目錄下頁上頁第5章預應力混凝土工程目錄下頁上頁內容提要能力要求本章的主要內容包括，預應力混凝土的概念及發展、預應力混凝土的材料及其分類；本章的教學重點為先張法和后張法預應力混凝土施工工藝，各種預應力鋼筋、張拉機具、錨具（夾具）及張拉控制。通過本章的學習，學生應掌握預應力鋼筋混凝土的特點；了解預應力用鋼材和預應力張拉錨固體系；掌握預應力混凝土施工工藝，包括先張法的臺座類型及設計要點，張拉設備與夾具錨具、預應力筋的張拉程序與放張，先張法工藝過程以及后張法的張拉機具及夾具錨具、孔道留設、預應力筋制作、預應力筋的張拉校驗、孔道灌漿，后張法工藝過程。了解無粘結預應力施工工藝。5.1預應力混凝土的材料及分類5.2先張法預應力混凝土施工

5.3后張法預應力混凝土施工5.4預應力混凝土工程案例習題與思考題預應力混凝土工程5預應力混凝土工程目錄下頁上頁§5.1預應力混凝土的材料及分類美國混凝土協會（ACI）對預應力混凝土下的定義是：“預應力混凝土是根據需要人為地引入某一數值與分布的內應力，用以全部或部分抵消外荷載應力的一種加筋混凝土”。

什么是預應力混凝土？為什么要使用預應力混凝土？相對于普通鋼筋混凝土預應力混凝土結構有明顯的優缺點。預應力混凝土的優點是：（1）改善結構的使用性能：延緩裂縫的出現，減小裂縫寬度；截面剛度顯著提高，撓度減小，可建造大跨度結構。（2）受剪承載力提高：施加縱向預應力可延緩斜裂縫的形成，使受剪承載力得到提高。（3）卸載后的結構變形或裂縫可得到恢復：由于預應力的作用，使用活荷載移去后，裂縫會閉合，結構變形也會得到復位。（4）提高構件的疲勞承載力：預應力可降低鋼筋的疲勞應力比，增加鋼筋的疲勞強度。（5）使高強鋼材和高強混凝土得到應用：有利于減輕結構自重，節約材料，取得經濟效益。預應力混凝土的缺點是：（1）工藝復雜，對施工質量要求較高。（2）需要有專門的設備，預應力上拱度不易控制。（3）預應力混凝土結構的造價較高。5.1.1預應力混凝土的材料5.1.11預應力筋預應力筋的發展趨勢為高強度、低松弛、粗直徑、耐腐蝕等。對預應力鋼筋的要求是：（a）強度越高越好。（b）為避免在超載情況下發生脆性破斷，預應力筋還必須具有一定的塑性。同時還要求具有良好的加工性能，以滿足對鋼筋焊接、鐓粗的加工要求。（c）與混凝土有良好的粘結性能，通常采用‘刻痕’或‘壓波’方法來提高與混凝土粘結強度。（d）具有低松弛應力損失。預應力筋預應力鋼絲預應力鋼絞線熱處理鋼筋、精軋螺紋鋼筋（1）預應力鋼絲

常用的有螺旋肋鋼絲和刻痕鋼絲。螺旋肋鋼絲刻痕鋼絲（2）預應力鋼絞線鋼絞線是由多根碳素鋼絲在絞線機上成螺旋形紋合，并經低溫回火消除應力制成。鋼絞線的整根破斷力大、柔性好，施工方便，具有廣闊的發展前景，但價格比鋼絲貴。鋼絞線可分為光面鋼絞線（見圖5-3）、無粘結鋼絞線（見圖5-4）、模拔鋼絞線、鍍鋅鋼絞線、環氧涂層鋼絞線、不銹鋼鋼絞線等。圖5-3光面鋼絞線及斷面圖5-4無粘結鋼絞線及斷面（3）熱處理鋼筋和精軋螺紋鋼筋熱處理鋼筋是由普通熱軋中碳合金鋼筋經淬火和回火調質熱處理制成。具有高強度、高韌性和高粘結力等優點，直徑為6～10mm。成品鋼筋為直徑2m的彈性盤卷，開盤后自行伸直，每盤長度為l00～120m。熱處理鋼筋的螺紋外形，有帶縱肋和無縱肋兩種

圖5-5帶縱肋和無縱肋熱處理鋼筋精軋螺紋鋼筋是用熱軋方法在鋼筋表面上軋出不帶肋的螺紋外形。鋼筋的接長用連接螺紋套筒，端頭錨固用螺母。精軋螺紋鋼筋具有錨固簡單、施工方便、無需焊接等優點。圖5-6精軋螺紋鋼筋（4）預應力筋的驗收及存放預應力筋的驗收包括標牌和外觀檢查，并按有關規定取樣進行力學性能檢驗。

5.1.1.2混凝土在預應力結構中，混凝土的強度等級不低于C30，當采用鋼鉸線、鋼絲、熱處理鋼筋作預應力筋時不得低于C40；目前，在一些重要的預應力混凝土結構中，已開始采用C50～C60的高強混凝土，并逐步向更高強度等級的混凝土發展。在預應力混凝土構件的施工中，不能摻用對鋼筋有侵蝕作用的氯鹽、氯化鈉等，否則會發生嚴重的質量事故。對混凝土的配置要求是高強度、低收縮、徐變小。施工采取的措施是控制水灰比、選用高標號水泥、控制水泥摻入量、注意摻合料的選擇、加強振搗和養護。施加預應力時的混凝土強度要求應遵守設計規定。設計無規定時應經計算確定，并不低于設計強度的75%。5.1.1.3預應力錨固體系圖5-7預應力錨固體系1—張拉端錨具2—波紋管及預應力筋3—連接器4—錨固端錨具預應力錨固體系夾具錨具連接器（1）錨具錨具是在后張法結構或構件中，用于保持預應力筋的拉力并將其傳遞到混凝土（或鋼結構）上所用的夾持預應力筋的永久性錨固裝置。

錨具類型常見錨具備注夾片式單孔夾片錨具1、按在構件中的位置又可分為張拉端錨具、固定端錨具

兩種。2、錨具一般由設計單位按結構要求、產品性能和張拉施工方法選用。多孔夾片錨具支承式鐓頭錨具螺母錨具錐塞式鋼質錐形錨具錐形螺桿錨握裹式擠壓錨具壓花錨具表5-1錨具類型表圖5-8錐形錨具圖5-9螺絲端桿錨具圖5-10夾片式錨具（2）夾具夾具是在先張法構件施工時，用于保持預應力筋的拉力并將其固定在生產臺座（或設備）上的臨時性錨固裝置；或是在后張法結構或構件施工時，在張拉千斤頂或設備上夾持預應力筋的臨時性錨固裝置（又稱工具錨）。先張法中鋼絲的夾具分兩類：一類是將預應力筋錨固在臺座上的錨固夾具；另一類是張拉時夾持預應力筋用的夾具。錨固夾具與張拉夾具都是重復使用的工具。

圖5-11鋼絲常用錨固夾具圖5-12偏心式夾具和壓銷式夾具圖5-13JXS型先張夾具圖5-14圓套筒三片式式夾具

1—套筒2—夾片3—預應力鋼筋（3）連接器連接器是用于連接預應力筋的裝置。永久留在混凝土結構或構件中的連接器，應符合錨具的性能要求；用于先張法施工且在張拉后還將放張和拆卸的連接器應符合夾具的性能要求。

5.1.1.4張拉設備預應力張拉設備主要有電動張拉設備和液壓張拉設備兩大類。電動張拉設備僅用于先張法，液壓張拉設備可用于先張法與后張法。液壓張拉設備由液壓千斤頂、高壓油泵和外接油管組成。張拉設備應裝有測力儀器，以準確建立預應力值。張拉設備應由專人使用和保管，并定期維護和校驗。常用的電動張拉機械主要有：電動螺桿張拉機、電動卷揚張拉機等，用于先張法施工中。液壓張拉設備主要有穿心式千斤頂、拉桿式千斤頂、錐錨式千斤頂、前卡式千斤頂和扁錨整體張拉千斤頂等。預應力筋品種錨具形式張拉機械張拉端固定端安裝在結構之外安裝在結構之內鋼絞線及鋼絞線束夾片錨具擠壓錨具壓花錨具擠壓錨具夾片錨具穿心式鋼絲束夾片錨具鐓頭錨具擠壓錨具擠壓錨具鐓頭錨具夾片錨具穿心式鐓頭錨具穿心式錐塞錨具錐錨式精軋螺紋鋼筋螺母錨具—螺母錨具拉桿式表5-2預應力筋、錨具、張拉機具配套使用表5.1.1.5致孔器5.1.1.6其他材料及設備后張法混凝土構件的預留孔道是通過制孔器來形成的，常用的制孔器的形式有兩類：一類為抽拔式制孔器，即在預應力混凝土構件中根據設計要求預留制孔器具，帶混凝土初凝后抽拔出制孔器具，形成預留孔道。常用橡膠抽拔管作為抽拔制孔器。另一類為埋入式制孔器，即在預應力混凝土構件中根據設計要求永久埋置制孔器，形成預留孔道。常用鐵皮管或金屬波紋管作為埋入式制孔器。除上述材料設備外還包括用于預應力筋穿孔的穿索機；孔道密封防腐蝕的灌孔漿液及壓漿機；以及用于張拉預應力筋的張拉臺座等。5.1.2預應力混凝土的分類預應力混凝土結構的分類方法很多，根據預應力混凝土中預加應力的程度、預應力筋張拉的方法及預應力筋的設置方式和結構物的外形，預應力混凝土可分為以下幾類：（1）按預應力大小分為全部預應力混凝土和部分預應力混凝土；（2）按施加預應力方式分為先張法預應力混凝土、后張法預應力混凝土和自應力混凝土；（3）按預應力筋的粘結狀態分為有粘結預應力混凝土和無粘結預應力混凝土；（4）按施工方式分為預制預應力混凝土、現澆預應力混凝土和疊合預應力混凝土；（5）根據施加預應力的混凝土結構物體形特征分為預應力混凝土板、桿、梁、閘墩、隧洞等。先張法是在砼構件澆筑前先張拉預應力筋，并用夾具將其臨時錨固在臺座或鋼模上，再澆筑構件砼，待其達到一定強度后(約75%)放松并切斷預應力筋，預應力筋產生彈性回縮，借助砼與預應力筋間的粘結，對砼產生預壓應力的施工方法。先張法生產有臺座法和臺模法

兩種。先張法施工工藝示意圖5.2先張法預應力混凝土施工臺座是先張法施工中主要設備之一，臺座承受全部預應力筋的拉力，故臺座應具有足夠的強度、剛度和穩定性，以免因臺座變形、傾覆和滑移而引起預應力的損失。臺座由臺面、橫梁和承力結構組成。按構造形式不同，可分為墩式臺座、槽形臺座和樁式臺座等。臺座可成批生產預應力構件。墩式長線臺座臺座臺面5.2.1臺座

墩式臺座由現澆鋼筋砼做成，臺座應具有足夠的強度、剛度和穩定性，臺座設計應進行抗傾覆驗算與抗滑移驗算。墩式臺座近景墩式臺座構造示意圖臺座鋼橫梁線桿連接器預應力筋5.2.1.1墩式臺座

⑴抗傾覆驗算：

式中：N——預應力筋的張拉力；

e1——張拉力合力作用點至傾覆點的力臂；

G——臺墩的自重力；

L——臺墩重心至傾覆點的力臂；

Ep——臺墩后面的被動土壓力合力；

e2——被動土壓力合力至傾覆點的力臂。墩式臺座的計算簡圖

對于與臺面共同工作的臺墩，傾覆點的位置宜選在砼臺面下4～5cm處。

⑵抗滑移驗算：

式中：K——抗滑移安全系數，不小于1.3；

N1——抗滑移的力，對于獨立臺墩，由側壁土壓力和底部摩阻力產生。墩式臺座的臺面一般是在夯實的碎石墊層上澆筑一層厚度為60～100mm的混凝土而成。臺面略高于地坪且必須平整光滑，以保證構件的表面平整。為防止臺面開裂，可根據當地溫差和經驗設置伸縮縫（一般10m左右設置一條），同時也可在臺面內沿上、下表面配置鋼筋網片。必要時還可采用預應力混凝土滑動臺面，不留伸縮縫。墩式臺座的橫梁以臺墩為支座，直接承受預應力筋的張拉力，其撓度不應大于2mm，并不得產生翹曲。預應力筋的定位板必須安裝準確，其撓度不大于1mm。

由端柱、傳力柱、橫梁和臺面組成，既可承受張拉力和傾覆力矩,加蓋后又可作為蒸汽養護槽。適用于張拉噸位較大的吊車梁、屋架、箱梁等大型預應力砼構件。槽式臺座亦需進行強度和穩定性驗算。端柱和傳力柱應按鋼筋混凝土偏心受壓構件設計計算。端柱的抗傾覆力矩由端柱、橫梁自重力以及部分張拉力組成。槽式臺座構造示意圖5.2.1.2槽式臺座

鋼模臺座主要在工廠流水線上使用。它是將制作構件的模板作為預應力鋼筋錨固支座的一種臺座。模板具有相當的剛度，可將預應力鋼筋放在模板上進行張拉。箱梁鋼模組裝箱梁端部模板作張拉臺座5.2.1.2鋼模臺座5.2.2夾具先張法中按夾具所處位置分為錨固夾具和張拉夾具。錨固夾具主要有偏心式夾具和楔形夾具兩種，張拉夾具主要有錐形錨具和墩頭錨具和夾片錨具。其中錐銷式夾具適用于夾持直徑的冷拔低碳鋼絲和碳素鋼絲；墩頭式夾具分單根墩頭夾具和墩頭梳筋板夾具，適用于有墩粗頭的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級螺紋鋼筋和鋼絲；夾片式夾具分圓套筒三片式（12、14單根冷拉鋼筋）、方套筒二片式（8.2熱處理鋼筋）、單根鋼絞線夾具（12和15鋼絞線）。錐銷式夾具圓套筒三片式夾具鐓頭梳筋板夾具1—張拉溝槽口2—鋼絲3—鋼絲墩頭4—活動梳筋板5—錨固螺桿5.2.3施工工藝先張法的施工工藝流程如下放松預應力鋼筋壓混凝土試塊構件出槽、堆放澆筑混凝土養護拆模制作混凝土試塊支側模、安設預埋件張拉預應力筋預應力鋼筋制作張拉機具準備調整初應力臺座支底模、安放骨架及預應力筋5.2.3.1預應力筋的鋪設預應力筋宜采用砂輪鋸或切斷機切斷，不得采用電弧切割。為便于脫模，長線臺座（或）脫模在鋪放預應力筋前應先刷隔離劑，但應采取相應保護措施防止隔離劑污染預應力筋降低粘結力。預應力筋安裝宜自下而上進行，先穿直線預應力筋，再通過轉折器穿折線預應力筋，預應力筋與錨固梁間的聯接，宜采用張拉螺桿。預應力鋼絲宜用牽引車鋪設，需要接長時借助鋼絲拼接器用20～22號鐵絲秘排綁扎。

⑴單根鋼絲張拉：臺座法多進行單根張拉，由于張拉力較小，一般可采用10～20kN電動螺桿張拉機或電動卷揚機單根張拉，彈簧測力計測力，優質錐銷式夾具錨固。⑵整體鋼絲張拉：臺模法多進行整體張拉，可采用臺座式千斤頂設置在臺墩與鋼橫梁之間進行整體張拉，優質夾片式夾具錨固。要求鋼絲的長度相等，事先調整初應力。數控式預應力鋼絲張拉機5.2.3.2預應力筋的張拉預應力筋張拉前，應對臺座、橫梁及各項張拉設備進行詳細檢查，符合要求后可進行操作。預應力筋的張拉應按設計要求進行，按合適的張拉方法、張拉設備、張拉程序進行，并采取可靠的質量和安全保障措施。⑶單根鋼絞線張拉：可采用前卡式千斤頂張拉，單孔夾片工具錨固定。⑷整體鋼絞線張拉：一般在三橫梁式臺座上進行，臺座式千斤頂與活動橫梁組裝在一起，利用工具式螺桿與連接器將鋼絞線掛在活動橫梁上，張拉前，先用小型千斤頂在固定端逐根調整鋼絞線初應力。張拉時，臺座式千斤頂推動活動橫梁帶動鋼絞線整體張拉。前卡式千斤頂逐根張拉活動橫梁固定橫梁工具錨臺座式千斤頂高壓油泵墩式臺座預應力筋

⑸粗鋼筋的張拉：分單根張拉和多根成組張拉。由于在長線臺座上預應力筋的張拉伸長值較大，一般千斤頂行程多不能滿足，張拉較小直徑鋼筋可用卷揚機。張拉機具的張拉力應不小于預應力筋張拉力的1.5倍；張拉行程應不小于預應力筋伸長值的1.1～1.3倍。

鋼筋預應力張拉機1鋼筋預應力張拉機25.2.3.3預應力筋的張拉程序及預應力值校核先張法預應力筋的張拉程序應符合設計要求，設計無規定時，其張拉程序可按預應力筋的種類確定預應力筋種類張拉程序鋼

筋0→初應力→1.05（持荷2min）→（錨固）鋼絲0→（1.03～1.05）

（錨固）低松弛鋼絞線對單根張拉0→（錨固）低松馳力筋0→初應力調整值→（錨固）預應力筋、錨具、張拉機具配套使用表張拉控制應力允許值和最大張拉控制力鋼筋種類張拉控制應力限值超張拉最大張拉控制應力先張法后張法消除應力鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.75fptk0.80fptk熱處理鋼筋0.70fptk0.65fptk0.75fptk精軋螺紋鋼筋0.90fpyk0.85fpyk0.95fpyk：極限抗拉強度標準值；：屈服強度標準值

預應力筋的張拉控制應力應符合設計要求，但不宜超過表中的控制應力值。對于要求提高構件在施工階段的抗裂性能而在使用階段受壓區設置的預應力筋，或當要求部分抵消由于預應力松弛、摩擦、鋼筋分批類張拉以及預應力筋與張拉臺座之間的溫差等引起的應力損失時，可提高0.05fptk或0.05fpyk。施工中為了減少由于鋼筋松弛變形造成的預應力損失而進行超張拉時，其最大控制應力也應符合表中的要求。【例5-1】某住宅樓多孔板采用

預應力筋，單根鋼絲截面面積12.6mm2，已知其抗拉強度標準值=700N/mm2，張拉程序為0→1.03～

（錨固），試計算單根鋼絲的張拉力。由上表可知N=1.03×0.75×700×12.6=6.81KN其張拉應力為0.77鋼絲張拉時，伸長值不作校核。張拉錨固后，用鋼絲內力測定儀反復測定4次，取后3次的平均值為鋼絲內力。其允許偏差為設計規定預應力值的±5%。每工作班檢查預應力筋總數的1%，且不少于3根。鋼絞線張拉時，一般采用張拉力控制、伸長值校核。張拉時預應力筋的實際伸長值與理論伸長值的允許偏差為±6%。張拉力控制的校核方法與鋼絲相同。什么是單控？什么是雙控？

預應力筋張拉完成后，應盡快進行鋼筋綁扎、模板拼裝和砼澆筑等工作。砼澆筑時，振動器不得碰撞預應力筋。砼未達到強度前，也不允許碰撞或踩動預應力筋。

當構件在臺座上進行濕熱養護時，應防止溫差引起的預應力損失。5.2.3.4混凝土的澆筑與養護5.2.3.5預應力筋的放張預應力筋的放張過程是預應力值的建立過程，是保證先張法構件質量的重要環節，應根據放張要求確定相應的放張順序、放張方法和相應的技術措施。（1）放張條件預應力筋放張時，混凝土的強度應符合設計要求；如設計無規定，不應低于設計的混凝土強度標準值的75%。（2）放張順序軸心受預壓構件，所有預應力筋應同時放張；偏心受預壓構件，應先同時放張預壓力較小區域的預應力筋，再同時放張預壓力較大區域的預應力筋；不能滿足上述要求時，應分階段、對稱、交錯地放張，防止構件在放張過程中產生彎曲、裂紋或預應力筋斷裂。放張后預應力筋的切斷順序從放張端切向另一端。

當預應力筋采用鋼絲時，配筋不多的中小型鋼筋砼構件，鋼絲可用砂輪鋸或切斷機切斷等方法放松。

長線臺座上放松后預應力筋的切斷順序，一般由放松端開始,逐次切向另一端。長線法生產預應力空心板

配筋多的鋼筋砼構件，鋼絲應同時放松，如逐根放松，則最后幾根鋼絲將由于承受過大的拉力而突然斷裂，易使構件端部開裂。（3）放張方法

預應力筋為鋼筋時，對熱處理鋼筋及冷拉IV級鋼筋不得用電弧切割，宜用砂輪鋸或切斷機切斷。數量較多時，也應同時放松。多根鋼絲或鋼筋的同時放松，可用油壓千斤頂放張、砂箱放張、楔塊放張等方法。楔塊放張砂箱放張

采用濕熱養護的預應力砼構件，宜熱態放松預應力筋，而不宜降溫后再放松。（4）放張注意事項為了檢查構件放張時鋼絲與混凝土的粘結是否可靠，切斷鋼絲時應測定鋼絲往混凝土內的回縮情況。放張前，應拆除側模，使放張時構件能自由壓縮，否則將損壞模板或使構件開裂。用氧炔焰切割時，應采取隔熱措施，防止燒傷構件端部混凝土。5.3后張法預應力混凝土施工在制作構件或塊體時，在放置預應力筋的部位留設孔道，待混凝土達到設計規定的強度后，將預應力筋穿入預留孔道內，用張拉機具將預應力筋張拉到規定的控制應力，然后借助錨具把預應力筋錨固在構件端部，最后進行孔道灌漿（也有不灌漿的），這種預加應力的方法稱為后張法。后張法預應力施工又可以分為有粘結預應力施工和無粘結預應力施工兩類。后張法不需臺座，構件在張拉過程中完成砼的彈性壓縮。不但用于房屋建筑中的吊車梁、屋面梁、屋架，橋梁中的T形梁、箱形梁等構件，且在大跨度的現澆結構及空間結構中的應用也日趨成熟；在特種結構如塔體的豎向預應力、筒體的環向預應力也有突破，尤其為橋梁工程的懸索結構、斜拉結構提供了豐富的發展空間。后張法預應力施工示意圖（a）制作混凝土構件（b）張拉預應力筋（c）錨固、孔道灌漿（有粘結預應力）1—混凝土構件2—預留孔道3—預應力筋4—千斤頂5—錨具后張法的特點是直接在構件上張拉預應力筋，構件在張拉過程中受到預壓力而完成混凝土的彈性壓縮，因此，混凝土的彈性壓縮，不直接影響預應力筋有效預應力值的建立。后張法適宜于在施工現場制作大型構件（如屋架等），以避免大型構件長途運輸的麻煩。5.3.1預應力筋制作及錨具在后張法構件生產中，錨具、預應力筋和張拉機具是配套使用的，目前我國在后張法構件生產中采用的預應力筋鋼材主要有熱處理鋼筋、精軋螺紋鋼筋、碳素鋼絲和鋼絞線等。歸納成三種類型預應力筋，即單根粗鋼筋（包括精軋螺紋鋼筋）、鋼絞線束（或鋼筋束）和鋼絲束。5.3.1.1單根預應力鋼筋的錨具及制作單根預應力鋼筋主要采用直徑ф12～ф40的精軋螺紋鋼筋及與其鋼筋配套的錨具制作而成。（1）錨具單根預應力鋼筋根據構件長度和張拉工藝要求，可以在一端張拉或兩端張拉。錨具與預應力鋼筋的基本配套組合有三種：即兩端張拉時，預應力筋兩端均采用螺絲端桿錨具；一端張拉一端固定時，張拉端采用螺絲端桿錨具，固定端則采用幫條錨具或鐓頭錨具。

螺絲端桿錨具（a）螺絲端桿錨具；（b）螺絲端桿；（c）螺母；（d）墊板1－螺母；2－墊板；3－螺絲端桿；4－對焊接頭；5－預應力筋

幫條錨具1－襯板；2－幫條；3－預應力主筋k、b、h－焊縫尺寸

鐓頭錨具其鐓頭一般是直接在預應力筋端部熱鐓、冷鐓或鍛打成型。以上三種錨具與預應力筋焊接時，對焊接頭的抗拉強度不應低于預應力筋的抗拉強度，凡是錨具所用的墊板或襯板，在貼緊構件的一面，應開有槽口，以便孔道灌漿時作排氣孔用。（2）單根預應力鋼筋的制作單根預應力鋼筋的制作，一般包括配料、對焊、冷拉等工序。預應力筋的下料長度，應由計算確定。計算時應考慮下列因素：結構的孔道長度、錨具厚度、千斤頂長度、焊接接頭或鐓頭的預留量、冷拉伸長值、彈性回縮值、張拉伸長值等。鋼筋與鋼筋、鋼筋與螺絲端桿的對焊接頭的壓縮量，根據連續閃光對焊工藝所需的閃光留量和頂鍛留量而定，一般每個對焊接頭的壓縮量約等于鋼筋的直徑。螺絲端桿外露在溝件孔道外的長度，根據墊板厚度、螺母高度和拉伸機與螺絲端桿連接所需長度確定，一般可選用120～150mm。固定端用幫條錨具或鐓頭錨具時，其長度視錨具尺寸而定。兩端采用螺絲端桿錨具的預應力筋，其下料長度可按下列方法計算：式中：l——構件孔道長度，mm；

l1——螺絲端桿長度，mm；（320mm、370mm）

l2——螺絲端桿外露長度，mm；（120mm~150mm）

n——焊接接頭個數；

d——預應力筋直徑；

δ——伸長率；

δ1——回彈率。兩端用螺絲端桿錨具示意圖1－預應力筋；2－螺絲端桿錨具；3－幫條錨具；；5－孔道；6－混凝土構件當一端用螺絲端桿錨具、一端用綁條錨具（或墩頭錨具）時，其下料長度參照下列方法計算：

一端用螺絲端桿錨具示意圖1－預應力筋；2－螺絲端桿錨具；3－幫條錨具；4－鐓頭錨具；5－孔道；6－混凝土構件24m預應力屋架，計算預應力筋的下料長度。設屋架下弦孔道長度23800mm，配置的預應力筋為4Φ25，實測鋼筋冷拉率

＝3.5％，取鋼筋冷拉后的彈性回縮率

＝0.3％。預應力筋兩端均采用螺絲端桿錨具，螺絲端桿長320mm，其外露在構件外的長度120mm，現場鋼筋長度每根均長9m，預應力筋用三根鋼筋對焊而成，兩端對焊螺絲端桿，則對焊接頭數n＝4。預應力筋全長：L＝23800＋（2×120）＝24040mm預應力筋中的鋼筋冷拉完成后的長度：l4＝24040－（2×320）＝23400mm預應力筋中的鋼筋下料長度：5.2.1.2鋼筋束、鋼絞線束預應力筋的錨具及制作

鋼筋束由3～6根Ⅳ級Φ12鋼筋組成；鋼絞線束通常由3～7根15-2或12-7鋼絞線組成，1×7鋼絞線由7根鋼絲捻制而成，6根外層鋼絲圍繞著一根中心鋼絲（直徑加大不小于2.0％）。鋼絞線的規格及材料性能等見表5.2。由于鋼絞線的強度高、柔性好，而且盤卷成1000mm左右的盤徑便于運輸到現場，所以鋼筋束已逐漸被鋼絞線束取代。鋼絞線加工鋼絞線公稱直徑（mm）直徑允許偏差（mm）鋼絞線公稱截面積（mm2）鋼絞線理論重（kg/m）強度級別（MPa）整根最大負荷（kN）屈服負荷（kN）伸長率（％）L0=600不小于12.70.498.70.77418601841563.5-0.215.20.41391.1011720239203-0.21860259220注：1、屈服負荷不小于整根鋼絞線公稱最大負荷的85％；2、彈性模量為（1.9～2.00）×105MPa。1×7鋼絞線的有關技術資料表（1）錨具由于鋼筋束和鋼絞線束使用比較廣泛，其錨具的形式也日益增多，但都多為夾片式錨具，對于錨具安裝在混凝土結構之內的還采用擠壓錨具和壓花錨具。XM型錨具（a）單根XM型錨具；（b）多根XM型錨具；1－夾片；2－錨環；3－錨板

（2）鋼絞線束預應力筋制作鋼絞線一般成盤圓狀供應，長度較長，不需要對焊接長。鋼筋束預應力筋的制作工序包括開盤、下料、編束。鋼絞線下料切斷時，宜采用砂輪鋸切或切斷機切斷，不得采用電弧切割，因為預應力筋一般為高強鋼材，如局部加熱或冷卻，將引起該部位脆性變態而造成脆斷。鋼絞線切斷前，在切口兩側各50mm處，應用鉛絲綁扎，以免鋼絞線松散。

鋼絞線預應力筋下料長度，主要與張拉設備和選用的錨具有關。采用夾片錨具（JM型、XM型等）、穿心式千斤頂張拉時（見圖5-31），預應力筋的下料長度應等于構件孔道加上兩端為張拉、錨固所需的外露長度（即張拉千斤頂的長度和千斤頂尾部錨固鋼筋的錨固長度）。采用夾片錨具、穿心式千斤頂張拉時，按下式計算：

兩端張拉：L＝l+（l1+l2+l3+100）

一端張拉：L＝l+2（l1+100）+l2+l3

式中：

l——構件的孔道長度；

l1——夾片式工作錨厚度；

l2——穿心式千斤頂長度；

l3——夾片式工具錨厚度。鋼絞線下料長度計算簡圖5.2.1.3鋼絲束預應力筋的錨具及制作預應力筋的鋼線為碳素鋼絲，用優質高碳鋼盤條經索氏體處理、酸洗、鍍銅或磷化后冷拔而成。碳素鋼絲的品種有：冷拉鋼絲、消除應力鋼絲、刻痕鋼絲、低松弛鋼絲和鍍鋅鋼線等。（1）錨具鋼絲束預應力筋常用錨具有鋼質錐形錨具、鐓頭錨具和錐形螺桿錨具。鋼質錐形錨具由錨環和錨塞組成（圖5-8）。它適用于錨固6、12、18或245碳素鋼絲束。鋼線束鐓頭錨具是利用鋼絲本身的鐓頭而錨固鋼絲的一種錨具，可以錨固任意根數的5～7碳素鋼絲束，張拉時需配置工具式螺桿。（2）鋼絲束預應力筋的制作鋼絲束的制作，隨著選用的錨具形式不同，制作方法有很大差異。一般需經下料、編束和組裝錨具等工序。為保證鋼絲束兩端鋼絲排列順序一致，穿束與張拉不致紊亂，鋼絲必須編束。鋼絲編束可分為空心束和實心束，都需用梳絲板理順鋼絲，在距鋼絲端部5～10cm處編扎一道。實心束工藝簡單，空心束孔道灌漿效果優于實心束。消除應力鋼絲放開后是直的,可直接下料。為了保證下料精度，一般有兩種方法：一種方法是應力下料，鋼絲在應力狀態下切斷下料，控制應力為300N/mm2。下料長度的誤差要控制在L／5000以內，且不大于5mm；另一種方法是用鋼管限位法，即將鋼絲通過小直徑鋼管（鋼管內徑略粗于鋼絲直徑），調直固定于工作臺上等長下料，鋼絲通過鋼管時由于鋼管限制鋼絲左右擺動彎曲，這樣可以提高鋼絲下料的精度。較常采用的是鋼管限位法下料。采用鋼質錐形錨具、錐錨式千斤頂張拉時，按下式計算：兩端張拉：L＝l+2（l1+l2+80）一端張拉：L＝l+2（l1+80）+l2

式中：

l——構件的孔道長度；l1——錨環厚度；

l2——千斤頂分絲頭至卡盤外端距離。采用鋼質錐形錨具時鋼絲下料長度計算簡圖5.3.2施工工藝制作預應力筋穿預應力筋壓混凝土試塊張拉設備標定埋管制孔焊接鋼筋支托安裝側模澆筑混凝土養護、拆側模制作混凝土試塊綁扎鋼筋骨架安裝底模清理張拉端、裝錨具張拉預應力筋、錨固孔道灌漿、封錨起吊運輸或拆底模制作水泥漿試塊壓水泥漿試塊后張法施工工藝流程圖

預應力筋的孔道形狀有直線、曲線和折線三種，其直徑與布置根據構件的受力性能、張拉錨固體系特點及尺寸確定。后張法預應力孔道的布置要求是：孔道規格、數量、位置和形狀應符合設計要求；定位應牢固，澆筑混凝土時不應出現位移和變形；孔道應平順，端部的預埋錨板應垂直于孔道。對孔道直徑的要求：粗鋼筋的孔道直徑應比對焊接頭外徑或需穿過孔道的錨具、連接器外徑大10～15mm；鋼絲、鋼鉸線的孔道直徑應比預應力束外徑或錨具外徑大5～10mm，且孔道面積宜為預應力筋凈面積的3～4倍。對孔道布置的要求：孔道至構件邊緣的凈距不小于40mm，孔道之間的凈距不小于50mm；端部的預埋鋼板應垂直于孔道中心線；凡需起拱的構件，預留孔道應隨構件同時起拱。

預制構件的孔道留設現澆構件的孔道留設5.3.2.1孔道留設

孔道成型有鋼管抽芯法、膠管抽芯法和埋管法。孔道成型的要求是：孔道的尺寸與位置正確，孔道平順，接頭不漏漿。

⑴鋼管抽芯法—用于直線孔道。

鋼管要求：平直、表面光滑，每根不超過15m，超過15m用兩根鋼管，中間套管連接；構件中固定：用鋼筋井字架，間距不大于1m；兩根鋼管的套管連接鋼管固定井字架混凝土澆筑后，每隔10～15min時間轉動鋼管（兩根鋼管時，旋轉方向要相反），抽管時機在初凝后、終凝前，以手指按壓砼，無明顯壓痕又不沾漿即可抽管，常溫下一般在砼澆筑后3～5h。抽管順序是先上后下，先中間、后周邊。當部分孔道有擴孔時，先抽無擴孔管道，后抽擴孔管道；抽管時邊抽邊轉、速度均勻、與孔道成一直線。抽管后，及時檢查孔道并做好孔道清理工作，以防止穿筋困難。

⑵膠管抽芯法——可用于直線或曲線孔道。

膠管要求：膠管有夾布膠管或鋼絲網膠管兩種。使用前，一端封堵，另一端與閥門連接，充水(氣)加壓至0.5～0.8MPa，使膠皮管直徑增大約3mm。

構件中固定：用鋼筋井字架，間距不大于0.6m；防止粘結措施：澆筑后不需轉動膠管，只需在抽管前放水(氣)降壓，待管徑縮小與砼脫離即可抽管；抽管時機：抽管時間比鋼管略遲；抽管順序：先上后下；先曲后直。⑶預埋管法——預埋管法可采用薄鋼管、鍍鋅鋼管和金屬螺旋管、塑料波紋管，埋入后不再抽出，可用于各類形狀的孔道，是目前大力推廣的孔道留設方法。波紋管要求：在1KN徑向力作用下不變形，使用前進行灌水試驗，檢查有無滲漏，防止水泥漿流入管內堵塞孔道；安裝就位過程中避免反復彎曲，以防管壁開裂。塑料波紋管金屬螺旋管

構件中固定：用鋼筋井字架,間距不大于0.8～1.0m;螺旋管固定后，必須用鉛絲與鋼筋扎牢，防止澆筑砼時螺旋管上浮而造成嚴重事故。曲線孔道的固定為了進行孔道灌漿在孔道制作時應設置灌漿孔,其間距不超過于12米，并應設排氣泌水管。對于曲線孔道排氣泌水管宜設置在波峰（谷）處，有些錨具本身帶有灌漿排氣水孔。預留孔道的規格、數量、位置和形狀應符合設計要求；預留孔道的定位應牢固，澆筑混凝土時不應出現移位和變形；孔道應平順，端部的預埋錨墊板應垂直于孔道中心線；成孔用管道應密封良好，接頭應嚴密且不得漏漿；在曲線孔道的波峰部位應設置泌水管，灌漿孔與泌水管的孔徑應能保證漿液暢通。排氣孔不得遺漏或堵塞；曲線孔道控制點的豎向位置偏差應符合要求。用木塞留設灌漿孔波紋管上留設灌漿孔5.3.2.2預應力筋張拉預應力筋的張拉應在砼強度滿足設計要求時進行，設計無要求時應不低于設計強度的75%。分段制作的構件在張拉前完成拼裝，塊體拼裝立縫處的砼或砂漿強度不低于砼強度的40%，且不得低于15N/mm2。（1）預應力筋穿束預應力筋穿入孔道按穿筋時機分有先穿束和后穿束，按穿入數量分有整束穿和單根穿；按穿束方法分有人工穿束和機械穿束。箱梁的人工后穿束預應力箱梁的澆筑根據構件的特點、預應力筋的形狀和長度及施工方法，預應力筋張拉有如下幾種張拉方法：a）一端張拉方式：張拉設備放在構件的一端進行張拉，適用于長度≤30m的直線預應力筋與錨固損失影響長度Lf≥0.5L（L為預應力筋長度）的曲線預應力筋；b）兩端張拉方式：張拉設備放在構件的兩端進行張拉，適用于長度＞30m的直線預應力筋與錨固損失影響長度Lf＜0.5L的曲線預應力筋；c）分批張拉方式：對配有多束預應力筋的構件分批進行張拉，由于后批預應力筋張拉所產生的砼彈性壓縮對先批張拉的預應力筋造成預應力損失，所以先批張拉的預應力筋應加上該彈性壓縮損失值，使分批張拉的每根預應力筋的張拉力基本相等。d）分段張拉方式：在多跨連續梁板施工時，通長的預應力筋需要逐段進行張拉，第二段及后段的預應力筋利用錨頭連接器與前段預應力筋進行接長。f）分階段張拉方式：為平衡各階段的不同荷載,采取分階段逐步施加預應力的方式。（3）張拉順序及程序預應力筋的張拉順序，應按設計的有關規定進行，如設計無規定或受張拉設備限制時，則可分批、分階段、對稱地張拉，以免構件承受過大的偏心壓力。當構件同一截面有多根預應力筋須分批拉時，則應考慮混凝土彈性壓縮對預應力筋的有效預應力值的影響。預應力筋張拉操作程序，根據構件類型、張拉錨固體系、松馳損失等因素確定。預應力筋采用低松馳鋼絲和鋼鉸線時，張拉程序為：0→Pj錨固，采用普通松馳預應力鋼筋時，對鐓頭錨具等可卸載錨具：0→1.05Pj持荷2minPj錨固；對夾片錨具等不可卸載錨具：0→1.03Pj錨固后張法宜采用應力控制方法，同時校核預筋的伸長值。校核伸長值可綜合反映張拉力是否足夠、孔道摩阻損失是否偏大、預應力筋是否有異常現象等。因此，張拉時應對伸長值進行校核，實際伸長值與計算伸長值的偏差大于±6%時，應暫停張拉，在采取措施調整后，方可繼續張拉。5.3.2.3孔道灌漿及錨具保護預應力筋錨固張拉后，應進行孔道灌漿，其主要作用是保護預應力筋，防止其銹蝕，并使預應力筋與結構混凝土形成整體。因此，孔道灌漿宜在預應力筋張拉錨固后盡早進行。灌漿前混凝土孔道應用壓力水沖刷，確保孔道混凝土濕潤和潔凈。孔道灌漿可采用電動灰漿泵。水泥漿倒入灰漿泵時，必須過篩，以免水泥塊或其他雜物進入泵體或孔道，影響灰漿泵正常運動或堵塞孔道。在孔道灌漿過程中，灰漿泵內應始終保持有一定的灰漿量，以免空氣進入孔道而形成空腔。灌漿應緩慢均勻地進行，不得中斷，并排氣通順，在灌滿孔道并封閉排氣孔后，宜再繼續加至0.5～0.6MPa，并穩定一定時間，再封閉灌漿孔，以確保孔道灌漿的密實性。對于用不加外加劑的水泥漿灌漿時，必要時可掌握時機，可采用二次灌漿法。2千斤頂定位安裝3張拉1準備工作5封端4錨固預應力筋張拉過程示意無粘結預應力施工是在砼澆筑前將預應力筋鋪設在模板內，然后澆筑砼，待砼達到設計規定強度后進行預應力筋的張拉錨固的施工方法。該工藝無需預留孔道及灌漿，預應力筋易彎成所需的多跨曲線形狀，施工簡單方便，最適用于雙向連續平板、密肋板和多跨連續梁等現澆砼結構。樓面無粘結預應力施工共64頁第57頁5.3.3無粘結預應力施工共64頁第58頁5.3.3.1無粘結預應力筋的制作及鋪設無粘結預應力筋主要采用鋼鉸線和高強鋼絲，采用鋼鉸線時張拉端采用夾片式錨具（XM