1、预应力混凝土工程预应力混凝土工程（目录）（目录）概述概述251先张法施工先张法施工1952后张法施工后张法施工8553电热张拉法电热张拉法21054 预应力施工技术预应力施工技术课后作业课后作业结束结束3/23/20221概述概述（目录）（目录）一、本章提要一、本章提要3二、本章学习要求二、本章学习要求4三、为什么要用预应力混凝土三、为什么要用预应力混凝土8四、预应力混凝土的特点总述四、预应力混凝土的特点总述10 A.预应力钢筋混凝土具有以下优点预应力钢筋混凝土具有以下优点12 B. B.对混凝土的要求对混凝土的要求1313 C. C.对钢材的要求对钢材的要求1414 D. D.预应力混凝土的
2、施工工艺方法有预应力混凝土的施工工艺方法有1414五、预应力混凝土的发展应用五、预应力混凝土的发展应用15六、常用的预应力钢筋六、常用的预应力钢筋183/23/20222概述概述一、本章提要一、本章提要 本章内容包括：先张法、后张法和电热张拉法。本章内容包括：先张法、后张法和电热张拉法。 在先张法中在先张法中，重点介绍了台座的类型和作用；张拉机具，重点介绍了台座的类型和作用；张拉机具和夹具的工作原理；张拉工艺和放张要求。和夹具的工作原理；张拉工艺和放张要求。在后张法中在后张法中着重着重阐述了常用锚具的类型、工作原理及性能；张拉千斤顶的工阐述了常用锚具的类型、工作原理及性能；张拉千斤顶的工作原理
3、及校验方法；预应力筋的下料长度计算、张拉工艺，作原理及校验方法；预应力筋的下料长度计算、张拉工艺，孔道成型与灌浆；无粘结预应力工艺。孔道成型与灌浆；无粘结预应力工艺。在电热张拉法中在电热张拉法中，主，主要介绍了电热伸长值的计算、电热设备的选择及电热张拉工要介绍了电热伸长值的计算、电热设备的选择及电热张拉工艺。艺。3/23/20223概述概述二、本章学习要求：二、本章学习要求：了解预应力混凝土的概念，及其在工程应用中了解预应力混凝土的概念，及其在工程应用中的优点；的优点；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；熟悉先张法、后张法、电热张法的施工工艺；熟悉先
4、张法、后张法、电热张法的施工工艺；3/23/20224概述概述掌握先张法、预应力筋的控制应力、张拉程序掌握先张法、预应力筋的控制应力、张拉程序和放张顺序的确定和注意事项；和放张顺序的确定和注意事项；掌握后张法孔道留设、锚具选择、预应力筋的掌握后张法孔道留设、锚具选择、预应力筋的张拉顺序、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；了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理及应用；及应用；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。 3/23/20225概述概述 预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的
5、作预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用，即在外荷载作用于构件之前，利用钢筋用，即在外荷载作用于构件之前，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区的混凝土张拉后的弹性回缩，对构件受拉区的混凝土预先施加压力，产生预压应力，使混凝土结预先施加压力，产生预压应力，使混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高和构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高和混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。承载能力。3/23/20226概述概述 当构件在荷载作用下产生拉应力时，首当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着荷载不断增加，受先抵消预应力，然后随着荷载
6、不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土，凝土施加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应叫做预应力混凝土力混凝土。 3/23/20227概述概述 预加应力的方法，可以分为预加应力的方法，可以分为先张法先张法和和后张法后张法两类。两类。 先张法先张法是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预应力靠钢筋与是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预应力靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土。混凝土之间的粘结
7、力传递给混凝土。 后张法后张法是先浇筑混凝土并预留孔道，待混凝土达到一定是先浇筑混凝土并预留孔道，待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。强度后张拉钢筋，预应力靠锚具传递给混凝土。3/23/20228概述概述 为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。 当采用冷拉当采用冷拉HRB335HRB335、HRB400HRB400钢筋和冷轧带肋钢筋作预应钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30C30；当采用消除应力钢丝、；当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土
8、强度等级不宜钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于低于C40。 3/23/20229概述三、为什么要用预应力混凝土？三、为什么要用预应力混凝土？ 预应力混凝土是最近几十年发展起来的一项新技术，在预应力混凝土是最近几十年发展起来的一项新技术，在世界各国都得到了世界各国都得到了广泛应用广泛应用。 这是由于普通钢筋混凝土构件的这是由于普通钢筋混凝土构件的抗拉极限应变抗拉极限应变只有只有0.00010.00015在正常使用条件下受拉区混凝土开裂，在正常使用条件下受拉区混凝土开裂，构件的刚度小、挠度大。构件的刚度小、挠度大。 要使混凝土不开裂，受拉钢筋的应力只能达到要使混凝土不开裂，受
9、拉钢筋的应力只能达到19.629.4Nmm2；对允许出现裂缝的构件，当裂缝宽度限制在；对允许出现裂缝的构件，当裂缝宽度限制在0.20.3mm时，受拉钢筋的应力也只能达到时，受拉钢筋的应力也只能达到147245Nmm2。3/23/202210概述 为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝、不能充分发为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝、不能充分发挥钢筋作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方挥钢筋作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法。法。 即在结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉、锚固、即在结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉、锚固、放松，使混凝土获得预压应力，产生一定的压缩变形。
10、放松，使混凝土获得预压应力，产生一定的压缩变形。 当结构或构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先当结构或构件受力后，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，混凝土才继续被拉与压缩变形抵消，然后随着外力的增加，混凝土才继续被拉伸，这就延缓了裂缝的出现、伸，这就延缓了裂缝的出现、限制了裂缝的开展限制了裂缝的开展。3/23/202211概述概述四、预应力混凝土的特点总述四、预应力混凝土的特点总述 预应力混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性，能预应力混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性，能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性
11、和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。 与普通混凝土相比，在同样条件下具有构件截面小、自与普通混凝土相比，在同样条件下具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省重轻、质量好、材料省(可节约钢材可节约钢材4050、混凝土、混凝土2040)，并能扩大预制装配化程度。，并能扩大预制装配化程度。3/23/202212概述概述 虽然，预应力混凝土施工，需要专门的虽然，预应力混凝土施工，需要专门的机械设备，工艺固较复杂，操作要求较高，机械设备，工艺固较复杂，操作要求较高，但在跨度较大的结构中，其但在跨度较大的结构中，其综合经济效益综合经济效益较好。较好。 此外
12、，在一定范围内，以预应力混凝土此外，在一定范围内，以预应力混凝土结构代替钢结构，可节约钢材、降低成水、结构代替钢结构，可节约钢材、降低成水、并免去维修工作。并免去维修工作。 3/23/202213第一节 预应力混凝土概述 A.预应力钢筋混凝土具有以下优点预应力钢筋混凝土具有以下优点： 1、提高了混凝土的抗裂度和刚度、提高了混凝土的抗裂度和刚度 2、增加构件的耐久性。、增加构件的耐久性。 3、节约材料。、节约材料。 4、减轻构件自重。、减轻构件自重。 5、扩大了高、大、重型结构的预制装配化程度。、扩大了高、大、重型结构的预制装配化程度。3/23/202214第一节 预应力混凝土概述 B.B.对混
13、凝土的要求对混凝土的要求 1 1、高强度：预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低、高强度：预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于于C30C30，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于混凝土强度等级不宜低于C40C40。 2 2、收缩、徐变小，弹性模量高，有利于减少预应力损失。、收缩、徐变小，弹性模量高，有利于减少预应力损失。 3 3、尽可能作到快硬、早强。、尽可能作到快硬、早强。3/23/202215第一节 预应力混凝土概述 C.C.对钢材的要求对钢材的要求： 1 1、高强度。、高强度。 2 2、具有一定的塑性。、具
14、有一定的塑性。 3 3、与混凝土有较好的粘结力。、与混凝土有较好的粘结力。 4 4、有良好的加工能力，如可焊性。、有良好的加工能力，如可焊性。D.D.预应力混凝土的施工工艺方法有预应力混凝土的施工工艺方法有： 先张法、后张法（分为有粘结预应力后张法和无粘结预先张法、后张法（分为有粘结预应力后张法和无粘结预应力后张法）、电热法等。应力后张法）、电热法等。 3/23/202216概述五、预应力混凝土的发展应用五、预应力混凝土的发展应用 1928年法国的弗来西奈首先研究成功预应力混凝土，经年法国的弗来西奈首先研究成功预应力混凝土，经过几十年的应用与提高，已经成为一项专门技术。过几十年的应用与提高，已
15、经成为一项专门技术。 我国从我国从1956年开始采用预应力混凝土。年开始采用预应力混凝土。 5060年代，年代，预应力混凝土主要用于单层工业厂房的屋预应力混凝土主要用于单层工业厂房的屋面板、屋架和吊车梁。面板、屋架和吊车梁。 6070年代年代，我国研制和推广了冷拔低碳钢丝预应力混，我国研制和推广了冷拔低碳钢丝预应力混凝土中小型构件（空心板、小梁等）。凝土中小型构件（空心板、小梁等）。3/23/202217概述 1977年以后年以后随着建筑工业化的发展，大开间与大跨度多随着建筑工业化的发展，大开间与大跨度多层结构体系的研究与应用，预应力技术从单个构件阶段发展层结构体系的研究与应用，预应力技术从单
16、个构件阶段发展到预应力结构新阶段。到预应力结构新阶段。 当前当前，预应力混凝土的使用范围和数量，已成为一个国，预应力混凝土的使用范围和数量，已成为一个国家建筑技术水平的重要标志之一。家建筑技术水平的重要标志之一。 预应力混凝土的施工工艺常用的有先张法、后张法和电预应力混凝土的施工工艺常用的有先张法、后张法和电张法。张法。 此外，还有自张法，即用膨胀水泥伴制的混凝土来浇筑此外，还有自张法，即用膨胀水泥伴制的混凝土来浇筑构件，利用混凝土硬化时的膨胀力使钢筋伸长而获得预应力。构件，利用混凝土硬化时的膨胀力使钢筋伸长而获得预应力。3/23/202218概述 近年来，随着施工工艺不断发展和完善，预应力混
17、凝土近年来，随着施工工艺不断发展和完善，预应力混凝土的应用范围愈来愈广。的应用范围愈来愈广。除除在传统工业与民用建筑的屋架、吊在传统工业与民用建筑的屋架、吊车粱、托架梁、空心楼板、大型屋面板、檩条、挂瓦板等单车粱、托架梁、空心楼板、大型屋面板、檩条、挂瓦板等单个构件上广泛应用外，个构件上广泛应用外，还还成功地把预应力技术运用到多层工成功地把预应力技术运用到多层工业厂房、高层建筑、大型桥梁、核电站安全壳、电视塔、大业厂房、高层建筑、大型桥梁、核电站安全壳、电视塔、大跨度薄壳结构、筒仓、水池、大口径管道、基础岩土工程、跨度薄壳结构、筒仓、水池、大口径管道、基础岩土工程、海洋工程等技术难度较高的大型
18、整体或特种结构上。海洋工程等技术难度较高的大型整体或特种结构上。3/23/202219概述六、常用的预应力钢筋六、常用的预应力钢筋 预应力筋有冷拉预应力筋有冷拉级钢筋、甲级冷拔低碳钢丝、级钢筋、甲级冷拔低碳钢丝、碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋及精轧螺纹钢筋等。碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋及精轧螺纹钢筋等。 在建筑工程中我国目前还较多地应用冷拉在建筑工程中我国目前还较多地应用冷拉钢筋钢筋作预应力筋。虽然这种钢筋强度不算太高，但价格便宜、塑作预应力筋。虽然这种钢筋强度不算太高，但价格便宜、塑性好，可以对焊接长，施工操作简单。性好，可以对焊接长，施工操作简单。 总之，预应力钢筋的发展趋势应是总之，预应
19、力钢筋的发展趋势应是高强度、粗直径、低高强度、粗直径、低松弛和耐腐蚀松弛和耐腐蚀。3/23/20222051先张法施工（目录）（目录）总体介绍总体介绍20一、台座一、台座26 （一）墩式台座（一）墩式台座27 （二）（二）. . 槽式台座槽式台座3737二、夹具和张拉设备二、夹具和张拉设备39 （一）（一）.夹具夹具39 （二）（二）.张拉设备张拉设备47三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺54 （一）（一）.预应力钢筋的铺设预应力钢筋的铺设54 （二）预应力钢筋的张拉（二）预应力钢筋的张拉55 （三）、混凝土的浇筑与养护（三）、混凝土的浇筑与养护78 （四）、预应力钢筋的放张（四）、预应力钢
20、筋的放张813/23/2022213/23/202222总体介绍：总体介绍：先张法：先张法：在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计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，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，使混凝土构件受拉区
21、的混凝土在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。获得预压应力。先张法生产示意图先张法生产示意图见下页见下页图图5.15.1所示。所示。 51先张法施工3/23/20222351先张法施工3/23/202224 先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，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。如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。 先张法生产时，可采用先张法生产时，可采用台座法台座法和和机组流水法机组流水法。 采用采用台座法台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；
22、预应力浇筑、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。筋放松前，其拉力由台座承受。51先张法施工3/23/202225 采用采用机组流水法机组流水法时，构件连同钢模通过固时，构件连同钢模通过固定的机组，按流水方式完成（张拉、锚固、定的机组，按流水方式完成（张拉、锚固、混凝土浇混凝土浇筑和养护）每一生产过程；预应力筑和养护）每一生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。筋放松前，其拉力由钢模承受。 先张法施工工艺流程先张法施工工艺流程如下页如下页图图5. .2所示。所示。 51先张法施工3/23/20222651先张法施工先张法（台座法）施工主要工艺流程是：先张法（
23、台座法）施工主要工艺流程是：清理台座、刷隔离剂清理台座、刷隔离剂预应力筋制作、非预应力筋骨架制作预应力筋制作、非预应力筋骨架制作穿预应力筋及安放非预应力钢筋骨架穿预应力筋及安放非预应力钢筋骨架安放预埋铁件安放预埋铁件调整初应力调整初应力张拉预应力筋张拉预应力筋安装模板安装模板浇筑混凝土浇筑混凝土养护混凝土养护混凝土拆除模板拆除模板放张、切断预应力筋放张、切断预应力筋构件起吊堆放构件起吊堆放继续养护。继续养护。3/23/20222751先张法施工51先张法施工一、台座一、台座1.对台座的要求：对台座的要求：台座由台座由台面台面、横梁横梁和和承力结构承力结构等组成，是先张法生产的等组成，是先张法生
24、产的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和养护主要设备。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。放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台座应有足因此，台座应有足够的强度、刚度和稳定性。够的强度、刚度和稳定性。 2.台座按构造形式分类：墩式台座、台座按构造形式分类：墩式台座、槽式台座。槽式台座。3/23/20222851先张法施工（一）墩式台座（一）墩式台座墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台
25、面共同承受拉力。共同承受拉力。 墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。3/23/2022291. 台墩 台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。 承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验稳定性验算算一般包括一般包括抗倾覆验算抗倾覆验算与与抗滑移验算抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于。抗倾覆系数不得小于1.51.5，抗滑移系数不得小于，抗滑移系数不得小于1. .3。3/23/20223051先张法施工1. 台墩 （1 1）. .抗倾覆验算抗倾覆验算抗倾覆验算的计算简图如抗倾覆验算
26、的计算简图如图图5. .3所示，按下式计算：所示，按下式计算：式中 K0台座的抗倾覆安全系数； M由张拉力产生的倾覆力矩，kNm； M=Te e 张拉合力T的作用点到倾覆转动点o的力臂，m； M抗倾覆力矩，kNm。如忽略土压力，则 M M=G=G1 1.l.l1 1+G+G2 2.l.l2 25 . 12/TeeEGLMMKp3/23/20223151先张法施工3/23/20223251先张法施工（2）.抗滑移能力验算抗滑移能力按下式验算： 式中 Ke 抗滑移安全系数； T张拉力合力，kN； T1 抗滑移的力，kN；对于独立的台墩，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
27、推力几乎全部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。 3/23/20223311.3eTKT51先张法施工51先张法施工2.台面台面台面承载能力计算：台面承载能力计算： 台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚它是在厚150mm夯实碎石垫层上，浇筑夯实碎石垫层上，浇筑6080mm厚厚C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有平整、光滑，沿其纵向有3%的排水坡度。的排水坡度。21KKAfPc3/23/202234轴心受压纵向弯曲系数，取1
28、台面断面积超载系数1.25附加安全系数1.551先张法施工3.横梁横梁 横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临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。的支座。 横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。 3/23/20223551先张法施工例题例题5.1.1：某墩式钢筋混凝土台座，其截面如某墩式钢筋混凝土台座，其截面如图示，台面宽图示，台面宽4，预应力张拉力共，预应力张拉力共1000，台面混凝，台面混凝土为，厚度土为，厚度100，验算其稳定性及台面承载能，验算
29、其稳定性及台面承载能力。力。3/23/20223651先张法施工解解：（：（1）.根据公式根据公式验算抗倾覆稳定性，由于埋深仅验算抗倾覆稳定性，由于埋深仅0.8，故不计土压力作，故不计土压力作用，只考虑混凝土墩自重及其悬臂部分自重。用，只考虑混凝土墩自重及其悬臂部分自重。111221.30.8425000（1.71.3/2）0.2541.7250001.7/2244403612.5280.52（*）M1000（0.1250.05）175 .0（*）280.52/175.01.61.5所以，抗倾覆满足。所以，抗倾覆满足。5 . 1121NeeEGLMMKp+=3/23/20223751先张法施工
30、(2).抗滑移稳定验算抗滑移稳定验算因为台座是整体式，不会产生滑移，不必验算。因为台座是整体式，不会产生滑移，不必验算。（3）台面承载力验算）台面承载力验算根据公式台面承载能力，根据公式台面承载能力，10所以，台面承载能力满足。所以，台面承载能力满足。21KKAfPc=KnKnP100021335 . 125. 11040001000 . 1=3/23/20223851先张法施工（二）（二）. . 槽式台座槽式台座槽式台座由槽式台座由端柱端柱、传力柱传力柱、横梁横梁和和台面台面组成。组成。槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨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
31、较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。槽式台座构造槽式台座构造如下页如下页图图5. .4所示。所示。一般要求：长度一般要求：长度76，宽度，宽度1.0。槽式台座需进行槽式台座需进行强度和稳定性计算强度和稳定性计算。端柱和传力柱的强度按。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。矩由端柱、横梁自重力矩及部分张拉力矩组成。 3/23/2022393/23/20224051先张法施工51先张法施工二、夹具和张拉设备二、夹具和张拉设备 夹具夹具是先
32、张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。（一）、夹具（一）、夹具、形式：、形式：按其工作用途不同分为按其工作用途不同分为锚固夹具锚固夹具和和张拉夹具张拉夹具。 、要求：工作方便可靠，构造简单，加工方便。、要求：工作方便可靠，构造简单，加工方便。 c、作用：临时性锚固。、作用：临时性锚固。3/23/20224151先张法施工（1） 钢丝锚固夹具钢丝锚固夹具 圆锥齿板式夹具（锥销夹具）圆锥齿板式夹具（锥销夹具）锥销夹具可分为圆锥齿板式夹具和圆锥锥销夹具可分为圆锥齿板式夹具
33、和圆锥槽式夹具，如下页槽式夹具，如下页图图5. .5所示。所示。 镦头夹具镦头夹具如如图图5.65.6所示，采用镦头夹具时，将预应所示，采用镦头夹具时，将预应力筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。力筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。 3/23/2022423/23/20224351先张法施工3/23/20224451先张法施工51先张法施工(2) 钢筋锚固夹具钢筋锚固夹具 钢筋锚固常用钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具圆套筒三片式夹具，由，由套筒和夹片组成（下页套筒和夹片组成（下页图图5. .7）。）。 其型号有其型号有YJ12YJ12、YJ14YJ14，适用于先张法；，适用于先张法；用用YC
34、-18YC-18型千斤顶张拉时，适用于锚固直径型千斤顶张拉时，适用于锚固直径为为12mm12mm、1414mm的单根冷拉的单根冷拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。级钢筋。3/23/2022453/23/20224651先张法施工3/23/202247(3) 张拉夹具张拉夹具 张拉夹具是夹持住预应力筋后，与张拉机械张拉夹具是夹持住预应力筋后，与张拉机械连接起来进行预应力筋张拉的机具。连接起来进行预应力筋张拉的机具。 常用的张拉夹具有常用的张拉夹具有月牙形夹具月牙形夹具、偏心式夹具偏心式夹具、楔形夹具楔形夹具等，如下页等，如下页图图5.85.8所示，适用于张拉钢所示，适用于张拉钢丝
35、和直径丝和直径16mm16mm以下的钢筋。以下的钢筋。 51先张法施工3/23/20224851先张法施工51先张法施工（二）、张拉设备（二）、张拉设备 张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的力的1.51.5倍；张拉机具的张拉行程不小于预倍；张拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的应力筋伸长值的1.11.11.31.3倍。倍。对张拉设备的要求：对张拉设备的要求： 工作可靠、能准确控制张拉应力、能以稳定的速率加大工作可靠、能准确控制张拉应力、能以稳定的速率加大拉力。拉力。3/23/20224951先张法施工 ( (1). ). 钢丝张拉设备钢丝张拉设备 钢丝
36、张拉分钢丝张拉分单根张拉单根张拉和和成组张拉成组张拉。 用钢模以机组流水法或传送带法生产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。构件时，常采用成组钢丝张拉。 在台座上生产构件一般采用单根钢丝在台座上生产构件一般采用单根钢丝张拉，可采用电动卷扬机、电动螺杆张拉张拉，可采用电动卷扬机、电动螺杆张拉机进行张拉。机进行张拉。 3/23/2022503/23/202251 电动卷扬机张拉、杠杆测力装置电动卷扬机张拉、杠杆测力装置 如下页如下页图图5.10所示。所示。 电动螺杆张拉机电动螺杆张拉机 如下页如下页图图5.115.11所示，电动螺杆张拉机由所示，电动螺杆张拉机由螺杆、顶杆、
37、张拉夹具、弹簧测力器及电动螺杆、顶杆、张拉夹具、弹簧测力器及电动机组成。机组成。 51先张法施工3/23/20225251先张法施工3/23/20225351先张法施工3/23/202254( (2) ) 钢筋张拉设备钢筋张拉设备 穿穿心式千斤顶用于直径心式千斤顶用于直径1220mm的单根钢筋、钢的单根钢筋、钢绞线或钢丝束的张拉。绞线或钢丝束的张拉。 用用YC20型穿心式千斤顶（下页型穿心式千斤顶（下页图图5.12）张拉时，）张拉时，高压油泵启动，从后油嘴进油，前油嘴回油，被偏心夹高压油泵启动，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。具夹紧的钢筋随液压缸的伸出而被
38、拉伸。 YC20型穿心式千斤顶的最大张拉力为型穿心式千斤顶的最大张拉力为20kN，最大，最大行程为行程为200mm。适用于用圆套筒三片式夹具张拉锚固。适用于用圆套筒三片式夹具张拉锚固1220mm单根冷拉单根冷拉HRB335、HRB400和和RRB400钢筋。钢筋。 51先张法施工3/23/20225551先张法施工51先张法施工三、先张法施工工艺三、先张法施工工艺铺筋铺筋张拉张拉浇筑混凝土及养护浇筑混凝土及养护放张放张（一）（一）.预应力钢筋的铺设预应力钢筋的铺设 对台面及模板要刷隔离剂。对台面及模板要刷隔离剂。 钢筋采用焊接时，应合理布置接头位置。尽可能避钢筋采用焊接时，应合理布置接头位置。
39、尽可能避免将接头拉入构件内。免将接头拉入构件内。3/23/20225651先张法施工（二）预应力钢筋的张拉（二）预应力钢筋的张拉 张拉控制应力张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，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。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。施工中采用控制应力的数值直接影响预应力的效果。施工中采用超超张拉工艺张拉工艺，使超张拉应力比控制应力提高，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，可比设计要求提高应力筋需要超张拉时，
40、可比设计要求提高3%5%，但其最，但其最大张拉控制应力不得超过下页大张拉控制应力不得超过下页表表5.1的规定。的规定。3/23/2022573/23/202258表表5. .1张拉控制应力限值张拉控制应力限值 钢筋种类 张拉方法 先张法 后张法 消除应力钢丝、钢绞线 热处理钢筋 冷拉钢筋0.8fptk 0.75fptk0.95fpyk0.75fptk0.70fptk0.90fpyk51先张法施工fptk根据极限抗拉强度确定的强度标准值。fpyk根据屈服强度确定的强度标准值。51先张法施工1.张拉方法：单根张拉（多用于现场）张拉方法：单根张拉（多用于现场）成组张拉（预制厂）成组张拉（预制厂）.
41、.单根张拉单根张拉 .冷拔低碳钢丝冷拔低碳钢丝 .高强度刻痕钢丝高强度刻痕钢丝 .冷拉钢筋冷拉钢筋 .热处理钢筋或钢绞线热处理钢筋或钢绞线3/23/20225951先张法施工.多根预应力钢筋成组张拉3/23/20226051先张法施工2.预应力钢筋的张拉预应力钢筋的张拉（1）张拉前的准备张拉前的准备 a.钢筋的接长与冷拉钢筋的接长与冷拉 钢丝的接长：钢丝的接长： 一般用钢丝拼接器用一般用钢丝拼接器用2022号铁丝密排绑扎号铁丝密排绑扎( (下页下页图图5. .14) )。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于40倍钢丝倍钢丝直径；高强度钢丝不得小于直径；高强
42、度钢丝不得小于80倍钢丝直径。倍钢丝直径。3/23/2022613/23/20226251先张法施工3/23/202263 b.b.预应力钢筋的接长与冷拉：预应力钢筋的接长与冷拉： 预应力钢筋一般采用冷拉预应力钢筋一般采用冷拉HRB335HRB335、HRB400HRB400和和RRB400RRB400热轧钢筋。预应力钢筋的接长及预应力钢筋与螺热轧钢筋。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，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，一以免焊接而降低冷拉后的强度。预应力钢筋的制作，一般有般有对焊对焊和和
43、冷拉冷拉两道工序。两道工序。 预应力钢筋铺设时，钢筋与钢筋、钢筋与螺丝端预应力钢筋铺设时，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。杆的连接可采用套筒双拼式连接。51先张法施工3/23/202264( (2) ) 钢筋（丝）的镦头钢筋（丝）的镦头 预应力筋（丝）固定端采用镦头夹具锚固时，钢预应力筋（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。筋（丝）端头要镦粗形成镦粗头。 镦头一般有镦头一般有热镦和冷镦两种工艺。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，进行口紫铜模具内，进行多次脉冲
44、式通电加热、加压形成镦多次脉冲式通电加热、加压形成镦粗头（下页粗头（下页图图5.155.15）。）。 51先张法施工3/23/20226551先张法施工3/23/202266（3） 张拉机具设备及仪表定期维护和校验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，保证张拉力的力与仪表读数的关系曲线，保证张拉力的准确，每半年校准确，每半年校验一次。设备出现反常现验一次。设备出现反常现象或检修后应重新校验。张拉设备宜定岗象或检修后应重新校验。张拉设备宜定岗负责，专人专用。负责，专人专用。51先张法施工3/23/202267（4 4
45、） 预应力筋（丝）的铺设预应力筋（丝）的铺设 长线台座面（或胎模）在铺放钢丝前，应长线台座面（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隔离清扫并涂刷隔离剂。一般涂刷皂角水溶性隔离剂，易干燥，污染钢筋易清除。涂刷均匀不得剂，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。中，应防止雨水或养护水冲刷掉台面隔离剂。
46、51先张法施工3/23/202268（5） 张拉前的检察张拉前的检察 检查预应力筋的品种、级别、规格、数量（排数、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。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，表面无裂纹展开后平顺，没有弯折，表面无裂纹、小刺、机械损伤、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等。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。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。横梁、定位承力板是否贴合及严密稳固。 51先张法施
47、工3/23/202269 预应力筋张拉后，对设计位置的偏差不得大于预应力筋张拉后，对设计位置的偏差不得大于5mm5mm，也不得大于构件截面最短边长的也不得大于构件截面最短边长的4%4%。 在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予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。以更换。 张拉、锚固预应力筋应专人操作，实行岗位责任制，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。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、安装预埋铁在已张拉钢筋（丝）上进行绑扎钢筋、安装预埋铁件、支承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞件、支承安装模板等操作时，要
48、防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。钢丝。 51先张法施工51先张法施工（6 6）. .张拉控制应力张拉控制应力不能过低，否则达不到效果；不能过低，否则达不到效果；不能过高，原因有三：不能过高，原因有三： . . 会使构件出现裂壁的荷载与破坏荷载很接近，会使构件出现裂壁的荷载与破坏荷载很接近，在破坏前没有明显的警告，这是很危险的。在破坏前没有明显的警告，这是很危险的。3/23/20227051先张法施工 . . 超张拉过大使钢筋应力超过屈服点，产生塑性超张拉过大使钢筋应力超过屈服点，产生塑性变形将影响预应力值的准确性和张拉工艺的安全性。变形将影响预应力值的准确性和张拉工艺的安全性。 . . 控制应力较大
49、造成构件反拱过大或预拉区出现控制应力较大造成构件反拱过大或预拉区出现裂缝也是不利的。裂缝也是不利的。 因此，预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求，当因此，预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求，当施工中预应力筋需要张拉时，可比设计要求提高施工中预应力筋需要张拉时，可比设计要求提高5，但其，但其最大控制应力不得超过最大控制应力不得超过下页表下页表53的规定的规定。3/23/2022713/23/202272（7）.张拉程序张拉程序张拉程序可按下列之一进行：张拉程序可按下列之一进行： 或或其中其中concon为预应力筋的张拉控制应力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：
50、为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用：的张力程序。的张力程序。 预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序序0103%0103%concon。 2minconcon0105% 持荷con0103%2minconcon0105% 持 荷51先张法施工51先张法施工超张拉的目的：减少应力松弛。超张拉的目的：减少应力松弛。应力松弛应力松弛钢材在常温高应力下由于塑性变形而使钢材在常温高应力下由于塑性变形而使应力随时间的延续而降低的现象。应力随时间的延续而降低的现象。这种现象在头几分钟内发展得特别快，往后则趋于缓这种现象在头几分钟内发展得特别快，往后则趋于缓
