第10讲 预应力后张法 预应力混凝土工程(上)(整套资料24讲已上传)

一、钢绞线锚固体系 （一）、单孔夹片锚 固体系 单孔夹片锚具是由 锚环与夹片组成， 夹片的种类很多。 按片数可分为三片 或二片式。
a） JM型锚具； b）夹片； c）锚环 1—锚环；2—夹片；3—钢筋束和钢绞线束； 4—圆钳环；5—方锚环图 图1-6-2 JM型锚具
（二）、多孔夹片锚固体系 多孔夹片锚固体系是由多孔夹片锚具、锚垫 板（也称铸铁喇叭管、锚座）、螺旋筋等组成 。
a）张拉端锚具（A型）；b）固定端锚具 （B型） 1—锚环；2—螺母；3—锚板 ；4—钢丝束 1-6-10 钢丝束镦头锚具
• 弗氏锚具是靠锚销的楔紧作用对受拉钢丝进行楔紧锚
固。张拉后必须压销，压销力为最大控制张拉力的40 ％～60％。钢丝束张拉后，放松千斤顶时，锚塞随同 受拉钢丝一起向锚孔小端回缩，使锚具内阻碍钢丝滑 动的阻力增大到不利与钢丝的拉力相平衡为止。 （三）、单根钢丝夹具 • 1．锥销夹具 • 锥销夹具适用于夹持单根直径4～5mm的冷拔钢丝和 消除应力钢丝。 • 2．夹片夹具 • 夹片夹具适用于夹持单根直径5mm的消除应力钢丝 。夹片夹具由套筒和夹片组成，套筒内装有弹簧圈， 随时将夹片顶紧，以确保成组张拉时夹片不滑脱。
2．压花锚具 压花锚具是利用液压压花机将钢绞线端头 压成梨形散花状的一种锚具（图1-6-7）。 梨形头的尺寸对于φ15钢绞线不小于 φ95mm×l50mm。多根钢绞线梨形头应 分排埋臵在混凝土内。为提高压花锚四周 混凝土及散花头根部混凝土抗裂强度，在 散花头的头部配臵构造筋，在散花头的根 部配臵螺旋筋，压花锚距构件截面边缘不 小于30cm。
L——下料长度； l——计算长度：δ1——冷拉伸长率，一般为2％～4％； δ2——弹性田缩率，一般为0.45％： n——接头数目； b——焊接损耗预留量，每个接头的预留量与钢筋直径有关，可取25～
2．高强钢筋 • 直径为6～10mm的高强钢筋，以盘圆供应，施工中可 免去冷拉工序和对焊接长等加工工作，有利于施工。 3．高强钢丝和钢绞线的成束 • 高强钢丝的来料一般为盘圆，打开后基本呈直线状，无 须整直即可下料。如在自由放臵的情况下，任意lm长范 围内弯曲矢高大于5mm时，需要进行整直后使用。 • 预应力钢丝、钢绞线的下料长度，应通过计算确定，计 算时应考虑构件长度（或台座长度）、锚夹具长度、千 斤顶长度、焊接接头或镦头预留量、冷拉伸长量、弹性 回缩量、张拉伸长量和外露长度等。采用锥形锚具，双 作用干斤顶张拉钢丝时，钢丝的下料长度取用预制梁的 预留孔道长度加上每张拉端0.7～0.8m的工作长度。采 用钢丝束镦头锚具时，同束钢丝下料长度的相对差值， 当钢丝束长度≤20m时，不宜大于1/3000；当钢丝束 长度＞20m时，不宜大于1/5000。长度为6m及小于 6m的先张法构件的钢丝成组张拉时，下料长度的相对 差值不得大于2mm。
1—波纹管；2—螺旋筋；3—钢绞线；4—钢垫板；5—挤压锚具 图1-6-6 挤压锚具的构造
1-6-7 压花锚具
1—波纹管；2—螺旋筋；3—灌浆管；4—钢绞 线；5—构造筋；6—压花锚具 图1-6-8 多根钢绞线压花锚具
（五）、钢绞线连接器 1．单根钢绞线连接器 • 单根钢绞线锚头连接器是由带外螺纹的夹片锚具 、挤压锚具与带内螺纹的套筒组成，见图1-6-9 。前段筋采用带外螺纹的夹片锚具锚固，后段筋 的挤压锚具穿在带内螺纹的套筒内， • 利用该套筒的内螺纹拧在夹片锚具的外螺纹上， 达到连接的作用。 2．多根钢绞线连接器 • 多根钢绞线连接器主要由连接体、夹片、挤压锚 具、白铁护套、约束圈等组成。其连接体是一块 增大的锚板。锚板中部锥形孔用于锚固前段束， 锚板外周边的槽口用于挂后段束的挤压锚具。
3．两次张拉工艺 • 预应力梁在混凝土强度达到设计强度之前，如达 到设计强度的60％以上，先张拉一部分力筋，对 梁体施加较低的预压应力，使梁体能承受自重荷 载，提前将梁移出生产梁位。因为混凝土强度早 期发展快，后期强度增长慢，所以采取早期部分 施加应力，可大大缩短生产台座周期，加快施工 进度。预制梁移出生产台座后，继续进行养护， 待达到混凝土设计强度后，进行其他力筋的张拉 工作。预应力梁进行早期张拉力筋的根数、位臵 和锚头局部承压应力均需通过验算后确定。
3．预应力钢筋 1）冷拉钢筋：冷拉钢筋是将热轧钢筋在常温 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载，再经时效处理而成。 2）热处理钢筋：热处理钢筋是由普通热轧中 碳合金钢筋经淬火和回火调质热处理制成。具有 高强度、高韧性和高粘结力等优点，直径为6～ 10mm。成品钢筋为直径2m的弹性盘卷，开盘 后自行伸直，每盘长度为100～120m。 3）精轧螺纹钢筋：精轧螺纹钢筋是用热轧方 式在钢筋表面上轧出不带肋的螺纹外形。钢筋的 接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。这种高 强度钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等 优点。
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2．预应力钢绞线
预应力钢绞线是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞 线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕 其进行螺旋状绞合，再经低温回火处理即可。钢绞线 根据深加工要求不同又可分为：标准型钢绞线、刻痕 钢绞线和模拔钢绞线。
图 1-6-1 预应力钢绞线的截面 D — 钢绞线直径； d 0 — 中心钢丝直径； d — 外层钢丝直径
制孔器抽拔时间表
穿束 • 当梁体混凝土强度达到设计强度的85％以上时， 才可进行穿束张拉，穿束前，可用空压机吹风等 方法清除孔道内的污物和积水，以确保孔道畅通 。一般可采用人工直接穿束，也可借助一根￠5长 钢丝作为引线，用卷扬机牵引较长的束筋进行穿 束工作。穿束时钢丝束从一端穿入预留孔道。钢 丝束在孔道两端头伸出的长度应大致相等。目前 ，穿钢绞线束的新方法是用专门的穿束机，将钢 绞线从盘架上拉出后从孔道的一端快速地（速度 为3～5m/s）推送入孔道，当戴有护头的束前端 穿出孔道另一端时，用电动切线机按规定伸出长 度予以截断，再将新的端头戴上护头穿第二束， 直至穿到规定的束数。有时可在浇筑混凝土前预 先埋束。
后张法预应力简支梁桥的施工工艺
• 后张法施工工艺是先浇筑留有预应力筋孔道的梁
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体，待混凝土达到规定强度后，再在预留孔道内 穿人预应力筋进行张拉锚固（有时预留孔道内已 事先埋束，待梁体混凝土达到规定强度后，再进 行预应力筋张拉锚固）。最后进行孔道压浆并浇 筑梁端封头混凝土。 后张法梁施加预应力时，构件的混凝土强度一般 不低于设计强度等级的85％。力筋张拉前必须完 成梁内预留孔道、制束、制锚、穿束和张拉机具 设备的准备工作。但后张法生产预应力混凝土梁 ，不需要大型的张拉台座，便于在桥梁工地现场 施工，而且又适宜于配臵曲线形预应力筋的重、 大型构Байду номын сангаас制作，因此在公路桥梁上应用广泛。
预应力筋锚固体系
• 锚具是后张法结构或构件中为保持预应力
筋拉力并将其传递到混凝土上用的永久性 锚固装臵。 • 预应力筋用锚固体系按锚固方式不同，可 分为夹片式（单孔与多孔夹片锚具）、支 承式（镦头锚具、螺母锚具等）、锥塞式 （钢质锥形锚具等）和握裹式（挤压锚具 、压花锚具等）四类。 • 在后张法施工中，预应力筋锚固体系包括 锚具、锚垫板和螺旋筋等。夹具是先张法 构件施工时为保持预应力筋拉力并将其固 定在张拉台座（或钢模）上用的临时性锚
预应力混凝土结构的优点
• 1、预应力的作用，可以预先储存足够的压应力，
消除或减小裂缝宽度，提高结构的刚度和耐久性 。 2、可以使用高强材料，减小截面尺寸，降低自重 占总作用比重，增大跨越能力，节省钢材；主梁 刚度大，建筑高度低，扩大混凝土结构适用范围 。 3、更适合于装配式桥梁，根据要求可以纵向和横 向施加预应力，提高装配式构件的整体性和使用 范围。预应力技术可作为大跨度结构分段预制后 的拼装手段 4、预应力技术可以成为各类结构修复和加固的主 要技术措施
1—扁锚板；2—扁型垫板与喇叭管； 3—扁型波纹管；4—钢绞线； 图1-6-5 扁锚的构造
（四）、固定端锚固体系 固定端锚有挤压锚具、压花锚具、环形锚具 等。 1．挤压锚具 挤压锚具是利用液压压头机将套筒挤紧在钢 绞线端头上的一种锚具。套筒内衬有硬钢丝 螺旋圈，在挤压后硬钢丝全部脆断，一半嵌 入外钢套，一半压入钢绞线，从而增加钢套 筒与钢绞线之间的摩阻力。锚具下设有钢垫 板与螺旋筋。这种锚具适用于构件端部的设 计力大或端部尺寸受到限制的情况。
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安装底模 绑轧钢筋骨架 焊钢筋支托 埋管制孔
安装侧模
浇筑砼 养护、拆侧模 制作预应力筋 穿预应力筋 清理张拉端、装锚具 张拉设备标定 灌浆设备准备 张拉预应力筋、锚固 孔道灌浆、封锚 起吊运输或拆底模 压砼试块 制作水泥浆试块 压水泥浆试块 制作砼试块
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• 预应力筋
预应力筋按材料类型可分为钢丝、钢绞线和 钢筋等，钢绞线与钢丝在工程中应用较多。预 应力筋的发展趋势为高强度、低松弛、粗直径 、耐腐蚀。 1．预应力钢丝 预应力钢丝是用优质高碳钢盘条经酸洗、镀 铜或磷化后冷拔而成的钢丝总称。预应力钢丝 根据深加工要求不同，可分为冷拔低碳钢丝和 碳素钢丝两类；按表面形状不同可分为光圆钢 丝、刻痕钢丝和螺旋肋钢丝。
常用的锚夹具
常见锚具
HVM系列锚具构件
HVM锚具结构
固定端P型锚具
锚垫板及约束圈
锚具连接体及连接器结构
多根数钢绞线张拉端锚具HVM
预应力钢筋加工
１．预应力粗钢筋的加工 • 钢筋的下料长度可按下式计算：
35mm； L0——工作长度，先张法梁的工作长度视台座情况。采用轧丝锚时取0．15m， 两端张拉取0.2m。
（四）力筋的张拉
1．张拉前的准备工作 • 力筋张拉前必须对千斤顶和油压表进行校验，计 算与张拉吨位相应的油压表读数和钢丝伸长量， 确定张拉顺序和清孔、穿束等工作，并完成制锚 工作。 2．张拉程序 • 后张法预制梁，当跨径或长度等于或大于25m时 ，宜用两端同时张拉的工艺，只有短构件可用单 端张拉，非张拉端用固定锚具。 • 后张法梁的预应力筋张拉程序，依力筋种类与锚 具类型不同而异。
图 1-6-9 单根钢绞线锚头连接器
• 1．单根钢绞线连接器
图5-7 单根钢绞线锚头连接器 1一带外螺纹的锚环；2一带内螺纹的套筒； 3一挤压锚具；4一钢绞线
2．多根钢绞线连接器
二、钢丝束锚固体系 （一）、镦头锚固体系 • 镦头锚具适用于锚固任意根数的钢丝束。镦头锚 具的型式与规格，可根据需要自行设计。常用的 镦头锚具分为A型与B型。A型由锚杯与螺母组成 ，用于张拉端；B型为锚板，用于固定端。其构 造见图1-6-10。 （二）、钢质锥形锚具 • 钢质锥形锚具（又称弗氏锚具）适用于锚固φ5钢 丝的一种楔紧式锚具，它由钢锚环和锥形锚塞组 成，因其构造简单、价格低廉，目前仍应用于张 拉吨位较小的预应力结构中。
预留孔道
• 梁内预留孔道是通过在浇筑梁体混凝土前
，按梁内预应力筋的设计位臵先安放制孔 器。待梁体混凝土待到一定强度时，抽拔 出制孔器（当为抽拔式制孔器时），并通 过检查而形成。 • 制孔器有埋臵式和抽拔式两类。埋臵式制 孔器主要有铁皮管和铝合金波纹管两种， 抽拔式制孔器（俗称抽拔管）常用的有橡 胶抽拔管、金属伸缩抽拔管和钢管等。后 者目前较少用。
1— 锚板；2—夹片；3—钢绞线；4—喇叭形铸铁垫板； 5—螺旋筋； 6—预留孔道用的螺旋管；7—灌浆孔；8—锚垫板 图1-6-3 QM型锚具
图1-6-4 OVM型锚具
YJM型锚具
（三）、扁型夹片锚固体系 BM型扁锚体系是由扁型 夹片锚具、扁型锚垫板等 组成。扁锚的优点是张拉 槽口扁小，可减小混凝土 板厚，便于梁的预应力筋 按实际需要切断后锚固， 有利于减少钢材；钢绞线 单根张拉，施工方便。这 种锚具特别适用于空心板 、低高度箱梁以及桥面横 向预应力等张拉。