二、施加预应力的方法

先张法

1、先张法施工工序

钢筋就位→张拉钢筋→临时固定钢筋→浇筑混凝土并养护→放松钢筋→钢筋回缩→混凝土受预压

2、先张法构件预应力的传递

先张法构件是通过预应力筋与砼之间的粘结力传递预应力。

3、先张法应用实例

图：长线法台座

后张法

1、后张法施工工序

预留钢筋孔道→浇筑混凝土→混凝土养护 →穿入钢筋→张拉钢筋→用锚具锚固钢筋→混凝土受预压

后张法构件是依靠其两端的锚具锚住预应力钢筋并传递预应力。

孔道灌浆的目的：

(a) 使预应力钢材处于水泥浆的弱碱环境之中以防止受侵蚀；

(b) 使预应力筋与结构混凝土之间产生粘结力；

(c) 填充孔道的空间以防止积水和冻水；

（5）孔道灌浆施工注意事项：

◆灌浆是预应力生产工艺中最重要的环节之一。灌浆开始用低压（大约3个大气压），然后增加压力直到灰浆从其他排浆孔流出为止。

◆灌浆必须连续进行，直到从排气孔中流出的灰浆没有气泡并与灌入的灰浆具有同样的稠度为止。

三、 预应力混凝土的材料及锚夹具

1、预应力钢筋

1、预应力钢筋的要求：强度高、塑性好、低松弛

★ 预应力钢筋的强度越高越好。

★ 而且在预应力混凝土制作和使用过程中，由于种种原因，预应力筋中预先施加的张拉应力会产生损失，因此，为使得扣除应力损失后仍具有较高的张拉应力，也必须使用高强钢筋（丝）作预应力筋。

★ 为避免在超载情况下发生脆性破断，预应力筋还必须具有一定的塑性。同时还要求具有良好的加工性能，以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。

★ 对钢丝类预应力筋，还要求具有低松弛性和与混凝土良好的粘结性能，通常采用‘刻痕’或‘压波’方法来提高与混凝土粘结强度。

2、混凝土——预应力混凝土要求采用高强混凝土

1、预应力混凝土的要求：强度高、徐变收缩小、快速早强

★可以施加较大的预压应力，提高预应力效率；

★有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；

★具有较高的弹性模量，有利于提高截面抗弯刚度，减少预压时的弹性回缩；

★徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失；

★与钢筋有较大粘结强度，减少先张法预应力筋的应力传递长度；

★有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置和减小锚具垫板的尺寸；

★强度早期发展较快，可较早施加预应力，加快施工速度，提高台座、模具、夹具的周转率，降低间接费用；

2、相关规范规定：

一般预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于C30，当采用高强钢丝时不低于C40。

三、锚具和夹具

1、什么是锚夹具

锚具是预应力混凝土构件锚固预应力筋的装置，其对在构件中建立有效的预应力起着至关重要的作用。

先张法中的锚具可以重复使用，也称为夹具。

后张法中的锚具不能重复使用，永久留在构件上，称为锚具。

2、锚具的要求

对锚具的要求是：安全可靠、使用有效、节约钢材及制作简单。

◆足够的强度和刚度；

◆ 预应力筋在锚具内尽可能不产生滑移，以减少预应力损失；

◆构造简单，便于机械加工制作；

◆使用方便、节省材料、价格低廉；

3、常用的锚夹具

锚具按其构造形式和锚固原理可分成三种类型：支承式、楔紧式及粘结力锚具

（1）支承式锚具

支承式锚具又分为两种：螺杆螺帽型和镦头型；

A、螺杆螺帽型

在粗钢筋断部用滚压法加工螺纹、或焊接上一根螺丝杆，于张拉后利用螺母对螺杆的支撑作用将预应力筋锚固在钢垫板上

螺杆螺帽型锚具

B、镦头锚

用专门的镦头设备把高强钢丝的端头镦粗成球形，将粗镦头支承在锚板孔端面形成锚固，如下图所示。

A、锚塞式锚具

如下图所示为法国的弗莱西奈式钢绞线锚具。

B、夹片式锚具

将预应力筋用夹片楔紧在锥形锚孔中的锚具成为夹片式锚具，适用于单根和多根预应力束。

（3）粘结力锚具

该种锚具可用于锚固数十根钢丝组成的钢丝束。将钢丝端头弯成弧形，再用高标号的混凝土浇成一个粗头，张拉后在与构件的空隙中加入垫板，如图所示。

四、 预应力混凝土的特点

1、提高了构件的抗裂能力。

2、增大了构件的刚度。

3、充分利用了高强度材料。

4、扩大了构件的应用范围。

5、工序多、施工复杂、需要张拉和锚具等设备

五、 预应力混凝土的发展

1、柱网最大的预应力工程——深圳车港工程

桁架柱网：16×25m 桁架跨度：45m

2、最大预应力钢桁架工程——北京西客站

3、层数最多的预应力工程（63层）——广州国际大厦

4、高度最高的预应力工程青岛中银大厦 241m高，58层

5、面积最大的单体预应力工程是首都国际机场新航站楼工程8.8万m2/层，总计：35万m2

一、张拉控制应力和预应力损失

◆ 在张拉预应力筋对构件施加预应力时，张拉设备（千斤顶油压表）所控制的总张拉力Np,con除以预应力筋面积Ap得到的应力称为张拉控制应力scon。

◆ 它是预应力筋在在构件受荷以前所经受的最大应力。

◆ 张拉控制应力scon取值越高，预应力筋对混凝土的预压作用越大，可以使预应力筋充分发挥作用。

◆ 但scon取值过高，可能会在张拉时引起破断事故，产生过大应力松弛。因此，《规范》规定了张拉控制应力限值[scon]。

二、预应力损失

◆ 预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因，预应力筋中应力会从scon逐步减少，并经过相当长的时间才会最终稳定下来，这种应力降低现象称为预应力损失。

◆ 由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果。因此，预应力损失是预应力混凝土结构设计和施工中的一个关键的问题。

◆ 过高或过低估计预应力损失，都会对结构的使用性能产生不利影响。

由于预应力的通过张拉预应力筋得到，凡是能使预应力筋产生缩短的因素，都将引起预应力损失，主要有：

◆ 锚固损失：锚具变形引起预应力筋的回缩、滑移

◆ 摩擦损失：在预应力筋张拉过程中，后张法预应力筋与孔道壁之间的摩擦，先张法预应力筋与锚具之间以及折点处的摩擦，也会使张拉应力造成损失。

◆ 混凝土的收缩和徐变引起的损失

◆ 松弛损失：长度不变的预应力筋，在高应力的长期作用下会产生松弛，会引起预应力损失。

◆ 温差损失：先张法中的热养护引起的温差损失

◆ 弹性压缩损失：混凝土弹性压缩，后张法中后拉束对先张拉束造成的压缩变形而产生分批张拉损失等。

三、预应力损失的组合

预应力混凝土构件从预加应力开始即需要进行计算，而预应力损失是分批发生的。因此，应根据计算需要，考虑相应阶段所产生的预应力损失。

⑴混凝土预压前完成的损失slI；

⑵混凝土预压后完成的损失slII。

根据上述预应力损失发生时间先后关系，具体组合见表。

考虑到预应力损失计算的误差，在总损失计算值过小时，产生不利影响，《规范》规定当总损失值sl =slI +slII小于下列数值时，按下列数值取用，

先张法构件 100MPa

后张法构件 80MPa