5 桥梁预应力土工程施工技术

1、主要内容：主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工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。无粘结预应力混凝土施工工艺，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。原理、特点及应用。学习要求：学习要求：v了解预应力混凝土的概念，及其在工程应用中的优了解预应力混凝土的概念，及其在工程应用中的优点；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； 预应力混凝土预应力混凝土：预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用；它：预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用；它是在结构构件承受使用荷载之前，在构件的受拉区域张拉钢筋，利

2、用是在结构构件承受使用荷载之前，在构件的受拉区域张拉钢筋，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区域的混凝土预先施加压力，产钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区域的混凝土预先施加压力，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混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。 当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然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，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从

3、而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和构件裂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凝土施加预压应力的钢筋混凝刚度。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，叫做预应力混凝土。土，叫做预应力混凝土。 施加预加应力的方法主要有：施加预加应力的方法主要有：先张法、后张法、后先张法、后张法、后张自锚法、电热法和自张法张自锚法、电热法和自张法等。等。 为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。土。 当采用冷拉当采用冷拉hrb335hrb335、hrb400hrb400钢筋和冷轧带肋钢

4、筋作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预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于c30c30； 当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于c40。 5.1 预应力筋及设备预应力筋及设备5.4 无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工 本本 章章 内内 容容5.2 先张法施工先张法施工 5.3 后张法施工后张法施工本章小结本章小结 5.1 预应力筋及设备预应力结构的定义 预应力结构可以定义为：在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用性

5、能的这种结构形式称之为预应力结构。 预应力混凝土结构 预应力结构具有如下的一些特点：预应力结构具有如下的一些特点：改善结构的使用性能，提高结构的耐久性；改善结构的使用性能，提高结构的耐久性；减小构件截面高度，减轻自重；减小构件截面高度，减轻自重；充分利用高强钢材；充分利用高强钢材；具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能；提高抗剪具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能；提高抗剪承载力；承载力；提高抗疲劳强度；提高抗疲劳强度；具有良好的经济性。具有良好的经济性。混凝土在预应力混凝土结构中所采用的混凝土应具有高强、高强、轻质和高耐久性轻质和高耐久性的性质。一般要求混凝土的强度等级不低于c30。目前，我国

6、在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用c50c60的高强混凝土，最高混凝土强度等级已达到c80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。国外混凝土的平均抗压强度每10年提高510mpa，现已出现抗压强度高达200mpa的混凝土。 预应力钢筋预应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。对预应力筋的基本要求是高强度高强度、较好的塑性较好的塑性以及较好的粘较好的粘结性能结性能。 预应力钢筋种类（1）高强钢筋）高强钢筋冷拉热轧低合金钢筋冷拉热轧低合金钢筋 热处理低合金钢筋热处理低合金钢筋 （2）高强钢丝）高强钢丝 冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面、刻痕和螺冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面、刻痕

7、和螺旋肋三种。常用的高强钢丝的直径（旋肋三种。常用的高强钢丝的直径（mm）有：）有： 4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等几种。等几种。 （3）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，再经低温回火处粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合，再经低温回火处理即可。理即可。 图预应力钢绞线的截面d 钢绞线直径；d 0中心钢丝直径；d 外层钢丝直径（4）无粘结预应力筋）无粘结预应力筋 是一种在施加预应力后沿全长是一种在施加预应力后沿全长与周围混凝土不粘结的预

8、应力筋，它由预应力钢材、涂料层和包与周围混凝土不粘结的预应力筋，它由预应力钢材、涂料层和包裹层组成裹层组成a）无粘结预应力筋；b）截面示意图4-5无粘结预应力筋1聚乙烯塑料套管；2保护油脂；3钢绞线或钢丝束图 无粘结预应力筋 （5）非金属预应力筋非金属预应力筋主要是指用纤维增强塑料（简称frp）制成的预应力筋，主要有玻璃纤维增强塑料（gfrp）、芳纶纤维增强塑料（afrp）及碳纤维增强塑料（cfrp）预应力筋等几种形式。锚具、夹具及连接器预应力筋用的锚具锚具是在后张法预应力混凝土结构或构件中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。夹具夹具则是在先张法预应力混凝土构件施工

9、时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座（或设备）上的临时性锚固装置；或在后张法预应力混凝土结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置。 连接器连接器是用于连接预应力筋的装置。此外还有预应力筋与锚具等组合装配而成的受力单元，如预应力筋-锚具组装件、预应力筋-夹具组装件、预应力筋-连接器组装件等。 夹具和锚具的种类1.夹具和锚具锚具（m）：锚固在构件端部，与构件联成一体共同受力，不再取下的称为锚具。用于后张法。夹具（j）：在张拉钢筋和混凝土成型过程中夹持和临时固定预应力筋，待混凝土达到一定强度后取下并再重复使用的称为夹具。 用于先张法。（1）单根粗钢筋锚具 lm型螺丝

10、端杆锚具 （张拉端和固定端）；固定端：帮条锚具 ； 镦头锚具 （2）钢筋束、钢绞线锚具 夹片式锚具：单孔和多孔。主要品牌有：qm 、ovm、bm等。 夹片的块数与预应力钢筋或钢绞线的根数相同，夹片呈楔形，其截面为扇形。每一块夹片有二个圆弧形槽，槽内有齿纹，用以锚住预应力钢筋。锚具靠摩擦力锚固预应力筋，依靠摩擦力将预拉力传给夹片。再通过夹片的楔入作用将承压力传给锚环，锚环挤压混凝土（或通过垫板）通过承压力将张拉力传给混凝土构件。qm锚具 扁锚（bm） ovm锚具 固定端锚具：挤压锚具和压花锚具。其中挤压锚具既可埋在混凝土内，也可安装在结构之外，对有粘结、无粘结钢绞线都适用，应用范围最广。压花锚具

11、仅用于固定端空间较大且具有足够的粘结长度的情况，但成本最低。压花锚具挤压锚具（3）钢丝束锚具 钢质锥形锚具； 锥型螺杆锚具 ；镦头锚具 钢质锥形锚具（4）夹具锚固夹具：钢质锥形夹具；墩头夹具 张拉夹具 ：月牙夹具、偏心式夹具和楔形夹具 （4）夹具、锚具的质量检验1000套为一个验收批 外观检查 ：10%的锚具且不少于10套 （裂纹和尺寸 ）硬度检验：5%的锚具且不少于5套 （如夹片 ） 静载锚固性能试验：3个预应力筋锚具组装件，测定预应力筋用夹片效率系数。 先张法先张法：先张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时固先张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时固定在台座（或钢模上），然后浇筑混凝土，待混凝

12、土达定在台座（或钢模上），然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度（一般不低于设计强度的到一定强度（一般不低于设计强度的75%75%），预应力筋和），预应力筋和砼之间有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助粘结力，砼之间有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助粘结力，对砼施加预应力的施工方法。对砼施加预应力的施工方法。先张法生产示意图见下图图所示。 先张法先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如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。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。 台座法台座法：预应力筋的

13、张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护：预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放张等均在台座上进行；预应力筋放张前，及预应力筋放张等均在台座上进行；预应力筋放张前，其拉力由台座承受。其拉力由台座承受。机组流水法机组流水法：构件连同钢模通过固定的机组，按流水方：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。程；预应力筋放松前，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如图图5. .2所示。所示。 先张法施工准备先张法施工准备 台座由台座由台面台面、横梁横梁

14、和和承力结构承力结构等组成，是先张法生产等组成，是先张法生产的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和的主要设备。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。座应有足够的强度、刚度和稳定性。（1 1） 墩式台座墩式台座 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。同承

15、受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。 台座台座 先张法施工准备先张法施工准备 台座台座 台墩台墩 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。稳定性稳定性验算验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。抗倾覆系数不得小于不得小于1.51.5，抗滑移系数不得小于，抗滑移系数不得小于1. .3。 抗倾覆验算的计算简图如抗倾覆验算的计算简图如图图5. .3所示，按下式计算：所示，按下式计算：式中：式中：k k0 0 台座的抗倾覆安全系数；台座的抗

16、倾覆安全系数； m m 由张拉力产生的倾覆力矩，由张拉力产生的倾覆力矩，knknm m；m=tm=te e e e 张拉合力张拉合力t t的作用点到倾覆转动点的作用点到倾覆转动点o o的力臂，的力臂，m m； m抗倾覆力矩，抗倾覆力矩，knm。 01.5mkm如忽略土压力，则如忽略土压力，则 m m=g=g1 1.l.l1 1+g+g2 2.l.l2 2抗滑移能力按下式验算：抗滑移能力按下式验算： 式中式中 k ke e 抗滑移安全系数；抗滑移安全系数； t t 张拉力合力，张拉力合力，knkn； t t1 1 抗滑移的力，抗滑移的力，knkn；对于独立的台墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等对于独

17、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，可在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。 11.3etkt 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，它是在厚是在厚150150mmmm夯实碎石垫层上，浇筑夯实碎石垫层上，浇筑6060100100mmmm厚厚c20c20混凝土面混凝土面层，原浆压实抹光而成。层，原浆压实抹光而成。 台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵

18、向有台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有3%3%的排水坡度。的排水坡度。 横梁横梁 横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临时固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。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。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。 （2 2） 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、上下横梁上下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

19、。吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。槽式台座构造槽式台座构造如如图图5. .4所示。所示。 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钢筋混凝土结构偏心受压构件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。部分张拉力矩组成。 先张法夹具分为两类：先张法夹具分为两类：一类是一类是锚固夹具锚固夹具，将预应力筋，将预应力筋固定在台座上；另一类是固定在台座上；另一类是张拉夹具张拉夹具，张拉时夹持预应力筋。，张拉时夹持预应力筋。 先张法常采用

20、的预应力筋有钢筋和钢丝，夹具也分为先张法常采用的预应力筋有钢筋和钢丝，夹具也分为钢筋夹具钢筋夹具和和钢丝夹具钢丝夹具。（1） 钢丝锚固夹具钢丝锚固夹具 v圆锥齿板式夹具（锥销夹具）：可分为圆锥齿板式夹具（锥销夹具）：可分为圆锥齿板式圆锥齿板式夹具夹具和和圆锥槽式圆锥槽式夹具，如夹具，如图图5. .5所示。所示。 v镦头夹具：如镦头夹具：如图图5.65.6所示，采用镦头夹具时，将预应力所示，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。筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。 夹具夹具 (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、螺丝端杆夹具等。圆圆

21、套筒三片式夹具、螺丝端杆夹具等。圆套筒三片式夹具套筒三片式夹具由套筒和夹片组（由套筒和夹片组（图图5. .7）。）。其型号有其型号有yj12yj12、yj14yj14，适用于先张法；用适用于先张法；用yc-18yc-18型千斤顶型千斤顶张拉时，适用于锚固直径为张拉时，适用于锚固直径为1212mmmm、1414mm的单根冷拉的单根冷拉hrb335、hrb400、rrb400级钢筋。级钢筋。(3) (3) 张拉夹具张拉夹具 张拉夹具是夹持住预应力筋后，与张拉机械连接起来进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。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

22、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，如等，如图图5.85.8所示，适用于张拉钢丝和直径所示，适用于张拉钢丝和直径1616mmmm以下的钢以下的钢筋。筋。 张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.51.5倍；张拉倍；张拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的1.11.11.31.3倍。倍。( (1) ) 钢丝张拉设备钢丝张拉设备 钢丝张拉分钢丝张拉分单根张拉单根张拉和和多根张拉多根张拉。 用钢模以机组流水法时，常采用多根钢丝张拉；一般采用用钢模以机组流水法时，常采用多根钢丝张拉；一般采用拉杆式

23、千斤顶。拉杆式千斤顶。在台座上生产构件一般采用单根钢丝张拉，可采用小型电在台座上生产构件一般采用单根钢丝张拉，可采用小型电动卷扬机、电动螺杆张拉机进行张拉。动卷扬机、电动螺杆张拉机进行张拉。 张拉设备张拉设备 拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶 穿心式千斤顶穿心式千斤顶先张法施工工艺先张法施工工艺 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。施工中采用超张超张拉工艺拉工艺，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%3

24、%5%5%。 预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。施工中预应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，可比设计要求提高力筋需要超张拉时，可比设计要求提高3%3%5%5%，但其最大，但其最大张拉控制应力不得超过张拉控制应力不得超过表表5.15.1的规定。的规定。 张拉控制应力和张拉程序张拉控制应力和张拉程序 表表5.15.1最大张拉控制应力允许值最大张拉控制应力允许值钢筋种类钢筋种类 张拉方法张拉方法 先张法先张法 后张法后张法 碳素钢丝、钢绞线、刻痕钢丝碳素钢丝、钢绞线、刻痕钢丝 热处理钢筋、冷拔低碳钢丝热处理钢筋、冷拔低碳钢丝 冷拉钢筋冷拉钢筋0.800.80f

25、 fptkptk 0.750.75f fptkptk0.950.95f fptkptk0.750.75f fptkptk0.700.70f fptkptk0.900.90f fptkptkf fptkptk为预应力钢筋极限抗拉强度标准值为预应力钢筋极限抗拉强度标准值 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，宜采用一次张拉程序：预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序：2minconc

26、on0105% 持荷concon0103%1.05锚固2minconcon0105% 持 荷concon0103%1.05锚固预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。预应力筋理论伸长值预应力筋理论伸长值l按下式计算：按下式计算： 式中式中 fp 预应力筋平均张拉力，预应力筋平均张拉力，kn；轴线张拉取张拉端的拉力；两端轴线张拉取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值； l 预应力筋的长度，预应力筋的长度，mm； ap 预应力筋的截面面积，预应力筋的截面面

27、积，mm2； es 预应力筋的弹性模量，预应力筋的弹性模量，kn/mm2。预应力值的校核预应力值的校核 ppsf la el（1 1） 张拉前的准备张拉前的准备 检查预应力筋的品种、级别、规格、数量（排数、根数）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。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。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

28、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。 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预应力筋张拉后，对设计位置的偏差不得大于5 5mmmm，也不得也不得大于构件截面最短边长的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以更换。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。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、支在已张拉钢筋（丝）上进行绑扎钢

29、筋、安装预埋铁件、支承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。承安装模板等操作时，要防止踩踏、敲击或碰撞钢丝。 （2） 钢筋的接长钢筋的接长钢丝的接长钢丝的接长 一般用钢丝连接器用一般用钢丝连接器用2022号铁丝密排绑扎号铁丝密排绑扎( (图图5. .14) )。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于40倍倍钢丝直径；高强度钢丝不得小于钢丝直径；高强度钢丝不得小于80倍钢丝直径。倍钢丝直径。( (3 3) ) 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，钢筋（丝）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

30、形成镦粗头。端头要镦粗形成镦粗头。 ( (4 4) ) 预应力筋的张拉力和伸长值的计算预应力筋的张拉力和伸长值的计算 控制张拉力：控制张拉力：f fp p=concona ap pn n 超张拉力：超张拉力：f=f=（103103105105）% %concona ap pn n 伸长值：伸长值：式中式中 concon 预应力张拉控制应力，预应力张拉控制应力，kn/mmkn/mm2 2； a ap p 预应力筋截面面积，预应力筋截面面积，mmmm2 2； n n 同时张拉预应力筋的根数；同时张拉预应力筋的根数； e es s 预应力筋的弹性模量，预应力筋的弹性模量，kn/mmkn/mm2 2；

31、 l l 预应力筋的长度，预应力筋的长度，mmmm。 conslle （5 5） 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，以确定张拉力与仪表读数的关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。人专用。 预应力筋张拉注意事项预应力筋张拉注意事项 对重要结构构件（如吊车梁、屋架等）的预应力筋，用应力对重要结构构件（如吊车梁、屋架等）的预应力筋，用

32、应力控制方法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。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（同时张拉多根预应力钢丝时，应预先调整初应（1 10-0-1515% %)concon，使其相互之间的应力一致。使其相互之间的应力一致。 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。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。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

33、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。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后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成。成。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。混凝土未达到一采用机械振捣密实时，要避免碰撞钢丝。混凝土未达到一

34、定强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。定强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。 预应力混凝土可采用预应力混凝土可采用自然养护自然养护或或湿热养护湿热养护，自然养护不得，自然养护不得少于少于1414d d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。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。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，一般不超过土未达到一定强度前，温差不要太大，

35、一般不超过2020c c。 (1) (1) 放张顺序放张顺序 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。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：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，应先心预压力构件，应先同时同时放张预压力较小区域的预应力筋，放张预压力较小区域的预应力筋，再再同时同时放张预压力较大区域的预应力筋。放张预压力较大区域的预应力筋。v长线

36、台座生产的钢弦构件，剪断钢丝宜从台座中部开始；长线台座生产的钢弦构件，剪断钢丝宜从台座中部开始；叠层生产的预应力构件，宜按自上而下的顺序进行放松；叠层生产的预应力构件，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。板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。 预应力筋放张预应力筋放张 （2 2） 放张方法放张方法 放张单根预应力筋，一般采用千斤顶放张，如放张单根预应力筋，一般采用千斤顶放张，如图图5.16(5.16(a)a)所示。所示。 构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔块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。等放松装置。v砂箱装置如砂箱装置如图

37、图5.165.16（b b）所示。所示。v楔块放张装置如楔块放张装置如图图5.165.16（c c）所示。所示。 对于配置预应力筋数量不多的混凝土构件放张时，对于配置预应力筋数量不多的混凝土构件放张时，可以采用钢丝钳剪断、锯割等。可以采用钢丝钳剪断、锯割等。后张法：后张法：先制作混凝土构件，并在预应力筋的位先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定置预留出相应孔道，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。把预应力筋锚固，最后进行孔道灌浆。预应力混凝土预应力混凝

38、土后张法生产工艺后张法生产工艺见见图图5.175.17所示。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。构件，而且后张法又是预制构件拼装的手段。 后张法的后张法的工艺流程工艺流程见见图图5.185.18所示。所示。 1.1. 施工设备施工设备 张拉设备张拉设备张拉设备包括张拉设备包括张拉千斤顶张拉千斤顶、高

39、压油泵高压油泵和和压力表压力表。 其他设备其他设备波纹管波纹管、锚垫板锚垫板、夹片夹片、钢绞线钢绞线、锚环锚环、垫管垫管、挤压头（机）挤压头（机）预应力后张法预应力后张法 .1 施工设备施工设备钢绞线钢绞线锚垫板锚垫板预留槽预留槽预应力后张法预应力后张法 1. 施工设备施工设备锚环锚环夹片夹片挤压头挤压头预应力后张法预应力后张法 .1. 施工设备施工设备工人在加工挤压头工人在加工挤压头预应力后张法预应力后张法 1. 施工设备施工设备插好的垫管插好的垫管工人正在忙碌穿垫工人正在忙碌穿垫管管预应力后张法预应力后张法 1. 施工设备施工设备 高强钢丝束的制备高强钢丝束的制备 钢丝的下料长度应为：钢丝

40、的下料长度应为： 10lll制梁步骤制梁步骤:制作留有预应力筋孔道的梁体制作留有预应力筋孔道的梁体张拉并锚固张拉并锚固混凝土达到规定强度混凝土达到规定强度在孔道内穿入预应力筋在孔道内穿入预应力筋孔道压浆并浇筑梁端封头混凝土孔道压浆并浇筑梁端封头混凝土构件混凝土预留构件混凝土预留孔道长度孔道长度固定端和张拉端固定端和张拉端( (或两个张拉或两个张拉端端) )所需要的钢丝工作长度所需要的钢丝工作长度2.2. 后张法工艺后张法工艺预应力后张法预应力后张法 . 2. 后张法工艺后张法工艺 钢铰线束的制备钢铰线束的制备 钢铰线束的下料长度应考虑孔道长度和张拉时的工作长度。钢铰线束的下料长度应考虑孔道长度

41、和张拉时的工作长度。 钢绞线的下料有氧气乙炔切割法、电弧熔割法和机械切割法。钢绞线的下料有氧气乙炔切割法、电弧熔割法和机械切割法。 2.后张法工艺后张法工艺 孔道形成孔道形成孔道形成包括制孔器的选择、安装和抽拔以及通孔检查等工作。孔道形成包括制孔器的选择、安装和抽拔以及通孔检查等工作。1) 1)制孔器的种类：埋置式和抽拔式制孔器的种类：埋置式和抽拔式 镀锌波纹管镀锌波纹管 2.后张法工艺后张法工艺塑料波纹管塑料波纹管常用的抽拔式制孔器常用的抽拔式制孔器( (俗称抽拔管俗称抽拔管) )有以下三种：有以下三种：橡胶管制孔器橡胶管制孔器金属伸缩管制孔器金属伸缩管制孔器钢管制孔器钢管制孔器 2.后张法

42、工艺后张法工艺橡胶管接头橡胶管接头 2. 后张法工艺后张法工艺拔橡胶管拔橡胶管穿预应力筋穿预应力筋穿束穿束预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺张拉设备张拉设备 张拉设备包括张拉设备包括张拉千斤顶张拉千斤顶、高压油泵高压油泵和和压力表压力表。预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺 张拉工艺张拉工艺 预应力后张法预应力后张法 2.后张法工艺后张法工艺孔道压浆和封锚孔道压浆和封锚压浆的目的压浆的目的防护预应力筋防护预应力筋( (束束) )免于免于锈蚀，并使它们与构件相锈蚀，并使它们与构件相粘结而形成整体粘结而形成整体压浆后将所有锚头用混凝土封闭，压浆后将所有锚头用混凝土

43、封闭，完成预制工作完成预制工作预应力后张法预应力后张法 2.后张法工艺后张法工艺工程实例一：工程实例一： 后张箱梁制造工艺流程后张箱梁制造工艺流程预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺箱梁底模箱梁底模箱梁底模及侧模箱梁底模及侧模预应力后张法预应力后张法 .2 后张法工艺后张法工艺液压式内模液压式内模拼装式内模拼装式内模预应力后张法预应力后张法 2 . 后张法工艺后张法工艺双线梁底腹板钢筋吊装双线梁底腹板钢筋吊装双线梁顶板钢筋吊装双线梁顶板钢筋吊装预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺单线梁底腹板钢筋绑扎单线梁底腹板钢筋绑扎单线梁顶板钢筋绑扎单线梁顶板钢筋绑扎预应力后

44、张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺单线梁内模就位单线梁内模就位单线梁外模就位单线梁外模就位预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺灌注混凝土灌注混凝土预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺蒸汽养护蒸汽养护篷布遮盖篷布遮盖温度计温度计蒸汽锅炉蒸汽锅炉预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺拆端模拆端模预应力后张法预应力后张法 .2 .后张法工艺后张法工艺拆内模拆内模预应力后预应力后 .2 后张法工艺后张法工艺一期张拉一期张拉预应力后张法预应力后张法 . 2. 后张法工艺后张法工艺将梁由底模上顶起将梁由底模上顶起移梁至存梁台座移梁至存梁台座预应力后张

45、法预应力后张法 .2 后张法工艺后张法工艺存梁存梁二期张拉二期张拉预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺 封锚前封锚前压浆压浆封锚后封锚后预应力后张法预应力后张法 . 2. 后张法工艺后张法工艺准备吊梁准备吊梁吊梁至运梁便道吊梁至运梁便道运梁到桥位运梁到桥位预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺工程实例二：工程实例二： 后张后张t t梁制造工艺流程梁制造工艺流程预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺 浇筑混凝土浇筑混凝土蒸汽养护蒸汽养护预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺张拉力筋张拉力筋预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工

46、艺运梁运梁预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺预应力后张法预应力后张法 2. 后张法工艺后张法工艺 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后张法施工工艺与预应力施工有关的是孔道留设孔道留设、预应力筋张拉预应力筋张拉和和孔道灌浆孔道灌浆三部分。三部分。 5.2.2.1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。孔道留设的锚固后灌浆用。孔道留设的基本要求：基本要求： 孔道直径应保证预应力筋（束）能顺利穿过。孔道直径应保证预应力筋（束）能顺利穿过。 孔

47、道应按设计要求的位置、尺寸埋设准确、牢固，浇筑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。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。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。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，预留孔道形状有直线、曲线和折线形，孔道留设方法孔道留设方法：（1 1） 钢管抽芯法钢管抽芯法预先将平直、表面圆滑的钢管埋设在模板内预

48、应力筋孔道预先将平直、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。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钢管抽芯法只用于留设直线孔道直线孔道，钢管长度不宜超过，钢管长度不宜超过1515m m，钢管两端各伸出构件钢管两端各伸出构件500500mmmm左右，以便转动和抽管。左右，以便转动和抽管。构件较长时，可采用两根钢管，中间用套管连接（构件较长时，可采用

49、两根钢管，中间用套管连接（图图5.335.33）。）。抽管时间与水泥品种、浇筑气温和养护条件有关。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。间孔道同心。 （2 2） 胶管抽芯法胶管抽芯法 胶管采用胶管采用5 57 7层帆布夹层，壁厚层帆布夹层，壁厚6 67 7mmmm的普通橡胶管，用的普通橡胶管，用于直线、曲线或折线孔道成型于直线、曲线或折线孔道成型。胶管一端密封，另一端接上阀门，

50、安放在孔道设计位置上；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）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。曲后直的顺序将胶管抽出。（3 3） 预埋管法预埋管法 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。种施工方法。适用于适用于预应力筋密集或曲

51、线预应力筋的孔道埋设预应力筋密集或曲线预应力筋的孔道埋设预应力筋张拉 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，可比设计要求提高时预应力筋需超张拉，可比设计要求提高3%3%5%5%。（1 1） 穿筋穿筋 成束的预应力筋将一头对齐，按顺序编号套在穿成束的预应力筋将一头对齐，按顺序编号套在穿束器上束器上（图（图5.345.34）。 （2 2） 预应力筋的张拉顺序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。采取分批分阶段对称地进行。图

52、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。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，应采用分批批分阶段对称张拉分阶段对称张拉。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。先上后下，逐层进行。 （3 3） 预应力筋张拉程序预应力筋张拉程序 预应力筋的张拉程序，主要根据构件类型、张锚体系、预应

53、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。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：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：求采取超张拉以减少应力松弛损失时，其张拉程序可为： 2minconcon0105% 持荷con0103%（4 4） 预应力筋的张拉方法预应力筋的张拉方法 对于曲线预应力筋和长度大于对于曲线预应力筋和长度大于2424m m的直线预应力

54、筋，应采用的直线预应力筋，应采用两端同时张拉的方法；长度等于或小于两端同时张拉的方法；长度等于或小于2424m m的直线预应力筋，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。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对预埋波纹管孔道曲线预应力筋和长度大于3030m m的直线预应的直线预应力筋宜在两端张拉，长度等于或小于力筋宜在两端张拉，长度等于或小于3030m m的直线预应力筋可的直线预应力筋可在一端张拉。在一端张拉。 安装张拉设备时，对于安装张拉设备时，对于直线直线预应力筋，应使张拉力的作用线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；对

55、于与孔道中心线重合；对于曲线曲线预应力筋，应使张拉力的作用预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线方向重合。线与孔道中心线末端的切线方向重合。 （5 5） 张拉安全事项张拉安全事项 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；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。在侧面工作。 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。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，灌浆用水泥浆应有足够的粘结力，且应