先張法的案例
先張法施工詳細介紹
先張法的施工工藝如圖5-1所示
一、先張法的施工設備
（一）臺座
1．墩式臺座
以混凝土墩作承力結構的臺座稱墩式臺座，一般用于平臥生產的中小型構件，如屋架、空心板和平板等。生產空心板、平板等平面布筋的混凝土構件時，由于張力不大，可利用簡易墩式臺座，如圖5-2所示。生產中型構件或多層疊澆構件時，多用如圖5-3所示的墩式臺座，臺座局部加厚，以承受部分張拉力。墩式臺座是由傳力墩、臺面、橫梁組成。
2．槽式臺座
槽式臺座由端柱、傳力柱、柱墊、橫梁和臺面等組成，既可承受張拉力，又可作蒸汽養護槽，適用于張拉力較大的大型構件，如吊車梁、屋架等，如圖5-4所示。
（二）夾具與張拉機具
1．張拉夾具
2．夾具的要求
夾具本身須具備自鎖和自錨能力，自鎖即錐銷、齒板或楔塊打入后不會反彈而脫出的能力；自錨即預應力筋張拉中能可靠地錨固而不被從夾具中拉出的能力。同時，先張法用夾具的靜載錨固性能，應符合Ⅰ類錨具的效率系數ηa大于或等于0.95的要求。同時，夾具還應具有安全的重復使用性能。
（三）張拉設備
1．手動卷筒式張拉機
手動卷筒式張拉機的構造是將手搖絞車裝在小鋼軌道上，鋼絲繩卷在卷筒上，卷筒與齒輪聯結，齒輪上方裝有錐銷及制動爪；鋼絲繩另一端串聯彈簧測力計和嵌式夾具。
手動卷筒式張拉機的使用方法：搖動手柄，齒輪帶動卷筒順轉，張拉鋼絲；提起錐銷及制動爪，齒輪倒轉，松開鋼絲。其具體操作是將鋼絲夾在嵌式夾具上→轉動卷筒，張拉鋼絲→張拉到預定張拉力值，停止搖手柄，固定鋼絲→提起錐銷制動爪，卷揚機倒轉→松開夾具，取出鋼絲，張拉完畢。
2．電動卷筒式張拉機
電動卷筒式張拉機是把慢速電動卷揚機裝在小車上制成。
展開 解決預應力張拉孔道不密實的兩種新工藝
最后，感謝鄭州大學王俊博士的學位論文《折線先張法預應力混凝土梁徐變性能研究》，以及石家莊鐵道大學劉立峰等的論文《折線先張梁長線法工藝研究》的插圖。
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預加應力的方法與設備(Prestressed Concrete)
在<預應力混凝土結構的概念(Prestressed Concrete)>的基礎上, 這個筆記follow著課程進度[5/3/2021至5/9/2021 Week 9], 簡要討論了預加應力的主要方法與設備.
2 先張法
先張法(Pre-tensioning)是先張拉鋼筋，后澆筑構件混凝土的方法, 如下圖所示. a) 預應力鋼筋就位，準備張拉; b) 張拉并錨固，澆筑構件混凝土; c)松錨，預應力鋼筋回縮，制成預應力混凝土構件. 放張(將臨時錨固松開，緩慢放松張拉力)，讓預應力鋼筋的回縮，通過預應力鋼筋與混凝土間的粘結作用，傳遞給混凝土，使混凝土獲得預壓應力。在臺座上張拉預應力筋后澆筑混凝土并通過粘結力傳遞而建立預加應力的混凝土構件就是先張法預應力混凝土構件。
先張法工藝流程示意圖
3 后張法
后張法(Post-tensioning)是先澆筑構件混凝土，待混凝土結硬后，再張拉預應力鋼筋并錨固的方法, 如下圖所示。a)澆筑構件混凝土，預留孔道，穿入預應力鋼筋; b)千斤頂支于混凝土構件上，張拉預應力鋼筋; c)用錨具將預應力鋼筋錨固后進行孔道壓漿. 在混凝土結硬后通過張拉預應力筋并錨固而建立預加應力的構件稱為后張法預應力混凝土構件。施工工藝不同，建立預應力的方法也不同，后張法是靠工作錨具來傳遞和保持預加應力的；先張法則是靠粘結力來傳遞并保持預加應力的。
后張法工藝流程示意圖
4 錨具
4.1 對錨具的要求
(1) 臨時夾具: 在制作先張法或后張法預應力混凝土構件時，為保持預應力筋拉力的臨時性錨固裝置。
(2) 錨具: 在后張法預應力混凝土構件中，為保持預應力的拉力并將其傳遞到混凝土上所用的永久性錨固裝置。
展開 八卦預應力空心方樁的故事
預應力空心方樁又可以分為先張法預應力和后張法預應力（預應力預制樁一般是先張法預應力）。所謂“先張法預應力”，指的是在制作預制樁的時候，把鋼筋編織成鋼筋籠放入樁模板澆筑完混凝土，在混凝土凝固上強度前，對鋼筋籠主筋預先漲拉一定的內力，等到混凝土成型并且達到一定強度后，釋放預漲力，這時候由于混凝土對鋼筋的握裹作用，主筋內部的張力就存在于樁身整體中，從而使樁體在受到彎、折力時，混凝土不會脆斷。
好了，正事兒說完，下面來八卦一下預應力空心方樁的前世今生。注意，是八卦，不要當真。
預應力空心方樁，發展晚于預應力管樁，據說是由一家叫“某技”的公司握有知識產權并推廣使用。在本世紀初，某技公司的領導層，因為發展理念的不同，一分為二、分道揚鑣，分別成立了“滬上某技”和“滇上某技”兩家公司，并且都在推廣預應力空心方樁這項技術和產品上下了功夫。
任何建筑產品或技術的推廣，無非是從業主、設計（勘察）單位、施工單位、建筑主管部門等各方做工作。跟業主說，預制方樁相對于其它樁型，成本更低讓他們多多的采用，跟設計院說，樁型更合理、更安全讓他們更多的采納設計，跟施工單位說，更節省施工時間、易于操作讓他們更愿意使用，跟建筑主管部門說，更易于保證工程質量、工程安全讓他們更愿意推廣并且制定相應規范規程。總之，站在不同主體的角度闡述不同的利害關系。當然了，推廣過程中是否有利益輸送，不敢說有沒有，這個大家都懂的。
展開 
橋梁歷史上的今天(1月3日)
該工程全長988.43m，其中橋梁長288.43m，橋寬15.4m，按二級公路標準設計，設計時速為60km/h，橋跨布置為5x20m+81.9m+5x20m，主橋為下承式預應力混凝土系桿拱橋，兩側引橋均為20m跨徑的先張法預應力混凝土空心板。
4. 2015年1月3日，中國貴州黔東南從江縣寧波橋建成通車。該橋為石拱橋，橋長34米、寬8米，這座石橋是一座愛心橋，其建造資金是由寧波的愛心人士捐贈，故取名“寧波橋” 。
5. 2017年1月3日，中國湖南邵陽金沙橋建成通車。該橋是一座二級公路橋梁，全長104m，寬12.5m，原名高沙大橋，因鄰近蓼水河邊金沙灘，改名為“金沙橋”。
6. 2017年1月3日，中國四川省瀘州市的沱江二橋北岸高架橋建成通車。該橋為5聯14跨(一聯為3跨，其中一側少1跨)，共計15個墩臺，總長約490m。其中，中間一聯為鋼箱梁，兩側為預制。
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對目前研究熱點有獨到見解和設置方法，如裝配式組合結構（螺栓、RC構件和連接件的設置等）、預應力結構（先張法、后張法）等。
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（2）初始預應力場
初始預應力場可以直接模擬先張法，獲得拉索預應力后期應力增量。初始預應力場法直觀方便，但是所施加的預應力不能隨結構響應發生改變，從而無法模擬真實的工況。
（3）生死單元法
生死單元只需一次計算即可以準確地模擬所要施加的預應力，但是有限元模擬過程復雜。相對于等效降溫法和初始應變法，生死單元法一次計算就能準確模擬施加預應力，從而避免了等效降溫法和初始應變法在試驗過程中因預應力損失而帶來的麻煩。
（4）裝配荷載法
裝配荷載法[1]可用于模擬預應力結構靜力狀態下施加預應力的過程，原理是將擰緊預應力螺栓的過程用來模擬張拉并錨固預應力拉索。一旦定義了合理的邊界條件，有限元軟件ABAQUS就可以模擬索力隨長度變化的過程。裝配荷載法適用于連續體單元和線單元，通常可以采用桿單元模擬預應力拉索。
與生死單元法相比，裝配荷載法更加直觀方便，與降溫法和初始應力場法相比，裝配荷載法更加貼近工程實際，傳統的降溫法和初始應力法不能適用于高溫模擬預應力隨外部荷載的變化而改變的過程，本人認為荷載裝置法更適合作為張弦梁結構預應力的施加方式。
參考文獻
[1] 潘鵬，張微敬，錢稼茹．基于ABAQUS的預應力拉索施工過程模擬方法及應用研究．全國現代結構工程學術研討會．2009
附件進行了修改補充，如有問題或不能下載可隨時溝通，我會盡快回復。
（日常工作較忙難免有紕漏，敬請諒解，有問題還請隨時溝通）
展開 預應力混凝土受彎構件設計計算方法
(3) 端部錨固區承載力計算: 對后張法預應力混凝土構件主要是錨下局部區和總體區計算，確定錨下間接鋼筋數量及布置;對先張法預應力混凝土構件，主要是預應力鋼筋的錨固長度及傳遞長度計算。
4 持久狀況和短暫狀況的構件應力計算
(1) 持久狀況構件的應力計算: 基于預應力混凝土受彎構件受力的使用階段而進行的設計計算，包括：①受彎構件截面的混凝土法向正應力；②預應力鋼筋的拉應力；③截面的混凝土主應力計算。計算應力值都不得超過規定的限值。
(2) 短暫狀況構件的應力計算: 基于預應力混凝土受彎構件的施工階段而進行的設計計算；在設計上主要是進行短暫狀況構件截面的混凝土應力計算；必要時進行構件的變形計算。
5 持久狀況正常使用階段的計算
(1) 受彎構件的抗裂性驗算: 對全預應力混凝土和部分預應力混凝土A類構件，要進行構件正截面和斜截面的抗裂性驗算。對部分預應力混凝土B類構件，要進行構件混凝土最大彎曲裂縫寬度的驗算。
(2) 受彎構件的撓度與變形的驗算。
展開 橋梁歷史上的今天(10月29日)
施橋運河大橋組成為為(3×25m)后張法預應力砼空心板梁+132m下承式啞鈴型鋼管混凝土系桿拱+(3×20m)先張法預應力混凝土空心板梁。主橋橋墩墩身為矩形截面柱式墩，鉆孔灌注樁群樁基礎。主橋拱軸線采用二次拋物線，矢高25.732m，矢跨比為1/5。
9. 2014年10月30日，中國湖南張家界慈利巖泊渡大橋竣工通車。巖泊渡大橋又叫巖泊渡澧水大橋，橋型布置采用2x30m預應力T梁+（50+2x80+50）m連續箱梁+2x30m預應力T梁，橋面寬12m，下部構造采用柱式墩、樁基礎、埋置式臺。接線工程：主線采用二級公路標準，路基寬12m，路面寬9.0m，設計車速60m；支線采用三級公路標準，路基寬8.5m，路面寬7.0m，設計車速40m。工程總投資3644.9324萬元。
10. 2015年10月30日，中國大連星海灣大橋建成通車。大橋為中國首座海上地錨式懸索跨海大橋，主橋跨徑為180+460+180m，矢高69m，塔高112.3m。車道為上下雙層布置，上下兩層車道均為單行四車道。
11. 2016年10月30日，中國黑龍江濱北線松花江公鐵兩用橋建成通車。大橋為中國高寒地區第一座現代化公鐵兩用橋，也是黑龍江省省內最長的跨江公鐵兩用橋。大橋由2x96m簡支鋼桁梁+(96+2x144+96)m連續鋼桁梁+6x96m簡支鋼桁梁組成，主桁采用帶豎桿的三角形桁架形式，主桁中心距14m，桁高14m，節間距12m。
來源：敦樸小兵
展開 預應力混凝土結構的概念(Prestressed Concrete)
缺點: 預應力混凝土結構施工工藝較復雜，對施工質量要求甚高，同時需要有專門設備，如張拉機具、孔道壓漿設備等，先張法需要有張拉臺座，因而需要配備技術較熟練的專業隊伍。預應力混凝土結構主要缺點有：(1) 預應力上拱度不易控制。預制梁存梁時間過久再進行安裝，就可能因預應力作用使上拱度很大，造成橋面不平順。(2) 預應力混凝土結構的開工費用較大，對于跨徑小、構件數量少的工程，成本較高。
土木工程施工讀書筆記
其施工具體方法主要分為以下三種:
(1)先張法施工:先張拉預應力鋼筋,然后再澆筑混凝土構件的一種施工方法主要施工過程是在澆筑混凝土構件之前,張拉預應力鋼筋并將其臨時錨固在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土構件,待混凝土到達一定強度、混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結力后,放松預應力鋼筋,借助混凝土與預應力鋼筋之間的粘結,使混凝土產生預壓應力。
(2)后張法施工:是先制作混凝土構件后張拉預應力鋼筋的一種施工方法,要施工過程:先制作混凝土構件并預留孔道,待混凝土達到一定強度后,將預應力鋼筋傳入孔道,利用張拉機具張拉預應力鋼筋,然后用錨具將預應力鋼筋錨固在構件端部,最后進行孔道灌漿。
(3)粘結預應力施工:是在后張法基礎上發展起來,要施工過程:采用表面有涂料、外面包有塑料套管的預應力筋,鋪設在模板內,然后澆筑混凝土,待混凝土到達設計要求的強度后,再進行預應力筋的張拉、錨固。
四、結束語
總之,土木工程施工技術在近幾十年雖然有了飛速發展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半機械作業為主,勞動效率大大低于其他產業部門,還屬于勞動力密集型的產業,現代土木工程施工技術的發展方向,除了要有滿足當前土木工程建設需要而與之配套的施工技術,還要向高效率、無公害、高質量、機械化、智能化、高技術含量、信息化的方向發展。
原作者：王鑫
展開 
Midas 橋梁設計建模計算
圖 4.1.1 橫截面布置圖(cm)
圖 4.1.2 邊板截面（cm）
圖 4.1.3 中板截面（cm）
二、主要技術指標
（1） 結構形式：裝配式先張法預應力混凝土簡支空心板梁
（2） 計算跨徑：16m
（3） 斜交角度：0 度
（4） 汽車荷載：公路－Ⅱ級
（5） 結構重要性系數:1.0
三、計算原則
（1） 執行《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2015）和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2012）。
（2） 6 厘米厚現澆 C50 混凝土不參與結構受力，僅作為恒載施加。
（3） 溫度效應，均勻溫升降均按 20 攝氏度考慮；溫度梯度按《公路橋涵設計通用規范》規定取值。
（4） 按 A 類部分預應力混凝土構件設計。
（5） 邊界條件：圓形板式橡膠支座約束用彈性支承進行模擬，彈簧系數SDx=SDy=1890 KN/m；SDz=9.212E+05KN/m；SRx＝078E+09KN.m/rad；
四、主要材料及配筋說明
（1） 空心板選用 C50 混凝土
（2） 預應力鋼絞線公稱直徑 ，1 根鋼絞線截面積，抗拉強度標準值，錨具變形總變形值為 12mm。橫截面預應力筋和普通鋼筋布置見圖
4.4.1 和圖 4.4.2。預應力筋有效長度見表 4.4.1。
展開 Midas橋梁建模計算，全過程圖文解析！
圖 4.1.1 橫截面布置圖(cm)
圖 4.1.2 邊板截面（cm）
圖 4.1.3 中板截面（cm）
二、主要技術指標
（1） 結構形式：裝配式先張法預應力混凝土簡支空心板梁
（2） 計算跨徑：16m
（3） 斜交角度：0 度
（4） 汽車荷載：公路－Ⅱ級
（5） 結構重要性系數:1.0
三、計算原則
（1） 執行《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2015）和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2012）。
（2） 6 厘米厚現澆 C50 混凝土不參與結構受力，僅作為恒載施加。
（3） 溫度效應，均勻溫升降均按 20 攝氏度考慮；溫度梯度按《公路橋涵設計通用規范》規定取值。
（4） 按 A 類部分預應力混凝土構件設計。
（5） 邊界條件：圓形板式橡膠支座約束用彈性支承進行模擬，彈簧系數SDx=SDy=1890 KN/m；SDz=9.212E+05KN/m；SRx＝078E+09KN.m/rad；
四、主要材料及配筋說明
（1） 空心板選用 C50 混凝土
（2） 預應力鋼絞線公稱直徑 ，1 根鋼絞線截面積，抗拉強度標準值，錨具變形總變形值為 12mm。橫截面預應力筋和普通鋼筋布置見圖
4.4.1 和圖 4.4.2。
展開 預應力施加方法各家匯集分類:ANSYS應用
預應力筋張拉模擬采用降溫法模擬預應力張拉.對先張法預應力混凝土,一次降溫可模擬張拉過程;對后張法預應力混凝土,由于降溫模擬張拉過程中結構會發生相應變化,因此一次降溫模擬難以達到預期張拉力,可以通過降溫迭代方法來達到預期值.而對于彈性壓縮損失,則可利用單元生死技術模擬分批張拉有效計入
個人愚見：
等效荷載做分析，對于直線筋，模型整體分析顯然是適用的，做局部分析也可以；對于曲線筋無法模擬損失及應力分布情況，不適用。
溫度模擬預應力實際上是有問題的，從計算理論上可知，即使對于不考慮摩察損失的直線筋，若鋼筋與梁體分離僅僅梁端耦合，本質上與等效荷載法完全一致；若不只是梁端耦合，那么降溫過程，無法模擬張拉鋼筋的滑移，對于曲線筋，無法模擬預應力鋼筋的損失及梁體受到切向摩察的應力分布情況，所以應該說用溫度模擬預應力是有很大的問題的。
初應變模擬鋼筋與溫度類似，若要研究梁體局部應力分布情況，與降溫法一樣無法模擬。模擬出的結論對梁的跨中截面而言可能正確的，但離開跨中，有摩察和滑移地方不正確，并且越離跨中遠誤差越大。
所以很多分析都是針對跨中數據的檢驗，好像正確（跨中剛好對稱），若對離開跨中一段距離進行分析，就會發現不正確。所以若要對梁體進行局部應力分布分析，要考慮滑移和摩察的切向影響后，就會發現問題。
所以實際用ANSYS計算的預應力效果不如用結構設計原理和規范計算結果準確。橋梁博士是采用設計原理和規范計算方法，所以比較準確。
展開 八大工程主要隱檢項目及內容， 一次說清楚！
（2）填寫要點：預應力工程隱檢記錄中要注明施工圖紙編號，預應力的種類（有粘結或無粘接），預應力的方法（先張法、后張法），錨具的規格型號，預應力筋的長度尺寸，預埋墊板的尺寸等，將檢查內容描述清楚。
08
鋼結構（網架）工程
（1）檢查內容：依據施工圖紙、有關施工驗收規范要求和施工方案、技術交底，檢查地腳螺栓規格、位置、埋設方法、緊固情況等；防火涂料涂裝基層的涂料遍數及涂層厚度；網架焊接球節點的連接方式、質量情況；網架支座錨栓的位置、支撐墊塊的種類及錨栓的緊固情況等；
（2）填寫要點：鋼結構（網架）工程隱檢記錄中要注明施工圖紙編號，主要材料的型號規格，主要原材料的復試報告編號，將檢查內容描述清楚。
09
外墻內（外）保溫構造節點做法
（1）檢查內容：依據施工圖紙、有關施工驗收規范要求和施工方案、技術交底，檢查構造節點的連接方法等情況；
（2）填寫要點：隱檢記錄中要注明施工圖紙編號、保溫材料的種類規格、厚度，可附與外墻板連接的節點簡圖等。將檢查內容描述清楚。
02
建筑裝飾裝修工程?
01
地面工程
（1）檢查內容：依據施工圖紙、有關施工驗收規范要求和施工方案、技術交底，檢查各基層（墊層、找平層、隔離層、填充層）的材料品種、規格、鋪設厚度、鋪設方式、坡度、標高、表面情況、節點密封處理等情況；
（2）填寫要點：地面工程隱檢記錄中要注明施工圖紙編號，地面鋪設的類型（石材地面、木材地面、水泥地面、板材地面），材料的品種規格等，將檢查內容描述清楚。
展開 