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1、,项目5 预应力分项工程施工,5.1 预应力筋,目 录,5.2 锚具、夹具和张拉设备,5.3 预应力筋制作与安装,5.4 先张法预应力施工,5.5 后张法预应力施工,预应力工程 施工导入案例,案例一：本工程屋面为现浇梁板结构，其中的屋面梁（bh为500mm1200mm）采用后张部分预应力砼结构。每榀预应力屋面梁采用3束5根直径 s15.2mm（17强度等级1860MPa）高强度低松弛钢绞线作为纵向受力钢筋。混凝土强度等级C40。孔道灌浆采用PO52.5 普通硅酸盐水泥,水灰比0.45，并掺入0.25%水质素磺酸钙。案例二：某工程T梁为先张法预应力梁，L=12.4米，梁的预应力筋为12根 s15
2、.2mm钢绞线，分三层布置，总的张拉力达到250t。,预应力砼工作原理,【知识链接】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(注意不提高承载力）。按预加应力的方法不同可分为：先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土。先张法是在混凝土浇筑前张拉钢筋，预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土。后张法是在混凝土达到一定强度后张拉钢筋，预应力靠锚具传递给混凝土。,预应力砼的种类,按预应力大小分,按施加预应力方式分,按预应力筋的粘结状态分,按施工方
3、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,预应力砼工作原理,【知识链接】先张法是先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的预应力混凝土生产方法。这种方法需要专用的生产台座和夹具，以便张拉和临时锚固预应力筋，待混凝土达到设计强度后，放松预应力筋。先张法适用于预制厂生产中小型预应力混凝土构件。先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、双T板、V形折板、屋面梁等,预应力双T板,预应力砼工作原理,【知识链接】后张法是先浇筑混凝土后张拉预应力筋的预应力混凝土生产方法。这种方法需要预留孔道和专用的锚具，张拉锚固
4、的预应力筋要求进行孔道灌浆。后张法适用于施工现场生产大型预应力混凝土构件与结构。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较多,预应力箱梁,预应力砼工作原理,【知识链接】有粘结 所谓有粘结预应力混凝土是指预应力筋沿全长均与周围混凝土相粘结。先张法的预应力筋直接浇筑在混凝土内，预应力筋和混凝土是有粘结的；后张法的预应力筋通过孔道灌浆与混凝土形成粘结力，这种方法生产的预应力混凝土也是有粘结的。无粘结 无粘结预应力混凝土的预应力筋沿全长与周围混凝土能发生相对滑动，为防止预应力筋腐蚀和与周围混凝土粘结，采用涂油脂和缠绕塑料薄膜等措施。
5、,预应力混凝土工程学习目标,【教学要求】学习掌握预应力混凝土的工作原理；能进行先张法台座类型的选用并进行计算、掌握张拉程序、张拉力控制和放张方法；掌握后张法的施工工艺、锚夹具类型及张拉设备；了解无粘结预应力筋的施工工艺；最后组织进行预应力工程质量检验。【教学重点及难点】先张法和后张法的施工工艺过程、质量控制与技术措施。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。,5.1 预应力筋,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。预应力筋按材料类型可分为：钢丝、钢绞线、钢筋（钢棒）、非金属预应力筋等。其中，以钢绞线与钢丝采
6、用最多。非金属预应力筋，主要有碳纤维增强塑料（CFRP）、玻璃纤维增强塑料（GFRP）等。冷拔低碳钢丝和冷拉钢筋由于存在残余应力、屈强比低，已逐渐为螺旋肋钢丝、刻痕钢丝或13钢绞线所取代，不再作为预应力钢筋使用。,5.1 预应力筋,预应力钢丝1）冷拉钢丝冷拉钢丝是经冷拔后直接用于预应力混凝土的钢丝。2）消除应力钢丝（普通松弛型）消除应力钢丝（普通松弛型）是冷拔后经高速旋转的矫直辊筒矫直，并经回火（350400）处理的钢丝。3）消除应力钢丝（低松弛型）消除应力钢丝(低松弛型)是冷拔后在张力状态下经回火处理的钢丝。,冷拉钢丝,消除应力钢丝,5.1 预应力筋,4）螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模
7、冷拔方法使钢丝表面沿长度方向上产生规则间隔的肋条的钢丝，直径为49mm，标准抗拉强度15701770N/mm2。钢丝表面螺旋肋可增加与混凝土的握裹力。这种钢丝可用于先张法预应力混凝土构件。,螺旋肋钢丝,5.1 预应力筋,5）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变化的凹痕或凸纹的钢丝。钢丝表面凹痕或凸纹可增加与混凝土的握裹力，直径为5、7mm，标准抗拉强度1570 N/mm2。这种钢丝可用于先张法预应力混凝土构件。,刻痕钢丝,5.1 预应力筋,预应力钢绞线钢绞线是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合，并经低温回火消除应力制
8、成。预应力钢绞线按捻制结构不同可分为:12钢绞线、13钢绞线和17钢绞线等。12钢绞线、13钢纹线仅用于先张法预应力混凝土构件，17钢绞线用途最为广泛，即适用先张法，又适用于后张法预应力混凝土结构,钢绞线的捻向，如无特殊规定，则为左（S）捻，需加右（Z）捻应在工艺中注明。,5.1 预应力筋,1）标准型钢绞线标准型钢纹线即消除应力钢绞线，是由冷拉光圆锅丝捻制成的钢绞线。2）刻痕钢绞线刻痕钢纹线是由刻痕钢丝捻制成的钢纹线，可增加钢纹线与混凝土的握裹力3）模拔钢绞线模拔钢绞线是在捻制成型后，再经模拔处理制成。4）不锈钢绞线不锈钢纹线，也称不锈钢索，是由一层或多层多根圆形不锈钢丝纹合而成，适用于玻璃幕
9、墙等结构拉索，也可用于栏杆索等装饰工程。,刻痕钢绞线,不锈钢绞线,5.1 预应力筋,5）无粘结钢绞线钢绞线油脂层的涂敷及护套的制作，应采用挤塑涂层工艺一次完成。主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,钢绞线,塑料护套,油脂层,5.1 预应力筋,5）无粘结钢绞线钢绞线油脂层的涂敷及护套的制作，应采用挤塑涂层工艺一次完成。主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,钢绞线,塑料护套是高密度聚乙烯或聚丙烯塑料制品，严禁使用聚氯乙稀制品,防腐油脂要求化学稳定性好,5.1 预应力筋,6）缓粘结钢绞线缓粘结钢纹
10、线是用缓慢凝固的水泥基缓凝剂或特种树脂涂料涂敷在钢绞线表面上，并外包压波的塑料护套制成。涂料经过一定时间固化后与被粘结物表面产生很强的粘结力。缓粘结钢绞线既有无粘结预应力筋不用预埋管和灌浆作业，同时在性能上又具有有粘结预应力抗展性能好的优势。,缓粘结钢纹线,5.1 预应力筋,螺纹钢筋及钢拉杆1）螺纹钢筋精轧螺纹钢筋是一种用热轧方法在整根钢筋表面上轧出不带纵肋而横肋为不连续的梯形螺纹的直条钢筋，主要用于房屋、桥梁与构筑物等直线筋。钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。目前国内生产的精轧螺纹钢筋品种直径1850mm，其屈服强度分为785MPa、830MPa、930MPa、1080MPa四种。,
11、精轧螺纹钢筋,5.1 预应力筋,2）顶应力钢拉杆顶应力钢拉杆是由优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢和合金结构钢等材料经热处理后制成的一种光圆钢棒，钢棒两端装有耳板或叉耳，中间装有调节套筒组成钢拉杆。预应力钢拉杆按杆体屈服强度分为345MPa、450 MPa、550MPa和650MPa四种强度级别。预应力钢拉杆主要用于大跨度空间钢结构、船坞、码头及坑道等领域。,顶应力钢拉杆,5.1 预应力筋,预应力筋质量检验1）标牌检查预应力钢筋出厂，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
12、成，每批数量不超过60t。,标牌,标牌,5.1 预应力筋,2）外观检查预应力钢丝：逐盘检查，钢丝表面不得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤，但表面上允许有浮锈和回火色。镀锌钢丝的锌层应光滑均匀，无裂纹。钢丝直径检查，按10%盘选取，但不得少于6盘。钢绞线：逐盘检查。钢绞线的捻距应均匀，切断后不松散，其表面不得带有油污、锈斑或机械损伤，但允许有浮锈和回火色。镀锌或涂环氧钢绞线、无粘结钢绞线等涂层表面应均匀、光滑、无裂纹、无明显折绉。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：应逐根进行，钢筋表面不得有锈蚀、油污、横向裂缝、结疤。,5.1 预应力筋,3）力学性能钢丝从同一
13、批中任意选取10%盘(不少于6盘)钢丝，每盘在任意位置截取二根试件，一根做拉伸试验(抗拉强度与伸长率)，一根做反复弯曲试验。如有某一项试验结果不符合标准的要求，则该盘钢丝为不合格品；并从同一批未经试验的钢丝盘中再取双倍数量的试件进行复验，如仍有一项试验结果不合格，则该批钢丝判为不合格品，或逐盘检验取用合格品。钢绞线在每批中任意选取3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。,5.1 预应力筋,3）力学性能,预应力钢丝力学性能检测,预应力钢绞线检测,4
14、）运输及存放预应力筋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。,5.2 锚具、夹具和张拉设备,预应力锚固体系包括锚具、夹具和张拉设备锚具是后张法结构或构件中为保持预应力筋拉力并将其传递到混凝土上用的永久性锚固装置。夹具是先张法构件施工时为保持预应力筋拉力并将其固定在张拉台座（或钢模）上用的临时性锚固装置。后张法张拉用的夹具又称工具锚，是将千斤顶(或其他张拉设备)的张拉力传递到预应力筋的装置。连接器是先张法或后张法施工中将预应力从一根预应力筋传递到另一根预应力筋的装置。
15、,5.2 锚具、夹具和张拉设备,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,5.2 锚具、夹具和张拉设备,锚具、夹具和连接器的代号,示例：YJM 15-12,5.2 锚具、夹具和张拉设备,预应力筋用锚具、夹具和连接器按锚固方式不同，可分为夹片式（单孔与多孔夹片锚具）、支承式（镦头锚具、螺母锚具等）、锥塞式（钢质锥形锚具等）和握裹式（挤压锚具、压花锚具等）四类锚具、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,预应力钢筋直径,产品代号,预
16、应力钢材根数,5.2 锚具、夹具和张拉设备,性能要求 1）锚具性能要求 锚具的静载锚固性能，应由预应力筋一锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变确定。锚具应同时满足锚具效率系数a0.95，预应力筋总应变apu2.0%（强条）。,Fapu预应力筋-锚具组装件的实测极限拉力；Fpm预应力筋的实际平均极限抗拉力。由预应力钢材试件实测破断荷载平均值计算得出；p预应力筋的效率系数，,5.2 锚具、夹具和张拉设备,性能要求 2）夹具性能要求夹具的静载锚固性能，应由预应力筋一夹具组装件静载试验测定的夹具效率系数g确定。夹具的效率系数g按下式计算:,Fgpu预应力筋一夹
17、具组装件的实测极限拉力。夹具应满足g0.92 3）连接器性能要求在张拉预应力后永久留在混凝土结构或构件中的预应力筋连接器，都必须符合锚具的性能要求；如在张拉后还须放张和拆除的连接器，则必须符合夹具的性能要求。,5.2 锚具、夹具和张拉设备,锚具种类1）锚具的分类,5.2 锚具、夹具和张拉设备,2）夹片式锚具 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7p5、7p7的预应力钢丝束，主要用作张拉端锚具,单孔夹片锚具 多孔夹片锚具,5.2 锚具、夹具和张拉设备,（1）JM型锚具 JM型锚具为单孔夹片式锚具,其中JM12型锚具可用于
18、锚固46根直径为12 mm的钢筋或46束直径为12 mm 的钢绞线,单孔夹片锚具 JM12锚具,5.2 锚具、夹具和张拉设备,（2）XM型锚具XM型锚具属多孔夹片锚具，XM型锚具的锚板上的锚孔沿圆周排列，夹片采用三片式，按120均分开缝，沿轴向有倾斜偏转角，倾斜偏转角的方向与钢绞线的扭角相反，以确保夹片能夹紧钢绞线或钢丝束的每一根外围钢丝，形成可靠的锚固,XM型锚具,XM与QM区别,5.2 锚具、夹具和张拉设备,（3）QM 及OVM型锚具QM 型锚具也属于多孔夹片锚具，它适用于钢绞线束。OVM型锚具是在QM型锚具的基础上，将夹片改为二片式，并在夹片背部上部锯有一条弹性槽，以提高锚固性能,QM
19、型锚具,OVM型锚具,5.2 锚具、夹具和张拉设备,3）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。这种锚具的缺点是下料长度要求很精确，否则，在张拉时会因各钢丝受力不均匀而发生断丝现象,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,5.2 锚具、夹具和张拉设备,3）镦头锚具镦头锚具的工作原理是将预应力筋穿过锚杯的蜂窝眼后，用专门的镦头机将钢筋或钢丝的端头镦粗，将镦粗头的预应力束直接锚固在锚杯上，待千斤顶拉杆旋入锚杯内螺纹后即可进行张拉，锚圈通过支承垫板将预压力传到混凝土上。,镦好钢丝,L
20、D型系列镦头机,5.2 锚具、夹具和张拉设备,4）精轧螺纹钢锚具精轧螺纹钢筋锚具是利用与该钢筋螺纹匹配的特制螺母锚固的一种支承式锚具，由螺母和垫板组成。螺母分为平面螺母和锥面螺母两种。,精轧螺纹钢锚具,螺丝端杆锚具构造图,5.2 锚具、夹具和张拉设备,5）握裹式锚具握裹式锚具有挤压锚具与压花锚具两类。（1）挤压锚具P型锚具是由挤压头、螺旋筋、P型锚板、约束圈组成，套筒内衬有硬钢丝螺旋圈，在挤压后硬钢丝全部脆断，一半嵌入外钢套，一半压入钢绞线。这种锚具适用于构件端部的设计力大或端部尺寸受到限制的情况。,挤压锚具,挤压头,5.2 锚具、夹具和张拉设备,（2）压花锚具压花锚具是利用液压压花机将钢绞线
21、端头压成梨形散花状的一种锚具。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。,压花锚具,压花机,梨形头,5.2 锚具、夹具和张拉设备,6）钢质锥形锚具钢质锥形锚具（又称弗氏锚具）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。,钢质锥形锚具,钢质锥形锚具施工,5.2 锚具、夹具和张拉设备,1）钢丝的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或钢模上的锚固夹具；另一类是张拉时夹持预应力筋用的夹具。,钢丝用锚固夹具
22、,5.2 锚具、夹具和张拉设备,1）钢丝的夹具,钳式 偏心式 锲形,5.2 锚具、夹具和张拉设备,2）钢绞线的夹具QM预应力体系中的JXS、JXL、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A9.5、A12.2、A12.7、A15.2mm，A15.7、A17.8mm等规格钢绞线的先张台座张拉,JXS型先张夹具,JXM型先张夹具,JXL型先张夹具,5.2 锚具、夹具和张拉设备,3）钢筋夹具钢筋锚固多用螺母锚具、镦头锚和销片夹具等。张拉时可用连接器与螺母锚具连接，或用销片夹具等。,两片式销片夹具,5.2 锚具、夹具和张拉设备,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
23、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。1）电动张拉设备在先张法台座上生产构件进行单根钢筋张拉，一般用小型电动螺杆张拉机，以弹簧、杠杆等设备测力。对长线台座，由于放置钢筋的长度较大，张拉时伸长值也较大，故张拉小直径的钢筋可用卷扬机。,电动螺杆张拉机,卷扬机,5.2 锚具、夹具和张拉设备,2）液压张拉设备（1）普通千斤顶先张法施工中常常会进行多根钢筋的同步张拉，当用钢台模以机组流水法或传送带法生产构件多进行多根张拉，可用普通液压千斤顶进行张拉。,多根钢筋张拉,5.2 锚具、夹具和张拉设备,（2）拉杆式千斤顶拉杆式千
24、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。拉杆式千斤顶用于螺母锚具、锥形螺杆锚具、钢丝镦头锚具等。目前常用的一种千斤顶是YL60型拉杆式千斤顶。,拉杆式千斤顶,5.2 锚具、夹具和张拉设备,（3）穿心式千斤顶穿心式千斤顶是利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶。穿心式千斤顶适用于张拉带JM型锚具、XM形锚具的钢筋，配上撑脚与拉杆后，也可作为拉杆式千斤顶张拉带螺母锚具和镦头锚具的预应力筋。,穿心式千斤顶,5.2 锚具、夹具和张拉设备,（3）穿心式千斤顶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
25、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。,前卡式千斤顶,前卡式千斤顶施工,5.2 锚具、夹具和张拉设备,（4）锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶是具有张拉、顶锚和退楔功能三作用的千斤顶，用于张拉带锥形锚具的钢丝束。系列产品有：YZ38，YZ60和YZ85型千斤顶。,锥锚式千斤顶,锥锚式千斤顶原理,5.2 锚具、夹具和张拉设备,3)液压油泵高压油泵是向液压千斤顶各个油缸供油，使其活塞按照一定速度伸出或回缩的主要设备。油泵的额定压力应等于或大于千斤顶的额定压力。高压油泵分手动和电动两类，目前常使用的有ZB4
26、-500型、ZB10/320-4/800型、ZB6/1-800与ZB1-630型等几种，其额定压力为4080 MPa。,5.2 锚具、夹具和张拉设备,预应力钢筋、锚具、张拉机具的配套使用,5.2 锚具、夹具和张拉设备,产品检验1）厂家检验锚具、夹具和连接器的检验分出厂检验和型式检验两类。出厂检验为生产厂在每批产品出厂前进行的厂内产品质量控制性检验。型式检验为对产品全面性能控制的检验，为技术或质量鉴定用的型式检验应由国家指定的质量检测机构主持进行；为新产品研制和生产厂，产品质量控制的各种试验可由本单位自己进行。出厂检验时，每批零件产品的数量是指同一种产品，同一批原材料、用同一种工艺一次投料生产的
27、数量口每个抽检组批不得超过2000件(套)。外观检验抽取5%10%。对有硬度要求的零件应做硬度检验，按热处理每炉装炉量的3%5%抽样，静载试验用的锚具、夹具或连接器按成套产品抽样，应在外观及硬度检验合格后的产品中抽取，每生产组批抽取3个组装件的用量。,5.2 锚具、夹具和张拉设备,2）产品进场验收（1）外观检查从每批中抽 2的锚具且不应少于10 套样品，其外形尺寸与和外观质量应符图样规定，且表面不得有裂纹及锈蚀；当有下列情况之一时，当有1个零件不符合产品质量保证书所示的外形尺寸，应另取双倍数量的零件重做检查，仍有1件不合格；当有1个零件表面有裂纹或夹片、锚孔锥面有锈蚀。应对本批产品的外观逐套检
28、查，合格者方可进入后续检验。（2）硬度检验对硬度有要求的锚具零件，应进行硬度检验。应从每批中抽取3的样品且不应少于5 套（多孔夹片式锚具的夹片，每套应抽取6片)进行检验，硬度值应符合产品质量保证书的规定；当有1个零件不符合时，应另取双倍数量的零件重做检验；在重做检验中如仍有1个零件不符合，应对该批产品逐个检验，符合者方可进入后续检验。,5.2 锚具、夹具和张拉设备,2）产品进场验收（3）静载锚固性能试验应在外观检查和硬度检验均合格的锚具中抽取样品，与相应规格和强度等级的预应力筋组装成3个预应力筋锚具组装件，进行静载锚固性能试验。当有1个试件不符合时，即判定为不合格，但允许另取双倍数量的试件重做
29、试验，若全部试件合格，即可判定本批产品合格；在重做检验中如仍有1个试件不符合，则该批产品为不合格品。（4）夹具进场验收时，应进行外观检查、硬度检验和静载锚性能试验。检验和试验方法与锚具相同；夹具用量较少时，如由生产厂提供有效的静载锚固性能试验合格的证明文件，可仅进行外观检查、硬度检验。,5.2 锚具、夹具和张拉设备,2）产品进场验收（5）后张法连接器的进场验收规定应与锚具相同。先张法连接器的进场验收 规定应与夹具相同。（6）进场验收时，每个检验批的锚具不宜超过2000套，每个检验批的连接器不宜超过500套。每个检验批的夹具不宜超过500套。获得第三方独立认证的产品，其检验批的批量可扩大1倍。,
30、5.3 预应力筋制作与安装,预应力筋下料 预应力筋应采用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割，以免电弧损伤预应力筋。预应力筋的下料长度应通过计算确定，计算时应考虑结构的孔道长度、锚具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。镦头的钢丝，其切割面应与母材垂直。钢铰线切割前应用铅丝将切割处两端捆扎，防止端头松散。粗钢筋的接头必须使用闪光对焊工艺。预应力筋的接长必须使用连接器。,5.3 预应力筋制作与安装,1）钢绞线钢绞线是成盘状供应，不需要对焊接长。制作工序是：开盘下料编束。钢绞线编束宜用20号铁丝绑扎，间距23m。钢绞线下料长度：采用夹片锚具、穿
31、心式千斤顶张拉时，按下式计算：两端张拉：Ll+（l1+l2+l3+100）一端张拉：Ll+2（l1+100）+l2+l3,钢绞线下料长度计算简图,式中：l 构件的孔道长度；l1 夹片式工作锚厚度；l2 穿心式千斤顶长度；l3 夹片式工具锚厚度。,5.3 预应力筋制作与安装,2）钢丝束同一束钢丝束中各根钢丝下料长度的相对差值，当钢丝束长度小于或等于 20m 时，不宜大于1/3000；当钢丝束长度大于 20m 时，不宜大于 1/5000，且不大于 5mm。钢丝束制作时，一般采用把钢丝用 300Mpa 的控制应力拉长，划定长度，放松后剪切下料，较常采用的是“钢管限位法下料”。钢管限位法下料：即将钢丝
32、通过小直径钢管（钢管内径略粗于钢丝直径），调直固定于工作台上等长下料，钢丝通过钢管时由于钢管限制钢丝左右摆动弯曲，这样可以提高钢丝下料的精度。,5.3 预应力筋制作与安装,2）钢丝束下料长度：采用钢质锥形锚具、锥锚式千斤顶张拉时，见图，按下式计算：两端张拉：Ll+2（l1+l2+80）一端张拉：Ll+2（l1+80）+l2,钢绞线下料长度计算简图,式中：l 构件的孔道长度；l 1 锚环厚度；l 2 千斤顶分丝头至卡盘外端距离,5.3 预应力筋制作与安装,2）钢丝束用镦头锚具，以拉杆式穿心千斤顶在构件上张拉时，钢丝的下料长度L计算应考虑钢丝束张拉锚固后螺母位于锚杯中部。Ll+2（h+）+K（H-
33、H1）-L-C,钢丝下料长度计算简图,式中l 构件的孔道长度，按实际丈量；h锚杯底部厚度或锚板厚度钢丝徽头留量，对p5取lOmmK系数，一端张拉时取0.5，两端张拉时取1.0H锚杯高度;H1螺母高度;L钢丝束张拉伸长值C张拉时构件混凝土的弹性压缩值。,5.3 预应力筋制作与安装,3）粗钢筋单根预应力钢筋一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除采用螺丝端杆锚具外，还可采用帮条锚具或镦头锚具。其制作工序是：配料对焊冷拉。下料长度应计算确定，计算时要考虑锚具种类、对焊接头或镦粗头的压缩量、张拉伸长值、冷拉率和弹性回缩率、构件长度等因素。,5.3 预应力筋制作与安装,3）粗钢筋,Ll1+l2+l3l4
34、-l5式中l1长线台座长度；l2张拉装置长度(含外露预应力筋长度)；l3 固定端所需长度；l4张拉端工具式拉杆长度；l 5固定端工具式拉杆长度,长线台座预应力筋下料长度计算简图,5.3 预应力筋制作与安装,预应力筋安装（1）施工过程中应防止电火花损伤预应力筋，对有损伤的预应力筋应予以更换。（2）先张法预应力施工时应选用非油质性的模板隔离剂，在铺设预应力筋时严禁隔离剂沾污预应力筋。（3）在后张法施工中，对于浇筑混凝土前穿入孔道的预应力筋，应有防锈措施。（4）无粘结预应力的护套应完整，局部破损处采用防水塑料胶带缠绕紧密修补好。（5）无粘结预应力筋的定位应牢固，浇筑混凝土时不应出现移位和变形，端部的
35、预埋垫板应垂直于预应力筋，内埋式固定端垫板不应重叠，锚具与垫块应贴紧。（6）预应力筋的保护层厚度应符合设计及有关规范的规定。无粘结预应力筋成束布置时，其数量及排列形状应能保证混凝土密实，并能够握裹住预应力筋。,5.4 先张法预应力施工,先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋，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。预应力筋的张拉力，主要是由预应力筋与混凝土之间的黏结力传递给混凝土。,5.4 先张法预应力施工,先张法生产可采用台座法和机组流水法。台座法是构件在台座上生产，即
36、预应力筋的张拉、固定、混凝土浇筑、养护和预应力筋的放松等工序均在台座上进行。机组流水法是利用钢模板作为固定预应力筋的承力架，构件连同模板通过固定的机组，按流水方式完成其生产过程。,台座法,机组流水法,5.4 先张法预应力施工,台座 台座承受预应力筋的全部张拉力，要求台座必须具有足够的强度、刚度和稳定性。台座法一般用于以钢丝作预应力筋的中小型构件的生产。台座构造形式有墩式台座、槽式台座和构架式台座，选用时根据构件种类、张拉吨位和施工条件而定。,5.4 先张法预应力施工,1）墩式台座 墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。目前常用的是现浇钢筋混凝土制成的、由台座与台面共同受力的台座，横梁用于锚固预应力
37、筋。台座一般长度 100150m，既可张拉一次可生产多根构件，又可减少因钢丝滑动或台座横梁变形引起的预应力损失。,墩式台座,墩式台座构造示意图,5.4 先张法预应力施工,1）墩式台座 台座设计时应进行稳定性和强度验算,稳定性是指台座的抗倾覆能力和抗滑移能力。,（1）抗倾覆验算：式中：N预应力筋的张拉力；e1张拉力合力作用点至倾覆点的力臂；G台墩的自重力；L台墩重心至倾覆点的力臂；Ep台墩后面的被动土压力合力；e2被动土压力合力至倾覆点的力臂。,5.4 先张法预应力施工,1）墩式台座 台座设计时应进行稳定性和强度验算,稳定性是指台座的抗倾覆能力和抗滑移能力。,（1）抗倾覆验算：式中：N预应力筋的
38、张拉力；e1张拉力合力作用点至倾覆点的力臂；G台墩的自重力；L台墩重心至倾覆点的力臂；Ep台墩后面的被动土压力合力；e2被动土压力合力至倾覆点的力臂。,对于与台面共同工作的台墩，倾覆点的位置宜选在砼台面下45cm处。,5.4 先张法预应力施工,1）墩式台座（2）抗滑移验算：式中：K抗滑移安全系数，不小于1.3；N1抗滑移的力，对于独立台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力产生。,台墩与台面共同工作时，预应力筋的张拉力几乎全部传给了台面，可不进行抗滑移验算。,5.4 先张法预应力施工,1）墩式台座 台墩，因底部摩阻力也较小（约占5），实际上台墩的水平推力几乎全部传递给台面，不存在滑移问题，因此，台墩与台
39、面共同工作时，可不作抗滑移计算，而应验算台面强度，即台面承载力。台座强度验算时，支承横梁的牛腿按柱子牛腿计算方法计算其配筋；台墩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。,5.4 先张法预应力施工,2）槽式台座 槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下横梁和砖墙等组成，既可承受张拉力，又可作蒸气养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如吊车梁、屋架、薄腹梁等。,槽式台座构造示意图,5.4 先张法预应力施工,2）槽式台座 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。,5.4 先张法预
40、应力施工,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。这种方法通常称为机组流水法。,钢模台座,5.4 先张法预应力施工,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。这种方法通常称为机组流水法。,钢模台座,5.4 先张法预应力施工,4）台面台面：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
41、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。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。,5.4 先张法预应力施工,先张法预应力施工工艺先张法（台座法）施工主要工艺流程是：清理台座、刷隔离剂预筋制作、非预筋骨架制作穿预筋及安放非预钢筋骨架 安放预埋铁件调整初应力张拉预应力筋安装模板浇筑混凝土养护混凝土 拆除模板放张、切断预应力筋构件起吊堆放继续养护 1）预应力筋的铺放 台座表面在铺放预应力筋前应涂刷隔离剂，应选用非油质类模板隔离剂，隔离剂不得污染预应力筋，以免影响预应力筋与混凝土的粘结。如果预应力筋
42、受到污染，应使用适当的溶剂加以清洗。在生产过程中，应防止雨水冲刷掉台面上的隔离剂。,5.4 先张法预应力施工,2）预应力筋的张拉（1）预应力钢丝张拉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。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。,5.4 先张法预应力施工,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。方法是：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
43、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 张拉千斤顶与张拉钩,5.4 先张法预应力施工,（2）预应力钢纹线张拉单根钢绞线张拉在两横梁式台座上，单根钢纹线可采用与钢纹线张拉力配套的小型前卡式千斤顶张拉，单孔夹片工具锚固定。,单根钢绞线张拉,5.4 先张法预应力施工,整体张拉 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，张拉前，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。然后用夹片锚或螺母锚固在固定横梁上。,整体张拉,5.4
44、先张法预应力施工,（3）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，张拉较小直径钢筋可用卷扬机。（4）张拉控制应力值 预应力筋的张拉控制应力（con）应符合设计规定，但其最大张拉控制应力消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋不得超过 0.75fptk,5.4 先张法预应力施工,（5）张拉程序 同时张拉多根预应力筋时，应预先调整其初应力，使相互之间的应力一致，初应力宜为张拉控制应力con的1015。,5.4 先张法预应力施工,（6）预应力筋伸长值与应力的测定 顶应力筋的张拉力，一般采用张拉力控制，伸长值校核，张拉时预应力筋的理论伸长值与实际
45、伸长值的允许偏差为6%。预应力钢丝内力的检侧，其偏差不得大于或小于设计规定相应阶段预应力值的5%。预应力筋张拉应力值的测定，一般对于测定钢丝的应力值多采用弹簧测力仪、电阻应变式传感仪和弓式侧力仪。对于测定钢绞线的应力值，可采用压力传感器、电阻式应变传感器或通过连接在油泵上的液压传感器读数仪直接采集张拉力等。,张拉锚固后1小时内,5.4 先张法预应力施工,（7）先张法预应力筋断丝限制张拉完毕，预应力筋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。施工中应注意安全，张拉时，正对钢筋两端禁止站人。,张拉注意安全,5.4 先张法预应力施工,3）混凝土的浇筑和养护 为了减少混凝土的收
46、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，不允许留设施工缝。当叠层生产时，应待下层构件的混凝土强度达到810N/mm2 后，方可浇筑上层构件的混凝土。一般当气温平均高于20时，每两天可叠一层。预应力混凝土可采用自然养护或蒸气养护。当在台座上生产的预应力混凝土采用蒸气养护时，应采取正确地养护制度，以减少由于温差引起的预应力损失。,5.4 先张法预应力施工,4）预应力筋的放张 先张法施工的预应力筋放张时，
47、其强度不得低于设计混凝土强度标准值的75。重叠生产的构件，需待最后一层构件的强度达到75的设计强度后方可进行预应力筋放张。过早放张会引起较大的预应力损失。预应力混凝土构件在预应力筋放张前要对试块进行试压，以确定混凝土的实际强度。（1）放张顺序 轴心受预压的构件(如拉杆、桩等)，所有预应力筋应同时放张；偏心受预压的构件(如梁等)，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；如不能满足以上两项要求时，应分阶段、对称、交错地放张，防止在放张过程中构件产生弯曲、裂纹和预应力筋断裂。,5.4 先张法预应力施工,（2）放张方法 放张前，应拆除侧模，使放张时构件能自由压缩，否则
48、将损坏模板或使构件开裂。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。配筋不多的预应力钢丝放张采用剪切、割断和熔断的方法自中间向两侧逐根进行，以减少回弹量，利于脱模。配筋多的钢筋砼构件，钢丝应同时放松。多根整批预应力筋的放张，可采用千斤顶放张，也可采用楔块放张法、砂箱放张法。,5.4 先张法预应力施工,（2）放张方法 楔块放张：楔块装置放置在台座与横梁之间，放张预应力筋时，旋转螺母使螺杆向上运动，带动楔块向上移动，钢块间距变小，横梁向台座方向移动，便可同时放松预应力筋（见图）。楔块放张，一般用于张拉力不大于300kN的情况。,楔块放张,5.4 先张法预
49、应力施工,砂箱放张：砂箱装置放置在台座和横梁之间，它由钢制的套箱和活塞组成，内装石英砂或铁砂。预应力筋张拉时，砂箱中的砂被压实，承受横梁的反力。预应力筋放张时，将出砂口打开，砂缓慢流出，从而使预应力筋缓慢地放张。砂箱装置中的砂应采用干砂并选定适宜的级配，防止出现砂子压碎引起流不出的现象或者增加砂的空隙率，使预应力筋的预应力损失增加。采用砂箱放张，能控制放张速度，工作可靠，施工方便，可用于张拉力大于1000kN的情况,砂箱放张,5.4 先张法预应力施工,预应力钢筋放张后，可用乙炔氧气火焰切割，但应采取措施防止烧坏钢筋端部。预应力钢丝放张后，可用切割、锯断或剪切的方法切断钢绞线放张后，可用砂轮切断
50、。长线台座上预应力筋的切断顺序，应由放张端开始，逐次切向另一端。,长线法生产预应力空心板,5.4 先张法预应力施工,先张法质量检验1)主控项目（1）预应力筋进场时，应按现行国家标准预应力混凝土用钢丝）(GB/T 5223),（预应力混凝土用钢绞线(GB/T 5224)等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。（2）预应力筋用夹具的性能，应符合现行国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器）（GB/T 14370-2007）的规定。（3）预应力筋铺设时，其品种、级别、规格、数量等必须符合设计要求。（4）先张法预应力施工时，应选用非油类隔离剂，并应避免沾污预应力筋。（5）预应力筋放张
