第27讲 第四章：工程施工技术(七)(2010年新版)

第五节预应力混凝土工程原理构件在使用阶段的外荷载作用下产生的拉应力，首先要抵消预压应力，这就推迟了混凝土裂缝的出现，同时也限制了裂缝的开展，从而提高了构件的抗裂度和刚度。

作法对混凝土构件受拉区施加预压应力的方法，是张拉受拉区中的预应力钢筋，通过预应力钢筋和混凝土间的粘结力或锚具，将预应力钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件中，并产生预压应力。

一、预应力钢筋的种类冷拔低碳钢丝冷拔钢丝强度比原材料屈服强度显著提高，但塑性降低，适用于小型构件的预应力筋。

冷拔低碳钢丝分为两级，甲级用于预应力混凝土结构构件中，乙级用于非预应力混凝土结构构件中。

冷拉钢筋冷拉钢筋是将HRB335、HRB400、RRB400级热轧钢筋在常温下通过张拉到超过屈服点的某一应力，使其产生一定的塑性变形后卸荷，再经时效处理而成。

冷拉钢筋的塑性和弹性模量有所降低而屈服强度和硬度有所提高，可直接用作预应力钢筋。

高强度钢丝高强度钢丝是用优质碳素钢经拉拔制成。

常用的高强钢丝分为冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。

钢丝和钢绞线主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、大跨度吊车梁等。

可以带有曲线钢绞线钢绞线的直径较大，一般为9～15mm，较柔软，施工方便，但价格较贵。

钢绞线的强度较高。

钢绞线规格有2股、3股、7股和19股等。

王双增讲解 zxgcs@ 7股钢绞线由于面积较大、柔软、施工定位方便，适用于先张法和后张法预应力结构与构件，是目前国内外应用最广的一种预应力筋。

钢绞线用途和高强度钢丝相同热处理钢筋热处理钢筋具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，热处理钢筋的螺纹外形有带纵肋和无纵肋两种。

主要用作预应力钢筋混凝土轨枕，也可以用于预应力混凝土板、吊车梁等构件近年来，我国强度高、性能好的预应力钢筋(钢丝、钢绞线)已可充分供应，故提倡用高强的预应力钢绞线、钢丝作为我国预应力混凝土结构的主力钢筋。

例题：可以用作预应力钢筋的有[ ]A. 冷拔低碳钢丝B. 冷拉钢筋C. 冷轧钢筋D. 钢绞线E. 热处理钢筋答案： B.D，E二、对混凝土的要求1 混凝土的强度等级不应低于C30；王双增讲解/2 当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。

3 在预应力混凝土构件的施工中，不能掺用对钢筋有侵蚀作用的氯盐、氯化钠等2004考题．在预应力混凝土结构中，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时，混凝土强度等级可采用( b，d )。

A．C20B．C50C．C30D．C40E．C35例题．在预应力混凝土结构中，混凝土强度等级可采用( B，C，D )。

A．C20B．C50C．C30D．C40E．C25解析：不低于，就是大于等于就可以。

三、预应力施加方法1、先张法，后张法2、机械拉张，电热拉张四、先张法先拉钢筋，后浇筑混凝土。

混凝土强度达到75%放松预应力筋。

先张法的用途：多用于预制厂生产中小构件，也用于生产预应力桥跨结构。

2007年考题29．预应力桥跨结构的施工多采用（ C ）。

A．单根粗钢筋锚具方法B．钢丝束锚具方法C．先张法D．后张法2008考题29．先张法预应力钢筋混凝土的施工，在放松预应力钢筋时，要求混凝土的强度不低予设计强度等级的（ A ）。

A．75％B．80％C．85％D．100％台座台座承受全部预应力筋的拉力，故台座应有足够的强度、刚度和稳定性。

墩式台座一般用以生产中小型构件。

台座长度较长，张拉一次可生产多根构件，从而减少因钢筋滑动而引起的预应力损失槽式台座适用于生产吊车粱、屋架、箱梁等张拉应力较大的预应力混凝土构件钢模台座主要在流水线生产中应用夹具和张拉机具夹具是预应力筋进行张拉和临时固定的工具，可以重复使用。

对其要求是：工作方便可靠，构造简单，加工方便。

张拉夹具连接预应力筋与张拉机械。

有偏心式夹具、销片式夹具、墩式夹具、钳式夹具锚固夹具连接预应力筋临时和台座。

有锥形夹具、楔形夹具、穿心式夹具、墩头钢筋夹具张拉机具注意，穿心式千斤顶是先张法，后张法均可使用的机具包括：穿心式千斤顶,电动螺杆张拉机,卷扬机/（三）先张法施工工艺。

预应力筋张拉程序有两种：(1)预应力筋的张拉两种张拉程序是等效的。

建立这样的张拉程序的目的是为了减少预应力的松弛损失。

①0—105％σcon ---持荷2min---σcon；②0---103％σcon。

σcon----预应力筋的张拉控制应力例题、采用先张法施工艺张拉预应力钢筋时，其张拉程序有（b，c ）。

A. 0—105％σconB. 0—105％σcon ---持荷2min---σconC. 0—103％σconD. 0—103％σcon ---持荷2min---σconE. 0—100％σcon ---持荷2min例题：关于先张法工艺中说法正确的有[ A，C，D ]A. 建立 0—105％σcon ---持荷2min---σcon张拉程序的目的是为了减少预应力的松弛损失。

B. 建立0—103％σcon张拉程序的目的是为了增加预应力的松弛损失。

C. 0—105％σcon ---持荷2min---σcon；0---103％σcon。

两种张拉程序是等效的。

D. 夹具和张拉机具形式有张拉夹具和锚固夹具两种。

E. 夹具和张拉机具形式有张拉夹具和锚具两种。

(2)预应力筋张拉的相关规定混凝土强度预应力筋张拉时，当设计无具体要求时，不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75％。

预应力筋的张拉1、预应力筋的张拉可采用单根张拉或多根同时张拉。

对先张法预应力构件，当发生断裂或滑脱时，在浇注混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。

2、多根预应力筋同时张拉时，必须事先调整初应力，使其相互之间的应力一致，张拉过程中应抽查预应力值，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％。

3、用应力控制张拉时，为了校核预应力值，在张拉过程中应测出预应力筋的实际伸长值，实际伸长值比设计计算理论伸长值的相对允许偏差为土6％。

如实际伸长值大于计算伸长值的10％或小于计算伸长值的5％，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

预应力筋张拉锚固后预应力筋张拉锚固后实际建立预应力值与工程设计规定检验值的相对允许偏差为±5％。

先张法预应力筋张拉后与设计位置偏差不得大于5mm，且不得大于构件截面短边边长的4％。

2007年考题70．在预应力先张法张拉过程中，为了校核预应力值，应测出预应力筋的实际伸长值△L，在与设计计算的理论伸长值△L0比较后，出现某些情况应暂停张拉。

应暂停张拉的情况是（ B,D, ）。

A．△L>1.06△L0B．△L>1.1△L0C．△L<0.96△L0D．△L<0.95△L0E．△L－△L0<5mm2．混凝土的浇筑与养护（1）确定预应力混凝土的配合比时，应尽量减少混凝土的收缩和徐变，以减少预应力损失。

（2）混凝土应振捣密实。

混凝土浇筑时，振动器不得碰撞预应力筋（3）采用重叠法生产构件时，应待下层构件的混凝土强度达到5．OMPa后，方可浇筑上层构件的混凝土。

（4）混凝土可采用自然养护或湿热养护。

但必须注意，当预应力混凝土构件进行湿热养护时，应采取正确的养护制度以减少由于温差引起的预应力损失。

先张法在台座上生产预应力混凝土构件，其最高允许的养护温度应根据设计规定的允许温差(张拉钢筋时的温度与台座养护温度之差)计算确定。

3．预应力筋放张混凝土强度预应力筋张拉时，混凝土强度应符合设计要求；当设计无具体要求时，不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75％。

放张的方法放张的方法可用放张横梁来实现，横梁可用千斤顶或预先设置在横梁支点处的砂箱或楔块来放张。

预应力筋应采用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割。

2006考题：混凝土达到规定强度后，采用先张法施工的预应力混凝土构件的钢筋端部应（B）。

A.先放张后锚固B.先放张后切断C.先锚固后放张D.先切断后放张例题、[ ]是预应力筋进行张拉和临时固定的工具，可以重复使用，A、膜板B、锚具C、夹具D、台座答案：C五、后张法定义后张法是先浇筑混凝土，后张拉钢筋的方法。

在制作构件或块体时，在放置预应力筋的部位预先留设孔道，待混凝土达到设计规定的强度后，将预应力筋穿入预留孔道内，用张拉机具将预应力筋张拉到设计规定的控制应力后，用锚具把预应力筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆。

特点后张法的特点是直接在构件上张拉预应力筋，构件在张拉预应力筋的过程中，完成混凝土的弹性压缩，因此，混凝土的弹性压缩，不直接影响预应力筋有效预应力值的建立。

后张法预应力的传递主要靠预应力筋两端的锚具。

锚具作为预应力构件的一个组成部分，永远留在构件上，不能重复使用。

分类后张法施工分为有粘结后张法施工和无粘结预应力施工。

适用后张法宜用于现场生产大型预应力构件、特种结构和构筑物，可作为一种预应力预制构件的拼装手段。

王双增/1、锚具。

后张法预应力筋、锚具和张拉机具是配套使用的。

锚具是建立预应力值和保证结构安全的关键。

要求锚具尺寸形状准确，有足够的强度和刚度，受力后变形小，锚固可靠，不致产生预应力筋的滑移和断裂。

此外还要求取材容易，加工容易，成本低，使用方便。

单根粗钢筋锚具一般张拉端均采用螺丝端杆锚具；而固定端除了采用螺丝端杆锚具外，还可采用帮条锚具或镦头锚具。

钢筋束和钢绞线束锚具张拉端常采用的锚具JM-12型锚具、精铸JM-12型锚具、KT-Z型以及XM 型锚具，非张拉端采用墩头锚具。

钢丝束锚具张拉端常采用锥形螺杆锚具、钢质锥形锚具，非张拉端采用墩头锚具。

（二）张拉机具包括(1)拉杆式千斤顶(2)穿心式千斤顶。

YC—60型穿心式千斤顶适用于张拉各种型式的预应力筋，是应用最为广泛的张拉机械。

(3)锥锚式双作用千斤顶。

这种千斤顶能完成张拉和顶锚两个动作。

（三）后张法施工工艺。

1.孔道的留设。

预留孔道的定位应牢固，浇筑混凝土时不应出现移位和变形；75％应平顺，端部的预埋锚垫板应垂直于孔道中心线，成孔用管道应密封良好，接头应严密且不得漏浆，灌浆孔的间距，对预埋金属螺旋管不宜大于30m，对抽芯成形孔道不宜大于12m；在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，必要时可在最低点设置排水孔；灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。

孔道留设的方法有以下几种：(1)钢管抽芯法。

预先将钢管埋设在模板内孔道位置处，在混凝土浇筑过程中和浇筑后，每间隔一定时间慢慢转动钢管，使之不与混凝土粘结，待混凝土初凝后，终凝前抽出钢管，形成孔道。

该法只可留设直线孔道。

/(2)胶管抽芯法。

胶管有五层或七层夹布胶管和钢丝网胶管两种，用间距不大于 0.5m的钢筋井宇架固定位置，在浇筑混凝土前胶管内充入压力为0.6～0.8MPa的压缩空气或压力水，此时胶管直径可增大约3mm，待浇筑的混凝土初凝以后，放出压缩空气或压力水，管径缩小而与混凝土脱离，随即抽出胶管，形成孔道。