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第八章 预应力混凝土工程
第二节 先张法
一、概述
首先在台座上或钢模内张拉钢筋，并作临时锚固，然后浇筑混凝土。待混凝土达到一定强度后剪断或放松钢筋。钢筋剪断后将产生弹性回缩，但钢筋与混凝土之间存在着粘结力，混凝土就会阻止钢筋回缩而混凝土本身受到预压应力。
先张法生产工序少，工艺简单，施工质量容易保证，不需在构件上设永久性锚具，生产成本低，在长线台座上，一次可生产多个构件。先张法主要适合于工厂内生产中、小型构件。
压杆
砖墙
上横梁
下横梁
砖墙
压杆
二、设备
1、台座
①墩式：由传力墩、台面、横梁等组成，长度100～150m，适于中、小型构件。
②槽式：由传力柱、上下横梁、砖墙等组成，长45～76m，适于双向预应力构件，易于蒸汽养护。
2、夹具——临时性，可重复使用
①锥形（锥销式、二片式、三片式）——锚固单根直径12～14预应力筋
②镦头夹具
③偏心式
④楔形
锥销夹具
圆套筒三片式夹具
圆套筒二片式夹具
固定端镦头夹具
单根镦头钢筋螺杆夹具
3、张拉机具
（1）穿心式千斤顶：YC－20型，最大拉力20t、行程200mm，适于12～20单根钢筋。
（2）电动螺杆：拉力30～60t、行程800mm，
用于：钢筋、钢丝。
三、施工工艺流程
四、工艺要点
1、张拉程序
超张拉——减少由于钢筋松弛变形造成的预应力损失。
2、控制应力及最大应力
超张拉可比设计要求提高5%，但最大张拉控制应力不得超过规定。
3、张拉要点
（1）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；
（2）从台座中间向两侧进行（防偏心损坏台座）
（3）多根成组张拉，初应力应一致(测力计抽查)
（4）拉速平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松
（5）拉完的筋位置偏差≯5mm，且≯构件截面短边的4%
（6）冬期张拉时，温度≮－15℃
（7）注意安全：两端严禁站人，敲击楔块不得过猛。
4、混凝土浇筑与养护
1）混凝土一次浇完，混凝土≮C30。
2）防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比≯0.5，级配良好，振捣密实（特别是端部）。
3）防止碰撞、踩踏钢丝。
4）减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，(开始温差≯20℃，达10MPa后按正常速度升温）。
5、预应力筋放张
1）条件：混凝土达到设计规定且≮75%强度值后。
2）方法：锯断，剪断，熔断（仅限于Ⅰ～Ⅲ级冷拉筋）。
3）放张顺序：
轴心受压构件同时放；
偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的，再同时放大的区域的；
其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张。
粗筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶）。
活塞
钢套箱
进砂口
出砂口
砂子
钢套箱底板
砂箱放张法
横梁
螺杆
螺母
承力板
台座
钢块
钢块
钢楔块
楔块放张法
第三节 后张法
一、原理
是指先浇筑混凝土构件并预留好孔道，待混凝土达到一定的强度后在孔道内穿入钢筋，然后直接在构件上张拉钢筋，最后用锚具在构件两端将钢筋锚固，阻止钢筋回缩，从而对构件施加预应力。钢筋张拉完毕并将张拉端锚固后，预留孔道内应按要求灌浆。
后张法不需要台座，构件既可在工厂也可在现场制作；后张法构件只能单一逐个地施加预应力，工序多，操作也麻烦；而且需设永久性锚具，成本高；
适于：大构件及结构的现场施工——预制拼装，结构张拉。
二、设备
1、锚具——永久性的，一次性使用
预应力筋 固定端锚具 张拉端锚具 张拉设备
单根粗钢筋 邦条、镦头 螺丝端杆 拉杆式千斤顶
钢筋束 镦头 JM-12型 锥锚式、穿心式
钢丝束
镦头 锥形螺杆
钢质锥形 同上
2、张拉设备
3、预埋管道——抽芯管（钢管，胶管）、
预埋波纹管
螺丝端杆锚具
帮条锚具
镦 头 锚 具
施
工
工
艺
三、施工工艺
（一）孔道留设
1、要求：位置准确；内壁光滑；端部预埋钢板垂直于孔道轴线；直径、长度、形状满足设计要求。
2、方法：
①钢管抽芯法
②胶管抽芯法
③预埋波纹管。
①钢管抽芯法（直孔）——钢管应平直、光滑，用前刷油；每根长≯15米，每端伸出500mm；两根接长，中间用木塞及套管连接；用钢筋井字架固定，@≯1米；浇混凝土后每10～15分钟转动一次；混凝土初凝后、终凝前抽管；抽管先上后下，边转边拔。（灌浆孔间距≯12米）
②胶管抽芯法－－用于长孔或曲线孔。有一定刚度或充压；钢筋井字架@≯0.5米；混凝土达一定强度后拔管。
③预埋波纹管。可先穿筋，接头严密，有一定刚度；井字架@≯0.8米；灌浆孔间距≯30米；波峰设排气泌水管。
胶管与阀门连接
钢管的连接
胶管的封端处理
波纹管的连接
1—波纹管；2—接头管；3—密封胶带
波纹管的固定
波纹管固定
1—箍筋；2—钢筋托架；
3—波纹管；4—后绑的钢筋
(二)预应力筋张拉
1、张拉条件：
①结构的混凝土强度符合设计要求或达75%强度标准值；
②做好各种准备工作。
2、张拉控制应力和超张拉最大应力：（比先张法均低0.05f）
3、张拉顺序
配有多根钢筋或多束钢丝的构件
——分批对称张拉（注意：后批对先批产生应力影响）
叠浇构件
自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力
但顶底相差 ≯5%（钢丝、钢绞线、热处理筋） ≯9%（冷拉筋）
4、张拉方式
（1）对抽芯法：
长度≤24 m直孔——一端张拉（多根筋时，张拉端设在结构两端）；
长度>24 m直孔、曲线孔——两端张拉。
（2）对预埋波纹管法：
长度≤30 m直孔——一端张拉；
长度＞30 m直孔、曲线孔——两端张拉。
5、张拉程序：同先张法。
（三）孔道灌浆
目的：
防锈蚀
增加整体性、耐久性
提高抗裂性和承载能力
材料要求：
水泥要不低于425号的普通硅酸盐水泥
水灰比为0.4左右
不宜用纯水泥浆（干缩性较大）
砂浆宜选用细砂，加水泥量的万分之一铝粉或0.25％的木质素磺酸钙，以增加灌浆的密实性和灰浆的流动性。
注意事项：
灌浆要连续进行，并防止空气压入孔道而影响灌浆质量；
灌浆压力以0.5～0.6N/mm 为宜，过大易胀裂孔壁；
灌浆前，压力水冲刷孔壁湿润孔壁；
直线孔道从一端到另一端灌浆，曲线的从低端向两端；
灰浆强度达到15N/mm 时，方可移动构件，达到100％设计强度时才允许吊装
3、孔道灌浆
张拉完后
灌浆现场
灌浆现场
灌浆现场
第四节 无粘结预应力混凝土
在后张法预应力混凝土构件中，预应力筋分为有粘结和无粘结两种。
无粘结预应力是预应力筋表面刷涂油脂并包塑料带 (管)后，如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内，再浇筑混凝土，待混凝土达到规定的强度后，进行预应力筋张拉和锚固。
特点：
无需预留孔道，不必灌浆；
建筑空间大，降低楼层高度，提高使用功能；
提高结构的整体刚度，减少材料用量。
一、无粘结预应力筋
无粘结预应力筋由无粘结筋（7Φs4或7Φs5钢绞线 ）、涂料层和外包层三部分组成 。
1 一塑料外包层 2 一防腐润滑脂 3 一钢绞线 ( 或碳素钢丝束 )
无粘结预应力筋
涂料作用：
是预应力筋与混凝土分离，减少张拉时的摩擦应力损失；
防止预应力筋锈蚀
涂料要求：
不流淌，不变脆，润滑性能好；
化学成分稳定，防腐性能好；
对周围材料无腐蚀；
不透水，不吸潮。
外包层要求：
高温时，化学稳定；低温时，不变脆；
韧性和耐磨性强；
对周围材料无腐蚀作用。
二、无粘结预应力筋的敷设
敷设之前，仔细检查钢丝束或钢绞线的规格，若外层有损伤，则用塑料带修补好；若外包层破损严重，则不能使用。敷设时，应符合下列要求：
预应力筋的绑扎：铁丝扎牢
双向预应力筋的敷设：对交叉点比较标高，先敷设下面的，再敷设上面的，不要使两个方向的筋穿插编结
控制预应力筋的位置：设置一些支架
三、预应力筋端部处理
采用镦头锚具时：锚环被拉出后，塑料套管会产生孔隙，必须注满防腐油脂。
采用夹片式锚具时：张拉后，切除多余外露预应力筋，只保留200～600mm长分散弯折在混凝土圈梁内
无粘结预应力筋敷设、端部处理
四、无粘结预应力筋的张拉
张拉前的准备：检查混凝土强度，达到设计强度的100％；检查机具设备。
张拉要点：
张拉中，严防钢丝拉断，要控制同一截面的断裂不得超过2％，最多只允许一根。
预应力筋长度小于25m时，宜采用一端张拉；大于25m时，宜两端张拉。
张拉伸长值，按设计要求进行。

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