预留孔（或套管） 2(张拉反力) 一N(张拉力 压挂水泥茶 图123后张法工艺流程示意图 )浇筑构件混凝土，预留孔道，字入预应 钢筋b)千斤顶支于混凝土构件上，张拉预应力钢筋 用储具将预应 后进行孔道压浆 12.2.2锚具 1)对锚具的要求 临时夹具（在制作先张法或后张法预应力混凝土构件时，为保持预应力筋拉力的临时性 错固装置)和锚具（在后张法预应力混凝土构件中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝 土上所用的永久性锚固装置)都是保证预应力混凝土施工安全、结构可靠的关键设备。因此。 在设计、制造或选择锚具时应注意满足下列要求：受力安全可靠：预应力损失要小：构造简 单、紧凑，制作方便，用钢量少：张拉错固方便迅速，设备简单。 2)锚具的分类 错具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，可分为： (1)依靠摩阻力锚固的锚具。如楔形锚、锥形锚和用于锚固钢绞线的M错与夹片式 群错等，都是借张拉预应力钢筋的回缩或千斤顶压，带动锥销或夹片将预应力钢筋楔紧于锥 中而锚周的。 (2)依靠承压错固的错具。如镦头锚、钢筋螺纹错等，是利用钢丝的徽粗头或钢筋螺 纹承压进行错固。 (3)依靠粘结力错固的锚具。如先张法的预应力钢筋锚固，以及后张法固定端的钢纹 线压花锚具等，都是利用预应力钢筋与混凝土之间的粘结力进行错固的。 对于不同形式的锚具，往往需要配套使用专门的张拉设备。因此，在设计施工中，锚具 与张拉设备的选择，应同时考虑。 3)目前桥梁结构中几种常用的锚具 (1)锥形锚 锥形错（又称为弗式锚），主要用于钢丝束的锚固。它由锚圈和锚塞（又称锥销）两部 分组成。 锥形错是通过张拉钢束时顶压错塞，把预应力钢丝楔紧在锚圈与锚塞之间 ,借助摩阻力 锚固的（图124）。在错固时，利用钢丝的回缩力带动错塞向锚圈内滑进，使钢丝被进一步 楔紧。此时，锚圈承受者很大的横向（径向）张力（一般约等于钢丝束张拉力的4倍），故 对错圈的设计、制造应足够的重视。锚具的承载力，一般不应低于钢丝束的极限拉力，或不 低于钢丝束控制张拉力的1.5倍，可在压力机上试验确定。此外，对错具的材质、几何尺寸 12-6
12-6 /2（张拉反力） （张拉力） 混凝土压缩 筋束伸长 预应力筋束 锚具 预留孔（或套管） 压注水泥浆 a） b) c) Np Np Np/2 图 12-3 后张法工艺流程示意图 a)浇筑构件混凝土，预留孔道，穿入预应力钢筋 b)千斤顶支于混凝土构件上，张拉预应力钢筋 c)用锚具将预应力钢筋锚固后进行孔道压浆 12.2.2 锚具 1）对锚具的要求 临时夹具(在制作先张法或后张法预应力混凝土构件时，为保持预应力筋拉力的临时性 锚固装置)和锚具(在后张法预应力混凝土构件中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝 土上所用的永久性锚固装置)都是保证预应力混凝土施工安全、结构可靠的关键设备。因此， 在设计、制造或选择锚具时应注意满足下列要求：受力安全可靠；预应力损失要小；构造简 单、紧凑，制作方便，用钢量少；张拉锚固方便迅速，设备简单。 2）锚具的分类 锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，可分为： （1）依靠摩阻力锚固的锚具。如楔形锚、锥形锚和用于锚固钢绞线的 JM 锚与夹片式 群锚等，都是借张拉预应力钢筋的回缩或千斤顶压，带动锥销或夹片将预应力钢筋楔紧于锥 孔中而锚固的。 （2）依靠承压锚固的锚具。如镦头锚、钢筋螺纹锚等，是利用钢丝的镦粗头或钢筋螺 纹承压进行锚固。 （3）依靠粘结力锚固的锚具。如先张法的预应力钢筋锚固，以及后张法固定端的钢绞 线压花锚具等，都是利用预应力钢筋与混凝土之间的粘结力进行锚固的。 对于不同形式的锚具，往往需要配套使用专门的张拉设备。因此，在设计施工中，锚具 与张拉设备的选择，应同时考虑。 3）目前桥梁结构中几种常用的锚具 （1）锥形锚 锥形锚（又称为弗式锚），主要用于钢丝束的锚固。它由锚圈和锚塞（又称锥销）两部 分组成。 锥形锚是通过张拉钢束时顶压锚塞，把预应力钢丝楔紧在锚圈与锚塞之间，借助摩阻力 锚固的（图 12-4）。在锚固时，利用钢丝的回缩力带动锚塞向锚圈内滑进，使钢丝被进一步 楔紧。此时，锚圈承受着很大的横向（径向）张力（一般约等于钢丝束张拉力的 4 倍），故 对锚圈的设计、制造应足够的重视。锚具的承载力，一般不应低于钢丝束的极限拉力，或不 低于钢丝束控制张拉力的 1.5 倍，可在压力机上试验确定。此外，对锚具的材质、几何尺寸
加工质量，均必须作严格的检验，以保证安全。 下垫板 纹管 图12-4锥形锚月 a)锥形锚具工作示意图b)锥形锚具制面图 在桥梁中使用的锥形锚有锚固18。"5mm和锚固24。"5mm的钢丝束等两种，并配用 60OkN双作用千斤顶或YZ85型三作用千斤项张拉。锚塞用45号优质碳素结构钢经热处理 制成，其硬度一般要求为洛氏硬度HRC55~58单位，以便顶塞后，锚塞齿纹能稍微压入钢 丝表面，而获得可靠的锚固。锚圈用5号或45号钢冷作旋制而成，不作淬火处理。 锥形错的优点是错固方便，锚具面积小，便于在梁体上分散布置。但错固时钢丝的回缩 量较大，应力损失较其他错具大。同时，它不能重复张拉和接长，使预应力钢筋设计长度母 到千斤顶行程的限制。为防止受震松动，必须及时给预留孔道压浆， 国外同类型的弗式错具，已有较大改进和发展，不仅能用于错固钢丝束，而且也能错固 钢绞线束，其最大错固能力己达到10000kN。 (2)锁头带 缴头错主要用于错固铜丝束，也可错固直径在14mm以下的预应力粗钢筋。钢丝的根数 和错具的尺寸依设计张拉力的大小选定。钢丝束镦头锚具是1949年由瑞士4名工程师研制 而面成的，并以他们名字的头一个字母命名为BBRV体系锚具。国内锁头错有错周12~133根 中"5mm和12~84根p"7mm两种错具系列，配套的缴头机有LD一10型和LD一20型两种 型式。 辙头错的工作原理如图12.5所示。先以钢丝家一穿时错杯的蜂窝眼。然后用锁头机将 钢丝端头镦粗如蘑菇形，借头直接承压将钢丝锚固于锚杯上。锚杯的外圆车有螺纹，穿束 后，在固定端将锚圈（大螺帽）拧上，即可将钢丝束锚固于梁端。在张拉端，先将与千斤项 连接的拉杆旋入锚杯内，用千斤顶支承于梁体上进行张拉，待达到设计张拉力时，将错圈（螺 帽)拧紧，再慢慢放松千斤顶，退出拉杆，于是钢丝束的回缩力就通过锚圈、垫板，传递到 梁体混凝土而获得错固。 孔道长度 12.7
12-7 加工质量，均必须作严格的检验，以保证安全。 压浆孔 锚塞 锚圈 锚下垫板 波纹管 预留孔道 钢丝束 梁体 a) 锚圈 锚塞 压浆孔 钢丝束 N b) p 图 12-4 锥形锚具 a）锥形锚具工作示意图 b）锥形锚具剖面图 在桥梁中使用的锥形锚有锚固 18 w 5mm 和锚固 24 w 5mm 的钢丝束等两种，并配用 600kN 双作用千斤顶或 YZ85 型三作用千斤顶张拉。锚塞用 45 号优质碳素结构钢经热处理 制成，其硬度一般要求为洛氏硬度 HRC55～58 单位，以便顶塞后，锚塞齿纹能稍微压入钢 丝表面，而获得可靠的锚固。锚圈用 5 号或 45 号钢冷作旋制而成，不作淬火处理。 锥形锚的优点是锚固方便，锚具面积小，便于在梁体上分散布置。但锚固时钢丝的回缩 量较大，应力损失较其他锚具大。同时，它不能重复张拉和接长，使预应力钢筋设计长度受 到千斤顶行程的限制。为防止受震松动，必须及时给预留孔道压浆。 国外同类型的弗式锚具，已有较大改进和发展，不仅能用于锚固钢丝束，而且也能锚固 钢绞线束，其最大锚固能力已达到 10000kN。 （2）镦头锚 镦头锚主要用于锚固钢丝束，也可锚固直径在 14mm 以下的预应力粗钢筋。钢丝的根数 和锚具的尺寸依设计张拉力的大小选定。钢丝束镦头锚具是 1949 年由瑞士 4 名工程师研制 而成的，并以他们名字的头一个字母命名为 BBRV 体系锚具。国内镦头锚有锚固 12~133 根 w 5mm 和 12~84 根 w 7mm 两种锚具系列，配套的镦头机有 LD—10 型和 LD—20 型两种 型式。 镦头锚的工作原理如图 12-5 所示。先以钢丝逐一穿过锚杯的蜂窝眼，然后用镦头机将 钢丝端头镦粗如蘑菇形，借镦头直接承压将钢丝锚固于锚杯上。锚杯的外圆车有螺纹，穿束 后，在固定端将锚圈（大螺帽）拧上，即可将钢丝束锚固于梁端。在张拉端，先将与千斤顶 连接的拉杆旋入锚杯内，用千斤顶支承于梁体上进行张拉，待达到设计张拉力时，将锚圈（螺 帽）拧紧，再慢慢放松千斤顶，退出拉杆，于是钢丝束的回缩力就通过锚圈、垫板，传递到 梁体混凝土而获得锚固。 孔道长度L 穿束方向 固定端 锚圈（螺帽） 钢丝镦头 预留孔道 锚杯 垫板 锚圈（螺帽） 锚杯 接千斤顶 钢丝镦头 压浆孔 预留孔道扩口 张拉端
图125物过错错且工作示音图 徽头错错固可靠，不会出现锥形锚那样的“滑丝”问题：锚固时的应力损失很小：头 工艺操作简便迅速。但预应力钢筋张拉吨位过大，钢丝数很多，施工亦显麻烦，故大吨位鐵 头错宜加大钢丝直径，由'5mm改为用7mm,或改用钢纹线夹片锚具。此外，徽头锚对 钢丝的下料长度要求很精确，误差不得超过1/300。误差过大，张拉时可能由于受力不均匀 发生断丝现象。 徵头锚适于锚固直线式配束，对于较缓 和的曲线预应力钢筋也可采用。目前斜拉桥中错 固斜拉索的高振幅锚具 一HAm式冷铸头锚，因锚杯内填入了环氧树脂、锌粉和钢球的混 合料，具有较好的抗疲劳性能 (3)钢筋螺纹错日 当采用高强粗钢筋作为预应力钢筋时，可采用螺纹错其固定。即借助于相钢筋两端的起 在钢筋张拉后直接拧上螺帽进行固，钢筋的回缩力由螺帽经支承垫板承压传递给梁体 而获得预应力（图 12-62e 螺纹锚具的制造关键在于螺纹的加工。为了避免端部螺纹削弱钢筋截面，常采用特制的 钢模冷轧而成，使其阴纹压入钢筋圆周之内，而阳纹则挤到钢筋原圆周之外，这样可使平均 直径与原钢筋直径相差无几（约小2%），而且冷轧还可以提高钢筋的强度。由于螺纹系冷 轧而成，故又将这种锚具称为轧丝锚。目前国内生产的轧丝锚有两种规格，可分别错固 p25mm和32mm两种IV级圆钢筋， 70年代以来，国内外相继采用可以直接拧上螺帽和连接套筒（用于钢筋接长）的高强 精轧螺纹钢筋，它沿通长都具有规则、但不连续的凸形螺纹，可在任何位置进行锚固和连接， 故可不必再在施工时临时轧丝。国际上采用的迪维达格(Dywidag)锚具（图12-6b),就是 采用特殊的锥形螺帽和钟式垫板来锚固这种钢筋的螺纹错具。 a) 编板 6 浆排气 排气 图12：6钢筋螺纹描具 a)轧丝错具b)迪维达格错具 钢筋螺纹锚具的受力明确，固可靠：构造简单，施工方便：能重复张拉、放松或拆卸 并可以简便地采用套筒接长。 (4)来片描且 夹片错具体系主要作为错固钢绞线之用。由于钢绞线与周围接触的面积小，且强度高 硬度大，故对其错具的锚固性能要求很高，JM锚是我国60年代研制的钢纹线夹片锚具。随 着钢纹线的大量使用和钢纹线强度的大幅度提高，仅M错具已难以满足要求。80年代，除 进一步改进了JM错具的设计外，特别着重进行钢绞线群错体系的研究与试制工作。中国建 筑科学研究院先后研制出了XM锚具和QM锚具系列：中交公路规划设计院研制出了YM 锚具系列：继之柳州建筑机械总厂与同济大学合作，在QM锚具系列的基础上又研制出了
12-8 图 12-5 镦头锚锚具工作示意图 镦头锚锚固可靠，不会出现锥形锚那样的“滑丝”问题；锚固时的应力损失很小；镦头 工艺操作简便迅速。但预应力钢筋张拉吨位过大，钢丝数很多，施工亦显麻烦，故大吨位镦 头锚宜加大钢丝直径，由 s 5mm 改为用 s 7mm，或改用钢绞线夹片锚具。此外，镦头锚对 钢丝的下料长度要求很精确，误差不得超过 1/300。误差过大，张拉时可能由于受力不均匀 发生断丝现象。 镦头锚适于锚固直线式配束，对于较缓和的曲线预应力钢筋也可采用。目前斜拉桥中锚 固斜拉索的高振幅锚具—HiAm 式冷铸镦头锚，因锚杯内填入了环氧树脂、锌粉和钢球的混 合料，具有较好的抗疲劳性能。 （3）钢筋螺纹锚具 当采用高强粗钢筋作为预应力钢筋时，可采用螺纹锚具固定。即借助于粗钢筋两端的螺 纹，在钢筋张拉后直接拧上螺帽进行锚固，钢筋的回缩力由螺帽经支承垫板承压传递给梁体 而获得预应力（图 12-6）。 螺纹锚具的制造关键在于螺纹的加工。为了避免端部螺纹削弱钢筋截面，常采用特制的 钢模冷轧而成，使其阴纹压入钢筋圆周之内，而阳纹则挤到钢筋原圆周之外，这样可使平均 直径与原钢筋直径相差无几（约小 2%），而且冷轧还可以提高钢筋的强度。由于螺纹系冷 轧而成，故又将这种锚具称为轧丝锚。目前国内生产的轧丝锚有两种规格，可分别锚固 25mm 和 32mm 两种 IV 级圆钢筋。 70 年代以来，国内外相继采用可以直接拧上螺帽和连接套筒（用于钢筋接长）的高强 精轧螺纹钢筋，它沿通长都具有规则、但不连续的凸形螺纹，可在任何位置进行锚固和连接， 故可不必再在施工时临时轧丝。国际上采用的迪维达格（Dywidag）锚具（图 12-6b），就是 采用特殊的锥形螺帽和钟式垫板来锚固这种钢筋的螺纹锚具。 粗钢筋 锚固螺母 圆垫圈 钢垫板 螺旋筋 预留孔道 排气槽 螺帽 锚固板 灌浆排气 波纹套管 钢筋 梁体 a） b） 图 12-6 钢筋螺纹锚具 a）轧丝锚具 b）迪维达格锚具 钢筋螺纹锚具的受力明确，锚固可靠；构造简单，施工方便；能重复张拉、放松或拆卸， 并可以简便地采用套筒接长。 （4）夹片锚具 夹片锚具体系主要作为锚固钢绞线之用。由于钢绞线与周围接触的面积小，且强度高、 硬度大，故对其锚具的锚固性能要求很高，JM 锚是我国 60 年代研制的钢绞线夹片锚具。随 着钢绞线的大量使用和钢绞线强度的大幅度提高，仅 JM 锚具已难以满足要求。80 年代，除 进一步改进了 JM 锚具的设计外，特别着重进行钢绞线群锚体系的研究与试制工作。中国建 筑科学研究院先后研制出了 XM 锚具和 QM 锚具系列；中交公路规划设计院研制出了 YM 锚具系列；继之柳州建筑机械总厂与同济大学合作，在 QM 锚具系列的基础上又研制出了