预应力损失_原创文档.pdfVIP

预应力的损失机理及防腐措施

一预应力损失的概况

1预应力损失指的是在预应力构件的施工及使用过程中，预应力筋的张拉应力由于张拉工艺

和材料特性等原因而不断降低的现象。预应力损失的大小影响建立的有效预应力的大小，进

而影响整个构件乃至整个结构的性能。预应力混凝土结构(或构件)中的预压应力是通过张拉

预应力钢筋实现的。

根据目前的研究，一般都将预应力损失分为两类:瞬时损失和长期损失。瞬时损失指的是施

加预应力时短时间内完成的损失，包括锚具变形和钢筋滑移，混凝土弹性压缩，先张法蒸汽

养护及折点摩阻，后张法管道摩擦及分批张拉等损失[1]。长期损失指的是考虑了材料的时

间效应所引起的预应力损失，主要包括了混凝土的收缩、徐变和预应力筋的松弛损失。

2各类预应力损失的分析研究

2.1锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失

后张法施工的预应力混凝土构件，当张拉完毕并开始锚固时，锚具本身将因受到很大的压力

而变形，锚下垫板缝隙也将被压密而变形，从而引起应力损失;锥形锚具是在预应力筋张拉

到控制应力后，靠千斤顶活塞回油顶塞才锚固的，顶塞锚固时钢丝的回缩也要引起应力损失;

对于分块拼装构件的接缝，在张拉锚固后，接缝继续被压密而引起应力损失。

2.2预应力钢筋与管道间摩擦引起的应力损失

在预应力混凝土结构中，一般是通过后张法工艺施加预应力的。在后张法构件中，由于张拉

钢筋时预应力钢筋与管道壁之间接触而产生摩擦阻力，此项摩擦阻力与张拉力方向相反，因

此，钢筋中的实际应力较张拉端拉力计中的读数要小，即造成钢筋中的应力损失，摩擦阻力

引起的预应力损失与很多因素有关，例如钢筋表面形状、管道材料、管道形状和施工质量等。

摩阻损失，主要由管道的弯曲和管道位置偏差两部分影响所产生。对于直线管道，由于施工

中位置偏差和孔壁不光滑等原因，在钢筋张拉时，局部孔壁仍将与钢筋接触而引起摩擦损失，

一般称此为管道偏差影响(或称长度影响)摩擦损失，其数值较小:对于弯曲部分的管道，除

存在上述管道偏差影响之外，还存在因管道弯转，预应力对弯道内壁的径向压力所起的摩擦

损失，称此为弯道影响摩擦损失，其数值较大，并随钢筋弯曲角度之和的增加而增加。曲线

部分摩擦损失是由以上两部分影响所形成，故要比直线部分摩擦损失大得多。

2.3预应力筋与台座间的温差引起的应力损失

这项预应力损失仅发生在先张法预应力混凝土构件中，在先张法预应力构件施工中，为了缩

短生产周期，常采用蒸汽养护和其它方法加热养护混凝土。在升温过程中，混凝土与预应力

筋之间尚未建立粘结力，预应力筋将因受热而伸长，而预应力筋的温度升高值大于张拉台座，

两者存在温差，预应力筋的伸长量相当于使其原来张拉的变形放松一部分，即发生应力降低，

引起预应力损失[2]。在降温过程中，混凝土与预应力筋已经粘结成整体，故两者共同回缩，

由于钢筋与混凝土热膨胀系数相近，预应力筋中应力损失将无法恢复。

2.4混凝土弹性压缩所引起的应力损失

预应力混凝土构件受到预压力后，立即会产生弹性压缩应变，此时已与混凝土构件共同作用

的预应力筋，会产生与相应位置处混凝土一样的压缩应变，因而产生预应力损失，这种应力

损失称为混凝土弹性压缩损失。该项预应力损失与预应力的施加工艺相关。

2.4.1先张法构件

先张法构件中对预应力筋的张拉和对混凝土进行传力预压，是先后分开的两个工序。因

此，在放松截断预应力筋时，由于其已与混凝土粘结成整体，则预应力筋与混凝土将发生相

同的压缩应变，因而引起预应力损失。

2.4.2后张法构件

在后张法预应力混凝土构件中，混凝土的弹性压缩发生在张拉过程中，并张拉过程同时完成。

对一次完成张拉的后张法构件，无须考虑该项损失。对于分批张拉、锚固的预应力筋，后张

拉的预应力筋将引起混凝土的弹性压缩，并造成先张拉预应力筋的应力损失。故后张法构件

中的此项应力损失，通常称为分批张拉应力损失。

2.5混凝土的收缩和徐变引起的应力损失

混凝土是一种复合材料，它随着时间的推移会发生错综复杂的物理和化学变化，徐变与收缩

是混凝土材料的固有特性。在预应力作用下，由于混凝土的收缩与徐变使构件的长度缩短，

预应力筋也随之缩短，将造成预应力损失。由于影响混凝土收缩和徐变的因数极为复杂，按

其来源大致可以分成五大类:结构、材料、工艺、环境、时间，因此，混凝土的收缩与徐变

引起的应力损失计算是各项预应力损失计算中最为复杂的一项。

在设计预应力混凝土构件时，应根据所采用的方法，按照不同的工作阶段考虑有关的预应力

损失。在各项损失中，一般来说，以混凝土收缩、徐变引起的应力损失最大；此外，在后张

法