[科普中国]-预应力机械-

预应力概述

在各种工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢筋等受力模块，施加预拉应力，提高构件的刚度和硬度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性和硬度，减少受拉模块的振动和弹性变形。这样做可以明显改善受拉模块的强度，使原本的抗性更强。

在结构承受外荷载之前，预先对去在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力结构。

举例：预应力是在混凝土凝结前用钢筋强机械把混凝土中的钢筋适度拉伸着，在混凝土凝结后撤去外力，钢筋就会在混凝土里产生一个收缩的应力，使钢筋混凝土强度更大。因而可以减少钢筋用量，节约钢材。

预应力机械工作原理建筑、桥梁、公路构件有混凝土构件、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土构件。预应力钢筋就是预先拉长一些的钢筋、构件轻，而且构件能承受更大的重量。钢筋预应力机械不但要将钢筋拉长，而且要将钢筋锚固定在混凝土构件上，让钢筋回复原样的力压缩混凝土。

钢筋预应力机械主要由张拉机及锚具组成。

张拉机的种类有机械式、电热式及液压式。机械式主要是用小车牵引钢筋；电热式利用钢筋热胀冷缩的原理，加热钢筋使其伸长。现在，大量使用的主要是液压式张拉机。

液压式张拉机由液压泵站和千斤顶两部分组成。液压泵站输出高压油给千斤顶，千斤顶有空芯的、实芯的。实芯千斤顶拉钢筋，称拉杆千斤顶。空芯千斤顶顶钢筋，称穿心千斤顶。

锚具由锚环及夹片组成（右图所示）。夹片由两片或三片组成，夹片内表面加工有齿牙，表面硬度较高，夹片的两片或三片合拢后，外形为锥形，而锚环的孔为倒锥形孔，这样，夹片夹住钢筋后，如同圆形楔子楔在锚环内，越夹越紧。锚具分单锚和群锚（将很多钢筋锚在一起）1。

预应力机械分类预应力机械按预应力筋种不同可分为以下三种：

（1）粗钢筋预应力张拉设备

采用穿心式千斤顶，用于张拉单根精轧高强螺纹钢筋。其优点是施工方便、操作简单、锚固可靠；缺点是受钢筋强度限制，适用于较小的钢筋混凝土构件。

（2）高强钢丝束预应力张拉设备(锥锚式千斤顶)

用于高强钢丝束4～24根，直径为5 mm或6 mm的高强钢丝束。其优点是适用于中小长度的混凝土构件，成本较低，易于操作，施工质量较好；缺点是只能张拉24根钢丝，不能做群锚，对混凝土构件的截面尺寸有影响。

（3）钢绞线预应力张拉设备(群锚千斤顶)

目前已形成系列产品，可张拉1～60根钢绞线，还可以向更多根发展。其优点是可按需要选用钢绞线根数，采用群锚技术，合理控制混凝土构件的截面尺寸，减轻构件总重量，降低施工成本，张拉吨位更大；缺点是张拉吨位大要求液压系统压力高，密封件易损坏2。

预应力机械的型号预应力机械的型号表示方法见下表：

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预应力机械拉伸钢筋的使用安全（1）采用钢模配套张拉，两端要有地锚，还必须配有卡具、锚具，钢筋两端须镦头，场地两端外侧应有防护栏杆和警告标志。

（2）检查卡具、锚具及被拉钢筋两端镦头，如有裂纹或破损，应及时修复或更换。

（3）卡具刻槽应比所拉钢筋的直径大0．7mm～1mm，并保证有足够强度使锚具不致变形。

（4）空载运转，校正千斤顶和压力表的指示吨位，定出表上的数字，对比张拉钢筋所需吨位及延伸长度。检查油路应无泄漏，确认正常后，方可作业。

（5）作业后，操作要平稳，均匀，张拉时两端不得站人。拉伸机在压力情况下严禁拆卸液压系统中的任何零件。

（6）在测量钢筋的伸长或拧紧螺帽时，应先停止拉伸，操作人员必须站在两侧面操作。

（7）用电热张拉法带电操作时，应穿绝缘胶鞋和戴绝缘手套。

（8）张拉时，不准用手摸或脚踩钢筋或钢丝。