预应力工程-先张法预应力施工（建筑施工技术）

预应力工程教学要求：教学重点：教学难点：授课节数：了解先张法和后张法的施工用具，掌握先张法、后张法的施工工艺先张法、后张法的施工工艺夹具、锚具的区分分为2个小节普通钢筋砼构件的抗拉极限应变只有0.1--0.15×10-3。构件砼受拉开裂时，受拉钢筋的应力仅达1/4--1/3，钢筋的抗拉强度未能充分发挥预应力砼工作原理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。建立预压应力的方法通常是通过对受拉区的预应力钢筋进行张拉、锚固、放松，借助预应力钢筋的弹性回缩，使受拉区砼事先获得预压应力来实现的。砼箱梁中的预应力筋T梁中的预应力钢丝束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的优缺点⑴有效利用高强钢材；⑵减小结构构件的截面尺寸、自重，能增大结构构件跨度，降低结构构件占用空间；⑶提高使用荷载下结构的抗裂性和刚度；⑷质量好、降低工程造价、结构耐久性好；⑸技术含量高、操作要求严，需要增添专用设备。先张法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。先张法施工工艺示意图先张法生产有台座法和台模法

两种。1.1台座

台座由台面、横梁和承力结构组成。按构造形式不同，可分为墩式台座、槽形台座和桩式台座等。台座可成批生产预应力构件。台座承受全部预应力筋的拉力，故台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引起预应力的损失。墩式长线台座台座台面1.1.1墩式台座

墩式台座由现浇钢筋砼做成，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，台座设计应进行抗倾覆验算与抗滑移验算。墩式台座近景台座钢横梁线杆连接器预应力筋墩式台座构造示意图1.1.2槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成，既可承受张拉力和倾覆力矩,加盖后又可作为蒸汽养护槽。适用于张拉吨位较大的吊车梁、屋架、箱梁等大型预应力砼构件。槽式台座构造示意图

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。1.1.3钢模台座箱梁钢模组装箱梁端部模板作张拉台座1.2施工工艺张拉预应力筋支侧模、安设预埋件预应力筋制作支底模、安放钢筋骨架及预应力筋压试块制作砼试块浇筑砼养护、拆模放松预应力筋构件起吊、堆放张拉机具准备调整初应力1.2.1工艺流程先张法预应力筋张拉1.2.2预应力筋的张拉⑴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10～20kN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。数控式预应力钢丝张拉机⑵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⑶单根钢绞线张拉：可采用前卡式千斤顶张拉，单孔夹片工具锚固定。前卡式千斤顶逐根张拉⑷整体钢绞线张拉：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。活动横梁固定横梁工具锚台座式千斤顶高压油泵墩式台座预应力筋⑸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。张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.5倍；张拉行程应不小于预应力筋伸长值的1.1～1.3倍。钢筋预应力张拉机1钢筋预应力张拉机21.2.3预应力筋的张拉程序⑴预应力钢丝：钢丝的张拉工作量大，宜采用一次张拉程序：0→1.03～1.05σcon锚固⑵低松驰钢绞线：采用一次张拉程序：对于单根张拉：0→σcon锚固

对于整体张拉：0→初应力调整→σcon锚固式中：σcon

——预应力筋的张拉控制应力。1.2.4

预应力值校核

钢丝张拉时，伸长值不作校核。张拉锚固后，用钢丝内力测定仪反复测定4次，取后3次的平均值为钢丝内力。其允许偏差为设计规定预应力值的±5%。

每工作班检查预应力筋总数的1%，且不少于3根。2CN-1型双控钢丝内力测定仪预应力钢丝内力的检测，一般在张拉锚固后1h进行业内俗称“单控”

钢绞线张拉时，一般采用张拉力控制、伸长值校核。

张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为±6%。

张拉力控制的校核方法与钢丝相同.业内俗称为“双控”！张拉过程中随时测量伸长值(量测千斤顶活塞行程反算预应力筋伸长值)台座式千斤顶固定横梁活动横梁工具锚量千斤顶行程1.3

先张法施工注意事项⑴

台座法张拉预应力筋时，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋，避免台座承受过大的偏心压力。张拉宜分批、对称进行。

⑵采用应力控制法张拉时，应校核预应力筋的伸长值。当实际伸长值与计算伸长值的偏差大于±6%时，应暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。

⑶多根预应力筋同时张拉时，须事先调整初应力，使相互间的应力一致。预应力筋张拉锚固后的实际预应力值与设计规定检验值的相对允许偏差为±5%。⑷先张法中的预应力筋不允许出现断裂或滑脱。在浇筑砼前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。

⑸锚固时，张拉端预应力筋的回缩量应符合设计要求，设计无要求时不得大于施工规范规定。

⑹张拉锚固后，预应力筋对设计位置的偏差不得大于5mm，且不得大于构件截面短边尺寸的4%。⑺施工中必须注意安全，严禁正对钢筋张拉的两端站立人员，防止断筋回弹伤人。预应力筋张拉的安全防护1.4

砼的浇筑与养护

预应力筋张拉完成后，应尽快进行钢筋绑扎、模板拼装和砼浇筑等工作。砼浇筑时，振动器不得碰撞预应力筋。砼未达到强度前，也不允许碰撞或踩动预应力筋。

当构件在台座上进行湿热养护时，应防止温差引起的预应力损失。先张法在台座上生产砼构件，其最高允许的养护温度应根据设计规定的允许温差(张拉与养护时的温度之差)计算确定。当砼强度达到7.5N／mm2(粗钢筋配筋)或10N／mm2(钢丝、钢绞线配筋)以上时，则可不受设计规定的温差限制。1.5

预应力筋的放张

砼强度不小于标准强度的75%后，才可放松预应力筋。⑴轴心受预压构件，所有预应力筋应同时放张；⑵偏心受预压构件，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；⑶不能满足上述要求时，应分阶段、对称、交错地放张，防止构件在放张过程中产生弯曲、裂纹或预应力筋断裂。1.5.1放张顺序1.5.2

放张方法

⑴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。配筋多的钢筋砼构件，钢丝应同时放松，如逐根放松，则最后几根钢丝将由于承受过大的拉力而突然断裂，易使构件端部开裂。

⑵预应力筋为