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(共24张PPT)
单元5 预应力混凝土工程施工
5.2 先张法施工
5.2.1先张法的主要工序
先张法构件的预应力是靠预应力钢筋与混凝土之间的粘结力来传递的，先张法（图5-6）的主要工序为：
1、在台座或钢模上张拉钢筋，并将钢筋临时锚固在台座上；
2、支模，浇注混凝土；
3、待混凝土达到一定强度时（至少75%强度），切断或放松预应力钢筋。
适用于：构件厂生产中、小型构件（楼板、屋面板、吊车梁、薄腹梁……）
先张法生产时，可采用台座法和机组流水法。
图5-6 先张法主要工序示意图
（a）张拉钢筋 （b） 支模并浇筑混凝土 （c）放松并截断预应力钢筋
5.2.2台座
台座按构造形式分为墩式台座和槽式台座。
1．墩式台座
墩式台座由台墩、台面与横梁等组成（图5-7）。长度50～150m，适于中、小型构件。
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。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。
台面是预应力构件成型的胎模，台面要求坚硬、平整、光滑，沿其纵向有3％的排水坡度。
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。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。
图5-7　墩式台座 1-钢横梁　2-混凝土墩
3-预应力筋　4-局部加厚的台面
2．槽式台座
槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成。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。
图5-8 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
5.2.3夹具
按其用途不同，可分为锚固夹具和张拉夹具。夹具应具有下列性能：
1.当预应力夹具组装件达到实际极限拉力时，全部零件不应出现肉眼可见的裂缝和破坏；
2.有良好的自锚性能；
3.有良好的松锚性能；
4.能多次重复使用。
1、钢丝锚固夹具
(1)钢质锥销夹具
锥销夹具可分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具，由钢质圆柱形套筒和带有细齿（或凹槽）的锥销组成（图5-9）。锥销夹具既可用于固定端，也可用于张拉端，具有自锁和自锚能力。钢质锥形夹具主要用来锚固直径为3～5㎜的单根钢丝夹具。
图5-9 钢质锥形夹具
（a）圆锥齿板式 （b）圆锥槽式
1—套筒；2—齿板；3—钢丝； 4—锥塞
(2)镦头夹具(图5-10)
采用镦头夹具时（图5-10），将预应力筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。它用于预应力钢丝固定端的锚固。
图5-10 固定端镦头夹具
1—垫片； 2—镦头钢丝；3—承力板
2、钢筋锚固夹具
钢筋锚固夹具常用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成(图5-11)。
（a） （b） （c）
图5-11 圆套筒三片式夹具
（a）装配图 （b） 套筒 （c）夹片
单根镦头钢筋螺杆夹具
3、张拉夹具
常用的张拉夹具有月牙形夹具、偏心式夹具、楔形夹具等，如图5-12所示。
图5-12 张拉夹具
（a）月牙形夹具 （b） 偏心式夹具 （c） 楔形夹具
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，以免焊接而降低冷拉后的强度。预应力钢筋的制作，一般有对焊和冷拉两道工序。
图5-13 套筒双拼式连接器
1－半圆套筒；2－连接筋；3－钢筋镦头；4－工具式螺丝杆；5－钢圈
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。
5.2.4张拉设备
张拉设备分为电动张拉和液压张拉两类，电动张拉多用于先张法，液压张拉可用于先张法，也可用于后张法。
1、电动张拉
2、液压张拉
(1)普通液压千斤顶
（2)拉杆式千斤顶
（3)穿心式千斤顶
（4)锥锚式千斤顶
（5) 高压油泵。
5.2.5先张法施工
1、预应力筋铺设
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剂，易干燥，污染钢筋易清除。预应力筋受污，会影响预应力筋与混凝土的粘结。涂刷均匀不得漏涂，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。
2、预应力筋张拉
(1)张拉控制应力
为了减少钢筋松弛、测力误差、温度影响、锚具变形、混凝土硬化时收缩徐变和钢筋滑移引起的预应力损失，施工中常采用超张拉工艺，使超张拉应力比控制应力提高3％～5％。
所谓“松弛”，即钢材在常温、高应力状态下具有不断产生塑性变形的特点。
松弛的数值与控制应力和延续时间有关，控制应力高松弛也大，所以钢丝、钢绞线的松弛损失比冷拉热轧钢筋大；松弛损失还随着时间的延续而增加，但在第一分钟内可完成损失总值的50%左右，24h内则可完成80%。上述张拉程序，如先超张拉5%σcon再持荷2min，则可减少50%以上的松弛损失。超张拉3%σcon，亦是为了弥补预应力钢筋的松弛等原因所造成的预应力损失。
或
（3）预应力值的校核
(4)张拉注意事项
(5-1)
（2）张拉程序
张拉程序可按下列之一进行：
1）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）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。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。
2）张拉时应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算值的偏差不得超过±6%，否则应停拉；
3）为避免台座承受过大的偏心力，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座）。
4）多根成组张拉，初应力应一致（测力计抽查）
5）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松
6）拉完的预应力筋位置偏差≯5mm，且≯构件截面短边的4%
7）冬施张拉时，温度≮－15℃。
8）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。
9）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，并做好预应力筋张拉记录。多根钢丝同时张拉时，断裂和滑脱的钢丝数量，不得超过结构同一截面钢材总根数的5%，且严禁相临两根预应力钢丝断裂和滑脱。
放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。如设计无要求时，不得低于设计混凝土强度标准值的75%。放张过早会由于预应力筋回缩而引起较大的预应力损失。
5.2.6混凝土的浇筑与养护
1、混凝土一次浇完，混凝土强度≮C30。
2、为了减少预应力损失，在设计配合比时应考虑减少混凝土的收缩和徐变。应采用低水灰比，控制水泥用量，采用良好的级配及振捣密实。（特别是端部）。
3、防止碰撞、踩踏钢丝，以保证预应力筋与混凝土有良好的粘结力。
4、减少应力损失：可采用自然养护或湿热养护，自然养护不得少于14d。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，在混凝土未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过20°C。
5.2.7预应力筋的放张
1、放张顺序
对承受轴心预压力的构件(如压杆、桩等)，所有的预应力筋应同时放张；对承受偏心预压力的构件，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；如不能按上述要求同时放张时，也应分阶段、对称、相互交错地进行放张，以防止在放张过程中，构件产生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。
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；板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。
2、放张方法
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。配筋多的钢弦混凝土构件，钢丝应同时放张，如逐根放张，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。放张后预应力筋的切断顺序，一般由放张端开始，逐次切向另一端。
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、砂箱、楔块等装置应同时放张。
图5-17 千斤顶放张装置 　　 图5-18 砂箱放张装置
l—横梁，2—千斤顶，3—承力架; 1—活塞，2—钢套箱，3—进砂口；
4—夹具,5—钢丝，6—构件 4—钢套箱底板，5—出砂口，6—砂子
（1）千斤顶放张
（2）砂箱放张
图5-19 楔块放张
1－台座，2－横梁，3、4－钢块，5－钢楔块；
6－螺杆，7－承力板，8－螺母
（3）楔块放张
（4）预热熔割
（5）钢丝钳或氧炔焰切割
3、放张注意事项
用氧炔焰切割时，应采取隔热措施，防止烧伤构件端部混凝土。

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