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1、项目10 预应力混凝土 工程 讲课人：XXX 2015年7月5日 建筑施工技术 2 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 项目概述 为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥 其作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法。即在 结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回弹力施 加给混凝土，使混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变 形。当该构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先与压缩变 形抵消，然后随着外力的增加，混凝土才逐渐被拉伸，明显推迟 了裂缝出现时间。预应力混凝土（prestressed concrete）与普通 钢筋混凝土相比较，更有效地利用高

2、强钢材，提高了结构的抗裂 度和刚度，减小结构构件的截面尺寸，自重轻、材料省、耐久性 好。在大跨结构中使用时，其综合经济效益较好。 3 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 目 录 10.1 先张法施工 10.2 后张法施工 建筑施工技术 10.3 无粘接预应力混凝土施工 方法 10.4 质量标准与安全技术 4 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 项目导入 某高速公路共有20 m先张法预应力空心板368片，均在预制 场预制。10.1结合本工程介绍先张法预应力混凝土施工工艺。某 大学综合报告厅为大跨度钢筋混凝土结构，施工中采用了后张法 预应力混凝土技术，10.2结合本工程介绍后张法

3、预应力混凝土施 工工艺。某市大厦415层采用无粘结预应力楼盖，10.3结合本工 程介绍无粘结预应力混凝土施工工艺。 先张法施工 10.1 6 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1先张法施工 预应力混凝土按预应力的大小可分为：全预应力混凝土和部 分预应力混凝土。按施加应力方式可分为：先张法预应力混凝 土、后张法预应力混凝土和自应力混凝土。按预应力筋的粘结状 态可分为：有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土。按施工 方法又可分为：预制预应力混凝土、现浇预应力混凝土和叠合预 应力混凝土等。 7 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.1先张法的概念 先张

4、法（pretensioning）是在浇筑混凝土前铺设、张拉预应力 筋，并将张拉后的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土 ，待混凝土养护达到不低于75设计强度且不低于30 MPa后 ，保证预 应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助混凝土与预应力 筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺(图10.1)。先张法一般仅适 用于生产中小型预制构件，如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、简支梁等，在基础工程中应用的预应力方桩及管桩 等。先张法多在固定的预制厂生产，也可在施工现场生产。 8 XXXXXXXX

5、XXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.1先张法的概念 9 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.1先张法的概念 10 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 先张法生产构件有长线台座法和短线台模法两种。用台座法生产时 ，各道施工工序都在台座上进行，台座长度在100150 m之间，预应 力筋的张拉力由台座承受。台模法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，作为固定预应力筋的承力架，可将预应力钢筋放在模板上进行张 拉。台座法不需要复杂的机械设备，能适宜多种产品生

6、产，故应用较 广。 台座是先张法施工中主要的设备之一，由台面、横梁和承力结构组 成，是张拉预应力筋和临时固定预应力筋的支撑结构，承受全部预应力 筋的拉力，它必须有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座的变形、 倾覆和滑移而引起预应力值的损失。台座按构造形式不同可分为墩式台 座和槽式台座等。 11 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 1墩式台座 墩式台座由承力台墩、台面与横梁三部分组成，其长度宜为10050 m( 图10.2)。张拉一次可生产多根构件，可减少张拉及临时固定工作，又可 以减少因钢丝滑动或台座横梁变形引起的预应力损失。目前常用的是台 墩与

7、台面共同受力的墩式台座。台座的宽度主要取决于构件的布筋宽 度、张拉与浇筑混凝土是否方便，一般为24 m。在台座的端部应留出 张拉操作用地和通道，两侧要有构件运输和堆放的场地。 12 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 13 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 承力台墩一般埋置在地下，由现浇钢筋混凝土做成。台面一般是在 夯实的碎石垫层上浇筑一层厚度为60100 mm的混凝土而成。台面伸 缩缝可根据当地温差和经验设置，约为10 m一道，也可采用预应力混凝 土滑动台面，不留伸缩缝。预应力滑动台面是在原有的

8、混凝土台面或新 浇筑的混凝土基层上刷隔离剂，张拉预应力筋、浇筑混凝土面层，待混 凝土达到放张强度后切断预应力筋，台面就发生滑动，这种台面使用效 果良好。台座的两端设置有固定预应力筋的横梁，一般用型钢制作，设 计时，除应要求横梁在张拉力的作用下有一定的强度外，尚应特别注意 变形，以减少预应力损失。台座设计时，应进行稳定性和强度验算。稳 定性验算包括台座的抗倾覆验算和抗滑移验算。 14 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 （1）抗倾覆验算 墩式台座的抗倾覆能力以台座的抗倾覆安全系数K1表示，如图10.3所示。 K1M/M=(G1l1+G2l2)/Te

9、1.50 式中K1抗倾覆安全系数，一般不小于1.50； M倾覆力矩，由预应力筋的张拉力产生(kNm)； T预应力筋的张拉力(kN)； e张拉力合力T作用点至倾覆点的力臂(m)； M抗倾覆力矩,由台座自重力和土压力等产生(kNm)； G1台墩的自重力(kN)； l1台墩重心到倾覆转动点O的力臂(m)； G2承台墩外伸台面局部加厚部分的自重，kN； l2承台墩外伸台面局部加厚部分的重心至倾覆转动点O的力臂（m ）。 15 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 16 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 （2

10、）抗滑移验算 墩式台座的抗滑移能力以台座的抗滑移安全系数K2表示，即： K2=T1/T1.3 式中K2抗滑移安全系数，一般不小于1.30； T张拉力合力（kN）； T1抗滑移的力（kN）。 对独立的台墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等产生。对与台面共同工作的 台墩，其水平推力几乎全部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移验 算，此时应验算台面的强度。 17 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 （3）台座强度验算 台座的强度应根据构件张拉力的大小，可按台座每米宽的承载力为200 500 kN设计台座。支撑横梁的牛腿，按柱子牛腿的计算方法计算其配筋； 墩

11、式台座与台面接触的外伸部分，按偏心受压构件计算；台面按轴心受压 杆件计算；横梁按承受均布荷载的简支梁计算，挠度不应大于2 mm，并 不得产生翘曲。预应力筋的定位板必须安装准确，其挠度不大于1 mm。 其承载力公式： P=Afc/0QK 式中轴心受压纵向弯曲系数，取1； A台面截面面积； fc混凝土轴心抗压强度设计值； 0构件重要性系数，按二级考虑取01.0； 18 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.2先张法台座及其计算 Q荷载分项系数，取Q1.4; K考虑台面面积不均匀和其他影响因素的附加安全系数，取K1.5。 19 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技

12、术 10.1.2先张法台座及其计算 2槽式台座 槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下横梁及台面组成(图10.4)。台座的长度一 般不大于76 m，宽度随构件外形及制作方式而定，一般不小于1 m，承载 力可达1 000 kN以上。为便于混凝土浇筑和蒸汽养护，槽式台座多低于地 面。在施工现场还可利用已预制好的柱、桩等构件装配成简易槽式台座。 槽式台座适用于张拉吨位较大的大型构件，如吊车梁、屋架等。 20 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 1锚固夹具 （1）圆锥齿板式夹具及圆锥形槽式夹具 圆锥齿板式夹具及圆锥形槽式夹具是常用的两种单根钢丝夹具

13、，适用于锚 固直径35 mm的冷拔低碳钢丝，也适用于锚固直径5 mm的碳素(刻痕) 钢丝，如图10.5所示。 （2） 圆套筒二片式夹具 圆套筒二片式夹具适用夹持直径为1216 mm的单根冷拉 HRB335HRB400级钢筋，由圆形套筒和圆锥形夹片组成，如图10.6所 示。 21 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 22 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 （3） 圆套筒三片式夹具 圆套筒三片式夹具适用夹持直径为1214 mm的单根冷拉HRB335、 RRB400级钢筋，其

14、构造基本与圆套筒二片式夹具构造相同，只不过夹片由 三个组成。 （4） 镦头夹具 镦头夹具适用于预应力钢丝固定端的锚固，如图10.7所示。镦头夹具属于 自制的钳具，镦头强度不低于材料强度的98%。钢丝的镦头是采用液压冷 镦机进行的，钢筋直径小于22 mm采用热镦方法，钢筋直径等于或大于22 mm采用热锻成型方法。 23 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 24 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 2张拉夹具 张拉夹具是将预应力筋与张拉机械连接起来，进行预应力张拉的工具。常

15、用的张拉夹具有偏心式夹具和压销式夹具两种。 （1）偏心式夹具 偏心式夹具用作钢丝的张拉。这种夹具构造简单、使用方便，如图10.8（a ）所示。 （2）压销式夹具 压销式夹具用作直径为1216 mm的HRB235HRB400级钢筋的张拉。 它是由销片和楔形压销组成，如图10.8（b）所示。 25 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 26 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 3张拉设备 先张法生产的构件中，常采用的预应力筋有钢丝和钢筋两种。张拉预应力 钢丝时，一般直接采用卷扬

16、机或电动螺杆张拉机。张拉预应力钢筋时，槽 式台座中常采用四横梁式成组张拉装置，用千斤顶张拉。 （1）卷扬机 在长线台座上张拉钢筋时，千斤顶行程不能满足要求，小直径钢筋可采用 卷扬机张拉，用杠杆或弹簧测力。弹簧测力时，宜设行程开关，在张拉到 规定的应力时，能自行停机，如图10.9所示。 27 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 28 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 （2）电动螺杆张拉机 由螺杆、电动机、变速箱、测力计及顶杆等组成。可单根张拉预应力钢丝 或钢筋。张拉时，顶

17、杆支于台座横梁上，用张拉夹具夹紧钢筋后，升动电 动机，由皮带、齿轮传动系统使螺杆做直线运动，从而张拉钢筋。这种张 拉的特点是运行稳定，螺杆有自锁性能，故张拉机恒载性能好，速度快， 张拉行程大，如图10.10所示。 29 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 30 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 （3）油压千斤顶 可张拉单根或多根成组的预应力筋，张拉过程可以直接从油压表读取张拉 力值。图10.11为YC60型穿心式千斤顶张拉工作过程及构造示意图，图 10.12所示为油压千

18、斤顶成组张拉装置。 31 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 32 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.3先张法夹具的选择及张拉设备的选择 33 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 1先张法施工工艺 用先张法在台座上生产预应力混凝土构件时，其工艺流程一般如图10.13所 示。 34 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 2混凝土浇筑与养护 为了减少预应

19、力损失，在设计配合比时应考虑减少混凝土的收缩和徐 变。应采用低水灰比，控制水泥用量，采用良好的集料级配并振捣密实。振 捣混凝土时，振动器不得碰撞预应力钢筋。混凝土未达到一定强度前也不允 许碰撞和踩动预应力筋，以保证预应力筋与混凝土有良好的粘结力。采用平 卧叠浇法制作预应力混凝土构件时，其下层构件混凝土的强度需达到5 MPa 后方可浇筑上层构件混凝土，并应有隔离措施。预应力混凝土可采用自然养 护和湿热养护。当采用湿热养护时应采取正确的养护制度，减少由于温差引 起的预应力损失。在台座生产的构件采用湿热法养护时，为了减少温差应力 损失，应使混凝土达到一定强度(100 Nmm2)前，将温度升高限制在一

20、定 范围内(一般不超过20 )。用机组流水法钢模制作预应力构件，因湿热养护 时钢模与预应力筋同样伸缩，所以不存在由温差引起的预应力损失。 35 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 3预应力筋的张拉 预应力筋的张拉力大小，直接影响预应力效果。张拉力越高，建立的预 应力值越大，构件的抗裂性也越好；但预应力筋在使用过程中经常处于过高 应力状态下，构件出现裂缝的荷载与破坏荷载接近，往往在破坏前没有明显 的征兆，这是很危险的。另外，如张拉力过大，造成构件反拱过大或预拉区 出现裂缝，也是不利的。反之，张拉阶段预应力损失越大，建

21、立的预应力值 越低，也是不利的。 预应力筋的张拉应根据设计要求，采用合适的张拉方法、张拉顺序和张 拉程序进行，并应有可靠的质量保证措施和安全技术措施。 36 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 （1）预应力筋应采用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割 长线台座(或台模)在预应力筋铺设前先做好台面的隔离层，应选用非油类模板 隔离剂且不得使预应力筋受污染。如果预应力筋受污染，应使用适宜的溶剂 清洗干净。预应力钢丝宜用牵引车铺设。如遇钢丝需要接长时，可借助于钢 丝拼接器用2022号铁丝密排绑扎。 （2）预应力筋张拉应力的

22、确定 预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。施工如采用超张拉，可比设计 要求提高5，但其最大张拉控制应力不得超过表10.1的规定。 37 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 （3）预应力筋张拉力的计算 预应力筋张拉力P（kN）按下式计算： P=(1+m)conAP 式中m超张拉百分率（）； con张拉控制应力； AP预应力筋截面面积。 38 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 （4）张拉程序 预应力筋的张拉程序可按下列程序之一进行：0

23、1.03con或01.05con （持荷2 min）con。 超张拉3是为了弥补预应力筋的松弛损失，超张拉5并持荷2 min，其目 的是为了减少预应力筋的松弛损失。钢筋松弛的数值与控制应力、延续时间 有关，控制应力越高，松弛也就越大。同时还随着时间的延续不断增加，但 在第一分钟内完成损失总值的50左右，24 h内则完成80。上述程序中， 超张拉5持荷2 min可以减少50以上的松弛损失。 39 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 （5）预应力筋伸长值与应力的测定 预应力筋张拉后，一般应校核预应力筋的伸长值。如实际伸

24、长值与计算伸长 值的偏差超过6或小于计算伸长值时，应暂停张拉，查明原因并采取措施予 以调整后，方可继续张拉。预应力筋的伸长值l按下式计算： l=FPl/APEs 式中FP预应力筋张拉力； l预应力筋长度； AP预应力筋截面面积； Es预应力筋的弹性模量。 40 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为10con时开始测量，但必须 加上初应力以下的推算伸长值。预应力筋对设计位置的偏差不得大于5 mm， 也不得大于构件截面最短边长的4。 采用钢丝作为预应力筋时，不做伸长值校核，但应在钢丝

25、锚固后，用钢 丝测力计或半导体频率记数测力计测定其钢丝应力。其偏差不得大于或小于 按一个构件全部钢丝预应力总值的5。多根钢丝同时张拉时，必须事先调整 初应力使其相互间的应力一致。断丝和滑脱钢丝的数量不得大于钢丝总数的3 ，一束钢丝中只允许断丝一根。构件在浇筑混凝土前发生断丝或滑脱的预 应力钢丝必须予以更换。 41 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 （6）张拉注意事项 张拉时，张拉机具与预应力筋应在一条直线上，同时在台面上每隔一定距 离放一根圆钢筋头或相当于保护层厚度的其他垫块，以防止预应力筋因自重 而下垂，破坏隔

26、离剂，沾污预应力筋。 顶紧锚塞时，用力不要过猛，以防钢丝折断；在拧紧螺母时，应注意压力 表读数始终保持所需的张拉力。 台座两端应有防护设施。张拉时沿台座长度方向每隔45 m放一个防护架 ，两端严禁站人，也不允许进入台座。冬期张拉预应力筋时，其温度不宜低 于-15 ，且应考虑预应力筋容易脆断的危险。 42 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 4.预应力筋的放张 预应力筋的放张过程是预应力值的建立过程，是先张法构件能否获得良好质 量的重要环节，应根据放张要求，确定适宜的放张顺序、放张方法及相应的 技术措施。 (1)放张

27、要求 放张预应力筋时，混凝土应达到设计要求的强度,如设计无要求时，应不得低 于设计混凝土强度等级的75。放张预应力筋前应拆除构件的侧模使放张时 构件能自由压缩，以免模板损坏或造成构件开裂。对有横肋的构件(如大型屋 面板)，其横肋断面应有适宜的斜度，也可以采用活动模板以免放张时构件端 肋开裂。 43 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 (2)放张方法 配筋不多的中小型构件，钢丝可用砂轮锯或切断机等方法放张。配筋多的钢 筋混凝土构件，钢丝应同时放张，如逐根放张，最后几根钢丝将由于承受过 大的拉力而突然断裂，使得构件端部

28、容易开裂。对钢丝、热处理钢筋不得用 电弧切割，宜用砂轮或切断机切断。预应力钢筋数量较多时，可用千斤顶、 砂箱、楔块等装置同时放张。 (3)放张顺序 预应力筋的放张顺序，应满足设计要求，如设计无要求时应满足下列规定。 对轴心受预压构件(如压杆、桩等)所有预应力筋应同时放张。 对偏心受预压构件(如梁等)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。 44 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.1.4先张法施工工艺、混凝土浇筑及养护、 预应力筋的放张 如不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、相互交错地放张，以防止在 放张过程中构件发生翘曲、裂纹及预应力

29、筋断裂等现象。放张后预应力筋的 切断顺序，宜由放张端开始，逐次切向另一端。 后张法施工 10.2 46 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.1后张法的概念 后张法（post tensioning method）是先制作构件，预留孔道，待构件 混凝土强度达到设计规定的数值后，在孔道内穿入预应力筋进行张拉，并用 锚具在构件端部将预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。预应力筋的张拉力主 要是靠构件端部的锚具传递给混凝土，使混凝土产生预压应力。后张法预应 力的传递主要依靠预应力筋两端的锚具（anchorage），锚具作为预应力筋 的组成部分，永远留在构件上，不能重复使用。图10.1

30、4为预应力后张法构件 生产示意图。 47 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.1后张法的概念 48 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 1.单根粗钢筋锚具 （1）螺丝端杆锚具 螺丝端杆锚具由螺丝端杆、垫板和螺母组成，如图10.15所示，适用于锚固直 径不大于36 mm的热处理钢筋。螺丝端杆可用同类热处理钢筋或热处理45号 钢制作。制作时，先粗加工至接近设计尺寸，再进行热处理，然后精加工至 设计尺寸。热处理后不能有裂纹和伤痕。螺母可用3号钢制作。螺丝端杆锚具 与预应力筋对焊锚固，应在预应力钢筋冷拉前进行。焊接后与张拉机械相连

31、进行应力筋的张拉，然后用螺母拧紧锚固。 49 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 50 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 （2）帮条锚具 帮条锚具由衬板与帮条组成。衬板采用普通低碳钢板，帮条采用与预应力筋 同类型的钢筋。帮条安装时，三根帮条与衬板相接触的截面应在一个垂直平 面上，以免受力时产生扭曲。帮条锚具一般用在单根粗钢筋作预应力筋的固 定端,如图10.16所示。 51 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 2.钢筋束、钢绞线束锚具 （1）JM型锚具 JM型锚具

32、由锚环与夹片组成，如图10.17所示。夹片呈扇形，靠两侧的半圆 槽锚固预应力钢筋。为增加夹片与预应力筋之间的摩擦力，在半圆槽内刻有 截面为梯形的齿痕，夹片背面的坡度与锚环一致。锚环分甲型和乙型两种， 甲型锚环为一个具有锥形内孔的圆柱体，外形比较简单，使用时直接放置在 构件端部的垫板上。乙型锚环在圆柱体外部增添正方形肋板，使用时锚环预 埋在构件端部不另设垫板。锚环和夹片均用45号钢制造，甲型锚环和夹片必 须经过热处理，乙型锚环可不必进行热处理。 52 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 53 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2

33、.2后张法锚具选择 （2）KTZ型锚具 KTZ型锚具为可锻铸铁锥形锚具，由锚环和锚塞组成，如图10.18所示。分为 A型和B型两种，当预应力筋的最大张拉力超过450 kN时采用A型，不超过 450 kN时，采用B型。KTZ型锚具适用锚固36根直径为12 mm的钢筋束或 钢绞线束。该锚具为半埋式，使用时先将锚环小头嵌入承压钢板中，并用断 续焊缝焊牢，然后共同预埋在构件端部。预应力筋的锚固需借千斤顶将锚塞 顶入锚环，其预压力为预应力筋张拉力的5060。使用KTZ型锚具时， 预应力筋在锚环小口处形成弯折，因而产生摩擦损失。 54 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法

34、锚具选择 55 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 （3）XM型锚具 XM型锚具属新型大吨位群锚体系锚具。它由钳环和夹片组成。三个夹片为一 组，夹持一根预应力筋形成一个锚固单元。由一个锚固单元组成的锚具称单 孔锚具，由两个或两个以上的锚固单元组成的锚具称为多孔锚具，如图10.19 所示。 XM型锚具的夹片为斜开缝，以确保夹片能夹紧钢绞线或钢丝束中每根外围钢 丝，形成可靠的锚固。夹片开缝宽度一般平均为1.5 mm。XM型锚具既可作 为工作锚，又可兼作工具锚。 56 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 57 X

35、XXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 （4）QM型锚具 QM型锚具与XM型锚具相似，它也是由锚板和夹片组成。但钻孔是直的，锚 板顶面是平的，夹片垂直开缝。此外，备有配套喇叭形铸铁垫板与弹簧圈 等。 这种锚具适用于锚固431根 12和39根 15钢绞线束，如图10.20所示。 58 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 （5）镦头锚具 镦头锚用于固定端，如图10.21所示，它由锚固板和带镦头的预应力筋组成。 59 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 3.钢丝束锚具 钢丝束

36、所用锚具目前国内常用的有钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、钢丝束镦 头锚具、XM型锚具和QM型锚具。 （1）钢质锥形锚具 钢质锥形锚具由锚环和锚塞组成，如图10.22所示。 60 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 （2）锥形螺杆锚具 锥形螺杆锚具适用于锚固1428根 5组成的钢丝束。由锥形螺杆、套筒、螺 母、垫板组成，如图10.23所示。 61 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.2后张法锚具选择 （3）钢丝束镦头锚具 钢丝束镦头锚具用于锚固1254根 s5碳素钢丝束，分DM5A型和DM5B型两 种。A型用于张拉端，由锚环和螺母

37、组成，B型用于固定端，仅有一块锚板， 如图10.24所示。 62 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.3张拉设备选择 1.拉杆式千斤顶(YL型) 拉杆式千斤顶主要用于张拉带有螺丝端杆锚具的粗钢筋，锥形螺杆锚具钢丝 束及镦头锚具钢丝束。 拉杆式千斤顶构造如图10.25所示，由主缸1、主缸活 塞2、副缸4、副缸活塞5、连接器7、顶杆8和拉杆9等组成。 63 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.3张拉设备选择 2.锥锚式千斤顶(YZ型) 锥锚式千斤顶主要用于张拉KTZ型锚具锚固的钢筋束或钢绞线束和使用锥形锚 具的预应力钢丝束。其张拉油缸用以张拉预应

38、力筋，顶压油缸用以顶压锥塞 ，因此又称双作用千斤顶，如图10.26所示。 64 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.3张拉设备选择 3.穿心式千斤顶(YC型) 穿心式千斤顶适用性很强，它适用于张拉采用JM12型、QM型、XM型的顶 应力钢丝束、钢筋束和钢绞线束。配置撑脚和拉杆等附件后，又可作为拉杆 式千斤顶使用。在千斤顶前端装上分束顶压器，并在千斤顶与撑套之间用钢 管接长后可作为YZ型千斤顶使用，张拉钢质锥形锚具。穿心式千斤顶的特点 是千斤顶中心有穿通的孔道，以便预应力筋或拉杆穿过后用工具锚临时固定 在千斤顶的顶部进行张拉。根据张拉力和构造不同，有YC60、YC20D

39、、 YCD120、YCD200和无顶压机构的YCQ型千斤顶。 65 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.3张拉设备选择 66 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.3张拉设备选择 现以YC60型千斤顶为例，说明其工作原理，如图10.27所示。 67 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.3张拉设备选择 张拉时，先把装好锚具的预应力筋穿入千斤顶的中心孔道，并从张拉油 缸1的端部用工具锚6加以锚固。张拉时，用高压油泵将高压油液从张拉缸油 嘴16进入张拉工作油室13，由于顶压油缸2顶在构件9上，因而张拉油缸1逐 渐向左移动而张

40、拉预应力筋。在张拉过程中，由于张拉油缸1向左移动而使张 拉回程油室15的容积逐渐减小，所以须将顶压缸油嘴17开启以便回油。张拉 完毕立即进行顶压锚固，顶压锚固时，高压油液内顶压缸油嘴17经油孔18进 入顶压工作油室14，由于顶压油缸2顶在构件9上，且张拉工作油室13中的高 压油液尚未回油，因此顶压活塞3向左移动顶压JM12型锚具的夹片，按规定 的顶压力将夹片压入锚环8内，将预应力筋锚固。 68 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.3张拉设备选择 张拉和顶压完成后，开启张拉缸油嘴16，同时顶压缸油嘴17继续进油， 由于顶压活塞3仍顶住夹片，油室14的容积不变，进入的高压

41、油液全部进入油 室15。因而张拉油缸1逐渐向左移动进行复位，然后油泵停止工作。开启油嘴 门，利用弹簧4使顶压活塞3复位，并使油室14、15回油卸载。 69 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.3张拉设备选择 张拉设备标定：用千斤顶张拉预应力筋时，预应力的张拉力是通过油泵 上的油压表的读数来控制的。压力表的读数表示千斤顶张拉油缸活塞单位面 积的油压力。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 应该数P 。但是由于活塞与油缸间存在摩擦力，因此，实际张拉力往往比理 论计算值小(压力表上读数为张拉力除以活塞面积)。为保证预应力筋张拉应力 的准确性，必须采用标定

42、方法直接测定千斤顶的实际张拉力与压力表读数之 间的关系，绘制NP关系曲线，供施工时使用。预应力筋张拉机具设备及仪表 应定期维护和校验，张拉设备应配套标定，并配套使用。标定张拉设备用的 试验机或测力计算精度，不得低于2，压力表的精度不宜低于1.5级，最大 量程不宜小于设备额定张拉力的1.3倍。标定时，千斤顶活塞的运行方向应与 实际张拉工作状态一致。张拉设备的标定期限不应超过半年。 70 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.4预应力钢筋的计算及制作 1.单根粗钢筋 单根粗钢筋预应力筋下料长度L按下式计算： L=L0/(1+r-)+nl0 式中L0预应力筋钢筋部分的成品长度

43、； L0每个对焊接头的压缩长度，一般l0d(d为预应力钢筋直径); n对焊接头数量(钢筋与钢筋、钢筋与锚具的对焊接头总数)； r钢筋冷拉伸长率(由试验确定)； 钢筋冷拉弹性回缩率(由试验确定)。 71 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.4预应力钢筋的计算及制作 2.钢筋束(钢绞线束) 钢筋束由直径为12 mm的细钢筋编束而成。钢绞线束由直径12 mm或 15 mm的钢绞线编束而成，每束36根，一般不需对焊接长。预应力筋的制 作工序一般包括开盘、冷拉、下料、编束。下料是在钢筋冷拉后进行，下料 时宜采用切断机或砂轮锯切机，不得采用电弧切割。钢绞线下料前需在切割 口两侧各

44、50 mm处用铁丝绑扎，切割后对切割口应立即焊牢，以免松散。 为保证穿筋和张拉时不发生扭线结，应对预应力筋进行编束，编束时一 般将钢筋理顺后，用1822号铁丝，每隔1 m左右绑扎一道，使形成束状。 钢筋束或钢绞线束的下料长度与构件的长度、所选用的锚具和张拉机械有 关。 72 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.4预应力钢筋的计算及制作 钢绞线下料长度如图10.28所示，计算公式为： 两端张拉 L=l+2(l1+l2+l3+100) 一端张拉 L=l+2(l1+100)+l2+l3 式中l构件的孔道长度（mm）； l1工作锚厚度（mm）； l2穿心式千斤顶长度（mm）；

45、 l3夹片式工作锚厚度（mm）。 73 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.4预应力钢筋的计算及制作 74 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.4预应力钢筋的计算及制作 3.钢丝束 钢丝束的制作随锚具形式的不同而异，一般包括调直、下料、编束和安装锚 具等工序。当采用钢丝束做预应力筋时，为保证张拉时钢丝束中每根钢丝应 力值的均匀性，钢丝束制作时必须等长下料，同束钢丝中下料长度的相对误 差应控制在L/5 000以内，且不得大于5 mm(L为钢丝长度)。为此，要求钢丝 在应力状态下切断下料，切断的控制应力为300 Nmm2。 75 XXXXXXXX

46、XXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.5后张法施工工艺 后张法施工工艺流程如图10.29所示。 76 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.5后张法施工工艺 1孔道留设 （1）预埋波纹管留孔 预埋波纹管成孔时，波纹管直接理在构件或结构中不再取出，这种方法特别 适用于留设曲线孔道。按材料不同，波纹管分为金属波纹管和塑料波纹管。 金属波纹管又称螺旋管，是用冷轧钢带或镀锌钢带在卷管机上压波后螺旋咬 合而成。按照截面形状不同可分为圆形和扁形两种；按照钢带表面状况可分 为镀锌和不镀锌两种。预应力混凝土用金属波纹管应满足径向刚度、抗渗 漏、外观等要求。 77 XXXXXXX

47、XXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.5后张法施工工艺 金属波纹管。 金属波纹管的连接，采用大一号的同型波纹管。接头管的长度可取其直径的3 倍，且不宜小于200 mm，其两端用防水胶带封口。 波纹管的安装，应事先按设计图中预应力筋的曲线坐标在箍筋上定出曲线位 置。波纹管的固定应采用钢筋支托，支托钢筋间距为0.81.2 m。支托钢筋应 焊在箍筋上，箍筋底部应垫实。波纹管固定后，必须用铁丝扎牢，以防止浇 筑混凝土时波纹管上浮而引起严重的质量事故。 塑料波纹管。 塑料波纹管用于预应力筋孔道，具有以下优点：提高预应力筋的防腐保护， 可防止氯离子侵入而产生的电腐蚀；不导电，可防止杂散电流腐蚀；

48、密封性 好，保护预应力筋不生锈；强度高，刚度大，不怕踩压，不易被振动棒凿破 ；减小张拉过程中的孔道摩擦损失；提高了预应力筋的耐疲劳能力。 78 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.5后张法施工工艺 安装时，塑料波纹管的钢筋支托间距不大于0.881.0 m。塑料波纹管接长采 用熔焊法或专用连接管。塑料波纹管与锚垫板连接，采用高密度聚乙烯套 管。 （2）钢管抽芯法 制作后张法预应力混凝土构件时，在预应力筋位置预先埋设钢管，待混凝土 初凝后再将钢管旋转抽出的留孔方法。为防止在浇筑混凝土时钢管产生位移 ，每隔1.0 m用钢筋井字架固定牢靠。钢管接头处可用长度为300400 m

49、m 的铁皮套管连接。在混凝土浇筑后，每隔一定时间慢慢同向转动钢管，使之 不与混凝土粘结；待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管，即形成孔道。钢管抽 芯法仅适用于留设直线孔道。 79 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.5后张法施工工艺 （3）胶管抽芯法 胶管抽芯法是制作后张法预应力混凝土构件时，在预应力筋的位置处预 先埋设胶管，待混凝土结硬后再将胶管抽出的留孔方法。 80 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 建筑施工技术 10.2.5后张法施工工艺 2预应力筋张拉 （1）准备工作 混凝土强度检验。 预应力筋张拉时，混凝土强度应符合设计要求；当设计无具体要求时，不低 于设计混凝土强度等级的75。 构件端头清理。 构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。 张拉操作台搭设。 高空张拉预应力筋时，应搭设可靠的操作平台并装有防护栏杆。 锚具与张拉设备安装。 锚具进场后应经过检验