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第6章　预应力钢筋混凝土工程施工工艺
6.1　先张法施工工艺
6.2　后张法施工工艺
6.1　先张法施工工艺
6.1.1　先张法施工设备简介
1.台座
(1)墩式台座：墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。
1)台墩：台墩是承力结构，一般由现浇混凝土制成。
2)台面：台面是预应力构件成形的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚150mm夯实碎石垫层上浇筑60～80mm厚C20混凝土面层，原浆压实抹光而成。
3)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。
6.1　先张法施工工艺
图6-1　简易墩式台座
1—卧梁　2—角钢　3—预埋螺栓
4—混凝土台面　5—预应力钢丝
6.1　先张法施工工艺
图6-2　墩式台座
1—混凝土墩　2—钢横梁
3—局部加厚的台面　4—预应力筋
6.1　先张法施工工艺
(2)槽式台座：槽式台座由钢筋混凝土端柱、传力柱、柱垫、上下横梁、台面和砖墙等组成，如图6-3所示。
图6-3　槽式台座
1—钢筋混凝土端柱　2—砖墙　3—下横梁　4—上横梁　5—传力柱　6—柱垫
2.夹具
(1)钢丝锚固夹具
1)锥销夹具:可分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具，如图6-4所示。
6.1　先张法施工工艺
2)镦头夹具：如图6-5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。
(2)钢筋锚固夹具:钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成(图6-6)。
图6-4　钢质圆锥齿板式夹具图
1—套筒　2—齿板　3—钢丝　4—锥塞
6.1　先张法施工工艺
图6-5　固定端镦头夹具
1—垫片　2—镦头钢丝　3—承力板
6.1　先张法施工工艺
图6-6　圆套筒三片式夹具
a)装配图　b)夹片　c)套筒
1—套筒　2—夹片　3—预应力钢筋
(3)张拉夹具:张拉夹具是夹持住预应力筋后，
6.1　先张法施工工艺
与张拉机械连接起来进行预应力筋张拉的机具。
图6-7　张拉夹具
a)月牙形夹具　b)偏心式夹具　c)楔形夹具
6.1　先张法施工工艺
3.张拉设备
(1)钢丝张拉设备:钢丝张拉分单根张拉和成组张拉。
1)电动卷扬机张拉、杠杆测力装置如图6-8所示。
图6-8　卷扬机张拉、杠杆测力装置示意图
1—钳式张拉夹具　2—钢丝绳　3、4—杠杆　5—断电器
6—砝码　7—夹轨器　8—导向轮　9—卷扬机　10—钢丝
6.1　先张法施工工艺
2)电动螺杆张拉机:如图6-9所示，电动螺杆张拉机由螺杆、顶杆、张拉夹具、弹簧测力器及电动机组成。
图6-9　电动螺杆张拉机
1—电动机　2—皮带　3—齿轮　4—齿轮螺母　5—螺杆　6—顶杆　7—台座横梁　8—钢丝
9—锚固夹具　10—张拉夹具　11—弹簧测力计　12—滑动架
6.1　先张法施工工艺
(2)钢筋张拉设备：穿心式千斤顶用于直径12～20mm的单根钢筋、钢绞线或钢丝束的张拉。
图6-10　YC—20型穿心式千斤顶
a)张拉　b)复位
1—钢筋　2—台座　3—穿心夹具　4—弹性顶压头　5、6—油嘴　7—偏心式夹具　8—弹簧
6.1　先张法施工工艺
6.1.2　先张法施工工艺
图6-11　先张法生产示意图
a)预应力筋张拉　b)混凝土浇筑和养护　c)放张预应力筋
1—台座　2—横梁　3—台面　4—预应力筋　5—夹具　6—构件
6.1　先张法施工工艺
1.先张法施工工艺流程
(1)先张法施工流程见图6-12。
图6-12　先张法施工流程
(2)预应力筋的张拉：预应力筋张拉时，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的距离放一根圆钢筋头，以防止预应力筋因自重而下垂，破坏隔离剂，弄脏预应力筋。
表6-1　张拉控制应力限值表
(3)混凝土的浇筑与养护：混凝土构件的立模应在预应力筋张拉锚固和非预应力筋绑扎完毕后进行支设。
6.1　先张法施工工艺
(4)预应力筋放张：先张法预应力筋的放张工作应有序并缓慢进行，防止冲击。
1)放张要求
① 放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。当设计无要求时，不得低于设计的混凝土强度标准值的75%。
② 预应力筋的放张顺序必须符合设计要求,当设计无要求时，应符合下列规定:
③ 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。
2)放张的方法
① 放张的方法有:螺杆放松、千斤顶放松、砂箱放松、混凝土缓冲放松、预热熔割，此外还有用剪线钳剪断钢丝的方法等。
6.1　先张法施工工艺
② 放张注意事项：放张前，注意应拆除侧模，使放张时构件能自由压缩，否则将损坏模板或造成构件开裂。对有横胁的构件(如大型屋面板)，其横胁断面应有合宜的斜度，或采用活动模板，以免放张钢筋时，构件端胁开裂。
6.1.3　施工措施
1.质量措施
(1)对原材料(预应力筋、锚夹具、灌浆用水泥等)应根据国家标准、规范等进行检验和验收。
(2)预应力筋张拉机具设备及仪表应定期维护和校验。
(3)在浇筑混凝土之前，应进行预应力隐蔽工程验收，其内容包括:
1)预应力筋的品种、规格、数量、位置等。
2)预应力筋锚具和连接器的品种、规格、数量、位置等。
6.1　先张法施工工艺
3)预留孔道的规格、数量、位置、形状及灌浆孔、排气兼泌水管等。
4)锚固区局部加强构造等。
2.安全措施
6.2　后张法施工工艺
6.2.1　后张法施工材料、配件及设备简介
1.施工材料
(1)预应力钢筋：预应力筋有冷拉Ⅱ～Ⅳ级，热处理钢筋、钢绞线、钢丝束、无粘结预应力筋等，应符合国家相应的标准规定。
1)消除应力钢丝的规格与力学性能应符合国家标准《预应力混凝土用钢丝》的规定，见表6-2和表6-3。
表6-2　钢丝尺寸及允许偏差
6.2　后张法施工工艺
表6-3　消除应力钢丝(?)的力学性能
2.屈服强度σ0．2值不小于公称抗拉强度的85%。
3.弹性模量为(2.05±0.1)×105N/mm2。
2)钢绞线:钢绞线的规格和力学性能应符合国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224—1995)的规定，见表6-4和表6-5。
6.2　后张法施工工艺
表6-4　1×7结构钢绞线尺寸及允许偏差
表6-5　预应力钢绞线(?)的力学性能
2.屈服负荷不小于整根钢绞线公称最大负荷的85%。
3.弹性模量为(1.95±0.1)×105N/mm2。
(2)预应力钢筋强度标准值、强度设计值见表6-6和表6-7。
6.2　后张法施工工艺
表6-6　预应力钢筋强度标准值
2.消除应力光面钢丝直径d为4～9mm，消除应力螺旋肋钢丝直径d为4～8mm。
6.2　后张法施工工艺
表6-7　预应力钢筋强度设计值(单位：N/m?)
2.配件与设备
(1)张拉设备:千斤顶有普通液压千斤顶、拉杆式千斤顶和穿心式千斤顶等。
6.2　后张法施工工艺
(2)锚具和张拉机具：预应力锚具种类很多，按外形可分为螺杆式、镦头式、夹片式、锥销式、挤压式等，按使用部位可分为张拉端锚具、锚固端锚具、工具锚具。
(3)波纹管：波纹管主要用于预应力预留孔道中。
6.2.2　预应力筋的制作
(1)预应力钢筋束制作:预应力钢筋束下料前要进行冷拉。
图6-13　钢筋束、钢绞线束下料长度计算简图
a)两端张拉　b)一端张拉
1—混凝土构件　2—孔道　3—钢绞线
4—夹片式工作锚　5—穿心式千斤顶
6—夹片式工具锚
6.2　后张法施工工艺
(2)钢丝束的制作:钢丝束的制作随着锚具形式的不同制作的方法也有差异,但一般都要经过调直、下料、编束和安装锚具等工序。
图6-14　锥形螺杆锚具
1—套筒　2—锥形螺杆　3—垫板　4—螺母
6.2　后张法施工工艺
图6-15　用镦头锚具时钢丝下料长度计算简图
6.2.3　后张法施工工艺
6.2　后张法施工工艺
1.工艺原理
2.施工工艺要点
图6-16　预应力混凝土后张法生产示意图
a)制作混凝土构件　b)张拉钢筋　c)锚固和孔道灌浆
1—混凝土构件　2—预留孔道　3—预应力筋
4—千斤顶　5—锚具
6.2　后张法施工工艺
(1)预留孔道
1)预留孔道，是后张法施工的一道关键工序。
2)孔道成形的基本要求是:孔道的尺寸与位置应正确；孔道应平顺；接头不漏浆；端部预埋钢板应垂直于孔道中心线等。

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