13讲预应力混凝土锚具

作用比普通钢筋敏感。预应力筋在运输或存放过程中如遭
受雨淋、湿气或腐蚀介质的侵蚀，易发生锈蚀，不仅降低 质量，钢筋表面出现腐蚀坑，有时甚至会造成钢筋脆断。
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土木工程施工
第14讲 预应力材料与机具
3 预应力锚固体系
预应力锚固体系包括锚具、夹具和连接器。锚固体
系的种类很多，且配套化、系列化、工厂化生产，主要
有QM系列(中国建科院)、OVM系列(柳州建机厂)、 HVM系列(柳州海威姆)、VLM系列等。
张拉端锚具
波纹管及 预应力筋 连接器
锚固端锚具
预应力锚固体系总成图
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土木工程施工
3 预应力锚固体系
锚具——在后张法结构或构件中，用于保持预应力
筋的拉力并将其传递到砼(或钢结构)上所用的夹持预应
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l00～120m。热处理钢筋的 螺纹外形，有带纵肋和无纵肋两种。
有纵肋热处理钢筋
无纵肋热处理钢筋
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土木工程施工
1 概述
1.1 预应力砼工作原理
普通钢筋砼构件的抗拉极限应变只有0.1--0.15×10-3。 构件砼受拉开裂时，受拉钢筋的应力仅达1/4--1/3，钢筋 的抗拉强度未能充分发挥。 预应力砼是在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉 区对砼施加预压应力。使用阶段的构件在外荷载作用下产 生拉应力时，先要抵消预压应力，这就推迟了砼裂缝的出 现并限制了裂缝的开展，从而提高构件的抗裂度和刚度。
⑷ 质量好、降低工程造价、结构耐久性好；
⑸ 技术含量高、操作要求严，需要增添专用 设备。
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土木工程施工
1 概述
1.4 预应力工艺的应用
1.4.1 先张法的应用
先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、 槽形板、双T板、V形折板、托梁、檩条、槽瓦、屋面梁 等；道路桥梁工程中的轨枕、桥面空心板、简支梁等。 在基础工程中应用的预应力方桩及管桩等。
精轧螺纹钢的外观检查应逐根进行。钢筋表面不得 有锈蚀、油污、横向裂缝、结疤。
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土木工程施工
2.6 预应力钢筋的验收
2.6.3 力学性能检验
在每批钢丝中任意选取10%盘(不少于6盘)，每盘在 任意位置截取2根试件，1根做拉伸试验，1根做弯曲试验， 如一项试验不合格，则该盘钢丝为不合格品；另从该批 未经检验的钢丝盘中抽取双倍数量的试件进行检验，如 仍有一项不合格，则该批钢丝判为不合格品；或逐盘检 验取用合格品。 力预 松预 学应 弛应 性力 性力 能钢 能钢 检丝 检绞 测 测线
QM夹片式锚具
夹片式锚具的组装
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1 概述
1.2 建立预压应力的方法
是通过对受拉区的预应力钢筋进行张拉、锚固、放 松，借助预应力钢筋的弹性回缩，使受拉区砼事先获得 预压应力来实现的。
砼箱梁中的预应力筋
T梁中的预应力钢丝束
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1 概述
按预应力大小分
全预应力砼
部份预应力砼
预 应 力 砼 的 种 类
预应力箱梁
竖向预应力
斜拉索张拉
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第14讲 预应力材料与机具
2 预应力钢筋
预应力钢筋是指在预应力结构中用于建立预加
应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋 等。
冷拔低碳钢丝和冷拉钢筋由于存在残余应力、屈
强比低，已逐渐为螺旋肋钢丝、刻痕钢丝或1×3钢绞线所 取代，不再作为预应力钢筋使用。
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2 预应力钢筋
2.1 预应力钢丝
2.1.1 螺旋肋钢丝
螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔使钢丝 表面沿长度方向产生规则间隔肋条的钢丝。直 径为4～9mm，标准抗拉强度1570～1770 N/mm2。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于 先张法构件。
螺旋肋钢丝外形
螺旋肋钢丝近照
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2.6.1 标牌检查
预应力钢筋出厂，每捆(盘)应挂有二个标牌(上注厂 名、品名、规格、生产工艺及日期、批号等)，并有随货 同行的出厂质量证明书。每验收批
由同一牌号、同一规格、同一生产
工艺的预应力钢筋组成，每批数量 不超过60t。
标牌
标牌
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2.6 预应力钢筋的验收
2.6.2 外观检查
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3.1 种类及性能要求
⑵ 动载锚固性能：满足循环
次数为200万次的疲劳试验要求。
锚具的出厂检验
韦 氏 硬 度 检 测
洛氏硬度检测
磁粉探伤无损检验 内孔精确角度检验
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3.1 种类及性能要求
⑶ 工艺性能：
应满足分级张拉、补张拉 和放松预应力筋 等张
预应力钢绞线
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2.2 预应力钢绞线
2.2.1 光面预应力钢绞线
常用光面钢绞线的规格有1×3和1×7两种，直径为 8.6～15.2mm，标准抗拉强度1570～1860N/mm2。后张法 预应力均采用1×7钢绞线，1×3钢绞线仅用于先张法构件。
光面预应力钢绞线的形式
钢绞线的包装
钢丝和钢绞线的外观检查均应逐盘进行。钢丝表面 不得有油污、氧化铁皮、裂纹或机械损伤。钢丝直径检 查按10%盘选取，但不少于6盘；钢绞线表面不得有油污、 锈斑或机械损伤。镀锌、涂环氧钢绞线、无粘结钢绞线 等涂层表面应均匀、光滑、无裂纹、无明显折皱。
无粘结预应力筋每验收批应抽取3个试件检验油脂重 量和护套厚度。
预应力双T板
桥面预应力空心板
预应力方桩
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1.4 预应力工艺的应用
1.4.2 后张法的应用
后张法不但用于房屋建筑中的吊车梁、屋面梁、屋 架，桥梁中的T形梁、箱形梁等构件，且在大跨度的现浇 结构及空间结构中的应用也日趋成熟；在特种结构如塔 体的竖向预应力、筒体的环向预应力也有突破，尤其为 桥梁工程的悬索结构、斜拉结构提供了丰富的发展空间。
先张法预应力砼 按施加预应力方式分
后张法预应力砼 自应力砼 按预应力筋的 粘结状态分 有粘结预应力砼 无粘结预应力砼
预制预应力砼
按施工方式分
现浇预应力砼
叠合预应力砼
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1 概述
1.3 预应力砼的优缺点
⑴ 有效利用高强钢材；
⑵ 减小结构构件的截面尺寸、自重，能增大 结构构件跨度，降低结构构件占用空间； ⑶ 提高使用荷载下结构的抗裂性和刚度；
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3 预应力锚固体系
锚具、夹具和连接器的标记
锚具、夹具和连接器的标记由产品代号、预应力钢筋 直径、预应力钢材根数三部份组成(生产企业的体系代号 只在需要时加注)。
示例：YJM 15-12
企业体系代号，需 要时标注 预应力钢材根数 预应力钢筋直径
产品代号
表示为锚固12根直径为15.2mm预应力砼用钢绞线的 园形夹片式群锚锚具
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2.5 预应力钢筋的特性
减少应力松弛损失的措施
⑴ 采取超张拉程序；
⑵ 采用低松弛钢绞线或钢丝，其松弛损失可减少
70～80%。
预应力砼箱梁张拉现场
箱梁采取超张拉
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2 预应力钢筋
2.6 预应力钢筋的验收
包括标牌和外观检查，并按有关规定取样进行力学 性能检验。
拉工艺要求；
锚固多根预应力筋用的锚具，除具有整束张拉 的性
能外，宜具有单根张拉 的可能性；
夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安全的
重复使用功能，主要部件宜镀膜防腐。
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3 预应力锚固体系
3.2 锚具
3.2.1 夹片式锚具
夹片式锚具分为单孔夹片锚具和多孔夹片锚具，由 工作锚板、工作夹片、锚垫板、螺旋筋组成。可锚固预 应力钢绞线。也可锚固7Ф5、7Ф7的预应力钢丝束，主 要用作张拉端锚具。具有自动跟进，放张后自动锚固， 锚固效率系数高，锚固性能好，安全可靠等特点。
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预应力工程
第13讲 预应力材料与机具 第14讲 预应力施工
土木工程施工
第5章 预应力工程
第13讲 预应力材料及机具
挤压式锚具
螺母锚具
1 2 3 4 5
概述 预应力钢筋 预应力锚固体系 张拉机具 一般规定
高压油泵
千斤顶
压花机
JPM夹片式锚具
挤压器
墩头机
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第14讲 预应力材料与机具
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3 预应力锚固体系
3.1 种类及性能要求
3.1.1 锚具的种类
锚具类型 常见锚具 单孔夹片锚具 多孔夹片锚具 镦头锚具 螺母锚具 钢质锥形锚具 锥形螺杆锚 挤压锚具 压花锚具 备注 1、按在构件中的位 置又可分为张拉端锚具、 固定端锚具 两种。 2、锚具一般由设计 单位按结构要求、产品 性能和张拉施工方法选 用。
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土木工程施工
2.6 预应力钢筋的验收
在每批钢绞线中任意选取3盘，每盘在任意位置截取 一根试件做拉伸试验，如有某一项试验结果不合标准要 求，则该不合格盘报废；另从未经检验过的钢绞线中抽 取双倍数量的试件进行复检，如仍有一项不合格，则该 批钢绞线判为不合格品。
2.6.4 运输及存放
预应力筋由于强度高塑性差，在无应力状态下对腐蚀
2 预应力钢筋
2.4 精轧螺纹钢筋
精轧螺纹钢筋是用热轧方法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。精轧 螺纹钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目 前国内生产的精轧螺纹钢筋品种有Φ25和Φ32，其屈服点 为750MPa和900MPa两种。
精轧螺纹钢筋外形
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2.1 预应力钢丝
2.1.2 刻痕钢丝
刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法 使钢丝表面产生周期性变化的凹痕 或凸纹的钢丝。直径为5、7 mm， 标准抗拉强度1570 N/mm2。钢丝表 面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹 力，可用于先张法构件。
刻痕钢丝
三面刻痕钢丝外形
刻痕钢丝近照
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土木工程施工
力筋的永久性锚固装置。后张法锚固体系包括锚具、锚
垫板和螺旋筋。
夹具——在先张法构件施工时，用于保持预应力筋
的拉力并将其固定在生产台座(或设备)上的临时性锚固 装置；在后张法结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设
备上夹持预应力筋的临时性锚固装置(又称工具锚)。
连接器——用于连接预应力筋的装置。
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精轧螺纹钢筋近照
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2.5 预应力钢筋的特性
2.5 应力松弛
应力松弛是钢材受到一定的张拉力后，在长度保持不
变的条件下，钢材的应力随时间的增长而降低的现象，其 降低值称为应力松弛损失。产生应力松弛的原因主要是由 于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引 起的。 右图根据碳素钢丝 和热处理钢筋的试验数
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土木工程施工
2.2 预应力钢绞线
2.2.2 无粘结钢绞线
是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护 套制成，主要用于后张法中无粘结预应力筋，也可用于暴 露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。
无粘结钢绞线
无粘结钢绞线生产线
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土木工程施工
2 预应力钢筋
2.3 热处理钢筋
据，绘出其松弛率与时
间、钢种、温度的关系： 预应力筋的应力松弛损失
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土木工程施工
2.5 预应力钢筋的特性
⑴ 松驰率与时间的关系：应力松弛初期发展较快， 以后逐渐减慢。钢丝应力松弛损失率与时间t有较好的对 数线性关系。 ⑵ 松驰率与钢种的关系：钢丝和钢绞线的应力松弛 率比热处理钢筋和精轧螺纹钢筋大。 ⑶ 松驰率与初应力的关系：初应力大，松弛损失也 大。当σi＞0.7σb时，松弛损失率明显增大。 ⑷ 松驰率与温度的关系：随着温度的升高，松弛损 失率急剧增加。根据国外试验资料，400C时1000h松弛损 失率约为200C时的1.5倍。
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夹片式 支承式 锥塞式
握裹式
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3.1 种类及性能要求
3.1.2 性能要求
应符合国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》 GB/T14370-2007。
⑴ 静载锚固性能：锚具应同时满足ηa≥0.95，
εapu≥2.0%；夹具应满足ηg≥0.92。 锚 具 静 载 试 验 模 拟 钢 绞 线 张 拉 锚 具 静 载 试 验 机
2 预应力钢筋
2.2 预应力钢绞线
钢绞线是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合，
并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、 柔性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝 贵。钢绞线可分为光面钢绞线、无粘结钢绞线、模拔钢绞 线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线、不锈钢钢绞线等。 光 钢面 绞预 线应 力