三、預(yù)應(yīng)力工程
預(yù)應(yīng)力工程施工主要分先張法和后張法。
(一)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)
先張法是在澆筑混凝土構(gòu)件之前，張拉預(yù)應(yīng)力筋，將其臨時(shí)錨固在臺(tái)座或鋼模上，然后澆筑混凝土構(gòu)件，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(一般不低于混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75％)，并使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間有足夠粘結(jié)力時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力筋彈性回縮，借助于混凝土與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié)，對混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。
1臺(tái)座
用臺(tái)座法生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺(tái)座橫梁上，臺(tái)座承受全部預(yù)應(yīng)力筋的拉力，故臺(tái)座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。
臺(tái)座由臺(tái)面、橫梁和承力結(jié)構(gòu)等組成。根據(jù)承力結(jié)構(gòu)的不同臺(tái)座分為墩式臺(tái)座、槽式臺(tái)座、樁式臺(tái)座等。
2張拉機(jī)具和夾具
(1)鋼絲的夾具和張拉機(jī)具
1)鋼絲的夾具。先張法中鋼絲夾具分兩類：一類是將預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺(tái)座或鋼模上的錨固夾具；另一類是張拉時(shí)夾持預(yù)應(yīng)力筋用的張拉夾具。這兩者都可以重復(fù)使用。
2)鋼絲的張拉機(jī)具。分單根張拉和多根張拉。單根張拉由于張拉力較小。一般用小型卷揚(yáng)機(jī)張拉。用鋼模以機(jī)組流水法或傳送帶法生產(chǎn)構(gòu)件用以進(jìn)行多根張拉。
選擇張拉機(jī)具時(shí)，為了保證設(shè)備、人身安全和張拉力準(zhǔn)確，張拉機(jī)具的張拉力應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉力的l．5倍；張拉機(jī)具的張拉行程應(yīng)不小于預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值的1． 1至1 ．3倍。
(2)鋼筋的夾具和張拉機(jī)具
鋼筋錨固多用螺絲端桿錨具、墩頭錨和銷片夾具等。張拉時(shí)可用聯(lián)結(jié)器與螺絲端桿錨具連接，或用銷片夾具等。
鋼筋鐓頭，直徑22mm以下的鋼筋用對焊機(jī)熱鐓或冷鐓，大直徑鋼筋可用壓模加熱鍛打成型。
銷片式夾具由圓套筒和圓錐形銷片組成。套筒內(nèi)壁呈圓錐形，與銷片錐度吻合，銷片有兩片式和三片式，鋼筋就夾緊在銷片的凹槽內(nèi)。
夾具應(yīng)具備下列性能：
1)在預(yù)應(yīng)力夾具組裝件達(dá)到實(shí)際破斷拉力時(shí)，全部零件均不得出現(xiàn)裂縫和破壞；
2)應(yīng)有良好的自錨性能；
3)應(yīng)有良好的放松性能。
先張法用的聯(lián)結(jié)器，必須符合夾具的性能要求。
夾具和聯(lián)結(jié)器進(jìn)場時(shí)，應(yīng)檢查其出廠質(zhì)量證明書中所列各項(xiàng)性能指標(biāo)，同一類型夾具，用同一原材料，同一生產(chǎn)工藝一次投料生產(chǎn)，不超過1000套為一批。每批抽取6個(gè)試樣，與工程實(shí)際應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力筋組成三個(gè)預(yù)應(yīng)力夾具組裝件，進(jìn)行靜載試驗(yàn)，應(yīng)符合性能指標(biāo)要求。如有一個(gè)組裝件不符合要求，則另取雙倍數(shù)量的試樣重做試驗(yàn)，如仍有一個(gè)不合格，則該批夾具或聯(lián)結(jié)器為不合格。
3先張法施工工藝
(1)預(yù)應(yīng)力筋要求
有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋展開后應(yīng)平整，不得有彎折，表面不應(yīng)有裂紋、小刺、機(jī)械損傷、氧化鐵皮和油污等；無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋護(hù)套應(yīng)光滑、無裂縫，無明顯褶皺。
預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用砂輪鋸或切斷機(jī)切斷，不得采用電弧切割。
當(dāng)鋼絲束兩端采用鐓頭錨具時(shí)，同一束中各根鋼絲長度的極差不應(yīng)大于鋼絲長度的1／5000，且不應(yīng)大于5mm。當(dāng)成組張拉長度不大于10m的鋼絲時(shí)，同組鋼絲長度的極差不得大于2mm。
預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)施工中預(yù)應(yīng)力筋需要超張拉時(shí)，可比設(shè)計(jì)要求提高5％，但其最大張拉控制應(yīng)力，不得超過輔導(dǎo)用書表15—7的規(guī)定。
(2)預(yù)應(yīng)力筋張拉程序
張拉程序的目的是為了減少松弛損失。所滑“松弛”，即鋼材在常溫、高應(yīng)力狀態(tài)下具有不斷產(chǎn)生塑性變形的特性。
張拉過程中應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力筋斷裂或滑脫，對先張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，在澆筑混凝土前發(fā)生斷裂或滑脫的預(yù)應(yīng)力筋必須予以更換。
(3)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)
確定預(yù)應(yīng)力混凝土的配合比時(shí)，應(yīng)盡量減少混凝土的收縮和徐變，以減少預(yù)應(yīng)力損失。收縮是指水泥漿在硬化過程中脫水密結(jié)和硬化過程中形成的毛細(xì)孔壓縮。徐變是指混凝土在荷載長期作用下產(chǎn)生的塑性變形，它是由于水泥石內(nèi)凝膠體的存在而產(chǎn)生的。收縮與徐變與水泥品種和用量、水灰比、骨料孔隙率、振動(dòng)或成型等有關(guān)。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，嚴(yán)禁使用含氯化物的外加劑。
混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，振動(dòng)器不應(yīng)碰撞鋼絲，混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度，不允許碰撞或踩動(dòng)鋼絲。
應(yīng)采取正確的養(yǎng)護(hù)制度以減少由于溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失。
(4)預(yù)應(yīng)力筋放松
預(yù)應(yīng)力筋放松時(shí)混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值，無具體規(guī)定時(shí)，不應(yīng)低于混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75％。放松預(yù)應(yīng)力筋時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1)應(yīng)盡可能同時(shí)放松預(yù)應(yīng)力筋；
2)不能同時(shí)放松時(shí)，應(yīng)分階段、對稱、交錯(cuò)放松預(yù)應(yīng)力筋；
3)放松方法可采用千斤頂放松、鋼絲鉗、氧乙炔焰切割等方法。
(二)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)
構(gòu)件或塊體制作時(shí)，在放置預(yù)應(yīng)力筋的部位預(yù)先留有孔道，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，在孔道內(nèi)穿人預(yù)應(yīng)力筋，并用張拉機(jī)具夾持預(yù)應(yīng)力筋將其張拉至設(shè)計(jì)規(guī)定的控制應(yīng)力，然后借助錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件端部，最后進(jìn)行孔道灌漿，這種方法稱為后張法。
1預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具
(1)預(yù)應(yīng)力筋
在后張法中，預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具是配套使用的。目前常用的預(yù)應(yīng)力筋有單根粗鋼筋、鋼筋束(或鋼絞線束)和鋼絲束三類。它們是由冷拉Ⅱ至Ⅳ級(jí)鋼筋，冷拉5號(hào)鋼鋼筋、碳素鋼絲和鋼絞線制作的。預(yù)應(yīng)力筋安裝時(shí)，受力鋼筋的品種、級(jí)別、規(guī)格和數(shù)量必須符合設(shè)計(jì)要求。用于鐓頭錨具的鋼絲鐓頭的強(qiáng)度不得低于鋼絲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的98％。
(2)錨具
錨具有多種類型，錨具除具有可靠的錨固能力外，還應(yīng)具有下列性能：在預(yù)應(yīng)力錨具組裝件達(dá)到實(shí)際破斷拉力時(shí)，全部零件均不得出現(xiàn)裂縫和破壞；除能滿足分級(jí)張拉和補(bǔ)張拉外，尚宜具有能放松預(yù)應(yīng)力筋的性能；錨具或其附件上宜設(shè)置灌漿孔，灌漿孔應(yīng)有足夠的截面面積，以保證漿液暢通。預(yù)應(yīng)力筋端部錨具的制作質(zhì)量應(yīng)符合下列要求：
1)擠壓錨具制作時(shí)壓力表油壓應(yīng)符合操作說明書的規(guī)定，擠壓后預(yù)應(yīng)力筋外端應(yīng)露出擠壓套筒1—5mm,
2)鋼絞線壓花錨成形時(shí)，表面應(yīng)清潔、無油污，梨形頭尺寸和直線段長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
(3)張拉機(jī)具
1)單根粗鋼筋。如一端張拉，一般在張拉端用螺絲端桿錨具，固定端用幫條錨固。如兩端張拉則皆用螺絲端桿錨具。與螺絲端桿錨配套的張拉設(shè)備為YL-60型拉桿式千斤頂，或YC一60型、YC一20型和YC一18型穿心式千斤頂。
2)預(yù)應(yīng)力鋼筋束和鋼絞線。常用的錨具為JM12型和KT2型錨具。
3)鋼絲束。常用錨具有鋼質(zhì)錐形錨具、錐形螺桿錨具和鋼絲束鐓頭錨具。鋼質(zhì)錐形錨具用錐錨式雙作用千斤頂進(jìn)行張拉；錐形螺桿錨具和鋼絲束鐓頭錨具宜用Y C一60型穿心式千斤頂或拉桿式千斤頂張拉。
預(yù)應(yīng)力筋張拉機(jī)具設(shè)備及儀表，應(yīng)定期維護(hù)和校驗(yàn)。張拉設(shè)備應(yīng)配套標(biāo)定，并配套使用。張拉設(shè)備的標(biāo)定期限不應(yīng)超過半年。當(dāng)在使用過程中出現(xiàn)反�，F(xiàn)象時(shí)或在千斤頂檢修后，應(yīng)重新標(biāo)定。
張拉設(shè)備標(biāo)定時(shí)，千斤頂活塞的運(yùn)行方向應(yīng)與實(shí)際張拉工作狀態(tài)一致；壓力表的精度不應(yīng)低于1．5級(jí)，標(biāo)定張拉設(shè)備用的試驗(yàn)機(jī)或測力計(jì)精度不應(yīng)低于±2％。
2后張法施工工藝
(1)孔道留設(shè)
1)鋼管抽芯法。預(yù)先將鋼管埋設(shè)在模板內(nèi)孔道位置處，在混凝土澆筑過程中和澆筑之后，每間隔一定時(shí)間慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，使之不與混凝土粘結(jié)，待混凝土初凝后、終凝前抽出鋼管，即形成孔道。該法只用于留設(shè)直線孔道。
2)膠管抽芯法。膠管有五層或七層夾布膠管和鋼絲網(wǎng)膠管兩種。前者將膠管固定在孔道位置上，澆筑混凝土前，膠管內(nèi)充入壓縮空氣或壓力水，待澆筑的混凝土初凝后，放出壓縮空氣或壓力水，管徑縮小而與混凝土脫離，便于抽出。后者質(zhì)硬，具有一定彈性，抽管時(shí)在拉力作用下斷面縮小易于拔出。膠管抽芯留孔，不僅可留直線孔道，而且可留曲線孔道。
3)預(yù)埋波紋管法。為特別的帶波紋的金屬管，與混凝土有良好的粘結(jié)力，波紋管不再抽出。
后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔道的規(guī)格、數(shù)量、位置和形狀除應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：
a．預(yù)留孔道的定位應(yīng)牢固，澆筑混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)移位和變形；
b．孔道應(yīng)平順，端部的預(yù)埋錨墊板應(yīng)垂直于孔道中心線；
c．成孔用管道應(yīng)密封良好，接頭應(yīng)嚴(yán)密且不得漏漿；
d．灌漿孔的間距：對預(yù)埋金屬螺旋管不宜大于30m ；對抽芯成形孔道不宜大于12m；
e．在曲線孔道的曲線波峰部位應(yīng)設(shè)置排氣兼泌水管，必要時(shí)可在最低點(diǎn)設(shè)置排水孔；
f．灌漿孔及泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。
(2)預(yù)應(yīng)力筋張拉
張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，構(gòu)件混凝±的強(qiáng)度應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定，如設(shè)計(jì)無規(guī)定則不宜低于混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75％，拼裝立縫處混凝土或砂漿強(qiáng)度不低于塊體混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的40％，且不得低于15N／平方毫米。
對配有多根預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件，不可能同時(shí)張拉，只能分批、對稱地進(jìn)行張拉；對于臥疊澆的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，可采取逐層加大超張拉的辦法來彌補(bǔ)預(yù)應(yīng)力損失，宜用兩端張拉方法以減少預(yù)應(yīng)力筋與預(yù)留孔壁摩擦而引起的預(yù)應(yīng)力損失。
預(yù)應(yīng)力筋的張拉力、張拉或放張順序及張拉工藝應(yīng)符合設(shè)計(jì)及施工技術(shù)方案的要求，并應(yīng)符合下列艦定：
1)當(dāng)施工需要超張拉時(shí)，最大張拉應(yīng)力不應(yīng)大于國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的規(guī)定；
2)張拉工藝應(yīng)能保證同一束中各根預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力均勻一致；
3)張拉過程中應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力筋斷裂或滑脫；當(dāng)發(fā)生斷裂或滑脫時(shí)，對后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件，斷裂或滑脫的數(shù)量嚴(yán)禁超過同一截面預(yù)應(yīng)力筋總根數(shù)的3％，且每束鋼絲不得超過一根；對多跨雙向連續(xù)板，其同一截面應(yīng)按每跨計(jì)算。
(3)孔道灌漿
預(yù)應(yīng)力筋張拉后，應(yīng)隨即進(jìn)行孔道灌漿，以預(yù)防銹蝕并增加結(jié)構(gòu)的抗裂性和耐久性。對空隙大的孔道，水泥漿中可摻適量的細(xì)砂，但水泥漿和水泥砂漿的強(qiáng)度不應(yīng)小于30N／平方毫米，且應(yīng)有較大的流動(dòng)性和較小的干縮性、泌水性。灌漿用水泥漿的水灰比不應(yīng)大于0． 45，攪拌后3h泌水率不宜大于2％，且不應(yīng)大于3％。泌水應(yīng)能在24h內(nèi)全部重新被水泥漿吸收。
后張法預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露部分宜采用機(jī)械方法切割，其外露長度不宜小于預(yù)應(yīng)力筋直徑的1.5倍，且不宜小于30mm。
