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第10章 预应力混凝土结构（第4页）

　　图10-13先张法利用工具式螺杆张拉

　　1—预应力钢筋；2—工具式螺杆；3—活动钢横梁；4—台座传力架；5—千斤顶；6—螺帽；7—焊接接头

　　工具式螺杆与预应力钢筋之间可采用焊接连接（图10-13）或者用套筒式连接器连接（图10-14）。套筒式连接器由两个半圆形套筒组成。每个半圆形套筒上焊有两根连接钢筋，使用时将预应力钢筋及工具式螺杆的端头镦粗，再将套筒夹在两个镦粗头之间，套上钢圈将其箍紧，就可把预应力钢筋与螺杆连接起来。采用套筒式连接器不仅连接方便，且可避免用焊接连接时每次切割预应力钢筋（放张）都要损失一段工具式螺杆长度。

　　图10-14套筒式连接器

　　1—钢圈；2—半圈形套筒；3—连接钢筋；4—预应力钢筋；5—工具式螺杆；6—镦粗头

　　对于多根钢筋，则可考虑采用螺杆镦粗夹具（图10-15）或锥形锚块夹具（图10-16）。

　　图10-15螺杆镦粗夹具

　　1—锚板；2—螺杆；3—螺帽；4—镦粗头；5—预应力钢筋

　　图10-16锥形锚块夹具

　　1—锥形锚块；2—锥形夹片；3—预应力钢筋；4—张拉连接器；5—张拉螺杆；6—固定用螺母

　　10。2。3。2后张法的锚具

　　钢丝束常采用锥形锚具配用外夹式双作用千斤顶进行张拉（图10-17）。锥形锚具由锚圈及带齿的圆锥体锚塞组成。锚塞中间有小孔作锚固后灌浆之用。由双作用千斤顶张拉钢丝束后又将锚塞顶压入锚圈内，将预应力钢丝卡在锚圈与锚塞之间，当张拉千斤顶放松预应力钢丝后，钢丝向梁内回缩时带动锚塞向锚圈内楔紧，这样预应力钢丝通过摩阻力将预应力传到锚圈，锚圈将力传给垫板，最后由垫板将预加力传到混凝土构件上。锥形锚具可张拉12～14根直径为5mm的钢丝组成的钢丝束。

　　张拉钢筋束和钢绞线束时，则可用jm型锚具配用穿心式千斤顶。图10-18为jm12型锚具，它是由锚环和夹片（呈楔形）组成。夹片可为3、4、5片或6片，用以锚固3～6根直径为12～14mm的钢筋或5～6根7股4mm钢绞线。

　　图10-17锥形锚具及外夹式双作用千斤顶

　　（a）锥形锚具；（b）双作用千斤顶

　　1—钢丝束；2—锚塞；3—钢锚圈；4—垫板；5—孔道；6—套管；7—钢丝夹具；8—内活塞；9—锚板；10—张拉钢丝；11—油管

　　后张法中的预应力钢筋如采用单根粗钢筋，也可用螺丝端杆锚具，即在钢筋一端焊接螺丝端杆，螺丝端杆另一端与张拉设备相连。张拉完毕时通过螺帽和垫板将预应力钢筋锚固在构件上。

　　图10-18jm型锚具

　　1—锚环；2—夹片；3—钢筋束

　　锚固高强度钢丝束（或多根钢筋束）时，也可采用镦头锚具。图10-19是镦头锚具的一种，它由锚杯及固定锚杯位置的螺帽组成。张拉时，先将钢丝逐一穿过锚杯的孔洞，然后用专门的镦头机将钢丝端头镦粗，借镦粗头直接承压将钢丝固定于锚杯上。锚杯外圆有螺纹，穿束后，在固定端将锚圈（螺帽）拧上，即可将钢丝束锚固于梁端。在张拉端，则先将与千斤顶连接的拉杆旋入锚杯内进行张拉，待锚杯带动钢筋或钢丝伸长到设计需要时，将锚圈沿锚杯外的螺纹旋紧顶在构件表面，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，传到梁体混凝土上而获得锚固。锚杯上的孔洞数和位置由钢丝束根数及排列方式决定。这种锚具对钢丝（或钢筋）的下料长度要严格控制（避免预应力钢筋受力不均），且不宜用于锚固曲线预应力钢筋。

　　图10-19镦头锚具

　　1—固定端；2—张拉端；3—锚圈（螺帽）；4—钢丝镦头；5—预留孔道；6—锚杯；7—垫板；8—接千斤顶；9—压浆孔；10—预留孔道扩口

　　图10-20xm型锚具、qm型锚具

　　1—锚环；2—夹片；3—钢绞线；4—灌浆孔；5—锥台孔洞

　　锚固钢绞线（或钢丝束）时，还可采用xm、qm型锚具（图10-20）。此类锚具由锚环和夹片组成。每根钢绞线（或钢丝束）由三块夹片夹紧，每块夹片由空心锥台按三等分切割而成。xm型锚具和qm型锚具夹片切开的方向不同，前者与锥体母线倾斜而后者平行。一个锚具可夹3～10根钢绞线（或钢丝束）。由于其对下料长度无严格要求，故施工方便，已大量用于铁路、公路及城市交通的预应力桥梁等大型结构构件。

　　除了上述一些锚具、夹具外，还有绑条锚具、锥形螺杆锚具、大直径精轧螺纹钢筋锚具、铸锚锚具以及大型混凝土锚头等。虽然形式多种多样，但其锚固原理不外乎依靠螺丝扣的剪切作用、夹片的挤压与摩擦作用、镦头的局部承压作用，最终都需要带动锚头（锚杯、锚环、螺母等）挤压构件。

　　10。3预应力钢筋张拉控制应力及预应力损失

　　10。3。1预应力钢筋张拉控制应力σcon

　　张拉控制应力是指张拉钢筋时预应力钢筋达到的最大应力值，也就是张拉设备（如千斤顶）所控制的张拉力除以预应力钢筋截面面积所得的应力值，以σcon表示。σcon值定得越高，混凝土所建立的预压应力也越大，从而能提高构件的抗裂性能。但由于钢筋强度的离散性、张拉操作中的超张拉等因素，如果将σcon定得过高，张拉时可能使钢筋应力进入钢材的屈服阶段，产生塑性变形，反而达不到预期的预应力效果。另外，张拉力有可能不够准确，焊接质量有可能不好，σcon过高，容易发生安全事故。所以sl191—2008规范规定，在设计时σcon值一般情况下不宜超过表10-1所列数值[1]。

　　表10-1张拉控制应力限值［σcon］

　　表中fptk为预应力钢筋强度标准值，可由本教材附录2表8查得。从表10-1看到，［σcon］是以预应力钢筋的强度标准值给出的。这是因为张拉预应力钢筋时仅涉及材料本身，与构件设计无关，故［σcon］可不受预应力钢筋的强度设计值的限制，而直接与标准值相联系。