预应力筋的张拉和锚固:锚具与夹具

张拉预应力筋一般采用千斤顶机械张拉。

锚具和夹具是锚固及张拉预应力预应力筋时所用的工具。在先张法中，张拉预应力筋时要用张拉夹具夹持预应力筋。张拉完毕后，要用锚固夹具将预应力筋临时锚固在台座上。后张法中也要用锚具来张拉及锚固预应力筋。通常把锚固在构件端部，与构件连成一起共同受力不再取下的称为锚具（工作锚）；在张拉过程中夹持预应力筋，以后可取下并重复使用的称为夹具（工具锚）。锚具与夹具有时也能互换使用。锚、夹具的选择与构件的外型、预应力预应力筋的品种、规格和数量有关，同时还必须与张拉设备配套。

下面只列举一些常用的及有代表性的张拉预应力筋的千斤顶及锚、夹具，以说明其一般情况。

1.先张法

如果采用钢丝作为预应力筋，则可利用偏心夹具夹住钢丝用卷扬机张拉（图11-7），再用锥形锚固夹具或楔形夹具将钢丝临时锚固在台座的传力架上（图11-8），锥销（或楔块）可用人工锤入套筒（或锚板）内。这种方法只能张拉单根或双根钢丝，工效较低。

图11-7 先张法单根钢丝的张拉

1—预制构件 2—预应力钢丝 3—台座传力架 4—锥形夹具 5—偏心夹具 6—弹簧秤（控制张拉力） 7—卷扬机 8—电动机 9—张拉车 10—撑杆

图11-8 锥形夹具、偏心夹具和楔形夹具

1—套筒 2—锥销 3—钢丝 4—锚板 5—楔块

如果在钢模上张拉多根预应力钢丝时，则可采用梳子板夹具（图11-9）。钢丝两端用镦头（冷镦）锚定，利用安装在普通千斤顶内活塞上的爪子钩住梳子板上两个孔洞施加力于梳子板，钢丝张拉完毕立即拧紧螺母，钢丝就临时锚固在钢模横梁上。施工时速度很快。

如果预应力钢丝排列稠密，则可采用波形夹具（图11-10）。

图11-9 梳子板夹具

1—梳子板 2—钢模横梁 3—钢丝 4—镦头（冷镦） 5—千斤顶张拉时抓钩孔及支撑位置示意 6—固定用螺母

采用粗钢筋作为预应力筋时，对于单根钢筋最常用的办法是在钢筋端部连接一工具式螺丝杆，螺丝杆穿过台座的活动钢横梁后用螺母固定，利用普通千斤顶推动活动横梁就可张拉钢筋（图11-11）。

工具式螺杆与预应力筋之间可采用焊接连接（图11-11）或者用套筒式连接器连接（图11-12）。套筒式连接器是由两个半圆形套筒组成。每个半圆形套筒上焊接有两根连接预应力筋，使用时将预应力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，就可把预应力筋与螺杆连接起来。

图11-10 波形夹具

1—盖板 2—螺母 3—螺杆 4—钢丝 5—波形夹板 6—底板

图11-11 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—台座固定传力架 5—千斤顶 6—螺母 7—焊接接头

图11-12 套筒式连接器

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

对于多根预应力筋，则可考虑采用螺杆镦粗夹具（图11-13），或螺杆销片夹具（图11-14），或锥形锚块夹具（图11-15）。

图11-13 螺杆镦粗夹具(www.xing528.com)

1—锚板 2—螺杆 3—螺母 4—镦粗头 5—预应力筋

图11-14 螺杆销片夹具

1—螺母 2—销片 3—锚板 4—螺杆 5—预应力筋

图11-15 锥形锚块夹具

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

2.后张法

张拉钢丝束和钢绞线束时，则可采用JM12型锚具配用穿心式千斤顶。JM12型锚具是由锚环和夹片组成（图11-16）。夹片的块数与预应力钢丝或钢绞线的根数相同。夹片可为3、4、5或6片，用以锚固3～6根直径12～14mm的钢丝或7ϕ5的钢绞线。配套用千斤顶为YJC-200、YC180、200、600、1000、1200型等。该锚具适宜于长度很大的构件，预应力筋下料长度要求并不高，但锚具加工费时，精度要求高，张拉操作要求熟练。

锚固钢绞线（或钢丝束）时，还可采用XM、QM型锚具（图1-17）。此类锚具由锚环和夹具组成。分单孔和多孔两类，多孔锚具又称为群锚。每根钢绞线（或钢丝束）由三个夹片夹紧。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）。XM型锚具的配套千斤顶可选用YCD-200～YCD-3000型等，QM型锚具的配套千斤顶可选用YC-180、YCD-200、YCQ1000-3000型。由于对下料长度无严格要求，故施工方便。由于张拉力大，对于锚固6根以上钢绞线较为适宜。该锚具每根钢绞线均锚固可靠，具有互换性能好、自锚性能强的优点。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。

图11-16 JM12型锚具

1—锚环 2—夹片 3—钢筋束

图11-17 XM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

锚固高强钢丝束时，也可采用镦头锚具。图11-18是镦头锚具的一种。它由锚杯及固定锚杯位置的螺母组成。张拉时，先将钢丝穿过锚杯上的孔洞，用镦头器将钢丝端头镦成圆头，与锚杯锚定，然后利用工具式拉杆和连接套筒将千斤顶活塞杆与锚杯相连接进行张拉，边张拉边拧紧螺母。锚杯上的孔洞数和位置由钢丝束根数及排列方式决定。张拉可应用YL-600、YCL1200、YC-600型千斤顶。这种锚具性能可靠，锚具产生的损失小，锚固力大，张拉操作方便，但对钢丝的下料长度要严格控制（避免预应力筋受力不均），且不宜用于锚固曲线预应力筋。

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11-19）。这种锚具可张拉12～24根直径为5mm的碳素钢丝组成的钢丝束，还可用于锚固3～6根、d=12mm的钢筋或钢绞线。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后又将锚塞顶压入锚圈内，利用钢丝在锚塞与锚圈之间的摩擦力锚固钢丝。配套千斤顶为YZ-600、850型锥锚千斤顶。该锚具操作简便，施工效率较高，但相对滑移大，各根筋的应力不均匀。

图11-18 镦头锚具

1—锚杯 2—固定用螺母 3—锚板 4—工具式拉杆 5—连接套筒 6—千斤顶 7—钢丝束 8—镦粗头 9—构件（屋架下弦杆）

图11-19 锥形锚具及外夹式双作用千斤顶

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。张拉完毕时通过螺母和垫板将预应力钢筋锚固在构件上（图11-20）。该法端部需对焊带螺丝的端杆，故费工时，对焊质量要求高，下料长度控制严，但预应力锚具损失较小。

图11-20 螺丝端杆锚具

除了上述一些锚、夹具外，还有帮条锚具、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等。虽然形式多种多样，但其锚固原理不外乎两大类，即依靠楔作用原理，由螺牙的剪切作用、夹片的挤压与摩擦作用，简称摩阻式和靠钢筋端部形成的镦头的局部承压作用或螺母直接支承在混凝土上，简称承压式。最终都需要带动锚头（锚杯、锚环、螺母等）挤压构件。