會計學1《土木工程施工》第13次課2

（3）預應力筋一端采用螺絲端桿錨具，另一端采用鐓粗頭錨具時，其下料長度

（2）預應力筋一端采用螺絲端桿錨具，另一端采用幫條錨具時，其下料長度－鐓頭錨具長度（可取2.25倍的預應力鋼筋直徑加墊板厚度15mm）；－幫條錨具長度（可取70～80mm）；式中，式中，第1頁/共51頁3式中：－構件的孔道長度；－螺絲端桿伸出構件外的長度（可取120～150mm）；－螺絲端桿的長度（一般取320mm）；－預應力筋的冷拉率；－預應力筋的冷拉彈性回縮率（可取0.4～0.6％）；n

－對焊接頭數量；－每個對焊接頭的壓縮量。第2頁/共51頁4(c)預應力筋一端采用螺絲端桿錨具，另一端采用鐓頭錨具

(a)預應力筋兩端采用螺絲端桿錨具(b)預應力筋一端采用螺盛端桿錨具，另一端采用幫條錨具第3頁/共51頁5【例5-1】

某24m跨度的預應力鋼筋混凝土屋架。屋架下弦孔道長度23800mm，預應力筋為4Фl25，實測鋼筋冷拉率δ＝3.5％，冷拉后的彈性回縮率δ1＝0.3％，預應力筋兩端采用螺絲桿錨具，螺絲端桿長度320mm，其露在構件外的長度為120mm。預應力筋用三根鋼筋對焊而成。試求粗鋼筋的下料長度。若預應力筋一端為螺絲端桿，另一端采用幫條錨具，幫條錨具及墊板厚度為90mm；預應力筋一端為螺絲端桿，另一端采用鐓頭錨具（墊板厚度為15mm）。試求粗鋼筋的下料長度。第4頁/共51頁6解：

（1）預應力筋兩端均為螺絲端桿錨具，各參數的取值為則第5頁/共51頁7

（2）預應力筋一端為螺絲端桿錨具，另一端采用幫條錨具時，各參數的取值為則第6頁/共51頁8

（3）預應力筋一端為螺絲端桿錨具，另一端采用鐓粗頭錨具時，各參數的取值為則第7頁/共51頁9

鋼筋束的制作包括編束、下料和張拉等工作。（二）鋼筋束的制作

鋼筋束目前主要采用Φ12鋼筋3—6根組成，鋼絞線束主要采用3～6根7Φ5組成。由于其強度高，柔性好，而且鋼筋不需要接頭等優點，近年來鋼筋束和鋼絞線束預應力筋的應用越來越廣泛。鋼筋束所用鋼筋一般是盤圓狀供應，長度較長，不需要對焊接長。鋼筋束預應力筋的制作工藝一般是：開盤冷拉、下料和編束。冷拉RRB400級鋼筋及鋼絞線下料切斷時，宜采用切斷機或砂輪鋸切斷，不得采用電弧切割。鋼絞線切斷前，在切口兩側50mm處應用鉛絲綁扎，以免鋼絞線松散。第8頁/共51頁101一混凝土構件；2—孔道；3一鋼筋束；4--JMl2型錨具；5一鐓頭錨具

第9頁/共51頁11（1）預應力鋼筋束兩邊同時張拉時，其下料長度1鋼筋束的下料長度式中：－構件的孔道長度；－端留量，采用YC-60型穿心式千斤頂張拉，JM12錨具時，a＝850mm；－預應力筋的下料長度；第10頁/共51頁12（1）預應力鋼筋束一端張拉時，預應力筋的下料長度式中：－非張拉端（固定端）留量，b＝80mm；

為了防止預應力鋼筋束在穿筋和張拉時發生扭結現象，必須進行編束工作。首先理順鋼筋根數，然后用18～22號鐵絲，每隔1m左右綁扎一道，形成束狀。2鋼筋束的編束第11頁/共51頁13

鋼絲束的制作包括調直、下料、編束和安裝錨具等工作。（三）鋼絲束的制作

采用鋼質錐形錨具進行預應力張拉的鋼絲束，其下料長度計算基本與采用JM-12型錨具進行預應力張拉的鋼筋束相同。1鋼絲束的下料長度

采用錐形螺桿錨具以拉桿式千斤頂在構件上張拉時，下料長度見教材圖5-33所示。第12頁/共51頁14式中：－鋼絲伸出套筒的長度，取a＝20mm；－預應力筋下料后的彈性回縮值；－錐形螺桿長度（可取380mm）；預應力鋼絲束的下料長度－錐形螺桿錨具的套筒長度；其它符號的意義同前。第13頁/共51頁15

預應力鋼絲束的編束是為了防止鋼絲互相扭結。編束工作應在平整的場地上把鋼絲理順放平，然后在全長每隔1m左右用鐵絲將鋼絲變成簾子狀，最后每隔1m放置一個直徑與螺桿直徑相一致的鋼絲彈簧圈作為襯圈，將編好的鋼絲簾繞襯圈形成束，再用鐵絲綁扎牢固。如下圖所示。2鋼絲束的編束鋼絲編束示意圖1—鋼絲；2—鐵絲；3—襯圈；

第14頁/共51頁16三、后張法施工工藝后張法施工工藝流程圖如下所示。第15頁/共51頁17第16頁/共51頁18

后張法施工工藝中比較重要的施工過程有孔道留設、預應力筋張拉和孔道灌漿三部分。

（一）孔道留設1、要求（1）孔道尺寸、位置應正確，孔道要平順；（2）端部的預埋鋼板應垂直于孔道中心線；（3）孔道直徑取決于預應力筋和錨具、保證預應力筋穿入。第17頁/共51頁192、施工方法（1）鋼管抽芯法－－適宜于留設直線孔道。①方法在需留設孔道處預埋鋼管，在混凝土澆筑、養護中定期慢轉鋼管，以防粘結，待混凝土初凝后，終凝前抽出鋼管，形成孔道。②施工時應注意的問題鋼管應平直，光滑，埋前應出銹，刷油，位置正確；每根長度小于15米，以便于旋轉、抽管；第18頁/共51頁20

恰當掌握抽管時間

早：坍孔；晚：抽管難，抽不出來。一般在初凝后終凝前，手指按壓混凝土不粘漿又無明顯印痕時，則可抽管。常溫下，一般3～6小時即可抽管。

抽管順序和方法先上后下，邊抽邊轉，速度均勻，與孔道保持在同一直線。第19頁/共51頁21

注意：留設預留孔道的同時，還要在設計規定位置留設灌漿孔和排氣孔。一般在構件兩端和中間每隔12m左右留設一個直徑20mm的灌漿孔，在構件兩端各留一個排氣孔。留設灌漿孔和排氣孔的目的是：方便構件孔道灌漿。留設方法：用木塞或白鐵皮管。

第20頁/共51頁22鋼管連接方法

1一鋼管；2一白鐵皮套管；3一硬木塞

第21頁/共51頁23

（2）膠管抽芯法－－適宜于留設直線孔道、曲線孔道、折線孔道等。①方法在孔道留設處，安放膠管（內充氣或水、鋼絲網膠管），澆筑混凝土，養護，初凝后，通過放氣（水）或直接拉，形成孔道。

長度20～30米以內整根管，一端抽出。較長時在中間接長，接頭處應防漏氣、漏水；抽管順序：先上后下，先曲后直。②施工時應注意的問題：

第22頁/共51頁24膠管密封裝置(a)膠管封頭(b)膠管與閥門連接1一膠管；2一鐵絲密纏；3一鋼管堵頭；4一閥門

注意：膠管抽芯法的灌漿孔和排氣孔的留設方法同鋼管抽芯法。

第23頁/共51頁25

（3）預埋波紋管法－－適宜于曲線孔道。②施工時應注意的問題：

使用前應作灌水試驗，檢查有無滲漏；連接用大一號波紋管（接長時）；固定：用鋼筋卡子，并用鐵絲綁牢；避免反復彎曲。①方法波紋管直接埋設在需留設孔道處，不再抽出。第24頁/共51頁26波紋管外形(a)單波紋；(b)雙波紋

波紋管的連接1—波紋管；2—接頭管；3—密封膠帶

第25頁/共51頁27金屬螺旋管(波紋管)的固定1—箍筋；2一鋼筋托架；

3—波紋管；4一后綁的鋼筋；5—墊塊；6—梁側模

波紋管的安裝，應根據預應力筋的曲線坐標在側模或箍筋上劃線，以波紋管底為準。波距為600mm。鋼筋托架應焊在箍筋上（如上圖所示），箍筋下面要用墊塊墊實。波紋管安裝就位后，必須用鐵絲將波紋管與鋼筋托架扎牢，以防澆筑混凝土時波紋管上浮而引起的質量事故。第26頁/共51頁28灌漿孔的留設1—波紋管；2一海棉墊片；3—塑料弧形壓板；4一增強塑料管5—鐵絲綁扎

灌漿孔與波紋管的連接，如下圖所示。其做法是在波紋管上開洞，其上覆蓋海綿墊片與帶嘴的塑料弧形壓板，并用鐵絲扎牢，再用增強塑料管插在嘴上，并將其引出梁頂面400~500mm。灌漿孔間距不宜大于30m，曲線孔道的曲線波峰位置，宜設置泌水管。

在混凝土澆筑過程中，為了防止波紋管偶爾漏漿引起孔道堵塞，應采用通孔器通孔。通孔器由長60~80mm的圓鋼制成，其直徑小于孔徑10mm，用尼龍繩牽引。第27頁/共51頁29

（二）預應力筋的張拉

張拉前，將預應力筋穿入鋼筋的預留孔道。混凝土應有一定的強度，張拉過早將使混凝土收縮徐變產生的預應力損失增大。因此，張拉時混凝土的強度應符合設計規定，如設計無規定時，不應低于設計強度等級的70％。對于拼裝的預應力構件，其拼縫處混凝土或砂漿強度如設計無要求時，不宜低于塊體混凝土設計強度等級的40％，且不低于15MPa。

1.控制應力

與先張法一樣，張拉控制應力過大或過小都會產生不良影響。后張法控制應力也應符合設計規定，如無設計規定時，可按表5-1取值。第28頁/共51頁302.預應力筋張拉程序持荷2分鐘后張法張拉程序與先張法相同，即（1）01.05（2）01.033.后端法張拉端設置

后張法預應力筋張拉端的設置，應符合設計要求；當無具體設計要求時，應符合下列規定：

（1）抽芯成形孔道。對曲線預應力筋和長度大于24m的直線預應力筋，應在兩端張拉；對長度不大于24m的直線預應力筋，可在一端張拉；第29頁/共51頁31

（2）預埋波紋管孔道。對曲線預應力筋和長度大于30m的直線預應力筋，宜在兩端張拉；對長度不大于30m的直線預應力筋，可在一端張拉。

當同一截面中有多根一端張拉的預應力筋時，張拉端宜分別設置在結構的兩端；當兩端同時張拉同一根預應力筋時，宜先在一端錨固，再在另一端補足張力后進行錨固。4.張拉順序

預應力筋的張拉順序，應使混凝土不產生超應力、構件不扭轉與側彎、結構不變位等，因此，對稱張拉是一條重要原則。下圖所示為預應力混凝土屋架下弦桿與吊車梁的預應力筋張拉順序。

第30頁/共51頁32預應力筋的張拉順序(a)、(b)屋架下弦桿(c)吊車梁

對稱張拉是為了避免張拉時構件截面呈現過大的偏心受壓狀態。

①對配有多根預應力筋的預應力混凝土構件，由于不可能同時一次張拉完預應力筋，應分批、對稱的進行張拉。分批張拉時，要考慮后批預應力筋張拉時對混凝土產生的彈性壓縮，從而引起前批張拉的預應力筋應力值降低，所以對前批張拉的預應力筋的張拉應力應增加

。第31頁/共51頁33式中，——張拉控制應力；

——鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；

——張拉后批預應力筋時，對已張拉的預應力筋重心處的混凝土法向應力N／mm2；

——鋼筋的彈性模量(kN／mm2)；

——混凝土的彈性模量(kN／mm2)；

——預應力筋第一批的應力損失值(kN／mm2)；

——后批張拉的預應力筋截面積（mm2)。

——混凝土構件的凈截面面積(包括構造鋼筋的折算面積)（mm2)。第32頁/共51頁34②對平臥疊澆的預應力混凝土構件，上層構件的重量產生的水平摩阻力，會阻止下層構件在預應力筋張拉時混凝土彈性壓縮的自由變形，待上層構件起吊后，由于摩阻力影響消失會增加混凝土彈性壓縮的變形，從而引起預應力損失。該損失值，隨構件型式、隔離劑類別和張拉方式而不同，其變化差異較大。目前尚未掌握其變化規律，為便于施工，在工程實踐中可采取逐層加大超張拉的辦法來彌補該預應力損失，但是底層的預應力混凝土構件的預應力筋的張拉力不得超過頂層的預應力筋的張拉力，具體規定是：

預應力筋為鋼絲，鋼絞線、熱處理鋼筋，應小于5%，其最大超張拉力應小于抗拉強度的75％；預應力筋為冷拉熱軋鋼筋，應小于9%，其最大超張拉力應小于標準強度的95％。

第33頁/共51頁35

且不得超過表5-2的規定。5.預應力筋伸長值校核

預應力筋張拉時，通過伸長值的校核，可以綜合反應預應力筋的張拉力是否足夠，孔道摩阻損失是否偏大以及預應力筋是否有異常現象等。根據規范規定，如實際伸長值比計算伸長值大于10％或小于5％，應暫停張拉，在采取措施予以調整后，方可繼續張拉。預應力筋的計算伸長值L，可按下式計算式中，——施工中實際采用的張拉控制應力；

——預應力筋的彈性模量；

——預應力筋的長度。第34頁/共51頁36

的取值，可根據彈性范圍內張拉力與伸長值成正比關系用計算法或圖解法確定。

預應力筋張拉伸長值的量測，應在建立初應力之后進行。其實際伸長值應為式中，——從初應力至最大張拉力之間的實測伸長值；

——初應力以下推算伸長值；

——施加應力后，后張法混凝土構件的彈性壓縮值，其值微小時可忽略。

具體計算見教材。第35頁/共51頁37【例5-2】

某24m跨度的預應力混凝土屋架。其下弦孔道長度為23800mm，配有5Фj15.2預應力鋼絞線束，極限抗拉強度標準值為fptk＝1860N/mm2，彈性模量Es＝2×105MPa；預應力筋張拉控制應力σcon＝0.7fptk＝1302MPa；每束預應力筋面積Ap＝700mm2；混凝土強度等級為C40級，彈性模量Eh＝3.3×104MPa。采用YC120型千斤頂張拉，張拉缸液壓活塞面積F＝25000mm2，錨具采用JM15錨具。屋架制作采用現場四層平臥疊澆，隔離劑采用II類，試進行預應力筋的張拉計算。采用0→1.03σcon的張拉程序。第36頁/共51頁38解：

（1）各層張拉力的計算

頂層預應力筋張拉力N1為

第二層預應力筋張拉力N2為

第三層預應力筋張拉力N3為

第四層預應力筋張拉力N4為

以上各層張拉力均小于976.5kN（最大張拉力），符合要求。第37頁/共51頁39

（2）油壓表讀數及伸長值的計算結果，如下表所示。自上而下超張拉值σconN（kN）伸長值（mm）油壓表讀數（MPa）頂層01341.06939159.637.56第二層1.5％1360.6952161.938.08第三層3.0％1380.1966164.238.64底層4.0％1393.1975165.839.00

預應力筋張拉伸長值和油壓表讀數第38頁/共51頁40

（三）灌漿及封錨

預應力筋張拉錨固后，孔道應及時灌漿以防止預應力筋銹蝕，增加結構的整體性和耐久性。但采用電熱法時孔道灌漿應在鋼筋冷卻后進行。

孔道灌漿應采用標號不低于425號普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥配制的水泥漿；對空隙大的孔道可采用砂漿灌漿。水泥漿及砂漿強度均不應低于20MPa。灌漿用水泥漿的水灰比宜為0.4左右，攪拌后3h泌水率宜控制在0.2％，最大不超過0.3%，純水泥漿的收縮性較大，為了增加孔道灌漿的密實性，在水泥漿中可摻入水泥用量0.2％的木質素磺酸鈣或其它減水劑，但不得摻入氯化物或其它對預應筋有腐蝕作用的外加劑。第39頁/共51頁41

灌漿前混凝土孔道應用壓力水沖刷干凈并潤濕孔壁。灌漿順序應先下后上，以避免上層孔道漏漿而把下層孔道堵塞。孔道灌漿可采用電動灰漿泵，灌漿應緩慢均勻地進行，不得中斷，灌滿孔道并封閉排氣孔后，宜再繼續加壓至0.5～0.6MPa并穩壓一定時間，以確保孔道灌漿的密實性。對于不摻外加劑的水泥漿可采用二次灌漿法，以提高孔道灌漿的密實性。灌漿后孔道內水泥漿及砂漿強度達到15MPa時，預應力混凝土構件即可進行起吊運輸或安裝。

最后把露在構件端部外面的預應力筋及錨具，用封端混凝土保護起來。

第40頁/共51頁42

張拉端錨具及外露預應力筋的封閉保護應符合設計要求；當設計無具體要求時，應符合下列規定：

（1）錨固后的外露部分宜采用機械方法切割，外露長度不宜小于預應力筋直徑的1.5倍，且不小于30mm；

（2）預應力筋的外露錨具必須有嚴格的密封保護措施，應采取防止錨具受機械損傷或遭受腐蝕的有效措施；

（3）外露預應力筋的保護層厚度，處于正常環境時不小于20mm，處于易腐蝕的環境時，不應小于50mm；

（4）凸出式錨固端錨具的保護層厚度不應小于50mm。第41頁/共51頁43

（四）先張法與后張法的比較

（1）先張法施工工藝需要張拉臺座和成套的起重運輸設備，一次投資費用大，而后張法工藝則不需張拉臺座等設備，一次投資費用較小；

（2）先張法因需張拉臺座，故適合預制構件廠生產構件，又受運輸條件的限制，只適合生產中、小型構件；后張法無需張拉臺座，直接在構件上張拉鋼筋，適合現場預制大、中、重型構件；

（3）先張法無需預留穿筋孔道和孔道灌漿等工序，工藝簡單，后張法工藝復雜，施工操作，尤其是預應力筋的張拉計算控制比較難以準確掌握；第42頁/共51頁44

（4）先張法工藝不需要固定在構件上的錨具等設備，可減少用鋼量，后張法工藝需用一次性的錨具錨固鋼筋，故用鋼量較大；

（5）先張工藝多在構件廠生產，設備成套，易于保證構件質量，而后張工藝因多在現場生產，影響構件的質量因素較多，施工條件不如構件廠穩定；

（6）先張工藝建立預應力靠鋼筋和混凝土（砼）之間的粘結力，而后張工藝是靠預應力筋兩端的錨具牢固地錨固在構件端部對構件建立預壓應力。

由于先張法和后張法的生產條件和情況各異，各有其優缺點，選用時應該根據具體條件和構件特征，全面比較后確定采用何種施加預應力的方法。

第43頁/共51頁45

后張法預應力施工工藝：

有粘結：預應力筋與混凝土之間灌漿成永久性粘結。

無粘結：預應力筋與混凝土之間可永久性相對滑動。

無粘結預應力施工方法是后張法預應力混凝土近些年發展起來的一項新技術，其做法是在預應力筋表面刷涂料并包裹塑料布（管）后，再如同普通鋼筋一樣先鋪設在支好的模板內，進行澆筑混凝土，待混凝土達到要求強度后進行張拉和錨固。一、無粘結后張法5.4無粘結預應力混凝土結構施工第44頁/共51頁461.無粘結預應力筋的制作無粘結預應力筋的制作是無粘結后張預應力混凝土施工中的主要工序。無粘結筋一般由鋼絲、鋼絞線等柔性較好的預應力鋼材制作，當用電熱法張拉時，亦可用冷拉鋼筋制作。2.無粘結筋的鋪放無粘結筋的鋪設工序通常在綁扎完底筋后進行。無粘結筋鋪放的曲率，可用墊鐵馬凳，或其他構造措施控制。其放置間距不宜大于2m，用鐵絲與非預應力筋扎緊。鋪設雙向配筋的無粘結筋時，應先鋪低的，再鋪高的，應盡量避免兩個方向的無粘結筋相互穿插編結。綁扎無粘結