先张法预应力钢绞线的张拉和放张
刘文华!马全声
"天津港湾工程研究所!天津#$$%%%&
摘要'介绍先张法预应力混凝土构件中钢绞线的张拉和放张工艺!并对施工工艺作分析比较(
关键词'混凝土构件)先张法)预应力钢绞线)张拉)放张
中图分类号'*+,-,./01文献标识码'2文章编码'/33456-67"7337&3753313531
收稿日期'733/53853-
在高效预应力混凝土构件的施工中!预应力筋
的张拉分先张法和后张法两种(先张法预应力混凝
土构件的生产!是预制构件厂的传统产品(近年来!
在一些桥梁和港口高桩码头的梁9板9工业与民用建
筑的大跨度预应力板的施工中!常采用长线预制厂
先张法制作预应力混凝土构件!预应力筋多采用高
强度低松驰钢绞线!混凝土强度均在:43以上(其
中预应力筋的张拉和放松所用机具和锚具也有不少
变化和改进(现将当前常用的先张法预应力混凝土
结构中钢绞线的张拉和放松工艺介绍如下(
;先张法预应力钢绞线的张拉工艺
采用长线台座张拉预应力钢绞线!其长度均在
/33<以上!伸长值较大(当前国内生产的千斤顶!
张拉缸行程均不大于733<
@AB
=43>
@AB
=83>
@AB
=C3>
@AB
=
@AB
当预应力钢绞线需要超张拉时!最后一次张拉
的控制应力值!应为设计要求的张拉控制应力和超
张拉应力值 超
的和(
先张法预应力钢绞线的张拉和锚固!因预制厂
的设施不同!可分为'单根钢绞线的张拉和锚固)全
部钢绞线整体张拉和锚固两种工艺方法(
;.;单根预应力钢绞线的张拉和锚固
用钢绞线作预应力筋的先张法预制构件!单筋
张拉的工艺方法是!按构件预应力筋的布置!先张拉
上面一排)后张拉下面一排(每排预应力筋张拉!多
采用从中间向两边或从两边向中间对称张拉的工
艺(张拉中!因先张拉完的预应力筋的应力!受后面
张拉的预应力筋应力对台座压缩的影响有所降低(
为使各个预应力筋的应力相近!须将先张拉的预应
力筋!因台座压缩产生的应力降低计算出来!并在各
个预应力筋分别张拉时!加到其张拉控制应力中去(
当单根张拉的预应力筋应力达到
@AB时!关闭油
泵!停顿1D-D73>&
@AB钢绞
线的初始应力!然后按顺序张拉每根!当其应力达到

@AB后!使千斤顶张拉缸回程!工作锚锚固预应力钢
绞线(当前!先张法多用跟进式夹片锚具(在张拉作
业中!工作锚夹片因其后移压缩弹簧或贴紧到限位
板上!这部分空间在张拉时已被计入到伸长值中(预
应力筋锚固时!随着夹片的跟进这部分伸长值又得
以恢复(此时!预应力筋锚固时的应力比
@AB小(为
确保锚固时的应力为
@AB
!在张拉工艺中!必须把因
这部分伸长值损失的应力!加到张拉控制应力
@AB中
去(
/./.7张拉钢绞线用螺杆螺母进行锚固
将张拉螺杆和锚固钢绞线的工作锚!用套筒连
接器连接在一起)张拉螺杆的另一端用螺母锚固在
张拉端横梁上(按顺序将每根钢绞线张拉完毕后!拧
紧张拉螺杆上的螺母!将预应力筋固定在张拉端横
梁上(
;.%预应力钢绞线整体张拉和锚固
预应力钢绞线的整体张拉和锚固!多采用千斤
F31F港工技术7337年8月GA.7
顶四横梁或千斤顶三横梁式的张拉工艺!在实施中"
先用前置内卡式或穿心式千斤顶给每根钢绞线
#$%&'(%&)*
+,-的初应力值"并将其锚固在拉力架
横梁或锚固横梁上!然后"将全部预应力筋用张拉千
斤顶张拉到*
+,-后"用螺杆螺母予以固定!
$.(.$千斤顶四横梁钢绞线整体张拉和锚固
整个张拉系统的布置"由在张拉端和锚固端的
横梁和压柱连拉在一起!张拉端的拉力架内横梁和
外横梁"通过螺杆螺母和张拉端横梁连接在一起!张
拉千斤顶设置在张拉端横梁和拉力架外横梁之间"
其布置见图$!当预应力钢绞线由初应力锚固在锚
固端横梁和拉力架内横梁上后"张拉千斤顶张拉外
拉力架横梁!连接螺杆随着拉力增加外伸"当张拉到
*
+,-时"用螺母将外伸螺杆固定在张拉端横梁上!
图/千斤顶四横梁张拉示意图
$.(.(千斤顶三横梁钢绞线整体张拉和锚固
张拉系统布置0由锚固端和张拉端的横梁和压
柱连接在一起!每根钢绞线由工作锚锚固"并通过连
接器和张拉螺杆相连接!张拉螺杆由螺母锚固在张
拉端横梁和张拉梁上"张拉千斤顶安装在张拉端横
梁和张拉梁之间"其布置如图(!当预应力筋由初应
力锚固后"即可用张拉千斤顶张拉全部预应力筋!根
据张拉工艺的要求"随张拉预应力钢绞线"随将其锚
固在张拉端横梁上!当张拉应力达到*
+,-后"即可用
螺母将各个张拉螺杆锚固在张拉端横梁上!
1先张法预应力筋的放张
先张法预应力筋的放张过程"是给构件混凝土
施加预应力的过程!当预应力构件的混凝土标准强
度达到设计要求"或当设计无专门要求时"达到混凝
土设计强度标准值的23&以上时"即可将预应力筋
放张!预应力筋的放张"应按设计要求进行"当设计
无专门要求时"应符合以下规定0对于承受轴心预压
的构件#如压杆4桩等)"所有预应力筋应同时放张5
对于承受偏心预压的构件"应先同时放张预压应力
较小区域的预应力筋"再同时放张预压应力较大区
域的预应力筋5当不能按上述规定放张时"应分阶
段4对称4相互交错地放张预应力筋!预应力筋放张
时要缓慢进行"以免构件端部受冲击力作用"产生水
平裂纹或局部破碎!
图1千斤顶三横梁张拉示意图
预应力筋的放张方法有砂箱法4千斤顶法4楔块
法4混凝土缓冲块法等!楔块法多用于总张拉力小于
6%%78的小构件"对于总张拉力大的构件"楔块的
设计制作和安设均存在一些问题"用于长线台座放
张更不好用!缓冲块法多用于分割分块型的9:板"
如用于公路桥板梁和高桩码头中的桩4梁4板的放张
中"因预应力筋外露部分较长"使用也不方便!当前"
采用钢绞线作预应力筋的大型构件的放张"在长线
预制厂中多采用砂箱法4千斤顶法或两者相结合的
放张方法!
1./砂箱法放张
砂箱法放张是整体放张中的一种方法!砂箱由
钢套箱4钢套箱底板4砂箱活塞三部分组成!在钢套
箱的上面和下面"分别设有进砂口和出砂口"其构造
示意见图6!放张时"打开钢套箱下面的出砂口"砂
子由此口流出"套箱在预应力筋的拉力下向前移动"
预应力筋外露部分的应力随之卸掉!这种放张方法"
工作可靠"要完成这种工艺"需要装砂4振实"放砂等
较麻烦!目前长线预应力台座生产桩4梁4板多采用
砂箱放张"消除预应力筋外露部分的全部应力或部
分应力!
1.1千斤顶三横梁四横梁张拉设备整体放张
在长线台座上"利用千斤顶三横梁四横梁张拉
设备放张时"先将安设在张拉端横梁和拉力架横梁
;$6;(%%(年<月8,.(港工技术
间的千斤顶张拉缸活塞外伸一定的长度!并与端横
梁和拉力架横梁靠紧"给千斤顶张拉缸活塞缓慢送
油!将张拉端横梁上的螺杆螺母顶松!然后旋转螺母
使其离开端横梁一定的距离!千斤顶张拉缸活塞回
程!放松预应力钢筋"
图#砂箱构造示意图
$%#砂箱和后张千斤顶结合放张
在有些板梁结构中!因其各断面上的应力不同!
预应力筋的锚固不在同一个断面上"在有的预应力
筋外面!套有不同长度的硬质塑料管!作为失效段"
这种板梁预应力筋的放张!先采用砂箱放张!使部分
外露预应力筋的应力下降到零&失效段较长的预应
力筋!没有放尽的应力!用后张千斤顶继续放张到应
力为零"其方法是!将后张千斤顶张拉缸外伸一定的
长度!张拉预应力筋使其工作锚夹片松脱!取出夹片
后!千斤顶张拉缸回程!即卸除失效段余下的应力"
#先张法预应力钢绞线张拉和放张工艺在
应用中的比较
港口工程的高桩码头!其梁'板和桩多是高效预
应力混凝土构件"为更好地对高强预应力钢绞线进
行保护!减少海水和海洋大气中一些有害离子对其
腐蚀!高效预应力混凝土构件多采用先张法工艺预
制"码头梁'板和桩的预制!因其生产量大!其预应力
筋的数量也较多!故预应力钢绞线的张拉锚固作业
和放张!多采用千斤顶四横梁或千斤顶三横梁整体
张拉和放张的施工工艺"整体张拉锚固和放张预应
力钢绞线的工艺方法!操作简便!每根钢绞线的应力
较均匀!一次张拉的力较大!生产出构件的质量优于
用其他工艺方法生产的构件"但这种工艺设备投资
大!对生产量少的构件不经济"
当预制的高效预应力混凝土板梁的数量较少
时!预应力钢绞线的张拉锚固!多采用单根张拉锚固
的工艺方法"预应力钢绞线的放张!多采用砂箱放
张!先消除大部分外露部分钢绞线的应力!再用千斤
顶单根放失效段中部分钢绞线的应力"单根预应力
钢绞线张拉锚固和放张的工艺!设备简单!投资省"
但张拉锚固时!各预应力钢绞线的应力不很均匀!张
拉锚固和放张作业用的时间较长"