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第五章　预应力混凝土工程
第一节　先张法施工
第二节　后张法施工
第三节　无粘结预应力混凝土施工
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第一节　先张法施工
先张法施工是在浇筑混凝土构件之前，先将预应力筋张拉到设计的控制应力值，并用夹具将预先张拉的预应力钢筋临时固定在台座或模板上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到规定强度（一般不低于混凝土设计强度标准值的７５％），保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放张或切断预应力筋，预应力钢筋的弹性回缩力借助于混凝土与预应力筋之间的粘结，对混凝土产生预压应力。先张法一般适用于生产定性的中小型构件，如楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。如图５-１所示为预应力混凝土先张法生产示意图。
先张法生产可采用台座法和机组流水法。
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第一节　先张法施工
先张法采用台座法生产时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土构件的浇筑、养护和预应力筋放张等工序皆在台座上进行，预应力筋的张拉力由台座承受。用机组流水法和传送带法生产时，预应力筋的拉力由钢模承受。
机组流水法又称台模法或传送带生产法，是构件连同钢模板通过固定的机组，按流水方式完成预应力混凝土构件各工序生产过程。预应力钢筋放松之前的拉力由钢模板承受。
一、先张法的施工设备
先张法施工的主要设备包括台座、夹具和张拉设备。
（一）台座
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第一节　先张法施工
台座是先张法张拉和临时固定预应力筋的支撑结构，它承受预应力筋的全部张拉力。因此要求台座应具有足够的强度、刚度和稳定性。
台座按构造形式有墩式台座和槽式台座。选用时根据构件种类、张拉力的大小和施工条件而定。
１.墩式台座
墩式台座由承力台墩、台面、横梁组成，如图５-２所示。目前常用现浇钢筋混凝土制成，由承力台墩与台面共同受力。可以用于永久性的预制厂制作中、小型预应力混凝土构件。
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第一节　先张法施工
台座的长度和宽度因场地大小、构件类型和产量而定，一般长度宜为１００~ １５０ｍ，宽度为２ ~４ｍ，这样既可以利用钢丝长的特点，张拉一次可生产多根（块）预应力混凝土构件，又减少了张拉和临时固定的工作，而且可以减少因钢丝滑动或台座横梁变形引起的预应力损失。
承力台墩是墩式台座的主要受力结构，依靠其自重和土压力平衡张拉力产生的倾覆力矩，依靠土的反力和摩擦阻力平衡张力产生的水平位移。因此，承力台墩结构造型大、埋设深度深、投资较大。横梁是锚具夹具临时固定预应力筋的支点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座，常采用型钢或由钢筋混凝土制作而成。横梁挠度要求小于２ｍｍ，并不得产生翘曲。
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第一节　先张法施工
台座稍有变形、滑移或倾角，均会引起较大的应力损失。设计台座时，应进行稳定性和强度验算，稳定性验算包括台座的抗倾覆验算和抗滑移验算，如图５-３所示。抗倾覆验算按式（５-１）计算。即：
如忽略土压力，则台座的抗滑移验算应满足下式要求：
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第一节　先张法施工
抗滑移能力按式（５-３）验算。即：
对独立的台墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等产生，对于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，可不做抗滑移计算，此时应验算台面的强度。
台座强度验算时，支撑横梁的牛腿，按柱子牛腿计算方法计算其配筋；墩式台座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；横梁按承受均布荷载的简支梁计算，其挠度应控制在２ｍｍ 以内，且不得产生翘曲。
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第一节　先张法施工
２.槽式台座
槽式台座由端柱、传立柱、柱垫、横梁和台面等组成，既可承受张拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉力较大的大型构件，如吊车梁、屋架等。槽式台座构造如图５-４所示。
槽式台座也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。端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重及部分张拉力组成。
（二）夹具
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第一节　先张法施工
夹具是预应力筋进行张拉和临时固定的工具，预应力筋夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适应性，构造简单、施工方便、成本低。先张法中采用的夹具按其用途不同，可分为两类：一类是将预应力筋固定在台座上的锚固夹具；另一类是张拉时夹持预应力筋用的张拉夹具。
１.夹具的要求
预应力夹具应当具有良好的自锚性能和松锚性能，应能够多次重复使用。需敲击才能松开的夹具，必须保证其对预应力筋的锚固没有影响，且对操作人员的安全不造成危险。当夹具达到实际的极限拉力时，全部零件不应出现肉眼可见的裂缝和破坏。
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第一节　先张法施工
夹具（包括锚具和连接器）进场时，除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外，还应按规定进行外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验验收。
２.钢丝锚固夹具
（１）钢质锥形夹具。钢质锥形夹具是常用的单根钢丝夹具，适用于锚固直径３ ~５ｍｍ的冷拔低碳钢丝和碳素（刻痕）钢丝。它由套筒和销子组成，如图５-５所示。
（２）镦头夹具。如图５-６所示。将钢丝端部冷镦或热镦形成镦粗头，通过承力板或梳筋板锚固。镦头夹具用于预应力钢丝固定端的锚固。
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第一节　先张法施工
（３）钢筋锚固夹具。圆套筒三片式夹具是由夹片与套筒组成，如图５-７所示。套筒的内孔成圆锥形，３个夹片互成１２０°，钢筋平持在３个夹片中心，夹片内槽上有齿纹，以保证钢筋的锚固。这种夹具适用于夹持直径为１２ｍｍ、１４ｍｍ 的单根冷拉ＨＲＢ３３５级、ＨＲＢ４００级、ＨＲＢ５００级钢筋。
（４）张拉夹具。常用的张拉夹具有月牙形夹具、偏心式夹具和楔形夹具等，如图５-８所示。单根粗钢筋之间的连接或粗钢筋与螺杆的连接可采用钢筋连接器，如图５-９所示。
（三）张拉设备
张拉设备要求简易可靠，控制应力准确，能以稳定的速率增大拉力。
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第一节　先张法施工
在测力方面有弹簧测力计、杠杆测力器、荷重控制器及油压表等方法。
钢丝张拉分单根张拉和多根张拉。用钢模以机组流水法或传送带法生产构件多用多根张拉，此时钢丝以镦头锚固在锚固板上，用油压千斤顶进行张拉。在台座上生产构件多为单根进行张拉，可采用电动卷扬机、电动螺杆张拉机等进行张拉。
（１）卷扬机张拉、杠杆测力的张拉装置。张拉机由电动卷扬机、杠杆测力装置及张拉夹具等组成，装在窄轨小车上，如图５-１０所示。使用时根据钢丝的拉力，先挂好砝码，用张拉夹具夹紧钢丝后，开动卷扬机，即可张拉钢丝。
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第一节　先张法施工
（２）电动螺杆张拉机。电动螺杆张拉机由螺杆、顶杆、张拉夹具、弹簧测力计等组成，如图５-１１所示。使用时，先用张拉夹具夹紧钢丝，然后开动电动机，通过皮带、齿轮，使齿轮和螺母（外有齿、内有螺纹）转动，由于齿轮螺母只能转动，迫使螺杆做直线运动而张拉钢丝。
（３）穿心式千斤顶。张拉直径为１２ ２０ｍｍ的单根钢筋、钢绞线或小型钢丝束，可用ＹＣ-２０型穿心式千斤顶，如图５-１２所示。张拉时，前油嘴回油、后油嘴进油，被偏心夹具夹紧的钢筋随着液压缸的伸出而被拉伸。
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第一节　先张法施工
选择张拉机具时，为了保证设备、人身安全和张拉力准确，张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉的１．５倍；张拉机具的张拉形成应不小于预应力筋张拉伸长值的１．１ ~１．３倍。
二、先张法施工工艺
先张法预应力混凝土构件在台座上生产时，其工艺流程如图５-１３所示。
（一）预应力筋的铺设
铺设预应力筋前先做好台面的隔离层，隔离剂应选用非油质类模板隔离剂，不得使预应力筋受污，以免影响预应力筋与混凝土的粘结。
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第一节　先张法施工
预应力钢丝宜用牵引车铺设，如遇钢丝需要接长，可借助于钢丝拼接器用２０ ~２２号钢丝密排绑扎，如图５-１４所示。绑扎长度，对冷拔低碳钢丝不得小于４０倍钢丝直径；对高强度刻痕钢丝不得小于８０倍钢丝直径。
１.预应力筋的张拉
预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。
（１）预应力筋张拉应力的确定。预应力筋张拉时的控制应力直接影响预应力的效果，控制应力高，构件建立的预应力值则大。但控制应力过高，预应力筋处于高应力状态，使构件出现裂缝时的荷载与破坏荷载接近，破坏前无明显的预兆，这是不允许的。
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第一节　先张法施工
另外，施工中为减少由于松弛等原因造成的预应力损失，一般要进行超张拉，如果原定的控制应力过高，再加上超张拉就可能使预应力筋的应力超过屈服强度而产生塑性变形，造成预应力值大幅度下降。因此，在进行预应力筋张拉时，必须严格按照设计规定的张拉控制应力进行张拉。如果设计无规定，则应按规范规定确定控制应力值。
表５-１为先张法预应力筋的张拉控制应力和最大超张拉应力允许值，施工中不得超过该允许值。
（２）预应力筋张拉力的计算。预应力筋张拉力P按下式计算：
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第一节　先张法施工
（３）张拉程序。预应力筋的张拉程序有超张拉和一次性张拉两种，超张拉是指张拉应力超过所规定的张拉控制应力值，采用超张拉方法时，预应力筋按以下两种张拉程序之一进行：
第一种张拉程序中，超张拉３％是为了弥补预应力筋的松弛引起的预应力损失，这种张拉程序施工简便，一般较多采用。
第二种张拉程序中，超张拉５％并持荷２ｍｉｎ，其目的是为了减少预应力筋的松弛损失。钢筋松弛的数值与控制应力、延长时间有关，控制应力越高，松弛越大。
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第一节　先张法施工
同时，还随着时间的延续继续增加，但在第一分钟内完成损失总值的５０％左右，２４ｈ内则完成８０％。上述程序中，超张拉５％σｃｏｎ持荷２ｍｉｎ，可以减少５０％以上的松弛损失。
（４）预应力筋伸长值与应力的测定。预应力筋张拉后，一般应校核预应力筋的伸长值。预应力筋的伸长值：
多根钢丝同时张拉时，必须预先调整初应力使其相互间的应力一致。断丝和滑脱钢丝的数量不得大于钢丝总数的３％，一束钢丝中只允许断丝一根。构件在浇筑混凝土前发生断丝或滑脱的预应力钢丝必须予以更换。
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第一节　先张法施工
采用钢丝作为预应力筋时，可不做伸长值校核，但应在钢丝锚固后用钢丝测力计或半导体频率记数测力计测定其钢丝应力。其偏差不得大于或小于按一个构件全部钢丝预应力总值的５％。
２.混凝土的浇筑与养护
（１）混凝土的浇筑。为减少预应力损失，在设计配合比时应考虑减少混凝土的收缩和徐变。预应力筋张拉完毕后即应浇筑混凝土，混凝土的浇筑应一次完成，不允许留设施工缝。预应力混凝土构件的混凝土强度等级一般不低于Ｃ３０，当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋做预应力筋时，混凝土的强度等级不宜低于Ｃ４０。
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第一节　先张法施工
构件应避开台面的温度缝，当不可能避开时，可先在温度缝上铺薄钢板或垫油毡，然后再浇筑混凝土。浇筑时，振捣器不得碰撞预应力筋。混凝土未达到一定强度前也不允许碰撞或踩动预应力筋，以保证预应力筋与混凝土有良好的粘结力。
构件采用平卧叠浇法制作预应力混凝土构件时，其下层构件混凝土的强度需达到８~１０ＭＰａ后，方可浇筑上层构件混凝土并应有隔离措施。
（２）混凝土养护。预应力混凝土可采用自然养护和蒸汽养护。但应注意采取正确的养护制度。
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第一节　先张法施工
在台座上用蒸汽养护时，温度升高后预应力筋膨胀而台座的长度并无变化，因而引起预应力筋应力减小，在这种情况下，混凝土如果逐渐硬结，则在混凝土硬化前预应力筋由于温度升高而引起的应力降低将无法恢复，这就是温差引起的预应力损失。因此，为了减少这种温差应力损失，应保证混凝土在达到一定强度（１００Ｎ／ｍｍ２）之前，将温度升高限制在一定范围内（一般不超过２０℃）。在台座上采用蒸汽养护时，其最高允许温度应根据设计要求的允许温差（张拉钢筋时的温度与台座温度的差）经计算确定。当混凝土强度养护至７．５ＭＰａ（配粗钢筋）或１０ＭＰａ（钢丝、钢绞线配筋）以上时，则可不受设计要求的温差限制，按一般构件的蒸汽养护规定进行。
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第一节　先张法施工
这种养护方法又称为二次升温养护法。在采用机组流水法用钢模制作预应力构件、蒸汽养护时，由于钢模和预应力筋同样伸缩，所以不存在因温差而引起的预应力损失，因此，可以采用一般加热养护制度。
３.预应力筋的放张
（１）放张要求。放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求；若设计无要求时，混凝土强度不得低于设计强度标准值的７５％。同时，应保证预应力筋与混凝土之间具有足够的粘结力。
（２）放张方法。对于配筋不多的中、小型构件，钢丝可用砂轮锯或切断机等方法放张；对于配筋多的混凝土构件，钢丝应同时放张。
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第一节　先张法施工
消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋不得用电弧切割，宜用砂轮锯或切断机切断。预应力钢筋数量较多时，可用千斤顶（图５-１５）、砂箱（图５-１６）、楔块（图５-１７）等装置。
（３）放张顺序。预应力筋的放张顺序应满足设计要求，如设计无要求时，应满足下列规定：
1)对轴心受预压构件（如压杆、桩等），所有预应力筋应同时放张。
２）对偏心受预压构件（如梁等），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。
３）当不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、相互交错地放张，以防止在放张过程中构件发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。
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第二节　后张法施工
后张法施工是指在浇筑混凝土构件时，在放置预应力筋的位置预先留出相应的孔道，待构件混凝土强度（一般不低于混凝土设计强度标准值的７５％）达到设计规定的数值后，在孔道内穿入预应力筋，用张拉机具进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部。预应力筋的张拉力，主要靠构件端部的锚具传给混凝土，使其产生压力。张拉锚固后，立即在预留孔道内灌浆，使预应力筋不受锈蚀，并与构件形成整体。如图５-１８所示为预应力混凝土后张法生产示意图。
后张法的生产工艺流程如图５-１９所示。
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第二节　后张法施工
其优点是直接在构件上张拉，不需要专门台座，现场生产时可避免构件的长途搬运，所以适用于在现场生产的大型构件，特别是大跨度的构件，如薄腹梁、吊车梁和屋架等。后张法又可作为一种预制构件的拼装手段，可先在预制场制作小型块体，运到现场后，穿入钢筋，通过施加预应力拼装成整体。但后张法需要在钢筋两端设置专业的锚具，这些锚具永远留在构件上，不能重复使用，耗用钢材较多，且要求加工精密，费用较高。同时，由于留孔、穿筋、灌浆及锚具部分分预压应力局部集中处需加强配筋等原因，使构件端构造和施工操作都比先张法复杂，所以造价一般比先张法要高。
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第二节　后张法施工
一、后张法的施工设备
（一）锚具
１.锚具质量要求
锚具是预应力张拉和永久固定在预应力混凝土构件上传递预应力的工具，应该锚固可靠、使用方便、有足够的强度和刚度。按锚固性能不同，可分为类锚具和类锚具。类锚具适用于承受动载、静载的预应力混凝土结构； 类锚具仅适用于有粘结预应力混凝土结构，且锚具只能处于预应力筋变化不大的部位。锚具的静载锚固性能应由预应力锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数ηａ 和达到实测极限拉力时的总应变εａｐｕ确定，其值应符合表５-２中的规定。
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第二节　后张法施工
锚具效率系数a可按下式计算：
对于一般预应力混凝土结构工程使用的锚具，当预应力为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时，预应力筋的效率系数ηｐ 取０．９７。
２.锚具的种类
后张法所用锚具根据其锚固原理和构造形式不同，分为螺杆锚具、夹片锚具、锥销式锚具和镦头锚具四种体系。
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第二节　后张法施工
在预应力筋张拉过程中，根据锚具所在的位置与作用不同，又可分为张拉端锚具和固定端锚具；预应力筋的种类有热处理钢筋束、消除应力钢丝束或钢绞线束，因此按锚具锚固钢筋或钢丝的数量，可分为钢绞线束锚具和钢筋束锚具、钢丝束锚具及单根粗钢筋锚具。
（１）钢绞线束锚具和钢筋束锚具。钢绞线束锚具和钢筋束锚具目前使用的有ＪＭ 型、ＸＭ 型、ＱＭ 型、ＫＴ-Ｚ型和镦头锚具等。
１）ＪＭ 型锚具。ＪＭ 型锚具是由锚环与６片夹片组成，如图５-２０所示。夹片呈扇形，用两侧的圆槽锚固预应力筋。
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第二节　后张法施工
ＪＭ 型锚具可用于锚固３ ~６根直径为１２ｍｍ 的光圆或变形的钢筋束，也可用于锚固５ ~６根直径为１２ｍｍ 或１５ｍｍ 的钢绞线束。ＪＭ 型锚具也可作工具锚重复使用，但如发现夹筋孔的齿纹有轻度损伤，即应改为工作锚使用。
２）ＸＭ 型锚具。ＸＭ 型锚具是一种新型锚具。既可用于钢绞线束，又可用于钢丝束；既可锚固单根预应力筋，又可锚固多根预应力筋。当用于锚固多根预应力筋时，即可单根张拉、逐根锚固，又可成组张拉、成组锚固。既可用于工作锚固，又可用作工具锚。ＸＭ 型锚具通用性好、锚固性能可靠、施工方便，且便于高空作业。ＸＭ 型锚具由锚环和３块夹片组成，如图５-２１所示。
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第二节　后张法施工
３）ＱＭ 型锚具。ＱＭ 型锚具也是由锚板和夹片组成，但与ＸＭ 型锚具不同之处是锚孔是直的、锚板顶面是平的、夹片垂直开缝。此外，还配有配套喇叭形铸铁垫板与弹簧圈等，由于灌浆口设在垫板上，锚板尺寸可稍小。该体系还配有专门工具锚。ＱＭ 型锚具及其配件的形状，如图５-２２所示。
４）ＫＴ-Ｚ型锚具。ＫＴ-Ｚ型锚具是由锚环和锚塞组成，如图５-２３所示，分为Ａ 型和Ｂ型两种。当预应力筋的最大张拉力超过４５０ｋＮ 时，采用Ａ 型；不超过４５０ｋＮ 时，采用Ｂ型。ＫＴ-Ｚ型锚具适用于锚固３ ６根直径为１２ｍｍ 的钢筋束和钢绞线束。
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第二节　后张法施工
该锚具为半埋式，使用时先将锚环小头嵌入承压板中，并用断续焊缝焊牢，然后共同预埋在构件端部。预应力筋的锚固需借助千斤顶将锚塞顶入锚环，其顶压力为预应力筋张拉力的50％ ~60％。使用ＫＴ-Ｚ型锚具时，预应力筋在锚环小口处形成弯折，因而产生摩擦损失。预应力筋的损失为：钢筋束约为4％σｃｏｎ，钢绞线约为２％σｃｏｎ。
５）镦头锚具。镦头锚具用于固定端，如图５-２４所示，它由锚固板和带镦头的预应力筋组成。
（２）钢丝束锚具。钢丝束锚具目前国内常用的有钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、钢丝束镦头锚具、ＸＭ 型锚具和ＱＭ 型锚具。
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第二节　后张法施工
１）钢丝束镦头锚具。钢丝束镦头锚具用于锚固１２ ~５４根 碳素钢丝束，分ＤＭ５Ａ 型和ＤＭ５Ｂ型两种。Ａ 型用于张拉端，由锚环和螺母组成；Ｂ型用于固定端，仅有一块锚板，如图５-２５所示。
锚环的内外壁均有丝扣，内丝扣用于连接张拉螺杆，外丝扣用拧紧螺母锚固钢丝束。锚环和锚板四周钻孔，以固定镦头的钢丝，孔数和间距由钢丝根数确定。钢丝可用液压冷镦器进行镦头，钢丝束一端可在制束时将头镦好，另一端则待穿束后镦头，但构件孔道端部要设置扩孔。
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第二节　后张法施工
张拉时，张拉螺丝杆一端与锚环内丝扣连接，另一端与拉杆式千斤顶的拉头连接，当张拉到控制应力时，锚环被拉出，则拧紧锚环外丝扣上的螺母加以锚固。
２）钢质锥形锚具。钢质锥形锚具由锚环和锚塞组成，如图５-２６所示，用于锚固以锥锚式双作用千斤顶张拉的钢丝束。钢丝分布在锚环锥孔内侧，由锚塞塞紧锚固。锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致，锚塞上刻有齿槽，夹紧钢丝防止滑移。
锥形锚具的缺点是当钢丝直径误差较大时，易产生单根滑丝现象，且很难补救，如用加大顶锚力的办法来防止滑丝，易使钢丝被咬伤。此外,钢丝锚固时呈辐射状态,弯折处图受力较大，在国外已较少采用。
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第二节　后张法施工
３）锥形螺杆锚具。锥形螺杆锚具适用于锚固14~28根 ５组成的钢丝束，由锥形螺杆、套筒、螺母、垫板组成，如图５-２７所示。
（３）单根粗钢筋锚具。螺丝端杆锚具由螺丝端杆、垫板和螺母组成，适用于锚固直径不大于３６ｍｍ 的热处理钢筋，如图５-２８所示。
（二）张拉设备
后张法张拉设备主要有千斤顶和高压油泵。
（１）拉杆式千斤顶（ＹＬ型）。拉杆式千斤顶主要用于张拉带有螺丝端杆锚具的粗钢筋、锥形螺杆锚具钢丝束及镦头锚具钢丝束。
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第二节　后张法施工
拉杆式千斤顶构造如图５-２９所示，由主缸、主缸活塞、副缸、副缸活塞、连接器、顶杆和拉杆等组成。张拉预应力筋时，首先将连接器与预应力筋的螺丝端杆连接，并使顶杆支承在构件端部的预埋钢板上。当高压油泵的油液从主缸油嘴进入主缸时，推动主缸活塞向左移动，带动拉杆和连接在拉杆末端的螺丝端杆，预应力筋即被拉伸；当达到张拉力后，拧紧预应力筋端部的螺母，使预应力筋锚固在构件末端。锚固完毕后，改用副缸油嘴进油，推动副缸活塞和拉杆向右移动，回到开始张拉时的位置，与此同时，主缸的高压油也回到油泵中。目前常用６００ｋＮ 的拉杆式千斤顶。
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第二节　后张法施工
（２）锥锚式千斤顶（ＹＺ型）。锥锚式千斤顶主要适用于张拉ＫＴ-Ｚ型锚具锚固的钢筋束或者钢绞丝束和使用锥形锚具的预应力钢丝束。其张拉油缸用于张拉预应力筋，顶压油缸用于顶压锥塞，因此又称双作用千斤顶，如图５-３０所示。
锥锚式双作用千斤顶的主缸及主缸活塞用于张拉预应力筋，主缸前端缸体上有卡环和销片，用以锚固预应力筋，主缸活塞为一中空筒状活塞，中空部分设有拉力弹簧。副缸和副缸活塞用于顶压锚塞，将预应力筋锚固在构件的端部，设有复位弹簧。
锥锚式双作用千斤顶张拉力为３００ｋＮ 和６００ｋＮ，最大张拉力为８５０ｋＮ，张拉行程为２５０ｍｍ，顶压行程为６０ｍｍ。
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第二节　后张法施工
（３）ＹＣ-６０型穿心式千斤顶。穿心式千斤顶（ＹＣ型）适用性很强，适用于张拉各种形式的预应力筋，它适用于张拉采用ＪＭ１２型、ＱＭ 型、ＸＭ 型的预应力钢丝束、钢筋束和钢绞线束。配置撑脚和拉杆等附件后，又可作为拉杆式千斤顶使用。根据张拉力和构造不同，有ＹＣ-６０、ＹＣＤ２０、ＹＣＤ１２０、ＹＣＤ２００和无顶压机构的ＹＣＱ 型千斤顶。ＹＣ-６０型是目前我国预应力混凝土构件施工中应用最为广泛的张拉机械。ＹＣ-６０型穿心式千斤顶加装撑脚、张拉杆和连接器后，就可以张拉以螺丝端杆锚具为张拉锚具的单根粗钢筋，张拉以锥形螺杆锚具和ＤＭ５Ａ 型镦头锚具为张拉锚具的钢丝束。
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第二节　后张法施工
现以ＹＣ-６０型千斤顶为例，说明其构造及工作原理，如图５-３１所示。
二、预应力筋的制作
（一）钢筋束及钢绞线束制作
为了保证构件孔道穿入筋和张拉时不发生扭结，应对预应力筋进行编束。编束时把预应力筋理顺后，用１８~ ２２号铁丝每隔１ｍ 左右绑扎一道，形成束状。
钢绞线下料宜采用砂轮切割机切割，不宜采用电弧切割。钢绞线编束宜用２０号铁丝绑扎间距２ ~３ｍ。
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第二节　后张法施工
编束时应先将钢绞线理顺，并尽量使各根钢绞线松紧一致。
１.两端张拉
２.一端张拉
（二）钢丝束制作
钢丝束制作随锚具的不同而不同，一般需要经过调直、下料、编束和安装锚具等工序。
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第二节　后张法施工
当采用镦头锚具时，一端张拉，应考虑钢丝束张拉锚固后螺母位于锚环中部，钢丝下料长度L可按图５-３３所示，用下式计算。
为了保证钢丝不发生扭结，必须进行编束。编束前应对钢丝直径进行测量，直径相对误差不得超过０．１ｍｍ，以保证成束钢丝与锚具可靠连接。采用锥形螺杆锚具时，编束工作在平整的场地上把钢丝理顺放平，用２２号钢丝将钢丝每隔１ｍ 编成帘子状，然后每隔１ｍ放置１个螺旋衬圈，再将编好的钢丝帘绕衬圈围成圆束，用铁丝绑扎牢固，如图５-３４所示。
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第二节　后张法施工
当采用镦头锚具时，根据钢丝分圈布置的特点，编束时首先将内圈和外圈钢丝分别用铁丝顺序编扎，然后将内圈钢丝放在外圈钢丝内扎牢。编束好后，先在一端安装锚环并完成镦头工作，另一端钢丝的镦头，待钢丝束穿过孔道安装上锚板后再进行。
（三）单根预应力筋制作
单根粗预应力钢筋一般采用热处理钢筋，其制作包括配料、对焊、冷拉等工序。为保证质量，宜采用控制应力的方法进行冷拉。钢筋配料时，应根据钢筋的品种测定冷拉率，如果在一批钢筋中冷拉率变化较大，应尽可能把冷拉率相近的钢筋对焊在一起进行冷拉，以保证钢筋冷拉力的均匀性。
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第二节　后张法施工
钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行，钢筋的下料长度L由计算确定。
当构件两端均采用螺丝端杆锚具时，如图５-３５所示，预应力筋下料长度L为：
当一端采用螺丝端杆锚具，另一端采用帮条锚具或镦头铺具时，预应力筋下料长度L为：
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第二节　后张法施工
三、后张法施工工艺
后张法的施工工艺与预应力施工有关的主要是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。
（一）孔道留设
孔道留设是后张法预应力混凝土构件制作中的关键工序之一，也是施工过程检验验收的重要环节，主要为穿预应力钢筋（束）及张拉锚固后灌浆用。
孔道留设的方法有钢管抽芯法、胶管抽芯法、橡胶抽拔棒法和预埋管法（主要采用波纹管）等。
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第二节　后张法施工
预应力的孔道形式一般有直线、曲线和折线三种。钢管抽芯法只用于直线孔道的成型；胶管抽芯法、橡胶抽拔棒法和预埋管法则可以适用于直线、曲线和折线的孔道。
１.钢管抽芯法
钢管抽芯法适用于留设直线孔道。钢管抽芯法是预先将钢管敷设在模板的孔道位置处，在混凝土浇筑和养护过程中，每隔一定时间要慢慢转动钢管一次，以防止混凝土与钢管粘结。待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管，即在构件中形成孔道。为保证预留孔道质量，施工中应注意以下几点。
（１）选用的钢管要平直、表面光滑、安放位置准确。
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第二节　后张法施工
（２）钢管每根长度最好不超过１５ｍ，以便旋转和抽管。
（３）恰当准确地掌握抽管时间。
（４）抽管顺序和方法。抽管顺序宜先上后下，用人工或卷扬机抽管。
（５）灌浆孔和排气孔的留设。留设预留孔道的同时，应方便构件孔道灌浆。按照设计规定，每个构件与孔道垂直的方向应留设若干个灌浆孔和排气孔。一般在构件两端和中间，每隔１２ｍ 左右留设一个直径为２０ｍｍ 的灌浆孔，可用木塞或白铁皮管成孔，在构件两端各留一个排气孔。
２.胶管抽芯法
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第二节　后张法施工
胶管抽芯法利用的胶管有５~ ７层的夹布胶管和供预应力混凝土专用的钢丝网橡皮管两种。前者必须在管内充气或充水后才能使用；后者质硬且有一定弹性，预留孔道时与钢管一样使用。将胶管预先敷设在模板中的孔道位置处，胶管用钢筋井支架固定，胶管直线每段间隔不大于１．０ｍ，曲线每段间隔不大于０．５ｍ，并与钢筋骨架绑扎牢。下面介绍常用的夹布胶管留设孔道的方法。
采用夹布胶管预留孔道时，在混凝土浇筑前将夹布胶管内充入压缩空气或压力水，工作压力为５００ ~８００ｋＰａ，此时胶管直径可增大约３ｍｍ。待混凝土初凝后，放出压缩空气或压力水，使管径缩小并与混凝土脱离开，抽出夹布胶管便可形成孔道。
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第二节　后张法施工
为了保证留设孔道的质量，施工时应注意以下几个问题。
（１）胶管铺设后，应注意不要让钢筋等硬物刺穿胶管，胶管应当有良好的密封性，勿使其漏水、漏气。在夹布胶管内充入压缩空气或压力水前，胶管两端应有密封设置，如图５-３６所示。密封的方法是将胶管一端外表削去１ ~３尺胶皮及帆布，然后将外表面带有粗丝扣的钢管（钢管一端用铁板密封焊牢）插入胶管端头孔内，再用２０号铁丝与胶管外表面密缠牢固，铁丝头用锡焊牢。胶管另一端接上阀门，其密封方法与密封端基本相同。
（２）胶管接头处理，图５-３７为胶管接头方法。
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第二节　后张法施工
图中１ｍｍ 厚钢管用无缝钢管制成，其内径等于或略小于胶管外径，以便打入硬木塞后起到密封作用。铁皮套管与胶管外径相等或稍大（约为０．５ｍｍ），以防止在振捣混凝土时胶管受振外移。
（３）抽管时间和顺序。抽管时间比钢管略迟，一般可参照气温和浇筑后的小时数的乘积达２００℃·ｈ左右时，为抽管适应时间。胶管抽芯法预留孔道时，在混凝土浇筑后不需要旋转胶管，抽管顺序一般为先上后下，先曲后直。
采用钢丝网胶管预留孔道时，预留孔道的方法和钢管相同。由于钢丝网胶管质地坚硬，并具有一定的弹性，因此抽管时在拉力作用下管径缩小，钢丝网胶管与混凝土脱离开，即可将钢丝网胶管抽出。
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第二节　后张法施工
胶管抽芯法的灌浆孔和排气孔的留设方法同钢管抽芯法。
３.预埋金属波纹管法
预埋金属波纹管法就是将与孔道直径相同的金属波纹管理入混凝土构件中，无须抽出。波纹管一般是由薄钢带（厚０．３ｍｍ）经压波后卷成黑铁皮管、薄钢管或镀锌双波纹金属软管。它具有质量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、摩阻系数小等特点。预埋管法因具备省去抽管工序，且孔道留设的位置、形状也易保证，与混凝土粘结良好等优点，可做成各种形状的孔道，故目前应用较为普遍，是现代后张预应力筋孔道成型用的理想材料。
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第二节　后张法施工
金属波纹管每根长４ ~６ｍ，也可根据需要现场制作，长度不限。波纹管在１ｋＮ 径向力作用下不变形，使用前应做灌水试验，检查有无渗漏现象。波纹管的外形按照每两个相邻的折叠咬口之间凸出部（波纹）的数量差异，分为单波纹和双波纹。
波纹管内径为４０ ~１００ｍｍ，每５ｍｍ 递增；波纹管高度单波为２．５ｍｍ、双波纹为３．５ｍｍ；不同长度波纹管，可根据运输要求或孔道长度进行卷制；波纹管用量大时，生产厂家可带卷管机到现场生产，管长不限。
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第二节　后张法施工
安装前，应事先按照设计图纸中预应力的曲线坐标，以波纹管底边为准，在一侧侧模上弹出曲线，定出波纹管的位置；也可以梁模板为基准，按预应力筋曲线上各点坐标，在垫好底筋保护层垫块的箍筋胶上做标志，定出波纹管的曲线位置。波纹管的固定可用钢筋支架或井字架完成，按间距５０ ~１００ｃｍ 焊在钢筋上，当为曲线孔道时应加密，并用铁丝绑扎牢，以防止浇筑混凝土时，管子上浮（先穿入预应力筋的情况稍好）造成质量事故。
灌浆孔与波纹管的连接，如图５-３８所示。做法是在波纹管上开洞，其上覆盖海绵垫片与带嘴的塑料弧形压板并用铁丝扎牢，再用增强塑料管插在塑料弧形压板的嘴上，并将其引出梁顶面400~500ｍｍ。
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第二节　后张法施工
在构件两端及管中应设置灌浆孔，其间距不宜大于１２ｍ（预埋波纹管时灌浆孔间距不宜大于３０ｍ）。曲线孔道的曲线波峰位置宜设置泌水管。
（二）预应力筋张拉
用后张法张拉预应力筋时，混凝土强度应符合设计要求，如设计无规定时，不应低于设计强度等级的７５％。张拉程序应减少预应力损失，保持预应力的均衡，减少偏心。
１.穿筋
成束的预应力筋将一头对齐，按顺序编号套在穿束器上，预应力筋穿束根据穿束与浇筑混凝土之间的先后关系，可分为先穿束和后穿束两种。
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第二节　后张法施工
（１）先穿束法。该法穿束省力，但穿束占用工期，束的自重引起的波纹管摆动会增大摩擦损失，束端保护不当易生锈。按穿束与预埋波纹管之间的配合，又可分为以下三种情况。
１）先穿束后装管：即将预应力筋先穿入钢筋骨架内，然后将螺旋管逐节从两端套入并连接。
２）先装管后穿束：即将螺旋管先安装就位，然后将预应力筋穿入。
３）二者组装后放入：即在梁外侧的脚手架上将预应力筋与套管组装后，从钢筋骨架顶部放入就位，箍筋应先做成开口箍再封闭。
（２）后穿束法。该法可在混凝土养护期内进行，不占工期，便于用通孔器或高压水通孔，穿束后即行张拉，易于防锈，但穿束较为费力。
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第二节　后张法施工
２.张拉控制应力及张拉程序
张拉控制应力越高，建立的预应力值就越大，构件抗裂性越好。但是张拉控制应力过高，构件在使用过程中经常处于高应力状态，出现裂缝的荷载与破坏荷载很接近，往往构件破坏前没有明显征兆。而且当控制应力过高时，构件混凝土预应力则过大，会导致混凝土的徐变应力损失增加。因此控制应力应符合设计规定。在施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高３％~ ５％，但其最大张拉控制应力不得超过表５-１中的规定。
预应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。
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第二节　后张法施工
为了减少预应力筋的松弛损失，预应力筋按如下程序张拉：
（１）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０→１０５％σｃｏｎ→（持荷２ｍｉｎ）σｃｏｎ。
（２）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张拉以减少应力松弛损失时，其张拉程序可为０→１０３％σｃｏｎ。
以上各种张拉操作程序均可分级加载。
当预应力筋长度较大，千斤顶张拉行程不够时，应采取分级张拉、分级锚固。第二级初始油压为第一级最终油压。预应力筋张拉到规定油压后，持荷复验伸长值，合格后进行锚固。
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第二节　后张法施工
３.张拉顺序
张拉顺序应符合设计要求，当设计无具体要求时，可采用分批、分阶段对称张拉，以使混凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变位等。因此，对称张拉是一项重要的原则。同时还要考虑到尽量减少张拉机械的移动次数。
（１）对配有多根预应力筋的预应力混凝土构件，由于不可能同时一次张拉完预应力筋，因此应分批、对称地进行张拉。对称张拉是为了避免张拉时构件截面呈现过大的偏心受压状态。分批张拉时，由于后批张拉的作用，使混凝土再次产生弹性压缩，导致先批预应力筋应力下降，此应力损失可按式（５-１２）计算后加到先批预应力筋的张拉应力中去。
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第二节　后张法施工
分批张拉的损失也可以采取对先批预应力筋逐根复位补足的处理办法。
（２）对平卧叠浇的预应力混凝土构件，上层构件的重量产生的水平摩阻力会阻碍下层构件在预应力筋张拉时混凝土弹性压缩的自由变形，待上层构件起吊后，由于摩阻力影响消失会增加混凝土弹性压缩的变形，从而引起预应力损失。该损失值随构件形式、隔离剂和张拉方式的不同而不同，其变化差异较大。
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第二节　后张法施工
目前尚未掌握其变化规律，为便于施工，在工程实践中可采取逐层加大超张拉的办法来弥补该预应力损失，但是底层的预应力混凝土构件的预应力筋的张拉力不得超过顶层的预应力筋的张拉力，具体规定是：预应力筋为钢丝、钢绞线、热处理钢筋时应小于５％，其最大超张拉力应小于抗拉强度的７５％；预应力筋为冷拉热轧钢筋时应小于９％，其最大超张拉力应小于标准强度的９５％。
（３）叠层构件的张拉。对叠浇生产的预应力混凝土构件，上层构件产生的水平摩阻力会阻碍下层构件预应力筋张拉时混凝土弹性压缩的自由变形，当上层构件吊起后，由于摩阻力的影响消失将增加混凝土弹性压缩变形，因而引起预应力损失。
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第二节　后张法施工
该损失值与构件形式、隔离层和张拉方式有关。为了减少和弥补该项预应力损失，可自上而下逐层加大张拉力，底层张拉力不宜比顶层张拉力大５％（钢丝、钢绞丝、热处理钢筋），且不得超过表５-１中的规定。
为了使逐层加大的张拉力符合实际情况，最好在正式张拉前对某叠层第一、第二层构件的张拉压缩量进行实测，然后按下式计算各层应增加的张拉力。
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第二节　后张法施工
（４）张拉方法和张拉段设置的要求。为了减少预应力筋与预留孔壁摩擦引起的预应力损失，对于抽芯成形孔道，曲线预应力筋和长度大于２４ｍ 的直线预应力筋应在两端张拉；对长度等于或小于２４ｍ 的直线预应力筋，可在一端张拉；预埋波纹管孔道，对于曲线预应力筋和长度３０ｍ 的直线预应力筋，宜在两端张拉；对于长度等于或小于３０ｍ 的直线预应力筋可在一端张拉。当同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时，张拉端宜分别设在构件的两端，以免构件受力不均匀。安装张拉设备时，对于直线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；对于曲线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线方向重合。
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第二节　后张法施工
（５）预应力值的校核和伸长值的测定。为了了解预应力值建立的可靠性，需对预应力筋的应力及损失进行检验和测定，以便在张拉时补足和调整预应力值。检验应力损失最方便的办法是在预应力筋张拉２４ｈ后孔道灌浆前重拉一次，所测读的前后两次应力值之差，即为钢筋预应力损失（并非应力损失全部，但已完成很大部分）。预应力筋张拉锚固后，实际预应力值与工程设计规定检验值的相对允许偏差为±５％。
在测定预应力筋伸长值时，需先建立１０％σｃｏｎ的初应力，预应力筋的伸长值也应从建立初应力后开始测量，但须加上初应力的推算伸长值，推算伸长值可根据预应力弹性变形呈直线变化的规律求得。
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第二节　后张法施工
（三）孔道灌浆
孔道灌浆是后张法预应力工艺的重要环节，预应力筋张拉完毕后，应立即进行孔道灌浆。灌浆的目的是防止钢筋锈蚀，增加结构的整体性和耐久性，提高结构抗裂性和承载能力。
灌浆用的水泥浆应有足够的强度和粘结力，且应有较好的流动性、较小的干缩性和泌水性。水泥强度等级一般应不低于４２．５级，水胶比控制在０．４~ ０．４５，搅拌后３ｈ泌水率宜控制在２％，最大不超过３％，水泥浆的稠度控制在１４ ~１８ｓ。对孔隙较大的孔道，可采用砂浆灌浆。
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第二节　后张法施工
为了增加孔道灌浆的密实性，减少水泥浆收缩，可掺入０．０５％ ~０．１％的脱脂铝粉或其他类型的膨胀剂。在水泥浆或砂浆内可以掺入对预应力筋无腐蚀作用的外加剂，如占水泥质量０．２５％的木质素磺酸钙，或占水泥质量０．０５％的铝粉。不掺外加剂时，可用二次灌浆法。
灌浆前，用压力水冲洗并湿润孔道。用电动或手动灰浆泵进行灌浆。灌浆工作应连续进行，不得中断，并应防止空气压入孔道而影响灌浆质量。灌浆压力宜控制在０．３ ~０．５ＭＰａ为宜。灌浆顺序应先下后上，以避免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞。
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第二节　后张法施工
孔道末端应设置排气孔，灌浆时待排气孔溢出浓浆后，才能将排气孔堵住继续加压到０．５ ~０．６ＭＰａ，并稳定２ｍｉｎ，关闭控制闸，保持孔道内压力。每条孔道应一次灌成，中途不应停顿，否则将已压的水泥浆冲洗干净，从头开始灌浆。
灌浆后，切割外露部分预应力钢绞线（留３０ ~５０ｍｍ）并将其分散，锚具应采用混凝土封头保护。封头混凝土尺寸应大于预埋钢板，厚度大于或等于１００ｍｍ，封头内应配钢筋网片，细石混凝土强度等级为Ｃ３０ ~Ｃ４０。
孔道灌浆后，当灰浆强度达到１５Ｎ／ｍｍ２ 时方能移动构件；灰浆强度达到１００％设计强度时，才允许吊装。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
无粘结预应力混凝土的施工方法是在预应力筋的表面刷防腐润滑脂并套塑料管后，铺设在模板内的预应力筋设计位置处，然后浇筑混凝土，待混凝土达到要求的强度后，进行预应力筋的张拉和锚固。该工艺的优点是不需要留设孔道，穿筋、灌浆、施工简单，摩擦力小，预应力筋易弯成多跨曲线形状等，是近年来发展的一项新技术。
无粘结预应力适用于大柱网整体现浇楼盖结构，尤其在双向连续平板和密肋楼板中使用最为合理、经济。
一、无粘结预应力筋的制作
（一）无粘结预应力筋的组成及要求
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
无粘结预应力筋主要由预应力钢材、涂料层、外包层３部分组成，如图５-３９所示。
１.无粘结筋
无粘结筋宜采用柔性较好的预应力筋制作，选用 钢绞线。无粘结预应力筋所用钢材主要有消除应力钢丝和钢绞线。钢丝和钢绞线不得有死弯，有死弯时必须切断，每根钢丝必须通长，严禁有接点。预应力筋的下料长度计算应考虑构件长度、弹性回弹值、张拉伸长值、钢材品种和施工方法施工等因素，具体计算方法与有粘结预应力筋基本相同。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
预应力筋下料时，宜采用砂轮锯或切断机切断不得采用电弧切割；钢丝束的钢丝下料应采用等长下料；钢绞线下料时，应在切口两侧用２０号或２２号钢丝预先绑扎牢固，以免切割后松散。
２.涂料层
无粘结筋的涂料层常采用防腐油脂或防腐沥青制作。涂料层的作用是使无粘结筋与混凝土隔离，减少张拉时的摩擦损失，防止预应力筋腐蚀等。因此，涂料应有较好的化学稳定性和韧性，要求涂料性能应满足在－２０ ℃ ＋７０ ℃温度范围内不流淌、无开裂、不变脆、能较好地粘附在钢筋上并有一定韧性；使用期内化学稳定性高，润滑性能好，摩擦阻力小，不透水、不吸湿，防腐性能好。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
３.外包层
无粘结筋的外包层主要由高压聚乙烯塑料带或塑料管制作。外包层的作用是使无粘结筋在运输、储存、铺设和浇筑混凝土等过程中不发生可修复的破坏。因此，要求外包层应满足在－２０℃ ＋７０ ℃温度范围内低温不脆化，高温化学稳定性好；必须具有足够的韧性，抗破损性强；对周围材料无侵蚀作用，防水性强。塑料使用前必须烘干或晒干，避免在成型过程中由于气泡引起塑料表面开裂。
制作单根无粘结筋时，宜优先选用防腐油脂作为涂料层，钢筋与防腐油脂之间有一定的间隙，使预应力筋能在塑料套管中任意滑动，其塑料外包层应用塑料机注塑成型，防腐油脂应填充饱满，外包层应松紧适度。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
成束无粘结预应力筋可用防腐沥青或防腐油脂作涂料层。当使用防腐沥青时，应用密缠塑料带作外包层，塑料带各圈之间的搭接宽度不应小于带宽的１／２，缠绕层数不小于４层。要求防腐油脂涂料层无粘结筋的张拉摩擦系数不应大于０．１２，防腐沥青涂料层无粘结筋的张拉摩擦系数不应大于０．２５。
（二）无粘结预应力筋的锚具
无粘结预应力筋的锚具性能应符合Ⅲ类锚具的规定。我国主要采用高强度钢丝和钢绞线作为无粘结预应力钢筋，高强度钢丝主要采用镦头锚具，钢绞线可采用ＸＭ 型、ＱＭ 型锚具。
（三）无粘结预应力筋的制作
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
一般采用挤压涂层工艺和涂包成型工艺两种。
１.挤压涂层工艺
挤压涂层工艺主要是无粘结筋通过涂油装置涂油，涂油无粘结筋通过塑料挤压机涂刷聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜，再经冷却筒模成型塑料套管。这种挤压涂层工艺的特点是效率高、质量好、设备性能稳定，与电线、电缆包裹塑料套管的工艺相似，适用于大规模生产的单根钢绞线和７根钢丝束。挤压涂层流水工艺如图５-４０所示。
２.涂包成型工艺
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
涂包成型工艺是无粘结筋经过涂料槽涂刷涂料后，再通过归束滚轮成束并进行补充涂刷，涂料厚度一般为２ｍｍ，可以采用手工操作完成内涂刷防腐沥青或防腐油脂，外包塑料布。涂好涂料的无粘结筋随即通过绕布转筒自动地交叉缠绕两层塑料布，当达到需要的长度后进行切割，成为一根完整的无粘结预应力筋，也可以在缠纸机上连续作业，完成编束、涂油、镦头、缠塑料布和切断等工序。这种涂包成型工艺的特点是质量好，适应性较强。缠纸机的工作示意图如图５-４１所示。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
制作无粘结预应力筋时，钢筋放在防线盘上，穿过梳子板汇成钢丝束，通过油枪均匀涂油后穿入锚环用冷镦机冷镦锚头，带有锚环的成束钢丝用牵引机向前牵引，同时开动装有塑料条的缠纸转盘，钢丝束一边前进一边进行缠绕塑料布条工作。当钢丝束达到需要长度后进行切断，成为一根完整的无粘结预应力筋。
二、无粘结预应力筋的布置
在单向连续梁板中，无粘结筋的铺设如同普通钢筋一样铺设在设计位置上。在双向配筋的连续平板中，无粘结筋一般需要配置成两个方向的悬垂曲线，两个方向的无粘结筋互相穿插，施工操作较为困难，因此必须事先编出无粘结筋的铺设顺序。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
其方法是将各向无粘结筋各搭接点的标高标出，对各搭接点相应的两个标高分别进行比较，若一个方向某一无粘结筋的各点标高均分别低于与其相交的各筋相应点标高时，则此筋可先放置。按此规律编出全部无粘结筋的铺设顺序，即先铺设标高低的无粘结筋，再铺设标高较高的无粘结筋，并应尽量避免两个方向的无粘结筋相互穿插编结。
无粘结预应力筋应严格按设计要求的曲线形状就位固定牢固。无粘结预应力筋的铺设通常是在底部钢筋铺设后进行。水电管线一般宜在无粘结筋的铺设后进行，无粘结力筋应铺放在电线管下面，且不得将无粘结筋的竖向位置抬高或压低。支座处负弯矩钢筋通常是在最后铺设。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
三、无粘结预应力混凝土结构施工
无粘结预应力在施工中，主要问题是无粘结预应力筋的铺设，张拉和端部锚头处理。无粘结筋在使用前应逐根检查外包层的完好程度，对有轻微破损可包塑料带补好，对破损严重者应予以报废。
（一）无粘结预应力筋的铺设
无粘结预应力筋一般用７根ＨＰＢ３００级直径为５ｍｍ 的高强度钢丝或钢丝束组成，或拧成钢绞线，通过专用设备涂包防锈油脂，再套上塑料套管。
制作工艺流程：编束放盘→涂上涂料层→覆裹塑料套→冷却→调直→成型。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
无粘结筋应严格按设计要求的曲线形状就位并固定牢靠。无粘结筋控制点的安装偏差：矢高方向±５ｍｍ，水平方向±３０ｍｍ。
无粘结预应力筋应严格按设计要求的曲线形状就位并固定牢靠。
无粘结筋的垂直位置宜用支撑钢筋或钢筋马凳控制，其间距为１~ ２ｍ。无粘结筋的水平位置应保持顺直。
在双向连续平板中，各无粘结筋曲线高度的控制点用铁马凳垫好并扎牢。在支座部位，无粘结筋可直接绑扎在梁或墙的顶部钢筋上；在跨中部位，无粘结筋可直接绑扎在板的底部钢筋上。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
（二）无粘结预应力筋的张拉
由于无粘结预应力筋一般为曲线配筋，当预应力筋的长度小于２５ｍ 时，宜采用一端张拉；若长度大于２５ｍ，宜采用两端张拉，长度超过５０ｍ，宜采取分段张拉。
预应力筋的张拉程序宜采用０→１０３％σｃｏｎ，以减少无粘结预应力筋的松弛应力消失。
无粘结筋的张拉顺序应与预应力筋的铺设顺序一致，先铺设的先张拉，后铺设的后张拉。
预应力平板结构中，预应力筋往往很长，如何减少其摩阻损失值是一个重要问题。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
影响摩阻损失值的主要因素是润滑介质、外包层和预应力筋截面形式。摩阻损失值可用标准力计或传感器等测力装置进行测定。施工时，为降低摩阻损失值，可用标准测力计或传感器等测力装置进行测定。为降低摩阻损失值，宜采用多次重复张拉工艺。成束无粘结筋正式张拉前，一般宜先用千斤顶往复抽动１ ~２次以降低张拉摩擦损失。无粘结筋的张拉过程中，当有个别钢丝发生滑脱或断裂时，可相应降低张拉力，滑脱或断裂的数量不应超过结构同一截面无粘结预应力筋总量的２％。
预应力筋张拉值应按设计要求进行控制。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
（三）无粘结预应力筋的端部锚头处理
１.张拉端部处理
预应力筋端部处理取决于无粘结筋和锚具的种类。
锚具通常从混凝土的端面缩进一定的距离，前面做成一个凹槽，待预应力筋张拉锚固后，将外伸在锚具外的钢绞线切割到规定的长度，要求露出夹片锚具外长度不小于３０ｍｍ，然后在槽内壁涂以环氧树脂类胶粘剂，以加强新老材料间的粘结，再用后浇膨胀混凝土或低收缩防水砂浆或环氧砂浆密封。
在对凹槽填砂浆或混凝土前，应预先对无粘结筋端部和锚具夹持部分进行防潮、防腐封闭处理。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
无粘结预应力筋采用钢丝束镦头锚具时，其张拉端头处理如图５-４２所示，其中塑料套筒供钢丝束张拉时锚环从混凝土中拉出来用，软塑料管是用来保护无粘结钢丝末端。因穿锚筒内产生空隙，必须用油枪通过锚环的注油孔向套筒内注满防腐油脂，灌油后将外露锚具封闭好，避免长期与大气接触造成锈蚀。
采用无粘结钢绞线夹片锚具时，张拉端头构造简单，无须另加设施。张拉端头钢绞线预留长度不小于１５０ｍｍ，多余割掉，然后在锚具及承压板表面涂防水涂料，再进行封闭。无粘结筋端部锚头的防腐处理应特别重视。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
采用ＸＭ 型夹片式锚具的钢绞线，张拉端头构造简单，无须另加设施，锚固区可以用后浇的钢筋混凝土圈梁封闭，端头钢绞线预留长度不小于１５０ｍｍ，多余部分切断并将锚具外伸的钢绞线散开打弯，埋在圈梁混凝土内加强锚具，如图５-４３所示。
２.固定端处理
无粘结筋的固定端可设置在构件内。当采用无粘结钢丝束时，固定端可采用扩大的镦头锚板，并用螺旋筋加强，如图５-４４（ａ）所示。施工中如端头无结构配筋时，需要配置构造钢筋，使固定端板与混凝土之间有可靠的固定性能。
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第三节　无粘结预应力混凝土施工
当采用无粘结绞线时，锚固端可采用压花成型，如图５-４４（ｂ）所示，埋置在设计部位，使固定端板与混凝土之间有可靠锚固性能。这种做法的关键是张拉前锚固端的混凝土强度必须达到设计强度，这样才能形成可靠的锚头。
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图５-１　预应力混凝土先张法生产示意图
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图５-２　墩式台座
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图５-３　墩式台座抗倾覆验算简图
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图５-４　槽式台座构造
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图５-５　钢质锥形夹具
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图５-６　固定端镦头夹具
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图５-７　圆套筒三片式夹具
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图５-８　张拉夹具（单位：mm）
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图５-９　套筒双拼式钢筋连接器（单位：mm）
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图５-１０　卷扬机张拉、杠杆测力张拉装置示意图
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图５-１１　电动螺杆张拉机
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图５-１２　YC-２０型穿心式千斤顶
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图５-１３　先张法施工工艺流程图
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图５-１４　钢丝拼接器
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表５-１　张拉控制应力和最大超张拉应力允许值
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图５-１５　千斤顶放张装置图
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图５-１６　砂箱法放张装置图
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图５-１７　楔块法放张示意图
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图５-１８　预应力混凝土后张法生产示意图
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图５-１９后张法的生产工艺流程示意图
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表５-２　锚具效率系数与总应变
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图５-２０　JM型锚具
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图５-２１　XM型锚具
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图５-２２　QM型锚具及配件
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图５-２３　KT-Z型锚具
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图５-２４　固定端用镦头锚具
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图５-２５　钢丝束镦头锚具
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图５-２６　钢质锥形锚具
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图５-２７　锥形螺杆锚具
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图５-２８　单根粗钢筋锚具
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图５-２９　拉杆式千斤顶构造示意图
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图５-３０　YZ-８５锥锚式千斤顶
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图５-３１　YC-６０型穿心式千斤顶的构造及工作示意图
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图５-３２　钢筋束、钢绞线束下料长度计算简图
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图５-３３　采用镦头锚具
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图５-３４　钢丝束的编束
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图５-３５　单根预应力筋下料长度计算图
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图５-３６　胶管密封装置
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图５-３７　胶管接头
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图５-３８　灌注孔与波纹管的连接
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图５-３９　无粘结预应力筋
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图５-４０　挤压涂层工艺流水线
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图５-４１　无粘结预应力筋缠纸工艺流程图
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图５-４２　镦头锚具系统张拉端头处理
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图５-４３　夹片式锚具张拉端处理
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图５-４４　无粘结筋固定端详图
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