先张法混凝土构件生产示意图及设备介绍

先张法是在浇筑混凝土构件之前张拉预应力筋，并将其临时锚固在台座上或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度(一般不低于混凝土强度标准值的75%)，保证预应力筋与混凝土之间有足够的黏结力后，放松预应力筋。当预应力筋弹性回缩时，借助于混凝土与预应力筋之间的黏结力，使混凝土产生预压应力。图4.1为先张法混凝土构件生产示意图。先张法工艺根据生产设备的不同又可分为台座法和机组流水法两种工艺。用台座法生产时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土构件的浇筑、养护，以及预应力放松等工序均在台座上进行。采用台座法生产，设备成本较低，但大多为露天作业，劳动条件较差。机组流水法是用钢模代替台座，预应力筋的张拉力主要是由钢模承受。机组流水法大多用在预制厂生产定型的中小型构件，机械化程度高，劳动条件好，且厂房占用场地面积小，但一次投资费用大，耗用钢材多。

先张法目前大多用于生产中小型预应力构件，如屋面板、楼板、小梁、檩条等。

图4.1　先张法混凝土构件生产示意图

(a)张拉预应力筋;(b)浇筑混凝土;(c)放松预应力筋
1－台座承力墩;2－横梁;3－台面;4－预应力筋;5－夹具;6－构件

4.1.1　先张法生产用的台座、夹具及张拉机具

4.1.1.1　台座

台座是先张法生产工艺的主要设备之一。台座按其构造形式不同分为墩式台座和槽式台座两大类。(https://www.xing528.com)

(1)墩式台座

墩式台座又称重力式台座。由固定在地面的承力台墩、台面、横梁等组成(图4.2)，适用于永久性预制厂制作中小型预应力构件，是目前用得最广泛的一种台座形式。

图4.2　墩式台座

1－钢筋混凝土墩式台座;2－横梁;3－混凝土台面;4－预应力筋

台座的受力特点及稳定性验算:墩式台座的受力按照台面是否受力分为两种情况考虑。当不考虑台面受力时(图4.3)，则墩台靠自重及土压力平衡张拉力矩，靠土压力和摩阻力抵抗水平滑移，为确保台座的稳定，需要台座有足够大的自重和埋深，不经济。当考虑台面受力时，则因张拉力引起的水平滑移主要由混凝土台面抵抗，很少一部分由土压力和摩阻力抵抗。因此，可以减小埋深。由张拉力引起的倾覆力矩靠台墩的自重对台墩与台面上的结合点的力矩来平衡，由于力矩中心的上移引起倾覆力矩的减小，从而也可以减小台墩的自重和埋深。台墩倾覆点的位置，按理论计算倾覆点应在混凝土台面的表面处，但考虑到台墩的倾覆趋势使得台面端部顶点出现局部应力集中和混凝土面抹面层的施工质量，因此倾覆点的位置宜取在混凝土台面往下4～5 cm处。