先张法施工工艺

先张法施工是在浇筑混凝土前在台座上或钢模上张拉预应力筋，并用夹具将张拉完毕的预应力筋临时固定在台座的衡量上或钢模上，然后进行非预应力筋的绑扎，支设模板，浇筑混凝土，养护混凝土至规定强度（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之间有足够的粘结力时，放张或切断预应力筋，使预应力筋弹性回缩，通过混凝土与预应力筋之间的粘结力传递预应力，使之对钢筋混凝土构件受拉区的混凝土产生预压应力。

先张法（台座法）施工主要工艺流程是：清理台座、刷隔离剂→预应力筋制作、非预应力筋骨架制作→穿预应力筋及安放非预应力钢筋骨架→安放预埋铁件→调整初应力→张拉预应力筋→安装模板→浇筑混凝土→养护混凝土→拆除模板→放张、切断预应力筋→构件起吊堆放→继续养护。

先张法可采用台座法、机组流水法和传送带法。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、养护和预应力筋的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，预应力筋的张拉力由钢模承受。先张法施工时，由于台座或钢模承受预应力筋张拉力的能力受到限制，并考虑到构件的运输条件，所以一般适用于生产中小型预应力混凝土构件，如预应力空心板、预应力屋面板、中小型预应力吊车梁等构件。

下面着重介绍用台座法生产预应力混凝土构件。

2.1 先张法施工的设备和机具

2.1.1 台座

台座是先张法生产的主要设备之一，它承受预应力筋的全部张拉力，因而要求台座必须具有足够的强度、刚度和稳定性，同时要满足生产工艺要求。台座法一般用于以钢丝作预应力筋的中小型构件的生产。

台座构造形式有墩式台座、槽式台座和构架式台座，选用时根据构件种类、张拉吨位和施工条件而定。

2.1.1.1 墩式台座

墩式台座由台墩、台面与横梁等组成（图5－2）。目前常用的是现浇钢筋混凝土制成的、由台座与台面共同受力的台座，横梁用于锚固预应力筋。台座的长度和宽度由场地大小、构件类型和产量而定，一般长度100～150m，这样既可利用钢丝长的特点，张拉一次可生产多根构件，又可减少因钢丝滑动或台座横梁变形引起的预应力损失。

台座稍有变形、滑移或倾角，均会引起较大的应力损失。所以台座设计时应进行稳定性和强度验算，稳定性是指台座的抗倾覆能力和抗滑移能力。

台座的抗倾覆验算可按下式进行（图5－3）

K=M1/M=(GL+Ep×e2)/Ne1≥1.5 (1)

式中K―抗倾覆安全系数；

M―倾覆力矩，是由预应力筋的张拉力产生的；

N―预应力筋的张拉力；

e1―张拉力合力作用点至倾覆点的力臂；

M1―抗倾覆力矩，由台座自重力和土压力等产生；

G―台座的自重力；

L―台墩重心至倾覆点的力臂；

Ep―台座后面的被动土压力合力，当台墩埋置深度较浅时，可忽略不计；

e1―被动土压力合力至倾覆点的力臂。

台墩倾覆点位置，对台墩与台面共同工作的台墩，按理论计算，倾覆点应在混凝土台面表面处，但考虑到台墩的倾覆趋势使台面端部顶点出现局部应力集中，倾覆点应在混凝土台面面层下4cm～5cm 处。

台座抗滑移验算可按下式进行：

K0=N1/N≥1.30 (2)

式中K0－抗滑移安全系数；

N－张拉力合力；

N1－抗滑移的力。对独立的台墩，由侧壁土压力和底部摩阻力等产生。

对与台面共同工作的台墩，因台面混凝土的弹性模量（C20混凝土为2.6×104N/mm2）和土的压缩模量（低压缩土为20N/mm2）相差

极大，二者不可能共同工作，而底部摩阻力也较小（约占5％），实际上台墩的水平推力几乎全部传递给台面，不存在滑移问题，因此，台墩与台面共同工作时，可不作抗滑移计算，而应验算台面强度，即台面承载力。

台座强度验算时，支承横梁的牛腿按柱子牛腿计算方法计算其配筋；台墩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，台面承载力按下式计算：

P=ψAfc/K1K2 （3）

式中ψ－轴心受压中心弯曲系数；

A－台面截面面积；

Fc－混凝土轴心抗压强度计算值；

K1－超载系数,取1.25；

K2－考虑台面截面不均匀和其他影响因素的附加安全系数，取1.5 .

台面一般是在夯实的碎石垫层上浇筑一层6cm～10cm的C15～C20混凝土而成，台面还要求平整、光滑，沿其纵向设3％的排水坡度。台面伸缩缝可根据当地温差和经验设置，一般大约10m设置一条伸缩缝。

横梁是锚固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，常采用型钢或钢筋混凝土制作，横梁需有足够的刚度，受力后挠度不应大于2mm，并不得产生翘曲。横梁按承受均布荷载的简支梁计算。预应力筋的定位板必须安装准确，受力后其挠度不应大

于1mm。

2.1.1.2 槽式台座

槽式台座由钢筋混凝土压杆、上下横梁和砖墙等组成，既可承受张拉力，又可作蒸气养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如吊车梁、屋架、薄腹梁等（图5－4）。槽式台座长度一般为45m（可生产6根6m吊车梁）或76m（可生产10根6m吊车梁）。为便于混凝土运输与蒸气养护，台座宜低于地面。

槽式台座也需进行强度和稳定性计算。

2.1.2 夹具

夹具是先张法施工时为保持预应力筋拉力并将其固定在台座上的临时性锚固装置，构件制作完毕可取下重复使用。对夹具的要求是应具有良好的自锚性能、松锚性能和重复使用性能，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。夹具应符合现行国家标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》（GB/T14370）的要求。夹具按作用可分为两类，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。

2.1.2.1 锚固夹具

常用的锚固夹具有：（1）锥形夹具：锥形夹具是用来锚固预应力