预应力工艺(卷名：土木工程)
prestressing technique
制作预应力混凝土结构的施工技术和相应设施。包括预应力筋制作、预应力筋孔道成形、预应力筋张拉和锚固及孔道灌浆等工序。
预应力筋的制作 预应力筋由单根、多根钢筋、钢丝或钢绞线制成。在先张法生产中（见预应力混凝土结构），为了与混凝土粘结可靠，一般采用螺纹钢筋、刻痕钢丝或钢绞线。在后张法生产中，则采用光面钢筋、光面钢丝或钢绞线，并分为无粘结预应力筋和有粘结预应力筋。后张无粘结预应力筋的表面涂有沥青、油脂或专门的润滑防锈材料，用纸带或塑料带包缠，或套以软塑料管，使之与周围混凝土隔离，和普通钢筋一样直接安放在模板中灌筑混凝土，等混凝土达到规定强度后进行张拉。无粘结筋常用于预应力筋分散配置的构件或结构如大跨度双向平板、双向密肋楼盖等。后张有粘结预应力筋是指先放置在预留孔道中，待张拉锚固后通过灌浆而恢复与周围混凝土粘结的预应力筋。有粘结筋常用于预应力筋配置比较集中，每束的张拉力吨位较大的构件或结构。
后张法预应力筋的孔道形成 预埋管道法 将专门的薄壁钢管或其他管按规定位置埋设在混凝土中与混凝土粘结在一起形成孔道，预应力筋可以在灌筑混凝土之前穿入，也可以在灌筑之后穿入。管理截面一般为圆形。也有矩形或椭圆形。管壁呈有规律的螺旋形状，以增大与外围混凝土和内部灌浆的粘结力。管道应有良好的水密性，以防止灌筑混凝土时浆体渗入。
抽拔成孔法 将表面光滑的钢管或充压力水膨胀的橡胶管埋设在混凝土中，待混凝土获得一定强度后抽出，形成孔道。钢管抽拔前要经常转动。柔性橡胶管卸去压力水后即可从混凝土中拔出，直线孔道、曲线孔道都可成型。
预应力筋的张拉和锚固 预应力筋的张拉 分液压张拉、机械张拉、电热张拉、自应力张拉。以高压油泵和各种形式的千斤顶组成的液压张拉使用最广。液压机械体积小、重量轻、张拉能力较大，适合于现场施工的要求。机械张拉以卷扬机作动力，通过多联滑轮降低张拉速度增大张拉力，行程大，适用于先张法长线生产。先张法生产预应力构件还需要相应的张拉台座。电热张拉是在预应力筋上通过低压大电流，使其发热伸长，两端加以锚固。切断电流后随着温度下降，应力筋因长度缩短受到两端锚固限制而产生拉力，通过锚头使构件建立预应力。自应力张拉是将预应力筋配置在特制的混凝土中，利用混凝土凝固过程中体积膨胀，使应力筋伸长，构件本身产生所需要的预应力。
预应力筋的锚固 按锚夹具的锚固原理分为支承式和楔紧式。
①支承式锚夹具。 (a)螺杆式锚夹具。在粗钢筋端部用滚压法加工出螺纹或焊上螺杆，也有将钢筋表面轧成大螺距螺纹，利用螺母对螺杆的支承作用，在张拉时与千斤顶连接，张拉后将预应力筋锚固在结构或构件的钢垫板上。 (b)镦头式锚夹具。用专门的镦头设备将高强钢丝或钢筋的端头局部镦粗，使其不能通过锚具上的锚孔，靠镦粗头支承在锚孔端面形成锚固。张拉后锚具与垫板之间可以用螺母锚固，也可用加塞对开垫板方法进行锚固。为避免强度下降，高强钢丝一般在常温下镦头，称为冷镦。粗钢筋要加热到900°C左右镦头，以减小镦顶力，称为热镦。每个锚具可根据需要同时锚固几根到一百多根钢丝或钢筋，张拉力自几吨到一千吨以上(图1)。
②楔紧式锚夹具。利用预应力筋自身的拉力，通过楔形产生由横向挤压形成的摩阻力，将预应力筋锚固。按锚夹具形式的不同分为锥塞式及夹片式。
(a)锥塞式锚夹具。 由带锚孔的锚环和截锥体的锥塞组成，用专用的锥锚式双作用千斤顶张拉。这种千斤顶具有张拉预应力筋和张拉完毕后将锚塞塞入锚环，把预应力筋均匀地锚固在锚环与锚塞之间的两种功能（图2）。另一种锥塞式锚夹具由带锥体的螺杆、螺母及带锥孔的套筒组成。先通过预紧将钢丝锚固在锥体与套筒之间，用拉杆式单作用千斤顶张拉（图3），张拉以后再用螺母将带有螺丝杆的钢丝束锚固在垫板上。
(b)夹片式锚夹具。 预应力筋由夹片握裹在锥形锚孔中，被楔紧而锚固，分单根和多根两类。单根夹片式锚具由锚环和夹片组成，用专门的小型千斤顶进行张拉。多根夹片式锚具是在一个锚块上布置若干个锥孔，每个锥孔中各用一组夹片锚固一根预应力筋（图4）。这种由单根锚具组合起来的锚具又称组合式锚具。它的特点是，锚块上的锥孔可以任意组合，预应力筋的根数可多可少，各根预应力筋独立锚固互不干扰，锚固性能可靠，可以用小吨位穿心式双作用千斤顶（图5）在多根锚具上逐根张拉。
孔道灌浆 后张法有粘结预应力筋张拉锚固以后，应立即进行孔道灌浆，以防止预应力筋锈蚀和改善构件的受力性能。要在纯水泥浆中加少量对预应力筋无腐蚀作用的混凝土外加剂，以防止浆体收缩和增加流动性。灰浆用专门的灌浆泵，也可用灰浆输送泵从设置在锚具上或孔道上的灌浆口灌入。灌浆应由下向上灌，浆体从孔道的一端流向另一端，孔道中的空气由排气口排出。排气口设置在孔道的另一端和曲线孔道的上凸点，以利于排出空气，保证浆体密实。浆体充满孔道以后，要再继续加压至5～6个标准大气压力，稍后再封闭灌浆孔；并用混凝土将构件两端的锚具包复严密，以防锈蚀。