先張法施工工藝

先張法施工是在澆筑混凝土前在臺(tái)座上或鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力筋，并用夾具將張拉完畢的預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)固定在臺(tái)座的衡量上或鋼模上，然后進(jìn)行非預(yù)應(yīng)力筋的綁扎，支設(shè)模板，澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)混凝土至規(guī)定強(qiáng)度（一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75％），保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力時(shí)，放張或切斷預(yù)應(yīng)力筋，使預(yù)應(yīng)力筋彈性回縮，通過(guò)混凝土與預(yù)應(yīng)力筋之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力，使之對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。

先張法（臺(tái)座法）施工主要工藝流程是：清理臺(tái)座、刷隔離劑→預(yù)應(yīng)力筋制作、非預(yù)應(yīng)力筋骨架制作→穿預(yù)應(yīng)力筋及安放非預(yù)應(yīng)力鋼筋骨架→安放預(yù)埋鐵件→調(diào)整初應(yīng)力→張拉預(yù)應(yīng)力筋→安裝模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)混凝土→拆除模板→放張、切斷預(yù)應(yīng)力筋→構(gòu)件起吊堆放→繼續(xù)養(yǎng)護(hù)。

先張法可采用臺(tái)座法、機(jī)組流水法和傳送帶法。采用臺(tái)座法生產(chǎn)時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋的張拉、錨固，混凝土構(gòu)件的澆筑、養(yǎng)護(hù)和預(yù)應(yīng)力筋的放張等工序皆在臺(tái)座上進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力筋的張拉力由臺(tái)座承受。用機(jī)組流水法和傳送帶法生產(chǎn)時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋的張拉力由鋼模承受。先張法施工時(shí)，由于臺(tái)座或鋼模承受預(yù)應(yīng)力筋張拉力的能力受到限制，并考慮到構(gòu)件的運(yùn)輸條件，所以一般適用于生產(chǎn)中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，如預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力屋面板、中小型預(yù)應(yīng)力吊車(chē)梁等構(gòu)件。

下面著重介紹用臺(tái)座法生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。

2.1

先張法施工的設(shè)備和機(jī)具

2.1.1

臺(tái)座

臺(tái)座是先張法生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，它承受預(yù)應(yīng)力筋的全部張拉力，因而要求臺(tái)座必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，同時(shí)要滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求。臺(tái)座法一般用于以鋼絲作預(yù)應(yīng)力筋的中小型構(gòu)件的生產(chǎn)。

臺(tái)座構(gòu)造形式有墩式臺(tái)座、槽式臺(tái)座和構(gòu)架式臺(tái)座，選用時(shí)根據(jù)構(gòu)件種類(lèi)、張拉噸位和施工條件而定。

2.1.1.1

墩式臺(tái)座

墩式臺(tái)座由臺(tái)墩、臺(tái)面與橫梁等組成（圖5－2）。目前常用的是現(xiàn)澆鋼筋混凝土制成的、由臺(tái)座與臺(tái)面共同受力的臺(tái)座，橫梁用于錨固預(yù)應(yīng)力筋。臺(tái)座的長(zhǎng)度和寬度由場(chǎng)地大小、構(gòu)件類(lèi)型和產(chǎn)量而定，一般長(zhǎng)度100～150m，這樣既可利用鋼絲長(zhǎng)的特點(diǎn)，張拉一次可生產(chǎn)多根構(gòu)件，又可減少因鋼絲滑動(dòng)或臺(tái)座橫梁變形引起的預(yù)應(yīng)力損失。

臺(tái)座稍有變形、滑移或傾角，均會(huì)引起較大的應(yīng)力損失。所以臺(tái)座設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性和強(qiáng)度驗(yàn)算，穩(wěn)定性是指臺(tái)座的抗傾覆能力和抗滑移能力。

臺(tái)座的抗傾覆驗(yàn)算可按下式進(jìn)行（圖5－3）

K=M1/M=(GL+Ep×e2)/Ne1≥1.5

(1)

式中

K―抗傾覆安全系數(shù)；

常用的錨固夾具有：（1）錐形夾具：錐形夾具是用來(lái)錨固預(yù)應(yīng)力鋼絲的（圖5－5），是常用的單根鋼絲夾具，適用于錨固直徑3～5mm的冷拔低碳鋼絲和碳素（刻痕）鋼絲。既可用于固定端，也可用于張拉端。

（2）圓套筒三片式夾具：圓套筒三片式夾具是用于錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋的，由中間開(kāi)有圓錐形孔的套筒和三片夾片組成（圖6）。套筒的內(nèi)孔成圓錐形，三個(gè)夾片互成120°，鋼筋?yuàn)A持在三片夾片中心，夾片內(nèi)槽上有齒紋，以保證鋼筋的錨固。這種夾具適用于夾持直徑12mm和14mm的單根冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)鋼筋。

（3）鐓頭夾具：鐓頭夾具用于預(yù)應(yīng)力筋固定端錨固（圖5－7）。冷拔低碳鋼絲可采用冷沖鐓粗的方法制作鐓頭，碳素鋼絲宜采用液壓冷鐓的方法制作鐓頭，直徑小于22mm的鋼筋可在焊機(jī)上采用電熱鐓粗的方法制作鐓頭，大直徑的鋼筋只能采用熱鍛方法鍛制鐓頭。

2.1.2.2

張拉機(jī)具

張拉機(jī)具是將預(yù)應(yīng)力筋與張拉機(jī)具連接起來(lái)，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉的工具。常用的夾具有月牙形夾具、偏心式夾具和楔型夾具等（圖5－8）。

2.1.3

張拉設(shè)備

張拉設(shè)備要求簡(jiǎn)易可靠，控制應(yīng)力準(zhǔn)確，能以穩(wěn)定的速率增加拉力。先張法施工中預(yù)應(yīng)力筋可單根進(jìn)行張拉或多根成組張拉，常用的張拉機(jī)具有油壓千斤頂、卷?yè)P(yáng)機(jī)、張拉千斤頂?shù)?，?yīng)力控制方面有彈簧測(cè)力計(jì)、杠桿測(cè)力器、荷重控制及油壓表等不同方法。張拉機(jī)具設(shè)備應(yīng)與錨具配套使用，且張拉機(jī)具及儀表應(yīng)定期維護(hù)和校驗(yàn)。千斤頂與壓力表應(yīng)配套校驗(yàn)，以確定張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線，校驗(yàn)應(yīng)在經(jīng)主管部門(mén)授權(quán)的法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)定期進(jìn)行。對(duì)長(zhǎng)期不使用的張拉機(jī)具設(shè)備，應(yīng)在使用前進(jìn)行全面校驗(yàn)。使用期間的校驗(yàn)期限應(yīng)視機(jī)具設(shè)備的情況確定，當(dāng)千斤頂使用超過(guò)6個(gè)月或200次或使用過(guò)程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象以及在檢修以后應(yīng)重新校驗(yàn)。彈簧測(cè)力計(jì)的校驗(yàn)期限不宜超過(guò)2個(gè)月。

千斤頂一般張拉力較大，適于預(yù)應(yīng)力筋成組張拉，用彈簧測(cè)力計(jì)或杠桿測(cè)力計(jì)控制應(yīng)力。目前，隨著電阻應(yīng)變技術(shù)的日益廣泛的應(yīng)用，有些預(yù)制廠已采用電阻應(yīng)變式傳感器控制張拉力，可達(dá)到很高的精度。（圖5－10）。

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1.5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(zhǎng)值的1.1～1.3倍。

2.2

先張法施工工藝

2.2.1

預(yù)應(yīng)力筋的鋪放

臺(tái)座表面在鋪放預(yù)應(yīng)力筋前應(yīng)涂刷隔離劑，應(yīng)選用非油質(zhì)類(lèi)模板隔離劑，隔離劑不得污染預(yù)應(yīng)力筋，以免影響預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的粘結(jié)。如果預(yù)應(yīng)力筋受到污染，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)娜軇┘右郧逑?。在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)防止雨水沖刷掉臺(tái)面上的隔離劑。

2.2.2

預(yù)應(yīng)力筋的張拉

張拉前，應(yīng)對(duì)臺(tái)座、橫梁及各項(xiàng)張拉設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢查，符合要求后方可進(jìn)行操作。

2.2.2.1

張拉控制應(yīng)力值

預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。張拉控制應(yīng)力的數(shù)值直接影響預(yù)應(yīng)力的效果，控制應(yīng)力越高，建立的預(yù)應(yīng)力則越大。但控制應(yīng)力過(guò)高，預(yù)應(yīng)力筋處于高應(yīng)力狀態(tài)，使構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的荷載與破壞荷載接近，破壞前無(wú)明顯的預(yù)兆，這是不允許的，因此預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力（σcon）應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，施工中預(yù)應(yīng)力筋需超張拉時(shí)，可比設(shè)計(jì)要求提高5％，但其最大張拉