1、第五卷 預應力混凝土工程預應力混凝土，與鋼筋混凝土比較，具有構件面小、自重輕、剛度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等優點，但預應力混凝土施工，需要專門的材料和與設備、特殊的工藝、單價較高。在大開間、大跨度與重荷載的結構中，采用預應力混凝土結構，可減少材料用量，擴大使用功能，綜合經濟效益好，在現代結構中具有廣闊的發展情景。預應力混凝土按預應力度大小可分為：全預應力混凝土和部分預應力混凝土。全預應力混凝土是在全部使用荷載下受拉邊緣不允許出現拉應力的預應力混凝土，適用于要求混凝土不開裂的結構。部分預應力混凝土是在全部使用荷載下受拉邊緣允許出現一定的拉應力或裂縫的混凝土，其綜合性能較好，費用較低，適用面

2、廣。 預應力混凝土按施工方式不同可分為：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等。按預加應力的方式不同可分為：先張法預應力混凝土和后張法預應力混凝土。先張法是在混凝土澆筑前張拉鋼筋，預應力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結力傳遞給混凝土。后張法是在混凝土達到一定強度后張拉鋼筋，預應力靠錨具傳遞給混凝土。在后張法中，按預應力筋粘結狀態又可分為：有粘結預應力混凝土和無粘結預應力混凝土。前者在張拉后通過孔道灌漿使預應力筋與混凝土相互粘結，后者由于預應力筋涂有油脂，預應力只能永久地靠錨具傳遞給混凝土。我國預應力技術是在20世紀50年代后期起步的，當時采用冷拉鋼筋作預應力筋，生產預制預應力混凝土屋

3、架、吊車梁等工業廠房構件。70年代在民用建筑中推廣冷拔低碳鋼絲配筋的預制預應力混凝土中小型構件。80年代，結合我國現代多層工業廠房與大型公共建筑發展的需要，高強預應力鋼材(高強鋼絲與鋼絞絲)配筋的現代預應力混凝土出現，我國預應力技術從單個構件發展到預應力混凝土結構新階段。在建筑工程中，預應力混凝土結構體系主要有：部分預應力混凝土現澆框架結構體系，無粘結預應力混凝土現澆接板結構體系，在特種構筑物中，預應力混凝土電視塔、安全殼、筒倉、貯液池等也相繼建成。此外，預應力技術在房屋加固與改造中也得到推廣應用。近幾年來，隨著我國大跨度公共建筑興建的需要，預應力技術與空間鋼結構相結合，創造出預應力網架、網殼

4、、索網、索拱、索膜、斜拉等結構新體系，充分發揮受拉桿件的潛力，結構輕盈，時代感強。1、預應力筋材料選用標準(GJ/QB·5/10-001-2004)5-1-1 預應力筋品種與規格預應力筋按材料類型可分為：鋼絲、鋼絞絲、鋼筋(鋼棒)、非金屬預應力筋等。其中，以鋼絞絲與鋼絲采用最多。非金屬預應力筋，主要有碳纖維增強塑料(CFRP)、玻璃纖維增強塑料(GFRP)等，目前還處于開發研究階段。預應力筋的發展趨勢為高強度、低松弛、粗直徑、耐腐蝕。5-1-1-1 預應力鋼絲預應力鋼絲是用優質高碳高鋼盤條經索氏體化處理、酸洗、鍍銅或磷化后冷拔而成的鋼絲總稱。預應力鋼絲用高碳鋼盤條采用80號鋼，其含碳

5、量為0.7%0.9%。為了使高碳鋼盤條能順利拉拔，并使成品鋼絲具有較高的強度和良好的韌性，盤條的金相組織應從珠光體變為索氏體。由于軋鋼技術的進步，可采用軋后控制冷卻的方法，直接得到索氏體化盤條。預應力鋼絲根據深加工要求不同，可分為冷拉鋼絲和消除應力鋼絲兩類。消除應力鋼絲按應力松弛性能不同，可分為普通松弛鋼絲和低松弛鋼絲。預應力鋼絲按表面形狀不同，可分為光圓鋼絲、刻痕鋼絲和螺旋肋鋼絲。1.冷拉鋼絲冷拉鋼絲是經冷拉后直接用于預應力混凝土的鋼絲。其盤徑基本等于拔絲機卷筒的直徑，開盤后鋼絲呈螺旋狀，沒有良好的伸長值。這種鋼絲存在殘余應力，屈強比低，伸長率小，僅用于鐵路軌枕、壓力水管、電桿等。2.消除應

6、力鋼絲(普通松弛型)消除應力鋼絲(普通松弛型)是冷拔后經高速旋轉的矯直輥筒矯直，并經回火(350400°C)處理的鋼絲。其盤徑不小于1.5m。鋼絲經矯直回火后，可消除鋼絲冷拔中產生的殘余應力，提高鋼絲的比較極限、屈強比和彈性模量，并改善塑性；同時獲得良好的伸直性，施工方便。這種鋼絲以往廣泛應用，由于技術進步，已逐步向低松弛方向發展。3.消除應力鋼絲(低松弛型)消除應力鋼絲(低松弛型)是冷拔后在張力狀態下經回火處理的鋼絲。鋼絲的張力為抗拉強度的30%50%，張力裝置有以下兩種：一是利用二組張力輪的速度差使鋼絲得到張力(圖5-1a)；二是利用拉拔力作為鋼絲的張力，既放線架上的半成品鋼絲的

7、直徑要比成品鋼絲的直徑大(留有10%15%的壓縮變形量)，該鋼絲通過機組中的拉絲模拉成最終產品(圖5-1b)。鋼絲在熱張力的狀態下產生微小應變(約0.9%1.3%)，從而使鋼絲在恒應力下抵抗位錯轉移的能力大為提高，達到穩定化目的。經穩定化處理的鋼絲，彈性極限和屈服強度提高，應力松弛率大大降低，但單價稍貴；考慮到構件的抗裂性能提高、鋼材用量減少等因素，綜合經濟效益較好。這種鋼絲已中推廣應用，具有較強的生命力。4.刻痕鋼絲刻痕鋼絲是用于冷軋或冷拔方法使鋼絲表面產生周期變化的凹痕或凸紋的鋼絲。鋼絲表面凹痕或凸紋可增加與混凝土的握裹力。這種鋼絲可用于先張法預應力混凝土構件。圖5-1 鋼絲的穩定化處理(

8、a)張力輪法；(b)拉拔力法1-鋼絲；2-第1組張力輪；3-中頻回火；4-第二組張力輪；5-放線架；6-拔絲模；7-拉拔卷筒圖5-2示出刻痕鋼絲外形，其中一條凹痕傾斜方向與其他兩條相反。刻痕深度a=0.120.15mm，長度b=3.55.0mm，節距L=5.58.0mm；公稱直徑>5.0mm時，上述數據取大值，刻痕鋼絲的公稱直徑、橫截面積、每米參考重量與光圓鋼絲相同。5.螺旋肋鋼絲圖5-2 三面刻痕鋼絲外形螺旋肋鋼絲是通過專用拔絲模冷拔方法使鋼絲表面沿長度方向上產生規則間隔的肋條的鋼絲，鋼絲表面螺旋肋可增加與混凝土的握裹力。這種鋼絲可用于先張法預應力混凝土構件。圖11-3示出螺旋肋鋼絲外

9、形，每個螺旋肋導程c有4條螺旋肋。單肋寬度a：對公稱直徑dn=5mm的，a為1.301.70mm，對dn=7mm為1.802.20；單肋高度：對dn=5mm為0.25mm，對dn=7mm為0.36圖5-3 螺旋肋鋼絲外形mm。螺旋肋鋼絲的公稱直徑、橫截面積、每米參考重量與光圓鋼絲相同。預應力鋼絲的規格與力學性能應符合國家標準預應力混凝土用鋼絲(GB/T5223-2002)的規定，見表5-1表5-4。光圓鋼絲尺寸及允許偏差、參考重量表5-1公稱直徑dn(mm)直徑允許偏差(mm)公稱橫截面積sn(mm)參考重量(kg/m)3.00±0.047.070.0584.0012.570.099

10、5.00±0.0519.630.1546.0028.270.2227.0038.480.3028.00±0.0650.260.3949.0063.620.49910.0078.540.61612.00113.10.888冷拔鋼絲的力學性能表5-2公稱直徑dn(mm)抗拉強度b(Mpa)規定非比例伸長應力p0.2(Mpa)最大力下總伸長(L0200mm)(%)彎曲次數斷面收縮率(%)每210m扭距的扭轉次數n初始應力相當于70%公稱抗拉強度時，1000h后應力松弛率(%)次/180°彎曲半徑R(mm)不小于不小于不大于3.0014701570167017701100

11、1180125013301.547.584.004103585.0041586.00147015701670177011001180125013305153077.0052068.005205注：1.規定非比例伸長應力p0.2值不小于公稱抗拉強度的75%。2.除抗拉強度、規定非比例伸長應力外，對壓力管道用鋼絲還需進行斷面收縮率、扭轉次數、松弛率的檢驗；對其他用途鋼絲還需進行斷后伸長率、彎曲次數的檢驗。消除應力光圓及螺旋肋鋼絲的力學性能 表5-3公稱直徑dn(mm)抗拉強度b(MPa)不小于規定非比例伸長應力p0.2(MPa)不小于最大力下總伸長率(L0=200mm) (%)不小于彎曲次數應力松

12、馳性能次/180°不小于彎曲半徑R(mm)初始應力相當于公稱抗拉強度的百分數(%)1000h后應力松弛率(%)不大于WLRWNRWLRWNR4.001470157016701770186012001380147015601640125013301410150015803.5310對所有規格6070801.02.04.54.58125.004156.001470157016701770129013801470156012501330141015004157.004208.001470157012901380125013304209.0042510.0014701290125042512

13、.00430注：1.規定非比例伸長應力p0.2值對低松弛鋼絲WLR應不小于公稱抗拉程度的88%，對普通松弛鋼絲WNR應不小于公稱抗拉強度的85%。2.彈性模量為(2.05±0.1)×105MPa，但不作為交貨條件。消除應力的刻痕鋼絲的力學性能 表5-4公稱直徑dn抗拉強度b(MPa)不小于規定非比例伸長應力p0.2(MPa)不小于最大力下總伸長率(L0=200mm)(%)不小于彎曲次數應力松弛性能次/180º不小于彎曲半徑R(mm)初始應力相當于公稱抗拉強度的百分數(%)1000h后應力松弛率(%)不大于WLRWNRWLRWNR5.0157016701770186

14、0138014701560164013301410150015803.5315對所有規格6070801.52.54.54.5812>5.014701570167017701290138014701560125013301410150020注：規定非比例伸長應力p0.2值對松弛鋼絲WLR應不小于公稱抗拉強度的80%，對普通松弛鋼絲WNR應不小于公稱抗拉強度的85%。5-1-1-2 預應力鋼絞絲預應力鋼絞絲是由多根冷拉鋼絲在絞線機上成螺旋形絞合，并經消除應力回火處理而成的總稱。鋼絞線的整根破斷力大，柔性好施工方便，具有廣闊的發展情景。預應力鋼絞線按捻制結構不同可分為：1×2鋼絞線、

15、1×3鋼絞線和1×7鋼絞線等(圖5-4)。1×7鋼絞線是由6根外層鋼絲圍繞著一根中心鋼絲(直徑加大2.5%)絞成，用途廣泛。1×2鋼絞線和1×3鋼絞線僅用于先張法預應力構件。鋼絞線根據深加工要求不同又可分為：標準型鋼絞線、刻痕鋼絞線和模拔鋼絞線。圖5-4 預應力鋼絞線(a)1×7鋼絞線；(b)1×2鋼絞線；(c)1×3鋼絞線；(d)模拔鋼絞線D-鋼絞線公稱直徑；A-1×3鋼絞線測量尺寸1.標準型鋼絞線標準型鋼絞線即消除應力鋼絞線。在預應力鋼絞線新標準中，只規定了低松弛鋼絞線的要求，取消了普通松弛鋼絞線。低

16、松弛鋼絞線的消除應力回火處理是采用張力輪法進行的，與低松弛鋼絲張力輪法相同，見圖5-1(a)。低松弛鋼絞線的力學性能優異、質量穩定、價格適中，是我國土木建筑工程中用途最廣、用量最大的一種預應力筋。2.刻痕鋼絞線刻痕鋼絞線是由刻痕鋼絲捻制成的鋼絞線，可增加鋼絞線與混凝土的握裹力。其力學性能與低松弛鋼絞線相同。3.模拔鋼絞線模拔鋼絞線是在捻制成型后，再經模拔處理制成(圖5-4a)。這種鋼絞線內的鋼絲在模拔時被壓遍，各根鋼絲成為面接觸，使鋼絞線的密度提高約18%。在相同截面面積時，該鋼絞線的外徑較小，可減少孔道直徑；在相同直徑的孔道內，可使鋼絞線的數量增加，而且它與錨具的接觸面較大，易于錨固。預應力

17、鋼絞線的捻距為鋼絞線公稱直徑的1216倍，模拔鋼絞線的捻距應為鋼絞線公稱直徑的1418倍。鋼絞線的捻向，如無特殊規定，則為左(S)捻，需加右(Z)捻應在合同中注明。在拉拔前，個別鋼絲允許焊接，但在拉拔中或拉拔后不應該進行焊接。成品鋼絞線切斷后應是不松散的或可以不困難地捻正到原來的位置。鋼絞線的規格和力學性能應符合國家標準預應力混凝土用鋼絞線(GB/T5224-2003)的規定，見表5-5表5-8。由于1×2鋼絞線用量小，其尺寸與力學性能未列入本手冊，可直接查GB/T5224-2003標準。1×3結構鋼絞線尺寸及允許偏差、參考質量 表5-5鋼絞線結構公稱直徑鋼絞線測量尺寸A(

18、mm)測量尺寸A允許偏差(mm)鋼絞線參考截面積Sn(mm2)鋼絞線參考重量(kg/m)鋼絞線直徑D(mm)鋼絲直徑d(mm)1×38.604.007.46+0.20-0.1037.70.29610.805.009.3358.90.46212.906.0011.2084.80.6661×3I8.704.047.5438.50.302注：I刻痕鋼絞線。1×7結構鋼絞線的尺寸及允許偏差、參考重量 表5-6鋼絞線結構公稱直徑D(mm)直徑允許偏差(mm)鋼絞線參考截面積Sn(mm2)鋼絞線參考重量(kg/m)中心鋼絲直徑d0加大范圍(%)不小于1×79.50+

19、0.30-0.1554.80.4302.511.1074.20.58212.70+0.40-0.2098.70.77515.201401.10115.7015011.7817.801901.500(1×7)C12.70+0.40-0.201120.89015.201651.29518.002231.750注：C模拔鋼絞線。1×3結構鋼絞線力學性能 表5-7鋼絞線結構鋼絞線公稱直徑D(mm)公稱強度b(MPa)整根鋼絞線的最大力Fb(kN)規定非比例伸長力Fp0.2(kN)最大力下總伸長率(L0400mm)(%)應力松弛性能初始負荷相當于公稱最大力的百分數(%)1000h后應

20、力松弛率(%)不小于不大于1×38.60172065.358.8對所有規格186070.663.53.56070801.02.54.5196073.966.510.80172010291.8186011099.0196011510412.901720147132186015914319601661501×3I8.70157059.753.7172066.259.6186071.664.4注：規定非比例伸長不小于整根鋼絞線公稱最大力的90%。1×7結構鋼絞線力學性能 表5-8鋼絞線結構鋼絞線公稱直徑D(mm)公稱強度b(MPa)整根鋼絞線的最大力Fb(kN)規定非比

21、例伸長力Fp0.2(kN)最大力下總伸長率(L0500mm)(%)應力松弛性能初始負荷相當于公稱最大力的百分率(%)1000h后應力松弛率(%)不小于不大于1×712.701720170153對所有規66070801.02.54.5196019317415.2017202412171860260234196027424715.701770258232186027925117.80172032729418603533181×7C12.70186020818715.20182030027018.001720384346注：1.非比例伸長力Fp0.2不小

22、于整根鋼絞線公稱最大力的90%。2.鋼絞線彈性模量為(1.95±0.1)×105MPa，但不作為交貨條件.5-1-1-3 精軋螺紋鋼筋精軋螺紋鋼筋是一種用用熱軋方法在整根鋼筋表面上軋出不帶縱肋為而橫肋為不連續的梯形螺紋的直條鋼筋，見圖5-5。該鋼筋在任意截面處都能擰上帶內螺紋的連接器進行接長，或擰上特制的螺母進行錨固，無需冷拉與焊接，施工方便，主要用于房屋、橋梁與構筑物等直線筋。圖5-5 精軋螺紋鋼筋外形精軋螺紋鋼筋的外形尺寸與力學性能應符合首都鋼鐵公司企業標準Q/SG53.3-1999的規定，見表5-9和表5-10。當鋼筋進行冷彎時，受彎曲部位外表面不得產生裂紋。精軋螺紋

23、鋼筋外形尺寸、重量及允許偏差 表5-9公稱直徑(mm)18252832基圓直徑Dh18±0.325±0.428±0.532±0.5Dv18+0.2-0.625+0.4-0.828+0.4-0.832+0.4-0.8牙高h1.2±0.21.6±0.31.8±0.42.0±0.4牙底寬b4±0.36.0±0.56±0.57±0.5螺距t9±0.212±0.314±0.316±0.3續表公稱直徑(mm)18252832牙根弧r1.01.61,

24、82.0導角a81º31基圓截面積(mm2)254.5490.9615.8804.2理論重量(kg/m)2.114.055.126.66注：1.理論重量考慮7牙的重量；2.重量允許偏差為±4%精軋螺紋鋼筋的力學性能 表5-10級別屈服點(MPa)抗拉強度(MPa)伸長率5(%)冷彎90º松弛值10h不小于JL785JL835RL54078583554098010358357710D=7dD=7dD=5d80%0.1,1.5%注：1.D彎心直徑，d鋼筋公稱直徑；2.RL540級鋼筋，d=32mm時，冷彎D=6d；3.鋼筋彈性模量為1.95×1052.05&

25、#215;105MPa。5-1-2 預應力筋有關特性5-1-2-1 應力-應變曲線高強預應力筋如鋼絲、鋼絞線等都屬于硬鋼性質，只有精軋螺紋鋼筋仍屬軟鋼性質：下面重點介紹鋼絲和鋼絞線的應力-應變特性。鋼絲或鋼絞線的應力-應變曲線，見圖5-6。當鋼絲拉伸到超過比例極限p后，關系呈非線性變化。由于預應力鋼絲或鋼絞線沒有明顯的屈服點，一般以殘余應變為0.2%時的強度定為屈服強度0.2后，當鋼絲拉伸超過0.2后，應變增加較快，當鋼絲拉伸至最大應力b時，應變繼續發展，在曲線上呈現為一水平段，然后斷裂。比例極限p，習慣上采用殘余應變為0.01%時的應力。屈服強度，國際上還沒有一個統一標準。例如，國際預應力協

26、會取殘余應力為0.1%時的應力作為屈服強度0.1，我國和日本取殘余應力為0.2%時的應力作為屈服強度0.2，美國取加載后1%伸長時的應力作為屈服強度t1或1%。所以，當遇到這一術語時應注意其確切的定義。圖5-6 預應力鋼絲的應力-應變曲線20世紀90年代，新華金屬制品公司生產的低松弛鋼絞線的拉伸實驗數據，見表5-11。 高強度低松弛鋼絞線的拉伸試驗數據 表5-11品種規格根數p1%b (N/mm2)p(%)0.2 (%)b (%)s15.2鋼絞線210.80b0.91b19440.821.125.7s12.7鋼絞線200.81b0.92b19140.786.6注：表中數據系平均值。5-1-2-

27、2 應力松弛預應力筋的應力松弛是指鋼材受到一定的張拉力之后，在長度保持不變的條件下，鋼材的應力隨時間的增長而降低的現象。此降低值稱為應力松弛損失。產生應力松弛的原因主要是由于金屬內部位錯運動使一部分彈性變形轉化為塑性變形引起的。預應力筋的松弛實驗，應按國際預應力混凝土協會(FIP)等單位編制的預應力鋼材等溫松弛試驗實施規程進行。試件的初應力取0.6b、0.7b和0.8b，環境溫度為20±1，在松弛試驗機上分別讀出不同時間的松弛損失率，試驗應持續1000h或持續一個較短的期間推算至1000的松弛率。1.松弛率與時間的關系應力松弛初期發展較快，第一小時相當于1000h的15%35%，以后

28、逐漸減慢。對試驗數據進行回歸分析得出：鋼絲應力松弛損失率Rt=Algt+B與時間t有較好的對數線性關系。一年松弛損失率相當于1000h的1.25倍，50年松弛損失率為1000h的1.725倍。2.松弛率與鋼種的關系鋼絲和鋼絞線的應力松弛率比熱處理鋼筋和精軋螺紋鋼筋大。3.松弛率與初應力的關系初應力大，松弛損失也大。當i>0.7b時，松弛損失率明顯增大，呈非線性變化。當i0.5b時，松弛損失率可忽略不計。4.松弛率與溫度的關系隨著溫度的升高，松弛損失率會急劇增加。根據國外實驗資料，40時1000h松弛損失率約為20時的1.5倍。5.減少松弛損失的措施(1)采取超張拉程序，01.05i(持荷

29、2min)i，比一次張拉程序0i，可減少松弛損失10%；也可采用01.03i超張拉程序，松弛損失率雖然增大了，但剩余預應力仍比0i程序大。(2)采用低松弛綱絞線或鋼絲，其松弛損失可減少70%80%。5-1-2-3 應力腐蝕預應力筋的應力腐蝕是指鋼材在拉應力與腐蝕介質同時作用下發生的腐蝕現象。應力腐蝕破裂的發生過程，可分為二個階段。第一階段由于鋼材表面的損傷、麻坑及環境中存在活性離子，如CL，在拉應力作用下引起鋼材表面的鈍化膜局部破裂，使新鮮表面與腐蝕介質接觸發生局部的電化學腐蝕，形成蝕孔出現力集中，產生微裂縫。第二階段在裂縫內形成獨特的所謂“閉塞電池腐蝕”，拉應力阻止了裂縫尖端生成保護膜或使膜

30、不斷破裂，電化學反應產生的氫，滲入裂縫前緣使材質脆化，加速裂縫沿晶界向縱深發展。應力腐蝕破裂的特征是鋼材在遠低于破壞應力的情況下發生斷裂，事先無預兆而突發性，斷口與拉力垂直。鋼材的冶金成分和晶體結構直接影響抗腐蝕性能。高強預應力鋼材的強度高、變形低、直徑小，對應力腐蝕較為敏感。南京水利科學研究院結合海上環境，對p5鋼絲，進行下列二種耐腐蝕實驗。(1)在模擬溶液中實驗，采用飽和氫氧化鈣加3.5%氯化鈣溶液，模擬混凝土中摻海水的情況。試件采用預切口的p5鋼絲，在P-1500應力腐蝕實驗機上加載至設計荷載，模擬溶液注入固定在試件上的介質槽中并淹沒預切口。實驗結果：在飽和Ca(OH)2加3.5%NaC

31、l溶液中，鋼絲有可能發生應力腐蝕破裂，但當應力水平低于抗拉強度的65%、切口深度小于1.6mm時，應力腐蝕破裂的機率很小。(2)在砂漿中實驗 試件采用預切口的p5鋼絲，澆筑在40mm×40mm×90mm的砂漿塊中，試件夾持在彈簧應力架上，采用不同濃度的食鹽水進行侵烘，交替循環。實驗結果如下。1)氯離子濃度的影響 當鋼絲周圍砂漿中氯離子的濃度小于0.1%時，鋼絲不發生應力腐蝕破裂。隨著氯離子的濃度增大，鋼絲會發生應力腐蝕破裂。其氯離子濃度大于0.7%時，鋼絲表面的一般已很嚴重，鋼絲反而不發生斷裂。其原因是由于表面銹積急劇增大，大陰極、小陰極的情況已不復存在，使切口根部受到保護

32、，應力腐蝕受到抑制。2)砂漿密實性的影響 當砂漿的水灰比不大于0.32時，鋼絲未發生應力腐蝕破裂現象。隨著水灰比加大，砂漿密實性降低，鋼絲應力腐蝕敏感性增大。此外，當砂漿有裂縫時，氯離子和氧氣易從混凝土表面破損處滲入，增加鋼絲腐蝕的危險。5-1-3 涂層預應力筋5-1-3-1 鍍鋅鋼絲和鋼絞線鍍鋅鋼絲是用熱鍍方法在鋼絲表面鍍鋅制成。鍍鋅鋼絞線的鋼絲應在捻制鋼絞線之前進行熱鍍鋅。鍍鋅鋼絲和鋼絞線的抗腐蝕能力強，主要用于纜索、體外索及環境條件惡劣的工程結構等。鍍鋅鋼絲應符合國家標準橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲(GB/T17101-1997)的規定，鍍鋅鋼絞線應符合行業標準高強度低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線(Y

33、B/T152-1999)的規定。1.鍍鋅層單位面積的鍍鋅層重量應為190350g，相當于鋅層的平均厚度為2750m。鋅層附著力是根據鍍鋅鋼絲或成品鍍鋅鋼絞線中心鋼絲的纏繞實驗來檢驗。纏繞用芯桿的直徑為鋼絲直徑的5倍，緊密纏繞8圈后，螺旋圈的鋅層外面應沒有剝落。鋅層均勻性是將鍍鋅鋼絲試件二次侵入(每次時間為60s)硫酸銅溶液，沒有出現光亮沉積層和橙紅色銅的粘附。鋅層表面質量應具有連續的鋅層，光滑均勻不得有局部脫鋅、露鐵等缺陷，但允許有不影響鋅層質量的局部輕微刻痕。2.力學性能鍍鋅鋼絲和鍍鋅鋼絞線的力學性能，分別列于表5-12和表5-13。鋼絲和鋼絞線經熱鍍鋅后，其屈服強度稍為降低。鍍鋅鋼絲和鍍鋅

34、鋼絞線的公稱直徑和截面積應包括鋅層厚度在內。鍍鋅鋼絲的力學性能 表5-12公稱直徑抗拉強度規定非比例伸長應力伸長率彎曲次數松弛性能(mm)(MPa)無松弛要求(MPa)I級松弛要求(MPa)II級松弛要求(MPa)L0=250mm(%)次數/180º彎曲半徑(mm)初始應力相當于公稱抗拉強度的百分數(%)1000h應力不大于(%)不小于I級松弛II級松弛5.001570167017701180125013301250133014101330141015004.04157082.57.0015701670133014104.0520注：彈性模量為(2.0±0.1)×

35、105MPa。鍍鋅鋼絞線的規格和力學性能 表5-13公稱直徑(mm)公稱截面積(mm2)理論重量(MPa)強度級別(MPa)最大負荷Fb(kN)屈服負荷Fp0.2(kN)伸長率(%)松弛初載為公稱負荷的百分比(%)1000h應力松弛損失R1000(%)12.5930.73177018601641731461543.570%2.512.91000.7851770186017718615816615.21391.0911770186024625922023015.71501.17817701860265279236248注：彈性模量為(1.95±0.17×105MPa。5-1-

36、3-2 無粘結預應力鋼絞線無粘結鋼絞線是用防腐潤滑油脂涂敷在鋼絞線表面上，并外包塑料護套制成，見圖5-7。它主要用于后張預應力混凝土結構中的無粘結預應力筋，也可用于暴露或腐蝕環境中的體外索、拉索等。無粘結鋼絞線應符合行業標準無粘結預應力鋼絞線(JG 3006-2003)的規定。1.材料要求(1)鋼絞線規格，選用1×7結構，直徑有9.5mm、12.7mm、15.2mm和15.7mm等。其質量應符合國家標準GB/T5224-2003的要求。(2)防腐潤滑油脂應具有良好的化學穩定性，對周圍材料無侵蝕作用；不透水、不吸濕；抗腐蝕性能強；潤滑性能好，摩擦阻力小；在規定溫度范圍內高溫不流淌低溫不

37、變脆，并有一定韌性。其質量應符合行業標準JG3007的要求。(3)護套材料應采用高密度聚乙烯樹脂，其質量應符合國家標準GB11116的規定。護套顏色宜采用黑色；也可采用其他顏色，但此時添加的色母材料不能損傷護套的性能。圖5-7 無粘結鋼絞線1-鋼絞線；2-油脂；3-塑料護套2.生產工藝鋼絞線油脂層的涂敷及護套的制作，應采用擠塑涂層工藝一次完成。其工藝設備主要由放線盤、給油裝置、塑料擠出機、是冷裝置、牽引機、收線機等組成，見圖5-8。鋼絞線經給油裝置涂油后，通過塑料擠出機的機頭出口處，塑料熔融被擠成管狀包覆在鋼絞線上，經冷卻水槽使塑料護套硬化，即形成無粘結鋼絞線。圖5-8 擠塑涂層工藝生產線1-

38、放線盤；2-鋼絞線；3-滾動支架；4-給油裝置；5-塑料擠出機；6-水冷裝置；7-牽引機；8-收線裝置.塑料擠出機的機頭出口是該工藝的關鍵部件。塑料熔融物與鋼絞線在機頭中各走各的通道，塑料護套只在機頭出口處直接在鋼絞線上成型。由于塑料軟化點與油脂滴點溫度非常接近，所以在成型過程中必須保證熔融物經過機頭時油脂不流淌；同時，還應保證成型塑料護套與涂油鋼絞線離開一定間隙，以便涂油鋼絞線能在塑料護套內任意抽動，減少張拉時摩擦損失。擠出機的塑料擠出速度與制品成型速度必須協調一致，以免影響塑料護套厚度。1.質量要求預應力鋼絞線的力學性能，經檢驗合格后，方可制作無粘結預應力筋。產品外觀：油脂應飽滿，護套應光

39、滑、無裂縫，無明顯褶皺。油脂用量：對s9.5、s12.7、s15.2、s15.7鋼絞線相應不小于32、43、50、53g/m。護套厚度：在正常環境下不小于0.8mm，在腐蝕環境下不小于1.2mm。油脂用量與護套厚度測量方法：取1m長無粘結鋼絞線，用精度不低于1.0g的天平稱量重量(W1)，然后除凈護套及鋼絞線上的油脂，并稱量其重量(W2)，每m鋼絞線油脂重量W3=W1-W2；護套厚度用游標卡尺在其每端口截面不同方向上各進行4次測量，取平均值。無粘結鋼絞線護套輕微破損者應外包防水塑料膠帶修補，嚴重破損者不得使用。5-1-3-3 環氧涂層鋼絞線環氧涂層鋼絞線是通過靜電噴涂使每根鋼絲周圍形成一層環氧

40、保護膜制成。該保護膜對各種腐蝕環境具有優良的耐蝕性，同時該新型防腐鋼絞線具有與母材相同的強度特性及相同的混凝土粘結強度，且其柔軟性與噴涂前相同，它還具有與普通鋼絞線共用錨具和張拉設備的優點，適用于腐蝕環境下的先張法或后張法構件、港灣構造物、海洋構造物、斜拉索、吊索等。環氧涂層鋼絞線可參照柳州市建筑機械廠企業標準環氧樹脂涂層預應力鋼絞線(Q/OVM011-1999)的規定。環氧涂層鋼絞線，主要有兩種類型：圖5-9 環氧涂層鋼絞線(a)有粘結型；(b)無粘結型1-鋼絞線；2-環氧樹脂涂層；3-聚乙烯護套；4-油脂環氧涂層有粘結鋼絞線、環氧涂層無粘結鋼絞線，見圖5-9。其噴涂后的參數，列于表5-14

41、。 環氧涂層鋼絞線噴涂后的參數 表5-14類型涂層厚度(mm)外徑(mm)涂層重(g/m)無粘結涂包重(g/m)合計重(g/m)有粘結s12.70.120.1813.514.9789s 15.20.120.1816.017.71119無粘結s 12.70.120.1815.814.998887s 15.20.120.1818.317.71161235注：s12.7鋼絞線單位重774g/m，s15.2為1101 g/m。環氧涂層鋼絞線的制作，采用環氧噴涂設備。首先將除銹后的鋼絞線完全松開，用靜電噴涂方法對鋼絞線芯絲及外周6根側絲的表面均勻地噴涂上專用環氧樹脂末并加熱熔融及冷卻固化，然后將鋼絲捻制

42、復原。對環氧涂層無粘結鋼絞線，還需進行涂油脂包塑料護套工序。環氧涂層鋼絞線的質量要求如下：(1)涂層厚度應滿足表5-14的要求，可采用磁性測厚儀進行檢測；(2)涂層表面應光滑完整，沒有肉眼可見的小孔、針眼、空隙、裂紋和損傷等。允許有不影響涂層防腐質量的局部氣泡。如出現輕微針眼、局部損傷等缺陷，應采用生產廠家提供的專用修補料進行修補；(3)涂層附著力應在成品中取樣進行16D直徑的彎曲試驗或在拉伸至鋼絞線標準強度的90%時，涂層應無裂紋、脫落現象。5-1-3-4 緩粘結鋼絞線緩粘結鋼絞線是用緩慢凝固的特種樹脂涂敷在鋼絞線表面上，并外包壓波的塑料護套制成。這種緩粘結鋼絞線既有無粘結預應力筋的張拉摩阻

43、力小，不用預埋管和灌漿作業，施工方便等優點，涂料經過一定時間固化后，由于塑料護套表面壓波，又有有粘結預應力筋的安全性高，并具有較強的防腐蝕性能等優點；近幾年來，國外已推廣應用，如日本橋梁工程中推廣大直徑(s21.8和s28.6)緩粘結鋼絞線，見圖5-10。我國天津鋼線鋼纜集團有限公司等單位已試制成功s15.2緩粘結鋼絞線，并可批量供貨。緩粘結型涂料采用特種樹脂與固化劑配制而成。在固化過程中，伴隨著固化劑的化學作用，特種涂料不僅有較好的內聚力，而且和被粘結物表面產生很強的粘結力，體積幾乎不變，偏堿性，對鋼絞線防腐蝕有益。根據不同工程要求，可選用固化時間36個月或更長的涂料。實測張拉摩擦系數K=0

44、.0053，=0.0950.133。緩粘結鋼絞線涂包工藝，基本上是從無粘結鋼絞線生產設備演變過來的，僅改裝涂料設備，增添塑料護套壓波設備與冷圖5-10 s28.6緩粘結鋼絞線1-塑料護套；2-緩粘結涂料；3-鋼絞線卻水槽等即可。5-1-3-5 不銹鋼絞線不銹鋼絞線，也稱不銹鋼索，是由多根圓形鋼絲絞合而成，適用于玻璃幕墻等結構拉索，也可用于欄桿索等裝飾工程。行業標準建筑用不銹鋼索由新華金屬制品股份有限公司等單位編制。國產建筑不銹鋼索按構造類型，可分為1×7、1×19及1×37等。其公稱直徑d為610mm(1×7)、616mm(1×19)、1824

45、mm(1×37)；公稱截面面積=×0.7780.755。國產建筑用不銹鋼索按強度級別，可分為1330MPa和1100MPa。其最小拉斷力Fb=b×A×0.86(b鋼絲抗拉強度)，彈性模量為(1.20±0.10)×105MPa。成品鋼索中所有應處于其自然位置，切斷鋼索時，鋼絲頭應在原位，或可用于手復位。成品應緊密、光滑、清潔且色澤均勻。不銹鋼索檢驗時，可采用壓接頭測試整根拉斷力；也可用絞后單絲測試，取鋼絲總拉力和的86%為最終結果。5-1-3-6 鋁包鋼絞線結構索用鋁包鋼絞線是新華金屬制品股份有限公司在原有電力部門使用的鋁包鋼絞線基礎上

46、開發的新產品。該產品表面發亮、腐蝕性好，已用于深圳市中心博物館大型采光天棚預應力索網結構等工程。表5-15列出結構索用鋁包鋼絞線的品種與規格。結構索用鋁包鋼絞線 表5-15外徑(mm)根數/單線直徑(mm)公稱截面積(mm2)最大力(kN)公稱重量(kg/m)AS5AS10AS5AS1011.407/3.8079.39108.6189.310.5720.52812.487/4.1694.15130.15101.040.6860.63313.0019/2.60100.88144.36121.660.7300.67414.2519/2.85121.21173.45146.180.8770.8101

47、5.7519/3.15148.07206.56178.571.0720,98917.5019/3.50182.80255.01208.941.3231.22118.7519/3.75209.85287.07236.081.5191.40220.0019/4.00238.76326.62260.11.7281.95922.4037/3.20297.57415.11358.872.1672.00025.2037/3.60376.62515.22430.482.7422.53126.6037/3.80419.62574.07472.073.0562.82028.0037/4.00464.07636.

48、07493.793.3863.125注：最小鋁厚度與單線半徑之比：AS5為5%，AS10為10%。5-1-4 質量檢驗預應力筋出廠時，在每捆（盤）上都掛有標牌，并附有出廠質量證明書。預應力筋進場時，應按下列規定驗收。5-1-4-1 預應力鋼絲驗收1.外觀檢查預應力鋼絲的外觀質量，應逐盤檢查。鋼絲表面不得有油污、氧化鐵皮、裂紋或機械損傷，但表面上允許有浮銹和回火色。鍍鋅鋼絲的鋅層應光滑均勻，無裂紋。鋼絲直徑檢查，按10%盤選取，但不得少于6盤。2.力學性能試驗鋼絲的力學性能，應抽樣試驗。每驗收批應由同一牌號、同一規格、同一生產工藝制度的鋼絲組成，重量不大于60t。鋼絲外觀檢測合格后，從同一批中任

49、意選取10%盤（不少于6盤）鋼絲，每盤在任意位置截取二根試件，一根做拉伸試驗（抗拉強度與伸長率），一根做反復彎曲試驗。如有某一項試驗結果不符合GB52232002標準的要求（見表5-3），則該盤鋼絲為不合格品；并從同一批未經試驗的鋼絲盤中再取雙倍數量的試件進行復驗，如仍有一項試驗結果不合格，則該批鋼絲判為不合格品，或逐盤檢驗取用合格品。對設計文件有指定要求的疲勞性能、可鐓性等，應再進行抽樣試驗。5-1-4-2 鋼絞線驗收1.外觀檢查鋼絞線的外觀質量，應逐盤檢查。鋼絞線的捻距應均勻，切斷后不松散，其表面不得帶有油污、銹斑或機械損傷，但允許有浮銹和回火色。鍍鋅或涂環氧鋼絞線、無粘結鋼絞線等涂層表面

50、應均勻、光滑、無裂紋、無明顯折縐。無粘結預應力筋的油脂重量與護套厚度，應按60t為一批，抽取3個試件進行檢驗。其測試結果應滿足第5-1-3-2條無粘結預應筋的質量要求。1.力學性能試驗鋼絞線的力學性能，應抽樣檢驗。每驗收批應由同一牌號、同一規格、同一生產工藝制度的鋼絞線組成，重量不大于60t。鋼絞線的外觀檢查合格后，從同一批中任意選取3盤鋼絞線，每盤在任意位置截取一根試件進行拉伸試驗。如果某一項試驗結果不符合GB/T52242003標準的要求（見表5-7與表5-8），則不合格盤報廢。再從未試驗過的鋼絞線中取雙倍數量的試件進行復驗。如仍有一項不合格，則該批鋼絞線判為不合格品。對設計文件有指定要求

51、的疲勞性能、偏斜拉伸性能等，應再進行抽樣試驗。5-1-4-3 精軋螺紋鋼筋驗收1.外觀檢查精軋螺紋鋼筋的外觀質量，應逐根檢查。鋼筋表面不得有銹蝕、油污、橫向裂紋、結疤。允許有不影響鋼筋力學性能、工藝性能以及連接的其他缺陷。2.力學性能試驗精軋螺紋鋼筋的力學性能，應抽樣試驗。每驗收批重量不在于60t。從中任取二根，每根取二個試件分別進行拉伸和冷彎試驗。當有一項試驗結果不符合Q/S G53.31999標準規定時，應取雙倍數量試件重做試驗。復驗結果仍有一項不合格時，該批高強精軋螺紋鋼筋判為不合格品。5-1-5 預應力筋存放預應力筋由于其強度高與塑性差，在無應力狀態下對腐蝕作用比普通鋼筋敏感。預應力筋在運輸與存放過程中如遭受雨淋、濕氣或腐蝕介質的侵蝕，易發生銹蝕，不僅降低質量，而且將出現腐蝕坑，有時甚至會造成鋼材脆斷。成盤的預應力筋在存放過程中的外部纖維就有拉應力存在。其外部纖維應力，可按公式估算（d預應力筋直徑，D卷盤直徑）。例如，ps鋼絲的卷盤直徑為1.7m，則其外纖維應力約為600N/mm2(0.38b)，當有腐蝕介質作用時，就有可能產生應力腐蝕鋼材自然斷裂。預應力筋運輸與儲存時，應滿足下列要求：(1)成盤卷的預應