第5章預(yù)應(yīng)力混凝土工程一、預(yù)應(yīng)力的工作原理預(yù)應(yīng)力混凝土，是在構(gòu)件在承受荷載之前，預(yù)先對受拉區(qū)混凝土施加壓力，當構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉力，首先必須抵消預(yù)先對構(gòu)件施加的壓力，然后隨著荷載的不斷增加，混凝土才開始受拉，從而防止和延緩混凝土裂縫的出現(xiàn)，并限制了裂縫的開展程度。這種施加預(yù)應(yīng)力的混凝土稱為預(yù)應(yīng)力混凝土。5.1預(yù)應(yīng)力混凝土分類12

普通鋼筋混凝土的抗拉極限應(yīng)變只有0.0001～0.0015，在正常使用條件下受拉區(qū)混凝土開裂，構(gòu)件的剛度小、撓度大。要使混凝土不開裂，受拉鋼筋的應(yīng)力只能達到30Mpa；對允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，當裂縫寬度限制在0.2～0.3mm時，受拉鋼筋的應(yīng)力也只能達到200Mpa左右。為了克服普通鋼筋混凝土過早出現(xiàn)裂縫和鋼筋不能充分發(fā)揮其作用這一矛盾，人們創(chuàng)造了對混凝土施加預(yù)應(yīng)力的方法。3

分類：1、按施加預(yù)應(yīng)力的方式不同分為先張法和后張法；2、按施加預(yù)應(yīng)力的手段不同分為機械張拉和電熱張拉；3、按預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的粘結(jié)狀態(tài)不同分為有粘結(jié)和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土；4、按施加預(yù)應(yīng)力大小的程度分為全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力混凝土；5、按施工方法不同分為預(yù)制預(yù)應(yīng)力和現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土。5二、預(yù)應(yīng)力用鋼材①冷拔低碳鋼絲，直徑：3～5ｍｍ；②冷拉鋼筋（冷加工鋼筋）；③碳素鋼絲，直徑：3～8ｍｍ；④鋼絞線，由6根碳素鋼絲纏繞而成；⑤熱處理鋼筋，直徑：6～10ｍｍ；⑥精軋螺紋鋼筋，直徑：25，32ｍｍ。三、預(yù)應(yīng)力對混凝土的要求混凝土強度等級一般不低于C30；

當采用碳素鋼絲、鋼絞線、V級鋼筋（熱處理）作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。6預(yù)應(yīng)力混凝土生產(chǎn)中（包括孔道壓漿），不能摻有對鋼筋有銹蝕作用的氯鹽（如氯化鈣、氯化鈉等），否則會發(fā)生質(zhì)量事故。7先張法是先張拉預(yù)應(yīng)力筋，后澆筑混凝土的預(yù)應(yīng)力混凝土生產(chǎn)方法(概念)

。這種方法需要專用的生產(chǎn)臺座和夾具，以便張拉和臨時錨固預(yù)應(yīng)力筋，待混凝土達到設(shè)計強度后，放松預(yù)應(yīng)力筋（特點）。先張法適用于預(yù)制廠生產(chǎn)中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力是通過預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間的粘結(jié)力傳遞給混凝土的（應(yīng)用）。9一、先張法施工設(shè)備

（一）臺座

組成：臺面、橫梁、承力結(jié)構(gòu)。

類型：墩式臺座、槽式臺座、樁式臺座等。1、墩式臺座：以混凝土墩作為承力結(jié)構(gòu)的臺座稱為墩式臺座。一般用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件。（1）墩式臺座分類：簡易墩式臺座；重力墩式臺座；構(gòu)架式臺座；

先張法施工用機具設(shè)備主要是臺座、夾具和張拉機具。10計算簡圖：1113B、抗滑移驗算：N—預(yù)應(yīng)力筋的張拉力，N；Kc－抗滑移安全系數(shù)；N1－抗滑移的力，對獨立的傳力墩，由側(cè)壁土壓力和底部摩阻力等產(chǎn)生，N；②強度驗算：支承橫梁的牛腿，按柱子的牛腿計算配筋；墩式臺座與臺面接觸的外伸部分，按偏心受壓構(gòu)件計算；臺面按軸心受壓構(gòu)件計算；橫梁按承受均布荷載的簡支梁計算。14臺面驗算：15

（二）張拉機具和夾具1、鋼絲的夾具和張拉機具（1）鋼絲夾具①錨固夾具：錐形、圓錐三槽式和楔形夾具。

17②張拉夾具：偏心式、鉗式、楔形。幫條錨具

鐓頭錨具

18（2）張拉機具

①要求：簡易可靠，準確控制鋼絲的拉力，穩(wěn)速增大拉力。②種類：A、卷揚機張拉：彈簧測力、杠桿測力。B、電動螺桿張拉機張拉：構(gòu)造簡單，體積小，重量輕，操作靈活，移動方便。19螺絲端桿錨具：21二先張法施工工藝工藝流程圖：22232、張拉程序（1）超張拉法：01.0501.03持荷2分鐘

第一種張拉程序中，超張拉5％并持荷2min，其目的是為了在高應(yīng)力狀態(tài)下加速預(yù)應(yīng)力松弛早期發(fā)展，以減少應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失。第二種張拉程序中，超張拉3％，其目的是為了彌補預(yù)應(yīng)力筋的松弛損失，這種張拉程序施工簡單，一般多被采用。以上兩種張拉程序是等效的，可根據(jù)構(gòu)件類型、預(yù)應(yīng)力筋與錨具種類、張拉方法、施工速度等選用。

采用第一種張拉程序時，千斤頂回油至稍低于σcon，再進油至σcon，以建立準確的預(yù)應(yīng)力值。

25（2）一次張拉法0

3、張拉順序（1）多根同時張拉；（2）單根張拉。4.預(yù)應(yīng)力筋的檢驗

①先張法預(yù)應(yīng)力筋張拉后與設(shè)計位置的偏差不的大于5mm，且不得大于構(gòu)件截面最短邊長的4%。②當采用應(yīng)力控制方法張拉時，應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。實際伸長值與設(shè)計計算理論伸長值的相對允許偏差為±6％。預(yù)應(yīng)力筋的計算伸長值ΔL(單位為mm)按下式計算：26

（二）混凝土的澆筑與養(yǎng)護

1、澆筑要求：①同一生產(chǎn)線的構(gòu)件應(yīng)一次澆筑完畢；②構(gòu)件應(yīng)避開溫度縫；③振搗時不應(yīng)碰撞鋼絲；④疊層生產(chǎn)時，下層混凝土強度達5MPa，方可澆筑上層構(gòu)件；⑤混凝土的水灰比應(yīng)嚴格控制，振搗應(yīng)密實。2、養(yǎng)護：①自然養(yǎng)護；②蒸汽養(yǎng)護。29

（三）預(yù)應(yīng)力筋放張

1、放張要求①混凝土強度應(yīng)達到設(shè)計值70％后方可放張；②放張過程中，應(yīng)使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件自由伸縮，避免過大的沖擊與偏心。同時還應(yīng)使臺座承受的傾覆力矩及偏心力減?。虎郾ＷC預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)。

2、放張方法①鋼絲：數(shù)量少，逐根放張；數(shù)量多，同時放張。②粗鋼筋：數(shù)量少，逐根加熱熔斷；數(shù)量多，同時放張。

303、放張順序

①軸心受壓構(gòu)件：同時放張；②偏心構(gòu)件：先同時放張預(yù)應(yīng)力較小區(qū)域內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋；再同時放張預(yù)應(yīng)力較大區(qū)域內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋；③如不能滿足上述要求，應(yīng)分階段、對稱、相互交錯進行放張。

注意：放張時，應(yīng)拆除側(cè)模。31張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時的注意事項：32后張法是先澆筑混凝土后張拉預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力混凝土生產(chǎn)方法（概念）。這種方法需要預(yù)留孔道和專用的錨具，張拉錨固的預(yù)應(yīng)力筋要求進行孔道灌漿（特點）。后張法適用于施工現(xiàn)場生產(chǎn)大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件與結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力是通過錨具傳遞給混凝土的（應(yīng)用）。5.3后張法施工331、定義：

制備留有孔道的混凝土構(gòu)件，混凝土達到設(shè)計規(guī)定強度后，穿筋并用張拉機具張拉鋼筋至設(shè)計規(guī)定應(yīng)力值，借助錨具把預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件端部，最后，孔道灌漿，這種預(yù)加應(yīng)力的方法稱為后張法。2、特點：

①混凝土的彈性壓縮對預(yù)應(yīng)力值的建立無直接影響；②錨具不能重復(fù)使用，成本高；③工藝比較復(fù)雜（構(gòu)件制作、留孔、穿筋、張拉、灌漿）；④可拼裝預(yù)制構(gòu)件（現(xiàn)場拼裝）。343、適用范圍現(xiàn)場制作大型構(gòu)件，避免大型構(gòu)件運輸?shù)穆闊?、生產(chǎn)過程（1）構(gòu)件生產(chǎn)階段；（2）預(yù)加應(yīng)力階段（包括錨具、預(yù)應(yīng)力筋制作、張拉、灌漿等）。35對錨具的要求：①尺寸準確；②不致產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力筋的滑移；③有足夠剛度和強度。（一）錨具和預(yù)應(yīng)力筋的制作常見預(yù)應(yīng)力筋類型：①單根鋼筋，直徑大于12毫米；②鋼筋束與鋼絞線束；③鋼絲束。36

1、錨具張拉端：螺絲端桿錨具。固定端：幫條錨具或墩頭錨具。（1）螺絲端桿錨具組成：螺絲端桿、螺母、墊板。（2）幫條錨具組成：幫條、襯板。（3）鐓頭錨具直接在鋼筋端部用熱鐓、冷鐓、鍛打成型。（4）Ⅳ級精軋螺旋鋼筋：直徑有25和32兩種。一）單根預(yù)應(yīng)力筋的錨具及制作372、預(yù)應(yīng)力筋的制作（1）制作：包括配料、對焊、冷拉等工序。（2）下料長度計算①錨具特