min應轉管一次。11/26/2023166§5－2后張法施工

③.抽管順序宜先上后下

地進行。抽管方法可用人工或卷揚機，抽管時，必須速度均勻。邊抽邊轉，并與孔道保持在一直線上，抽管后應及時檢查孔道情況，并做好孔道清理工作，防止以后穿筋困難。由于孔道灌漿需要，在澆筑混凝土時，應在設計規(guī)定位置留設灌漿孔。一般情況下在構件兩端和中間每隔12m設一個直徑為20～25mm的灌漿孔，并在構件兩端各設一個排氣孔。灌漿孔留設可用木塞或白鐵皮管。11/26/2023167（2）.膠管抽芯法

膠管采用5～7層帆布夾層，壁厚6～7mm的普通橡膠管，用于直線、曲線或折線孔道成型。膠管一端密封，另一端接上閥門，安放在孔道設計位置上；待混凝土初凝后、終凝前，將膠管閥門打開放水（或放氣）降壓，膠管回縮與混凝土自行脫落。一般按先上后下、先曲后直的順序將膠管抽出?！?－2后張法施工11/26/2023168（3）預埋管法

預埋管法是用鋼筋井字架將黑鐵皮管、薄鋼管或金屬螺旋管固定在設計位置上，在混凝土構件中埋管成型的一種施工方法。適用于預應力筋密集或曲線預應力筋的孔道埋設，但電熱后張法施工中，不得采用波紋管或其他金屬管埋設的管道。

§5－2后張法施工11/26/2023169（二）.預應力鋼筋的張拉

1.

穿筋

成束的預應力筋將一頭對齊，按順序編號套在穿束器上（下頁圖5.34）?！?－2后張法施工11/26/2023170圖片§5－2后張法施工11/26/2023171§5－2后張法施工（二）.預應力鋼筋的張拉

2.張拉控制應力óｃｏｎ預應力筋的張拉控制應力應符合設計要求，施工時預應力筋需超張拉，可比設計要求提高3%～5%。它直接影響預應力的效果。óｃｏｎ增大，所建立的預應力值就越大，構件的抗裂性能就越好，但也不能過高。11/26/2023172§5－2后張法施工①.為什么控制應力不能過高？如果控制應力過高則預應力鋼筋在使用過程中經(jīng)常處于高應力狀態(tài)，構件出現(xiàn)裂縫的荷載與破壞荷載很接近，使得構件破壞前沒有明顯預兆，這是不允許的。而且當控制應力過高，構件混凝土預壓應力過大而導致混凝土的徐變應力損失增加。控制應力應該嚴格按照設計要求來確定。11/26/2023173§5－2后張法施工②.張拉控制應力的取值，后張法低于先張法，為什么？這是因為后張法在張拉鋼筋的同時，混凝土已經(jīng)受到彈性壓縮；而先張法構件，混凝土是在預應力鋼筋放松后才受到彈性壓縮。因此預應力值的建立，后張法受彈性壓縮的影響較小，而先張法較大。此外，混凝土收縮、徐變引起預應力損失，后張法也比先張法小。11/26/2023174§5－2后張法施工③.哪些情況可以考慮超張拉？ａ.為了提高構件在施工階段的抗裂性能而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設置的預應力鋼筋。ｂ.為了部分抵消由于應力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預應力鋼筋與張拉臺座之間的溫差因素產(chǎn)生的預應力損失。11/26/2023175§5－2后張法施工3.張拉程序主要根據(jù)構件類型、張錨體系、松弛損失取值等因素來確定。

①.用超張拉方法減少預應力鋼筋的松弛損失時，預應力鋼筋的張拉程序為：

采用上述張拉方式時，千斤頂應回油到稍低于óｃｏｎ，再進油到óｃｏｎ，以建立準確的預應力值。11/26/2023176§5－2后張法施工②.如果在設計中鋼筋的應力松弛損失按一次張拉取值，則其張拉程序為：

0→óｃｏｎ③.如果預應力鋼筋的張拉噸位不大，根數(shù)很多時，而設計中又要求采取超張拉以減少松弛損失時，其張拉程序為：

0→1.03óｃｏｎ11/26/2023177§5－2后張法施工4.張拉方法：一端張拉、兩端張拉。對于曲線預應力筋和長度＞24m的直線預應力筋，應采用兩端同時張拉的方法；長度等于或＜24m的直線預應力筋，可一端張拉，但張拉端宜分別設置在構件兩端。

11/26/2023178§5－2后張法施工

對預埋波紋管孔道曲線預應力筋和長度＞30m的直線預應力筋宜在兩端張拉，長度等于或＜30m的直線預應力筋可在一端張拉。安裝張拉設備時，對于直線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道中心線重合；對于曲線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線方向重合。

11/26/20231795.預應力筋的張拉順序預應力筋張拉順序應按設計規(guī)定進行；如設計無規(guī)定時，應采取分批分階段對稱地進行。

圖5.35所示是預應力混凝土屋架下弦預應力筋張拉順序。

圖5.36所示是預應力混凝土吊車梁預應力筋采用兩臺千斤頂?shù)膹埨樞?，對配有多根不對稱預應力筋的構件，應采用分批分階段對稱張拉。平臥重疊澆筑的預應力混凝土構件，張拉預應力筋的順序是先上后下，逐層進行。§5－2后張法施工11/26/2023180§5－2后張法施工11/26/2023181§5－2后張法施工11/26/2023182§5－2后張法施工

分批張拉時，還應計算分批張拉的預應力損失值，分別加到先張拉預應力鋼筋的張拉控制應力內(nèi)。即先張拉的預應力鋼筋的控制應力應增大一部分：бcom——預應力筋張拉控制應力；б1——后批張拉預應力筋的第一批應力損失；A