11.2.1预应力施加方法+钢筋混凝土结构

建立预应力的方法可分为两大类，即先张法与后张法。

1.先张法

张拉预应力筋在浇筑混凝土之前进行的方法叫先张法。先张法是在固定的台座（或钢模）上穿置预应力筋使之就位（图11-2a），用千斤顶张拉预应力筋（图11-2b），张拉后将钢筋用锚固夹具临时固定在台座的传力架上，这时张拉钢筋所引起的反作用力由台座承受（图11-2c）。然后在张拉好的钢筋周围浇筑混凝土（图11-2c），待混凝土养护结硬达到一定强度后（一般不宜低于设计混凝土强度等级值的75%，以保证预应力筋与混凝土之间具有足够的粘结力），再从台座上放松预应力筋（简称放张）（图11-2d）。由于预应力筋的弹性回缩，靠预应力筋与混凝土之间的粘结力，由端部通过一定长度（传递长度l_tr）挤压混凝土，形成预应力混凝土构件。

图11-2 先张法工序简图

a）预应力筋就位 b）张拉预应力筋 c）浇筑混凝土、养护 d）切断预应力筋建立预压应力

先张法构件一般采用细钢丝（光面钢丝或螺旋肋钢丝）或预应力螺纹钢筋作为预应力筋。

2.后张法

张拉预应力筋在浇筑混凝土之后，待混凝土达到一定的强度后再进行的方法叫后张法。

图11-3 后张法工序简图(www.xing528.com)

a）在已结硬的构件（预留有孔道）内穿置预应力筋； b）拉伸预应力筋同时挤压混凝土 c）锚固预应力筋

后张法是先浇筑好构件，并在预应力钢筋的设计位置上预留出孔道（直线形或曲线形）和灌浆孔（图11-3a），待混凝土达到要求的强度（不宜低于设计混凝土强度等级值的75%）后，将预应力筋穿入孔道，并利用构件本身作为加力台座用千斤顶进行张拉预应力筋。一面张拉预应力筋，构件一面被压缩。当张拉力达到设计要求后，用工作锚具将预应力筋锚固在构件的端部（图11-3b、c），然后在孔道内进行灌浆，以防止预应力筋锈蚀并使预应力筋与混凝土更好地结成一个整体形成有粘结的预应力构件。也可以不灌浆，形成无粘结的预应力构件。预应力筋内的预应力是靠构件两端的工作锚具传给混凝土的，如图11-3c所示。

后张自锚法与后张法一样，先制作构件，预留孔道，可以直接在构件上张拉预应力筋。所不同的是孔道在构件的端部扩大为锥形孔。张拉预应力筋后，就在锥形孔中浇筑高强度混凝土，使预应力筋得以自锚，这个锥形混凝土头叫做自锚头（图11-4）。这种张拉方法既不要先张法所用的张拉台座，也不要一般后张法所用的锚具，从而可节约钢材，并保证质量。

图11-4 后张自锚头

1—构件 2—灌浆孔、出气孔 3—孔道 4—锥形孔 5—浇灌孔 6—预应力钢筋 7—承力架 8—张拉夹具

后张自锚头的混凝土要求密实、早强和收缩变形小，因此要选用适当的水泥品种和妥善养护。后张自锚法也有缺点，例如，它要多次浇筑混凝土，增加了工序；自锚头达到相当强度之后才能卸掉张拉工具，相对地影响了张拉工具的周转使用；自锚头削弱了构件端部，如处理不慎，端部易出现裂缝等。

张拉预应力筋一般采用千斤顶机械张拉，也有采用电热法的，就是将预应力筋通电，使之发热伸长，然后在预应力筋两端用锚具将钢筋锚固在构件或台座上，待停止通电预应力筋冷却回缩，即形成预应力。电热法只需一套简单的变压设备，操作也方便。但张拉的准确性不易控制，耗电量大，特别是形成的预压应力相对较低，目前还没有像机械张拉那样广泛应用。

另外，也有采用化学（自应力）方法或称自张法来施加预应力的。该种混凝土称为自应力混凝土。所谓自张法，就是采用膨胀水泥或混合料浇制混凝土。在硬化过程中，混凝土自身膨胀伸长，与其粘结在一起的预应力筋阻止混凝土膨胀，就使混凝土受到预压应力。自应力混凝土在我国除了制造压力管道外，应用还不普遍。