后张法施工是在浇筑混凝土构件时，在放置预应力筋的位置预留孔道，待混凝土达到一定强度后（一般不低于设计强度标准值的75%），将预应力筋穿入孔道中并进行张拉，然后用锚具将预应力筋锚固在构件上，最后进行孔道灌浆。预应力筋承受的张拉力通过锚具传递给混凝土构件，使混凝土产生预压应力。图3-12为预应力混凝土构件后张法施工示意图。图3-12（a）为制作混凝土构件并在预应力筋的设计位置上预留孔道，待混凝土达到规定的强度后，穿入预应力筋进行张拉。图3-12（b）为预应力筋的张拉，用张拉机械直接在构件上张拉，混凝土同时完成弹性压缩。图3-12（c）为预应力筋的锚固和孔道灌浆，预应力筋的张拉力通过构件两端的锚具传递给混凝土构件，使其产生预压应力，最后进行孔道灌浆。
图3-12 预应力混凝土构件后张法施工示意图
1.混凝土构件；2.预留孔道；3.预应力筋；4.千斤顶；5.铺具
后张法施工常用的预应力筋有单根钢筋、钢筋束、钢绞线束等。
后张法的特点：①预应力筋在构件上张拉，不需要台座，不受场地限制，张拉力可达几千千牛，所以，后张法适用于大型预应力混凝土构件（特别是大跨度构件）制作。于锚具为工作锚。预应力筋用锚具固定在构件上，不仅在张拉过程中起作用，在工作过程中也起作用。锚具永远留在构件上，成为构件的一部分，不能重要使用。③预应力传递靠锚具。
（一）锚具及张拉设备
1.锚具的要求
在后张法中，预应力筋的锚具与张拉机械是配套使用的，不同类型的预应力筋采用不同的锚具。由于后张法构件预应力传递靠锚具，因此，锚具必须具有可靠的锚固性能、足够的刚度和强度，而且要求构造简单、施工方便、预应力损失小、价格便宜。
（1）锚具的静载锚固性能应满足ηp≥0.97，锚具效率系数按下式计算：
式中：Fapu——预应力筋锚具组装体实际极限拉力；
Fpm——预应力筋的实际平均极限抗拉力；
ηp——预应力筋的效率系数。
（2）当预应力锚具达到实际极限拉力时，全部零件不出现肉眼可见的裂缝和破坏。
（3）除满足分级张拉及补张工艺外，还应具有放松预应力筋的性能。
（4）锚固或组装件上宜设置灌浆孔道。
2.锚具的种类
（1）单根粗钢筋锚具
①螺丝端杆锚具：适用于锚固直径不大于36 mm的冷拉HPB级与HRB400级钢筋。它由螺丝端杆、螺母和垫板组成，螺丝端杆采用45号钢制作，螺母和垫板采用3号钢制作。螺丝端杆的长度一般为320 mm，当预应力构件长度大于24 m时，可根据实际情况增加螺丝端杆的长度，螺丝端杆的直径根据预应力钢筋的直径选取，螺丝端杆与预应力钢筋的焊接应在预应力钢筋冷拉前进行，螺丝端杆与预应力筋焊接后，同张拉机械相连进行张拉，最后上紧螺母即完成对预应力筋的锚固。
图3-13 螺丝端杆锚具
1.螺丝端杆；2.螺母；3.垫板；4.排气槽；5.对焊接头；6.冷拉钢筋
于帮条锚具：适用于冷拉HRB335级与HRB400级钢筋及冷拉5号钢筋，主要用于固定。它由帮条和衬板组成，帮条采用与预应力筋同级别的钢筋，衬板采用普通低碳钢板，焊条采用J50E。帮条焊接时，严禁将地线搭在预应力筋上并严禁在预应力筋上引弧，以防预应力筋咬边及温度过高，可将地线搭在帮条上。三根帮条与衬板相接触的截面应在一个垂直平面上，以免受力时产生扭曲，三根帮条互成120°角。帮条的焊接可在预应力筋冷拉前或冷拉后进行。
图3-14 帮条锚具
1.衬板；2.帮条；3.预应力筋
（2）钢筋束、钢绞线束锚具
主要有JM型锚具、KT-Z型锚具、XM型锚具、QM型锚具、镦头锚具等。
①JM12型锚具：适用于锚固3～6根φ12 mm钢筋束和4～6根φ12 mm钢绞线束。
JM12型锚具由锚环和夹片组成，夹片呈扇形，用两侧的半圆形槽锚着预应力筋，为增加夹片与预应力筋之间的摩擦，在半圆形槽内刻有截面为梯形的齿痕，夹片背面的坡度与锚环一致。锚环分甲型和乙型，甲型锚环为一个具有锥形内孔的圆柱体，外形比较简单，使用时直接放置在构件端部的垫板上。乙型锚环在圆柱体外部增添正方形肋板，使用时直接放置在构件端部，不另设垫板。目前工地上常使用甲型锚环，因其加工和使用比较方便。锚环与夹片均采用45号钢制成，夹片经热处理后，硬度为HRC48～52；锚环经热处理后，硬度为HRC32～37。根据夹片数量或锚固钢筋的根数，其型号有JM12-3、JM12-4、JM12-5、JM12-6几种，可分别锚固3、4、5、6根直径12 mm的钢筋束或钢绞线束。
JM12型锚具具有良好的锚固性能，预应力筋滑移量比较小，施工方便，但机械加工量大，成本较高。
图3-15 JM12型锚具
于镦头锚具：适用于预应力钢筋束固定端锚固，由固定板和带镦头的预应力筋组成。
图3-16 镦头锚具
1.固定板；2.预应力钢筋；3.镦头
（3）钢丝束锚具
①钢质锥形锚具：又称弗氏锚具或锥形锚楦，由锚环和锚塞组成（图3-17），均用45号钢制作，锚塞热处理后硬度为HRC55～58，锚塞表面刻有细齿槽，以防止被夹紧的预应力钢丝滑动。锚固时，将锚塞塞入锚环，顶紧，钢丝就夹紧在锚塞周围。
图3-17 钢质锥形锚具
1.锚环；2.锚塞
钢质锥形锚具适用于锚固以锥锚式千斤顶（即双作用或三作用千斤顶）张拉的钢丝束，每束由12～24根直径5 mm的碳素钢丝组成。还可锚固直径4 mm的碳素钢丝，但制作锚具的尺寸应按钢丝直径而定。
钢质锥形锚具工作时，由于钢丝锚固呈辐射状态，弯折处受力较大，易使钢丝被咬伤。若钢丝直径误差较大，易产生单根钢丝滑动，引起无法补救的预应力损失，如用加大顶锚力的办法来防止滑丝，过大的顶锚力更容易使钢丝被咬伤。
于锥形螺杆锚具：适用于锚固24根以下直径5 mm的碳素钢丝束。
锥形螺杆锚具由锥形螺杆、套筒、螺帽和垫板组成（图3-18）。锥形螺杆采用45号钢制作，调质热处理后硬度为HRC30～35，进行精加工，最后对锥形螺杆锥头70 mm范围内的螺纹进行表面高频或盐液淬火热处理，其硬度为HRC55～58，淬透深度为2.0～2.5 mm。套筒为中间带有圆锥孔的圆柱体，采用45号钢制作，热处理后硬度为HRC25～30。螺帽和垫板采用3号钢制作。制作时注意淬火要合适，套筒淬火过高，易产生裂缝，螺杆淬火过高，容易断裂，在使用前应仔细检查，如有裂缝或变形，则不能使用。
锥形螺杆锚具的安装方法如图3-19。首先把钢丝套上锥形螺杆的锥体部分，使钢丝均匀整齐地紧贴锥体，然后套上套筒，用手锤将套筒均匀地打紧，并使螺杆中心与套筒中心在同一直线上，最后用拉伸机使螺杆锥体通过钢丝挤压套筒，使套筒发生变形从而使钢丝和锥形锚具的套筒、螺杆锚成一个整体。这个过程一般叫“预顶”，预顶用的力应为张拉力的105%。因为锥形锚具外径较大，为了缩小构件孔道直径，一般仅在构件两端将孔道扩大。因此，钢丝束锚具一端可事先安装，另一端则要在钢丝束穿入孔道后进行。图3-20是锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶安装示意图。
图3-18 锥形螺杆锚具
1.螺帽；2.锥形螺杆；3.套筒；4.钢丝
图3-19 锥形螺杆锚具的安装方法
1.钢丝；2.套筒；3.锥形螺杆；4.垫板；5.螺帽
图3-20 锥形螺杆锚具与拉杆式千斤顶安装示意图
1.钢丝束；2.套筒；3.锥形螺杆；4.垫板；
5.螺母；6.千斤顶连接螺母；7.拉杆式千斤顶；8.构件
③钢丝束镦头锚具
一般用以锚固12～54根直径5 mm的碳素钢丝束。
图3-21 钢丝束镦头锚具
1.锚杯；2.螺母；3.锚板
锚环或锚杯用45号钢制作，且应先进行调质热处理再加工，热处理后抗拉极限强度不小于700 N/mm2，硬度HRC28～30，螺母亦用45号钢制作，但不经热处理。锚环或锚杯的内外壁均有丝扣，内丝扣用于连接张拉螺杆，外丝扣用于拧紧螺母，以锚固钢丝束。锚环四周钻孔，以固定带有镦粗头的钢丝，孔数及间距由锚固的钢丝根数而定。当用锚杯时，锚杯底部为钻孔的锚板，并在此板中部留一灌浆孔，便于从端部预留孔道灌浆。张拉螺杆用45号钢制作，并先进行调质热处理再加工，张拉螺杆所配螺帽用45号钢制作。
非张拉端（固定端）采用DM5B型镦头锚具，由锚板组成。锚板用45号钢制作，调质热处理后硬度为HRC25～30，锚板四周钻孔，以固定镦头的钢丝。φS5钢丝（碳素钢丝）镦粗头的直径7～7.5 mm，高度4.8～5.3 mm。
3.张拉设备
（1）拉杆式千斤顶（YL型）
拉杆式千斤顶适用于张拉以螺丝端杆锚具为张拉锚具的粗钢筋、以锥形螺杆锚具为张拉锚具的钢丝束、以DM5A型镦头锚具为张拉锚具的钢丝束。
拉杆式千斤顶张拉预应力筋时，首先使连接器与预应力筋的螺丝端杆相连接，并使顶杆支承在构件端部的预埋钢板上。高压油进入主缸时，则推动主缸活塞向左移动，并带动拉杆和连接器以及螺丝端杆同时向左移动，对预应力筋进行张拉。达到张拉力时，拧紧预应力筋的螺帽，将预应力筋锚固在构件端部。高压油再进入副缸，推动主缸活塞和拉杆向右移动，使其恢复初始位置。此时主缸的高压油流回高压油泵中，完成一次张拉过程。
拉杆式千斤顶构造简单，操作方便，应用范围较广。拉杆式千斤顶的张拉力有400、600、800 kN三级，张拉行程为150 mm。(www.xing528.com)
（2）锥锚式双作用千斤顶
锥锚式双作用千斤顶适用于张拉以KT-Z型锚具为张拉锚具的钢筋束和钢绞线束、以钢质锥形锚具为张拉锚具的钢丝束。
锥锚式双作用千斤顶的主缸及主缸活塞用于张拉预应力筋，主缸前端缸体上有卡环和销片，用以锚固预应力筋，主缸活塞为一中空筒状活塞，中空部分设有拉力弹簧。副缸和副缸活塞用于顶压锚塞，将预应力筋锚固在构件端部，设有复位弹簧。
锥锚式双作用千斤顶的张拉工作过程是：将预应力筋用楔块锚固在锥形卡环上，使高压油经主缸油嘴进入主缸，主缸带动锚固在锥形卡环上的预应力筋向左移动，进行张拉。
锥锚式双作用千斤顶的顶压工作过程是：张拉工作完成后，关闭主缸的油嘴，开启副缸油嘴使高压油进入副缸，由于主缸仍保持着一定的油压，故副缸活塞和顶压头向右移动，顶压锚塞锚固预应力筋。
锥锚式双作用千斤顶的回程是：预应力筋张拉锚固后，主、副缸回油，主缸通过本身拉力弹簧的回缩恢复到原来的初始位置，副缸通过本身压力弹簧的伸长恢复到原来的初始位置，放松楔块即可拆移千斤顶。
锥锚式双作用千斤顶张拉力为300 kN和600 kN，最大张拉力为850 kN，张拉行程为250 mm，顶压行程为60 mm。
（3）YC-60型穿心式千斤顶
YC-60型穿心式千斤顶适用于张拉各种形式的预应力筋，是目前我国预应力混凝土构件施工中应用最为广泛的张拉设备。YC-60型穿心式千斤顶加装撑脚、张拉杆和连接器后，就可以张拉以螺丝端杆锚具为张拉锚具的单根粗钢筋、以锥形螺杆锚具和DM5A型镦头锚具为张拉锚具的钢丝束。
YC-60型穿心式千斤顶，沿千斤顶的轴线有一直通的穿心孔道，供穿过预应力筋之用。沿千斤顶的径向分内外两层工作油缸，外层为张拉油缸，工作时张拉预应力筋，内层为顶压油缸，工作时进行锚具的顶压锚固。YC-60型穿心式千斤顶既能张拉预应力筋，又能顶压锚具、锚固预应力筋，故又称为穿心式双作用千斤顶。
YC-60型穿心式千斤顶的张拉工作过程是：首先将安装好锚具的预应力筋穿过千斤顶的中心孔道，利用工具式锚具将预应力筋锚固在张拉油缸的端部。高压油进入张拉工作油室，张拉活塞顶住构件端部的垫板，使张拉油缸向左移动，从而对预应力筋进行张拉。
YC-60型穿心式千斤顶的顶压工作过程是：预应力筋张拉到规定的张拉力时，关闭，张拉油缸油嘴，高压油由顶压油缸油嘴经油孔进入顶压工作油室，张拉活塞即顶压油缸顶住构件端部的垫板，使顶压活塞向左移动，顶住锚具的夹片或锚塞端面，将其压入锚环内锚固预应力筋。
YC-60型穿心式千斤顶的回程是：张拉回程在完成张拉和顶压工作后进行，开启张拉油缸油嘴，继续向顶压油缸油嘴进油，使张拉工作油室回油。由于顶压活塞仍然顶压着夹片或锚塞，顶压工作油室容积不变，这样，张拉回程油室容积逐渐增大，使张拉油缸在液压回程力的作用下向右移动，恢复到原来的初始位置。张拉回程完成后即开始顶压回程，停止高压油泵工作，开启顶压油缸油嘴，在弹簧力的作用下使顶压活塞回程，并使顶压工作油缸回油卸荷。
YC-60型穿心式千斤顶张拉力为600 kN，张拉行程为150 mm。
千斤顶校正的方法有标准测力计、压力机校正和两台千斤顶互校。
（二）预应力筋的制作
1.单根预应力筋的制作
包括配料、对焊、冷拉等工序。配料计算：L=（ι+2ι2-2ι1）/（1+γ-δ）+nΔ；对焊接长在冷拉前进行；冷拉宜采用冷拉应力控制，并测定钢筋的冷拉率。
2.钢绞线、钢筋束的制作
包括开盘冷拉、下料和编束等工序。不需对焊接长，下料在冷拉后进行。
3.钢丝束的制作
一般有调直、下料、编束和安装锚具等工序。
（三）后张法施工工艺
图3-22 后张法施工工艺流程图
1.预留孔道
孔道留设是后张法预应力混凝土构件制作中的关键工序之一。预留孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺；端部的预埋垫板应垂直于孔道中心线并用螺栓或钉子固定在模板上，以防浇筑混凝土时发生走动；孔道的直径一般应比预应力筋的外径（包括钢筋对焊接头的外径或需穿入孔道的锚具外径）大10～15 mm，以利于预应力筋穿入。孔道留设的方法有钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋波纹管法等。
（1）钢管抽芯法
钢管抽芯法适用于留设直线孔道。钢管抽芯法是预先将钢管敷设在模板的孔道位置上，在混凝土浇筑后每隔一定时间慢慢转动钢管，防止其与混凝土粘住，待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管形成孔道。选用的钢管要求平直、表面光滑，敷设位置准确；钢管用钢筋井字架固定，间距不宜大于1 m。每根钢管的长度一般不超过15 m，以便于转动和抽管。钢管两端应各伸出构件外0.5 m左右；较长时构件可采用两根钢管，中间用套管连接，连接方法见图3-23。
图3-23 钢管连接方法
1.钢管；2.白铁皮套管；3.硬木塞
准确地掌握抽管时间很重要。抽管时间与水泥品种、气温和养护条件有关。抽管宜在混凝土初凝后、终凝前进行，以用手指按压混凝土表面不显指纹为宜。抽管过早，会造成坍孔事故；抽管太晚，混凝土与钢管粘结牢固，抽管困难，甚至抽不出来。常温下抽管时间约在混凝土浇筑后3～5 h。抽管顺序宜先上后下。抽管方法可分为人工抽管或卷扬机抽管。抽管时必须速度均匀，边抽边转并与孔道保持在一条直线上，抽管后应及时检查孔道情况，并做好孔道清理工作，防止以后穿筋困难。
留设孔道的同时，还要在设计规定位置留设灌浆孔和排气孔。一般在构件两端和中间每隔12 m左右留设一个直径20 mm的灌浆孔，在构件两端各留一个排气孔。留设灌浆孔和排气孔的目的是方便构件孔道灌浆。
（2）胶管抽芯法
胶管抽芯法利用的胶管有5～7层的夹布胶管和钢丝网胶管，应将胶管预先敷设在模板中的孔道位置上，胶管每间隔不大于0.5 m距离用钢筋井字架固定。采用夹布胶管预留孔道时，混凝土浇筑前夹布胶管内充入压缩空气或压力水，工作压力600～800 kPa，使管径增大3 mm左右，然后浇筑混凝土，待混凝土初凝后排出压缩空气或压力水，使管径缩小，和混凝土脱离开，抽出夹布胶管。夹布胶管内充入压缩空气或压力水前，胶管两端应有密封装置（图3-24）。采用钢丝网胶管预留孔道时，预留孔道的方法和钢管抽芯法相同。由于钢丝网胶管质地坚硬，并具有一定的弹性，抽管时在拉力作用下管径缩小，和混凝土脱离开，即可将钢丝网胶管抽出。胶管抽芯法预留孔道，混凝土浇筑后不需要旋转胶管，抽管的时间一般以200°/h作为控制时间，抽管时应先上后下、先曲后直。胶管抽芯法省去了转管工序，且胶管便于弯曲，所以既适用于直线孔道留设，也适用于曲线孔道留设。
胶管抽芯法灌浆孔和排气孔的留设方法同钢管抽芯法。
图3-24 胶管密封装置
（3）预埋波纹管法
预埋波纹管法就是将与孔道直径相同的金属管埋入混凝土构件中，无须抽出。一般采用黑皮铁管、薄钢管或波纹管。预埋波纹管法因省去抽管工序，且孔道留设的位置、形状也易保证，故目前应用较为普遍。
波纹管是由薄钢带（厚0.3 mm）经压波后卷成的，具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、摩阻系数小、与混凝土粘结良好等优点，可做成各种形状的孔道，是后张预应力筋孔道成型的理想材料。波纹管外形按照每两个相邻的折叠咬口之间凸出部（波纹）的数量分为单波纹和双波纹，见图3-25。
图3-25 波纹管外形
（a）单波纹 （b）双波纹
波纹管内径为40～100 mm，每5 mm递增；波纹高度：单波为2.5 mm，双波为3.5 mm。波纹管长度，由于运输关系，每根为4～6 m；波纹管用量大时，生产厂可带卷管机到现场生产，管长不限。
波纹管的基本要求：一是在外荷载的作用下，有抵抗变形的能力；二是在浇筑混凝土过程中，水泥浆不得渗入管内。波纹管的连接，采用大一号同型波纹管。接头管的长度为200～300 mm，用塑料热塑管或密封胶带封口，见图3-26。
图3-26 波纹管的连接
1.波纹管；2.接头管；3.密封胶带
波纹管的安装见图3-27。根据预应力筋的曲线坐标在侧模或箍筋上画线，以波纹管底为准。波距为600 mm。钢筋托架应焊在箍筋上，箍筋下面要用垫块垫实。波纹管安装就位后，必须用铁丝将波纹管与钢筋托架扎牢，以防浇筑混凝土时波纹管上浮而引发质量事故。
图3-27 波纹管的安装
1.箍筋；2.钢筋托架；3.波纹管；4.后绑的钢筋；5.垫块；6.梁侧模
灌浆孔与波纹管的连接见图3-28。其做法是在波纹管上开洞，其上覆盖海绵垫片与带嘴的塑料弧形压板，并用铁丝扎牢，再将增强塑料管插在嘴上，并将其引出梁顶面400～500 mm。灌浆孔间距不宜大于30 m，曲线孔道的曲线波峰位置宜设置泌水管。在混凝土浇筑过程中，为了防止波纹管偶尔漏浆引起孔道堵塞，应采用通孔器通孔。通孔器由长60～80 mm的圆钢制成，其直径小于孔径10 mm，用尼龙绳牵引。
图3-28 灌浆孔与波纹管的连接
1.波纹管；2.海绵垫片；3.塑料弧形压板；4.增强塑料管；5.铁丝
2.预应力筋的张拉
结构的混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体要求时，不应低于75%的设计强度标准值。
（1）张拉控制应力：为了减少预应力筋的损失，张拉程序为0→1.05σcom→σcom（并持荷2 min）或0→1.03σcom。
（2）张拉顺序：张拉过程中，为避免产生过大偏心力，预应力筋应对称张拉。
（3）叠层构件的张拉：应考虑构件相互约束力的作用，采取设隔离层、补张、超张等措施。
（4）张拉端的设置：长度大于24 m的直线孔道应两端张拉，小于24 m的孔道可一端张拉；曲线及长度大于24 m的钢筋应两端张拉，小于30 m的孔道可一端张拉等。
（5）预应力值的校核和伸长值的测定：方法同先张法。
3.孔道灌浆
孔道灌浆的目的：防止钢筋锈蚀，增加结构的整体性和耐久性，提高结构的抗裂性和承载能力。
材料要求：灌浆用的水泥浆应有足够的强度和粘结力，且应有较好的流动性、较小的干缩性和泌水性。
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