第二篇预应力混凝土结构 第12章预应力混凝土结构的基本概念及其材料 12.1概述 钢筋混凝土构件由于混凝土的抗拉强度低，而采用钢筋来代替混凝土承受拉力。但是 混凝士的极限拉应变也很小，每米仅能伸长(0.10-015)mm,若混凝土伸长值超过该极限 值就要出现裂缝。如果要求构件在使用时混凝士不开裂，则钢筋的拉应力只能达到(20-30 MPa:即使允许开裂，为了保证构件的耐久性，常需将裂缝宽度限制在(0.2~0.25)mm以 内，此时钢筋拉应力也只能达到(150-250)MPa,可见高强度钢筋是无法在钢筋混凝土结 构中充分发挥其抗拉强度的。 由上可知，钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题 一是需要带裂缝工作，由于裂 缝的存在，不仅使构件刚度下降，而且使得钢筋混凝土构件不能应用于不允许开裂的场合 二是无法充分利用高强材料。当荷载增加时，靠增加钢筋混凝士构件的截面尺寸或增加钢筋 用量的方法来控制构件的裂缝和变形是不经济的，因为这必然使构件自重（恒载）增加，特 别是对于桥梁结构，随若跨度的增大，自重作用所占的比例也增大。这使得钢筋混凝土结构 在桥梁工程中的使用范围受到很大限制。要使钢筋混凝土结构得到进一步的发展，就必须克 服混凝士抗拉强度低这一缺点，于是人们在长期的工程实践及研究中，创造出了预应力混满 土结构。 12.1.1预应力混凝土结构的其本原理 所调预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值 和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。例如，对混凝土或 钢筋混凝土梁的受拉区预先施加压应力，使之建立 种人为的应力状态，这种应力的大小利 分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用 下不致开裂，或推迟开裂，或者使裂缝宽度减小。这种由配置预应力钢筋再通过张拉或其他 方法建立预应力的结构，就称为预应力混凝土结构 现以图121所示的简支梁为例。讲一步说明预应力混凝土结构的基本原理」 设混凝土梁跨径为L,截面为bXh,承受均布荷载q(含自重在内)，其跨中最大弯矩 为M=gL8,此时跨中截面上、下缘的应图12-1c]为 上缘：G=6M/b(压应力) 下缘：O4=-6M/bM(拉应力) 假如预先在离该梁下缘h仍（即偏心距e=h6)处，设置高强钢丝束，并在梁的两端对 拉错固[图12-1a)],使钢束中产生拉力N,其弹性回缩的压力将作用于梁端混凝土截面与 束同高的水平处[图12-1b,回缩力的大小亦为N,。如令N。-3h,则同样可求得N作用 下，梁上、下缘所产生的应力川图12-1d1为 N。N。·e3M13Mh 上缘：访6研5方看0 下缘-+8（压应》 12-1
12-1 第二篇 预应力混凝土结构 第 12 章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料 12.1 概 述 钢筋混凝土构件由于混凝土的抗拉强度低，而采用钢筋来代替混凝土承受拉力。但是， 混凝土的极限拉应变也很小，每米仅能伸长（0.10~0.15）mm，若混凝土伸长值超过该极限 值就要出现裂缝。如果要求构件在使用时混凝土不开裂，则钢筋的拉应力只能达到（20~30） MPa；即使允许开裂，为了保证构件的耐久性，常需将裂缝宽度限制在（0.2~0.25）mm 以 内，此时钢筋拉应力也只能达到（150~250）MPa，可见高强度钢筋是无法在钢筋混凝土结 构中充分发挥其抗拉强度的。 由上可知，钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题：一是需要带裂缝工作，由于裂 缝的存在，不仅使构件刚度下降，而且使得钢筋混凝土构件不能应用于不允许开裂的场合； 二是无法充分利用高强材料。当荷载增加时，靠增加钢筋混凝土构件的截面尺寸或增加钢筋 用量的方法来控制构件的裂缝和变形是不经济的，因为这必然使构件自重（恒载）增加，特 别是对于桥梁结构，随着跨度的增大，自重作用所占的比例也增大。这使得钢筋混凝土结构 在桥梁工程中的使用范围受到很大限制。要使钢筋混凝土结构得到进一步的发展，就必须克 服混凝土抗拉强度低这一缺点，于是人们在长期的工程实践及研究中，创造出了预应力混凝 土结构。 12.1.1 预应力混凝土结构的基本原理 所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值 和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。例如，对混凝土或 钢筋混凝土梁的受拉区预先施加压应力，使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和 分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用 下不致开裂，或推迟开裂，或者使裂缝宽度减小。这种由配置预应力钢筋再通过张拉或其他 方法建立预应力的结构，就称为预应力混凝土结构。 现以图 12-1 所示的简支梁为例，进一步说明预应力混凝土结构的基本原理。 设混凝土梁跨径为 L，截面为 b×h，承受均布荷载 q（含自重在内），其跨中最大弯矩 为 M＝qL2 /8，此时跨中截面上、下缘的应力[图 12-1c)]为 2 2 6 6 cu cb M bh M bh = = − 上缘： （压应力） 下缘： （拉应力） 假如预先在离该梁下缘 h/3（即偏心距 e＝h/6）处，设置高强钢丝束，并在梁的两端对 拉锚固[图 12-1a) ]，使钢束中产生拉力 Np，其弹性回缩的压力将作用于梁端混凝土截面与钢 束同高的水平处[图 12-1b)]，回缩力的大小亦为 Np，。如令 Np=3M/h，则同样可求得 Np 作用 下，梁上、下缘所产生的应力[图 12-1d)]为 2 2 2 2 2 3 1 3 0 6 6 6 6 6 p p cpu p p cpb N N e M M h bh bh bh bh h N N e M bh bh bh = − = − = = + = 上缘： 下缘： （压应力）
a b) T55T=5T5 b =础（压）dD 6=-础（拉） +=的（压） 图121预应力混凝土结构基本原理图 a)简支梁受均布荷载a作用b)预加力N。作用于梁上C)苗找a作用下的跨中截面应力分布图 d)预加力N,作用下的跨中截面应力分布图。)梁在g和心，共阿作用下的跨中裁面应力分布图 现将上述两项应力叠加，即可求得梁在g和N,共同作用下，跨中截面上、下缘的总应 图12-1e为 下第-微-端-0 由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在均布荷载q作用时在下边缘所产生 的拉应力全部被抵消，因而可避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作。这就相 当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材的目的。上述概念就是 预应力混凝十结构的基本原理。其实，预应力原理的应用早就有了，而日在日常事物中的你 子也很多。例如在建筑工地用砖钳装卸砖块，被钳住的一叠 平砖块不会掉落：用铁箍紧铺 木桶，木桶盛水而不漏等，这些都是运用预应力原理的显事例。 从图121还可看出，预压力必须针对外荷载作用下可能产生的应力状态有计划地施 加。因为要有效地抵消外荷载作用所产生的拉应力，这不仅与N的大小有关，而且也与N 所施加的位置（即偏心距e的大小）有关。预加力，所产生的反弯矩与偏心距e成正比例，为 了节省预应力钢筋的用量，设计中常常尽量减小，值，因此在弯矩最大的跨中截面就必须 尽量加大偏心距值。如果沿全梁,值保持不变，对于外弯矩较小的截面 则需将e值相 应地减小，以免由于预加力弯矩过大，使梁的上缘出现拉应力，甚至出现裂缝。预加力N 在各截面的偏心距：值的调整工作，在设计时通常是通过曲线配筋的形式来实现的，这在后 面的受弯构件设计中将作进一步介绍。 12.1.2配筋混凝土结构的分类 国内通常把全预应力混凝土、部分预应力混凝土和钢筋混凝土结构总称为配筋混凝土结 构系列 1)国外配筋混凝土结构的分类 1970年国际预应力混凝土协会(FP) 一欧洲混凝土委员会(CEB)建议，将配筋混凝 士按预加应力的大小划分为如下四级 【级：全预应力一在全部荷载最不利组合作用下，正截面上混凝土不出现拉应力： Ⅱ级：有限预应力一在全部荷载最不利组合作用下，正截面上混凝土允许出现拉应力， 但不超过其抗拉强度（即不出现裂缝）：在长期持续荷载作用下，混凝士不出现拉应力： Ⅲ级：部分预应力一在全部荷载最不利组合作用下，构件正截面上混凝土允许出现裂 12-2
12-2 h/ L e h h b Np Np e=h/ L − cu = bh （压） M Np Np M M cpu = b = d） e） u = q M bh cb = （拉） M bh = （压） h/ h/ bh （压） c） M a） b） 图 12-1 预应力混凝土结构基本原理图 a）简支梁受均布荷载 q 作用 b）预加力 Np作用于梁上 c）荷载 q 作用下的跨中截面应力分布图 d）预加力 Np作用下的跨中截面应力分布图 e）梁在 q 和 Np共同作用下的跨中截面应力分布图 现将上述两项应力叠加，即可求得梁在 q 和 Np 共同作用下，跨中截面上、下缘的总应 力[图 12-1e)]为 2 2 2 2 6 6 0 6 6 0 u cu cpu b cb cpb M M bh bh M M bh bh = + = + = = + = − = 上缘： （压应力） 下缘： 由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在均布荷载 q 作用时在下边缘所产生 的拉应力全部被抵消，因而可避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作。这就相 当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材的目的。上述概念就是 预应力混凝土结构的基本原理。其实，预应力原理的应用早就有了，而且在日常事物中的例 子也很多。例如在建筑工地用砖钳装卸砖块，被钳住的一叠水平砖块不会掉落；用铁箍紧箍 木桶，木桶盛水而不漏等，这些都是运用预应力原理的浅显事例。 从图 12-1 还可看出，预压力 Np 必须针对外荷载作用下可能产生的应力状态有计划地施 加。因为要有效地抵消外荷载作用所产生的拉应力，这不仅与 Np 的大小有关，而且也与 Np 所施加的位置(即偏心距 e 的大小)有关。预加力 Np 所产生的反弯矩与偏心距 e 成正比例，为 了节省预应力钢筋的用量，设计中常常尽量减小 Np 值，因此在弯矩最大的跨中截面就必须 尽量加大偏心距 e 值。如果沿全梁 Np 值保持不变，对于外弯矩较小的截面，则需将 e 值相 应地减小，以免由于预加力弯矩过大，使梁的上缘出现拉应力，甚至出现裂缝。预加力 Np 在各截面的偏心距 e 值的调整工作，在设计时通常是通过曲线配筋的形式来实现的，这在后 面的受弯构件设计中将作进一步介绍。 12.1.2 配筋混凝土结构的分类 国内通常把全预应力混凝土、部分预应力混凝土和钢筋混凝土结构总称为配筋混凝土结 构系列。 1）国外配筋混凝土结构的分类 1970 年国际预应力混凝土协会（FIP）—欧洲混凝土委员会（CEB）建议，将配筋混凝 土按预加应力的大小划分为如下四级： I 级：全预应力—在全部荷载最不利组合作用下，正截面上混凝土不出现拉应力； II 级：有限预应力—在全部荷载最不利组合作用下，正截面上混凝土允许出现拉应力， 但不超过其抗拉强度（即不出现裂缝）；在长期持续荷载作用下，混凝土不出现拉应力； III 级：部分预应力—在全部荷载最不利组合作用下，构件正截面上混凝土允许出现裂
缝，但裂缝宽度不超过规定容许值： IV级：普通钢筋混凝土结构。 分类方法，由于对部分预应力混凝土结构的优越性强调不够，容易给人们造成误解 认为这是质量的分等，似乎I级比Ⅱ级好，Ⅱ级比Ⅲ级好等，形成盲目去追求级的不 确倾向。事实上应根据结构使用的要求，区别情况选用不同的预应力度。针对这种分类方法 存在的缺点，国际上己逐步改用按结构功能要求合理选用预应力度的分类方法。 2)国内配筋混凝士结构的分类 根据国内工程习惯，我国对以钢材为配筋的配筋混凝士结构系列，采用按其预应力度分 成全预应力混凝土、部分预应力混凝土和钢筋混凝土等三种结构的分类方法。 (1)预应力度的定义 《公路桥规》将受弯构件的预应力度（入）定义为由预加应力大小确定的消压弯矩M。 与外荷载产生的弯矩M的比值，即 元=M/M 式中M,一一消压弯矩，也就是构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩 M,一一按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值： 一预应力混凝土构件的预应力度。 (2)配筋混凝土构件的分类 全预应力混凝土构件 -在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许 出现拉应力（不得消压），即入≥1： 部分预应力混凝土构件一一在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现 拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝，即1>入>0： 钢筋混凝士土构件 不预加应力的混凝土枸件，即元=0。 (3)部分预应力混凝土构件的分类 由上可知，部分预应力混凝土构件就是指其预应力度介于以全预应力混凝士构件和钢筋 混凝士构件为两个界限的中间广阔领域内的预应力混凝土构件。这一定义是采用了包括 CEB/下P规范中的有限预应力和部分预应力这两部分的广义定义。可以看出，对于部分预应 力混凝土构件，如何根据结构使用要求，合理地确定构件的预应力度（入）是一个非常重要 的问题 为了设计的方便，《公路桥规》又将在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉 边缘允许出现拉应力的部分预应力混凝士构件分为以下两类： A类：当对构件控制截面受拉边缘的拉应力加以限制时，为A类预应力混凝土构件： B类：当构件控制截面受拉边缘拉应力超过限值或出现不超过宽度限值的裂缝时，为B 类预应力混凝土构件。 3)配筋混凝土结构的其他分类方法 配筋混凝士结构的分类，除以上方法外，在国内外尚有建议按照配筋情况米分类的。即 认为结构构件中同时配有一部分预应力钢筋和另一 部分非预应力钢的混合配筋混凝十结 构，才是部分预应力混凝士结构 当枸件 全部配置预应力钢筋，而没有按受力配置的非 应力钢筋时，则为全预应力混凝士结构：当构件中的预应力钢筋为零，而仅有非预应力钢筋 时，则为普通钢筋混凝土结构等。 但上述这种分类方法，因为没有明确规定预应力钢筋中的预拉应力值，构件实际预加力 12-3
12-3 缝，但裂缝宽度不超过规定容许值； IV 级：普通钢筋混凝土结构。 这一分类方法，由于对部分预应力混凝土结构的优越性强调不够，容易给人们造成误解， 认为这是质量的分等，似乎 I 级比 II 级好，II 级比 III 级好等，形成盲目去追求 I 级的不正 确倾向。事实上应根据结构使用的要求，区别情况选用不同的预应力度。针对这种分类方法 存在的缺点，国际上已逐步改用按结构功能要求合理选用预应力度的分类方法。 2）国内配筋混凝土结构的分类 根据国内工程习惯，我国对以钢材为配筋的配筋混凝土结构系列，采用按其预应力度分 成全预应力混凝土、部分预应力混凝土和钢筋混凝土等三种结构的分类方法。 （1）预应力度的定义 《公路桥规》将受弯构件的预应力度（λ）定义为由预加应力大小确定的消压弯矩 M0 与外荷载产生的弯矩 Ms 的比值，即 = M0 Ms 式中 M0—— 消压弯矩，也就是构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩； Ms —— 按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值； —— 预应力混凝土构件的预应力度。 （2）配筋混凝土构件的分类 全预应力混凝土构件——在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许 出现拉应力（不得消压），即 ≥1； 部分预应力混凝土构件——在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现 拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝，即 1＞ ＞0； 钢筋混凝土构件——不预加应力的混凝土构件，即 = 0。 （3）部分预应力混凝土构件的分类 由上可知，部分预应力混凝土构件就是指其预应力度介于以全预应力混凝土构件和钢筋 混凝土构件为两个界限的中间广阔领域内的预应力混凝土构件。这一定义是采用了包括 CEB/FIP 规范中的有限预应力和部分预应力这两部分的广义定义。可以看出，对于部分预应 力混凝土构件，如何根据结构使用要求，合理地确定构件的预应力度（ ）是一个非常重要 的问题。 为了设计的方便，《公路桥规》又将在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉 边缘允许出现拉应力的部分预应力混凝土构件分为以下两类： A 类：当对构件控制截面受拉边缘的拉应力加以限制时，为 A 类预应力混凝土构件； B 类：当构件控制截面受拉边缘拉应力超过限值或出现不超过宽度限值的裂缝时，为 B 类预应力混凝土构件。 3）配筋混凝土结构的其他分类方法 配筋混凝土结构的分类，除以上方法外，在国内外尚有建议按照配筋情况来分类的。即 认为结构构件中同时配有一部分预应力钢筋和另一部分非预应力钢筋的混合配筋混凝土结 构，才是部分预应力混凝土结构。当构件中全部配置预应力钢筋，而没有按受力配置的非预 应力钢筋时，则为全预应力混凝土结构；当构件中的预应力钢筋为零，而仅有非预应力钢筋 时，则为普通钢筋混凝土结构等。 但上述这种分类方法，因为没有明确规定预应力钢筋中的预拉应力值，构件实际预加力
的大小很不明确，也无法定义构件在使用阶段的受力性能（如拉应力大小和裂缝宽度等） 所以国内一般不采用这种分类方法 12.1.3预应力混凝土结构的优缺点 预应力混凝土结构其有下列主要优点： (1)提高了构件的抗裂度和刚度。对构件施加预应力后，使构件在使用荷载作用下可 不出现裂缝，或可使裂缝大大推迟出现，有效地善了构件的使用性能，提高了构件的刚度 增加了结构的耐久性。 (2)可以节省材料，减少自重。预应力混凝土由于采用高强材料，因而可减少构件截 面尺寸，节省钢材与混凝士用量，降低结构物的自重。这对自重比例很大的大跨径桥梁来说， 更有着显著的优越性。大跨度和重荷载结构，采用预应力混凝土结物一般是经济合理的 （》可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。预应力混凝士梁的曲线钢筋（束，可 使梁中支座附近的竖向剪力减小：又由于混凝士截面上预压应力的存在 使荷载作用下的主 拉应力也相应减小。这有利于减小梁的腹板厚度，使预应力混凝土梁的自重可以进一步减小 (4)结构质量安全可靠。施加预应力时，拟筋（束）与混凝土都同时经受了一次品商 检验。如果在张拉钢筋时构件质量表现良好，那么，在使用时也可以认为是安全可靠的。因 此有人称预应力混凝土结构是经过预先检验的结构。 (5)预应力可做为结构构件连接的手段。 促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展 此外，预应力还可以提高结构的耐疲劳性能。因为具有强大预应力的钢筋，在使用阶段 由加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，所以引起疲劳破坏的可能性也小。这对承受 动荷载的桥梁结构来说是很有利的。 预应力混凝土结构也存在着一些缺点 (1)工艺较复杂 对施工质量要求甚高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍 (2)需要有专门设备，如张拉机具、淫浆设备等。先张法斋要有张拉台座：后张法还 要耗用数量较多、质量可靠的错具等。 (3)预应力反拱度不易控制。它随混凝土徐变的增加而加大，如存梁时间过久再进行 安装，就可能使反拱度很大，造成桥面不平顺。 (4)预应力混凝士结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高 但是，以上缺点是可以设法克服的。例如应用于跨径较大的结构， 或跨径虽不大 但构 件数量很多时，采用预应力混凝土结构就比较经济了。总之，只要从实际出发，因地制宜 进行合理设计和妥善安排，预应力混凝土结构就能充分发挥其优越性。所以它在近数十年米 得到了迅猛的发展，光其对桥梁新体系的发展起了重要的推动作用。这是一种极有发展前途 的工程结构。 12.2预加应力的方法与设备 12.2.1预加应力的主要方法 1)先张法 先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法，如图12-2所示。先在张拉台座上 按设计规定的拉力张拉预应力钢筋，并进行临时锚周，再浇筑构件混凝土，待混凝土达到要 求强度（一般不低于强度设计值的75%）后，放张（即将临时锚固松开，缓慢放松张拉力）， 让预应力钢筋的回缩，通过预应力钢筋与混凝土间的粘结作用，传递给混凝土，使混凝土获 得预压应力。这种在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土并通过粘结力传递而建立预加应力的 12-4
12-4 的大小很不明确，也无法定义构件在使用阶段的受力性能（如拉应力大小和裂缝宽度等）， 所以国内一般不采用这种分类方法。 12.1.3 预应力混凝土结构的优缺点 预应力混凝土结构具有下列主要优点： （1）提高了构件的抗裂度和刚度。对构件施加预应力后，使构件在使用荷载作用下可 不出现裂缝，或可使裂缝大大推迟出现，有效地改善了构件的使用性能，提高了构件的刚度， 增加了结构的耐久性。 （2）可以节省材料，减少自重。预应力混凝土由于采用高强材料，因而可减少构件截 面尺寸，节省钢材与混凝土用量，降低结构物的自重。这对自重比例很大的大跨径桥梁来说， 更有着显著的优越性。大跨度和重荷载结构，采用预应力混凝土结构一般是经济合理的。 （3）可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。预应力混凝土梁的曲线钢筋（束），可 使梁中支座附近的竖向剪力减小；又由于混凝土截面上预压应力的存在，使荷载作用下的主 拉应力也相应减小。这有利于减小梁的腹板厚度，使预应力混凝土梁的自重可以进一步减小。 （4）结构质量安全可靠。施加预应力时，钢筋（束）与混凝土都同时经受了一次强度 检验。如果在张拉钢筋时构件质量表现良好，那么，在使用时也可以认为是安全可靠的。因 此有人称预应力混凝土结构是经过预先检验的结构。 （5）预应力可做为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。 此外，预应力还可以提高结构的耐疲劳性能。因为具有强大预应力的钢筋，在使用阶段 由加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，所以引起疲劳破坏的可能性也小。这对承受 动荷载的桥梁结构来说是很有利的。 预应力混凝土结构也存在着一些缺点： （1）工艺较复杂，对施工质量要求甚高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。 （2）需要有专门设备，如张拉机具、灌浆设备等。先张法需要有张拉台座；后张法还 要耗用数量较多、质量可靠的锚具等。 （3）预应力反拱度不易控制。它随混凝土徐变的增加而加大，如存梁时间过久再进行 安装，就可能使反拱度很大，造成桥面不平顺。 （4）预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。 但是，以上缺点是可以设法克服的。例如应用于跨径较大的结构，或跨径虽不大，但构 件数量很多时，采用预应力混凝土结构就比较经济了。总之，只要从实际出发，因地制宜地 进行合理设计和妥善安排，预应力混凝土结构就能充分发挥其优越性。所以它在近数十年来 得到了迅猛的发展，尤其对桥梁新体系的发展起了重要的推动作用。这是一种极有发展前途 的工程结构。 12.2 预加应力的方法与设备 12.2.1 预加应力的主要方法 1）先张法 先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法，如图 12-2 所示。先在张拉台座上， 按设计规定的拉力张拉预应力钢筋，并进行临时锚固，再浇筑构件混凝土，待混凝土达到要 求强度（一般不低于强度设计值的 75%）后，放张（即将临时锚固松开，缓慢放松张拉力）， 让预应力钢筋的回缩，通过预应力钢筋与混凝土间的粘结作用，传递给混凝土，使混凝土获 得预压应力。这种在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土并通过粘结力传递而建立预加应力的
混凝土构件就是先张法预应力混凝土构件。 先张法所用的预应力钢筋，一般可用高强钢丝、钢绞线等。不专设永久锚具，借助与混 凝士的粘结力，以获得较好的自锚性能。 张拉台座 a) 、 时墙因 z 从压室 从压鱼 图2-2先张法工艺流程示意图 )预应力钢筋就位，准各张拉b)张拉并错固，浇筑构件混凝土 ©凇锚，预应力钢筋回缩，制成预应力混凝土构件 先张法施工工序简单，预应力钢筋靠粘结力自锚，临时固定所用的错具（一般称为工具 式锚具或夹具)可以重复使用，因此大批量生产先张法构件比较经济，质量也比较稳定。目 前，先张法在我国一般仅用于生产直线配筋的中小型构件。大型构件因需配合弯矩与剪力沿 梁长度的分布而采用曲线配筋，这将使施工设备和工艺复杂化，且需配备庞大的张拉台 因而很少采用先张法。 2)后张法 后张法是先浇筑构件混据土，待湿凝土结硬后，再张节而应力钢筋并描固的方法，加图 12-3所示。先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道（或设套 ,待混凝土达到要求强度后 将预应力钢筋穿入预留的孔道内，将千斤顶支承于混凝土构件端部，张拉预应力钢筋，使构 件也同时受到反力压缩。待张拉到控制拉力后，即用特制的锚具将预应力钢筋锚固于混凝士 构件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最后，在预留孔道内压注水泥浆，以保护预应力 钢筋不致锈蚀，并使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体。这种在混凝士硬结后通过张拉预应 力筋并锚固而建立预加应力的构件称为后张法预应力混凝土构件。 由上可知，施工工艺不同，建立预应力的方法也不同。后张法是靠工作锚具来传递和保 持预加应力的：先张法则是靠粘结力来传递并保持预加应力的。 么
12-5 混凝土构件就是先张法预应力混凝土构件。 先张法所用的预应力钢筋，一般可用高强钢丝、钢绞线等。不专设永久锚具，借助与混 凝土的粘结力，以获得较好的自锚性能。 伸长 张拉台座 预应力筋 混凝土 压缩 a） b） c） 临时锚固 Np 压缩 图 12-2 先张法工艺流程示意图 a)预应力钢筋就位，准备张拉 b)张拉并锚固，浇筑构件混凝土 c)松锚，预应力钢筋回缩，制成预应力混凝土构件 先张法施工工序简单，预应力钢筋靠粘结力自锚，临时固定所用的锚具(一般称为工具 式锚具或夹具)可以重复使用，因此大批量生产先张法构件比较经济，质量也比较稳定。目 前，先张法在我国一般仅用于生产直线配筋的中小型构件。大型构件因需配合弯矩与剪力沿 梁长度的分布而采用曲线配筋，这将使施工设备和工艺复杂化，且需配备庞大的张拉台座， 因而很少采用先张法。 2）后张法 后张法是先浇筑构件混凝土，待混凝土结硬后，再张拉预应力钢筋并锚固的方法，如图 12-3 所示。先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道（或设套管），待混凝土达到要求强度后， 将预应力钢筋穿入预留的孔道内，将千斤顶支承于混凝土构件端部，张拉预应力钢筋，使构 件也同时受到反力压缩。待张拉到控制拉力后，即用特制的锚具将预应力钢筋锚固于混凝土 构件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最后，在预留孔道内压注水泥浆，以保护预应力 钢筋不致锈蚀，并使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体。这种在混凝土硬结后通过张拉预应 力筋并锚固而建立预加应力的构件称为后张法预应力混凝土构件。 由上可知，施工工艺不同，建立预应力的方法也不同。后张法是靠工作锚具来传递和保 持预加应力的；先张法则是靠粘结力来传递并保持预加应力的