§3.2钢筋和预应力机械

§3.2　钢筋和预应力机械

3.2.1　钢筋强化机械

为了提高钢筋强度，通常对钢筋进行冷加工。冷加工的原理是:利用相关机械对钢筋施以超过屈服点的外力，使钢筋产生变形，从而提高钢筋的强度和硬度，减少其塑性变形。同时还可以增加钢筋长度，节约钢材。钢筋冷加工主要有冷拉、冷拔、冷轧和冷轧扭四种工艺。钢筋强化机械是对钢筋进行冷加工的专用设备，主要有钢筋冷拉机、钢筋冷拔机、冷轧带肋钢筋成型机和钢筋冷轧扭机等。

1.钢筋冷拉机

钢筋冷拉是指在常温下，以超过钢筋屈服强度的拉应力拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形，达到提高其强度和节约钢材的目的。钢筋冷拉后屈服点提高、塑性降低(变脆)、弹性模量也略有降低。

冷拉工艺适用于I～Ⅳ级钢筋。冷拉时钢筋被拉直，表面锈渣自动剥落。因此冷拉不仅可以提高钢筋的强度，而且还可以同时完成调直和除锈工作。冷拉I级钢筋用做非预应力的受拉钢筋，冷拉Ⅱ、Ⅲ级钢筋则多用做预应力钢筋。

受压钢筋一般不宜冷拉，即使冷拉，也不利用其冷拉后提高的强度。在承受冲击荷载的动力设备基础及负温度条件下也不应采用冷拉钢筋。

钢筋的冷拉设备有两种:一种是采用卷扬机带动滑轮组为冷拉动力的机械设备;另一种是采用长行程(1500mm以上)的专用液压千斤顶和高压油泵的液压设备。

(1)卷扬机冷拉设备

①构造组成

卷扬机式钢筋冷拉机主要由地锚1、卷扬机2、定滑轮组3、导向滑轮13、测力器10和动滑轮组5等组成，如图3.2.1所示。

1—地锚;2—卷扬机;3—定滑轮组;4—钢丝绳;5—动滑轮组;6—前夹具;7—活动横梁;

8—放盘器;9—固定横梁;10—测力器;11—传力杆;12—后夹具;13—导向滑轮

图3.2.1　卷扬机式冷拉机示意图

②工作原理

卷扬机式钢筋冷拉机的工作原理是:卷扬机卷筒上的钢丝绳正、反向绕在两副动滑轮组上，当卷扬机旋转时，夹持钢筋的一副动滑轮组被拉向卷扬机，钢筋被拉长。另一副动滑轮组被拉向导向滑轮，为下一次冷拉时交替使用。钢筋所受的拉力，经传力杆11和活动横梁7传给测力器10，测出拉力的大小。钢筋拉伸长度通过机身上的标尺直接测量或用行程开关控制。

③技术特点

电动卷扬式钢筋冷拉机是目前冷拉钢筋的主要设备。一般采用慢速的电控制式卷扬机和离合器式卷扬机两种，其卷扬能力多在5t以下。由于冷拉钢筋有时需要数十吨的冷拉力(如冷拉一根φ20mm的Ⅱ级钢筋需要14t的冷拉力，冷拉一根φ40mm的Ⅱ级钢筋需要56t的冷拉力)，即使选用慢速卷扬机，其卷扬速度对冷拉也是不适应的。如果直接进行冷拉，其速度还是太快，难以控制。所以，采用卷扬机冷拉钢筋，还必须有滑轮组配合，以提高冷拉能力和降低冷拉速度。粗、细钢筋的冷拉机的结构和工作原理相同，而其拉力大小不同。在一般情况下，冷拉细钢筋时，采用3t慢速卷扬机;冷拉粗钢筋时，采用5t慢速卷扬机。

④技术性能

电动卷扬式钢筋冷拉机的主要技术性能如表3.2.1所示。

表3.2.1　电动卷扬式钢筋冷拉机的主要技术性能表

(2)液压式钢筋冷拉设备

①构造组成

如图3.2.2所示，液压式冷拉机主要由液压张拉缸5、泵阀控制器6、装料小车3、翻料架2、前端夹具4和尾端挂钩夹具1等组成。

1—尾端挂钩夹具;2—翻料架;3—装料小车;4—前端夹具;5—液压张拉缸;

6—泵阀控制器;7—混凝土基座

图3.2.2　液压钢筋冷拉机构造简图

②工作原理

液压钢筋冷拉工艺是采用液压冷拉机作为冷拉动力设备。作业时，由两台电动机分别带动高、低压油泵，使高、低压油经过输油管路、液压控制阀进入油压张拉油缸，完成拉伸钢筋和回程的动作。

③技术特点

液压式钢筋冷拉机的主要特点是:结构紧凑、工作平稳、噪声小、自动化程度高、操作灵敏，同时可以准确地测定冷拉率和冷拉应力，很容易实现自动控制。但液压装置行程短，其使用范围受到限制。

④技术性能

320kN液压钢筋冷拉机的主要技术性能如表3.2.2所示。

表3.2.2　320kN液压钢筋冷拉机的主要技术性能表

2.钢筋冷拔机

如图3.2.3所示，钢筋冷拔是使φ6～8mm的光圆钢筋强力通过拔丝模(模孔比钢筋直径小0.5～1mm)，使钢筋产生塑性变形，以改变其物理力学性能。钢筋冷拔后，横向压缩(截面缩小)，纵向拉伸，内部晶格产生滑移，其抗拉强度可以提高50%～90%，塑性降低，硬度提高。这种经冷拔加工的钢丝称为冷拔低碳钢丝。与冷拉相比，冷拉是纯拉伸线应力，冷拔是拉伸与压缩兼有的立体应力。冷拉后，钢筋仍有明显的屈服点。冷拔后则没有明显的屈服点。冷拔低碳钢丝按其机械性能和冷拔次数而提高的钢丝强度分为甲、乙两级。甲级钢丝主要用于预应力筋，乙级钢丝适用于作焊接网、焊接骨架、箍筋和构造钢筋。

1—进口区;2—挤压区;3—定径区;4—出口区

图3.2.3　钢筋冷拔机示意图

拔丝模是拔丝机上的主要工作机构，根据拔丝模在拔丝过程中的作用不同，大致可以将其划分为四个工作区域:

进口区:进口区的形状呈喇叭口形，这种形状便于被拔钢筋的引入。

挤压区:该区域是拔丝模的主要工作区域，被拔的粗钢筋在该区域内被强力拉拔和挤压而由粗变细，挤压区的角度为14°～18°;拔制φ4mm的钢丝时为14°;拔制φ5mm的钢丝时为16°;拔制大于φ5mm的钢丝时为18°。

定径区:该区域使被拔钢筋保持一定的截面，又称为圆柱形挤压区，其轴向长度约为所拔钢丝直径的一半。

出口区:拔制成一定直径的钢丝从该区域引出，卷绕在卷筒上。

钢筋冷拔机械(拔丝机)有立式和卧式两种，每种又有单卷筒和双卷筒之分。当拔丝的生产任务大时(如构件厂的钢筋加工车间)，还可以将几台拔丝机组合起来，形成三联、四联、五联的拔丝机。

(1)立式拔丝机

立式拔丝机的构造及拔丝过程如图3.2.4所示，即涡轮涡杆传动的立式拔丝机的外形构造。电动机通过涡轮涡杆传动机构带动立轴旋转，使安装在立轴上的拔丝筒一起转动，卷绕着强行通过拔丝模的钢筋，使其成为冷拔钢丝。当拔丝筒上面的冷拔丝达到一定圈数后，可以用拔丝机上的辅助小吊车将其取下，再使拔丝筒继续拔丝。

1—盘料架;2—钢筋;3—阻力轮;4—拔丝模;

5—卷筒;6—支架;7—电动机

图3.2.4　立式单卷筒拔丝机构造简图

(2)卧式拔丝机

如图3.2.5所示为电动双筒卧式拔丝机的构造。由电动机、减速箱、拔丝卷筒、拔丝模和放圈架等组成。

卧式拔丝机的工作原理是:电动机带动三角带驱动变速箱4减速，使卧式卷筒3以20r/min的旋转速度强力引拉钢筋通过拔丝模而完成拉拔工序，并将拔出的钢丝缠绕在卷筒上。

3.冷轧带肋钢筋成型机

冷轧带肋钢筋(冷轧螺纹钢筋)是近几年发展起来的一种新型的建筑用钢材，用普通低碳钢盘条或低合金钢盘条，经多道冷轧或冷拔减径和一道压痕，最后形成带有两面或三面月牙形横肋的钢筋。由于其强度高(抗拉强度比热轧线材提高50%～100%)、塑性好(一般冷拔的δ₁₀≥2.5%，冷轧的δ₁₀≥4%)、握裹力强(与混凝土粘结锚固能力提高2～6倍)，因而得到迅速发展，广泛应用于各种建筑工程。冷轧带肋钢筋适合于10mm以下的小规格钢筋，弥补了热轧螺纹钢筋品种的不足。

1—放圈架;2—拔丝模块;3—卧式卷筒;4—变速箱;5—电动机

图3.2.5　卧式双筒拔丝机构造简图

目前，带肋钢筋生产工艺基本上可以归纳为两种:第一种为轧制工艺，即利用三辊技术实现从原料断面→弧三角断面→圆断面→弧三角断面→刻痕的流程，如图3.2.6所示。第二种为拉拔工艺，即利用冷拔模具实现从原料断面→圆断面→圆断面(再次减径)→弧三角断面→刻痕的流程，如图3.2.7所示。一般最后道次压缩率固定为22.1%。

图3.2.6　冷轧带肋钢筋轧制生产工艺示意图

图3.2.7　冷轧带肋钢筋拉拔生产工艺示意图

两种生产工艺相比较，冷轧更有利于钢筋的塑性变形，因为钢筋与轧辊之间为滚动摩擦，有较好的塑性变形条件和较低的加工硬化率，可以提高钢筋的延伸率和变形效率，适合于负偏差轧制。另外，轧制使盘条之间的对焊接头仅受到压力作用，断头率较低(仅为拉拔工艺的2%)，可以充分发挥设备的速度潜力。轧制工艺生产的成品松弛性能比拉拔成品的好，而且轧制的成品有更高的屈服极限。但是轧制工艺成品抗拉强度一般低于冷拔工艺成品的5%左右，生产成本要比冷拔工艺略高。若产品要求较高强度或原材料强度较低，可以采用拉拔工艺，并增加消除应力装置，将成品延伸率提高1%～2%，从而克服成品延伸率低的缺陷。

冷轧带肋钢筋成型机有主动式和被动式两种，目前趋向使用以拉拔机带动的辊模进行被动轧制。

被动式冷轧带肋钢筋成型机主要由机架1、调整手轮2、传动箱5和轧辊组6等组成，其结构如图3.2.8所示。冷轧机是通过轧辊组内三个互成120°角并带有孔槽的辊片组成的孔型来完成减径或成型。每台轧机装有两套轧辊组，两套轧辊组的辊片交差成60°角，使钢筋经轧制后，上下两面形成相互交错为60°角的肋条。冷轧机通过左、右侧轴，经涡轮4和涡杆3传动来实现三个辊片的收拢或张开，从而调整孔型的大小。线材通过冷轧机前轧辊出口后的断面为略带圆角的三角形，经后轧辊轧制后断面缩成圆形。

1—机架;2—调整手轮;3—涡杆;4—涡轮;5—传动箱;6—轧辊组

图3.2.8　被动式冷轧带肋钢筋成型机构造简图

4.钢筋冷轧扭机

冷轧扭钢筋(冷轧变形钢筋)是将普通低碳钢热轧成盘圆钢筋，经过冷拉、冷轧和冷扭加工，形成具有一定螺距的连续螺旋状强化钢筋。冷轧扭钢筋的生产工艺流程如下:

原料→冷拉调直→冷却润滑→冷轧→冷扭→定尺切断→成品。

钢筋经过冷轧扭加工后不仅大幅度提高了钢筋的强度，而且由于冷轧扭钢筋具有连续的螺旋曲面，使钢筋与混凝土之间产生较强的机械胶合力和法向应力，提高了两者间的粘结力。当构件承受荷载时，钢筋与混凝土相互制约，可以提高构件的强度和刚度，改善构件的弹塑性性能，使钢筋强度得到充分发挥，从而达到节省材料的目的。

钢筋冷轧扭机主要由调直机构2、冷轧机构4、冷扭机构6和定尺切断机构8等组成，如图3.2.9所示。其工作原理是:钢筋由承料器1上引出，经过调直机构调直，并清除氧化皮，再经导向架3和7进入轧机，冷轧至一定厚度，其断面轧成近似于矩形。在轧辊推动下，钢筋被迫通过已旋转了一定角度的一对扭转辊，从而形成连续旋转的螺旋状钢筋。再经过渡架穿过切断机构，进入下料架的料槽，碰到定位开关而启动切断机构，钢筋被切断并落到料架上。

1—承料器;2—调直机构;3、7—导向架;4—冷轧机构;5—冷却润滑机构;

6—冷扭机构;8—定尺切断机构;9—下料架;10—定位开关;

11、12—减速器;13—电动机;14—操作控制台

图3.2.9　钢筋冷轧扭机结构简图

钢筋冷轧扭机的主要技术参数如表3.2.3所示。

表3.2.3　钢筋冷轧扭机的主要技术参数表

3.2.2　钢筋切断机械

在混凝土构件中，根据设计图纸的构件受力状况需要配置不同规格和形状的钢筋。因此在进行钢筋配料时，由于钢筋原材料不可能与实际工程需要的长度相符，依据计算出的钢筋直线长度(即下料尺寸)，经过调整后，将钢筋进行切断。

目前，钢筋切断方式有两种形式:一种形式是作为单独的切断工序进行切断;另一种形式则作为钢筋联动机械的一部分，例如钢筋调直机便附有钢筋切断装置，能自动进行切断。

钢筋切断机械按其结构形式分为卧式和立式，按传动方式分为手工操作、机械式和液压式;机械式切断按传动形式又分为曲柄连杆式和凸轮式;液压式钢筋切断机分为电动式和手动式，电动式又分为移动式和手持式。

1.手工钢筋切断机具

手工切断钢筋是一种劳动强度大，且工效低的方法，一般用于切断量小的配筋、补筋或小型建筑企业缺少动力设备的情况下采用。此外，在预应力长线台座上放松预应力钢丝也用手工切断的方法。

(1)断线钳

断线钳(又称为剪线钳)是定型产品，按其外形长度可以分为450mm、600mm、750mm、900mm、1050mm五种，常用的600mm断线钳可以剪5mm以下的钢丝，如图3.2.10所示。

图3.2.10　断线钳示意图

(2)手压式钢筋切断器

手压式钢筋切断器是目前建筑工程中常用的一种手动式钢筋切断工具。由定刀片、动刀片、底座、手柄等组成，定刀片固定在底座上，动刀片通过传动轴及齿轮，形成杠杆加力机构，施加外力后切断钢筋。因此，在使用中可以根据所切断钢筋的直径来调整手柄长度，手压式钢筋切断器一般用于切断直径φ16mm以下的I级钢筋(3号钢)，形式及构造尺寸如图3.2.11所示。

1—动刀片;2—定刀片;3—齿轮;4—手压杆;5—摇杆;6—底座

图3.2.11　手压切断器外形及构造简图

2.机械式钢筋切断机

机械式钢筋切断机是钢筋切断的专用设备，也是钢筋加工的基本设备。目前普遍使用的有GJ5—40型曲柄连杆式钢筋切断机、QJ40—1型凸轮式钢筋切断机及GQ40L型立式偏心轴钢筋切断机等种类，用于切断直径为φ6～40mm的钢筋。

(1)GJ5—40型曲柄连杆式钢筋切断机

GJ5—40型曲柄连杆式钢筋切断机由电动机驱动，通过V形带和两对齿轮传动使偏心轴旋转。装在偏心轴上的连杆带动滑块和动刀片在机座的滑道中作往复运动，与固定在机座上的定刀片相配合切断钢筋。

GJ5—40型曲柄连杆式钢筋切断机构造如图3.2.12所示。GJ5—40型曲柄连杆式钢筋切断机主要由电动机1、带轮2和4、两对齿轮6和8、偏心轴11、连杆10、滑块12、动刀片13和定刀片14等组成。

1—电动机;2、4—带轮;3—V形带;5、7—齿轮轴;

6、8—齿轮;9—机体;10—连杆;11—偏心轴;

12—滑块;13—动刀片;14—定刀片;15—底架

图3.2.12　GJ5—40型曲柄连杆式钢筋切断机构造简图

GJ5—40型曲柄连杆式钢筋切断机的主要技术性能如表3.2.4所示。

表3.2.4　GJ5—40型曲柄连杆式钢筋切断机的主要技术性能表

(2)QJ40—1型凸轮式钢筋切断机

QJ40—1型凸轮式钢筋切断机由电动机通过皮带传动，使凸轮机构旋转，由于凸轮的偏心作用，动刀片在机座轴中作往复摆动，与固定在机座上的定刀片相配合切断钢筋。

QJ40—1型凸轮式钢筋切断机如图3.2.13所示，主要由机架1、操作机构3、传动机构4和5、电动机6等组成。

QJ40—1型凸轮式钢筋切断机的主要技术性能如表3.2.5所示。

1—机架;2—托料装置;3—操作机构;4、5—传动机构;6—电动机

图3.2.13　QJ40—1型凸轮式钢筋切断机构造简图

表3.2.5　QJ40—1型凸轮式钢筋切断机的主要技术性能表

(3)GQ40L型立式偏心轴钢筋切断机

GQ40L型立式偏心轴钢筋切断机如图3.2.14所示，由电动机通过皮带传动，两对齿轮实现减速，驱动偏心轴旋转，飞轮提供冲击惯性力。装在偏心轴上的连杆带动滑块和动刀片在垂直方向作往复运动，与固定在机座上的定刀片相配合切断钢筋。

1—电动机;2—离合器操纵杆;3—动刀片;

4—定刀片;5—电气开关;6—压料机构

图3.2.14　GQ40L型立式偏心轴钢筋切断机示意图

GQ40L型立式偏心轴钢筋切断机的主要技术性能如表3.2.6所示。

表3.2.6　GQ40L型立式偏心轴钢筋切断机的主要技术性能表

3.液压式钢筋切断机

(1)手动液压式钢筋切断机

SYJ—16型手动液压式钢筋切断机如图3.2.15所示，其主要性能如表3.2.7所示。主要用于切断直径为φ16mm以下的钢筋及直径为φ25mm以下的钢绞线。这种切断机体积小、重量轻、操作简单便于现场携带工作。

1—滑轨;2—动刀片;3—活塞;4—缸体;5—柱塞;6—压杆;

7—拔销;8—放油阀;9—储油筒;10—回位弹簧;11—吸油阀

图3.2.15　SYJ—16型手动式液压切断机构造简图

SYJ—16型手动液压式钢筋切断机的工作原理为:将放油阀8按顺时针方向旋紧，压杆6下压，柱塞5提升，吸油阀11被打开，工作油进入油室;提起压杆，工作油被压入缸体内腔，压力油推动活塞3向左运动，安装在活塞端部的动刀片2切断钢筋。切断完毕后，按逆时针方向旋开放油阀，在回位弹簧10的作用下，压力油返回油室，动刀片自动缩回缸内。

表3.2.7　液压式钢筋切断机主要技术性能表

(2)GQ—20型电动液压手持式钢筋切断机

GQ—20型电动液压手持式钢筋切断机外形如图3.2.16所示，其主要性能如表3.2.7所示。主要由电动机5、油箱4、工作头2和机体3等组成。该机型采用一个可超载2.6倍，转速22000r/min单向串激电动机5带动一只直径为φ38mm的活塞缸，产生150kN的压力，推进动刀片1与工作头2配合工作，可以切断直径为φ25mm以下的单根钢筋。钢筋切断后，限位回流阀自动打开，压力油自动返回，同时在复位弹簧的协助下动刀片复位。

GQ—20型电动液压手持式钢筋切断机自重轻，一般不超过15kg，可以跨在操作人员的肩上进行现场施工或高空作业，尤其适用于建筑施工工地现浇钢筋混凝土结构物上多余钢筋头的切断工作。

1—动刀片;2—工作头;3—机体;4—油箱;5—电动机;6—碳刷;7—开关

图3.2.16　GQ—20型电动液压手持式钢筋切断机构造简图

(3)DYJ—32型电动液压移动式钢筋切断机

DYJ—32型电动液压移动式钢筋切断机的结构如图3.2.17所示，其主要性能如表3.2.7所示，其工作原理为:电动机直接带动柱塞式高压油泵，油泵产生的高压油推动活塞运动，动刀片与活塞连在一起，实现动刀片的往复运动，完成钢筋切断的工作。

3.2.3　钢筋调直机械

钢筋调直是钢筋加工中的一项重要工序。通常，钢筋调直机用于调直径为φ14mm以下的盘圆钢筋和冷拔钢筋，并且根据需要的长度进行自动调直和切断，在调直过程中将钢筋表面的氧化皮、铁锈和污物除掉。

1.钢筋调直机的分类

钢筋调直机按调直原理的不同可以分为孔模式钢筋调直机和斜辊式钢筋调直机两种;按切断机构的不同可以分为下切剪刀式钢筋调直机和旋转剪刀式钢筋调直机两种(如图3.2.18所示);而下切剪刀式钢筋调直机按切断控制装置的不同又可以分为机械控制式钢筋调直机与光电控制式钢筋调直机。

2.钢筋调直机的基本构造与工作原理

(1)孔模式钢筋调直机

孔模式钢筋调直机有多种型号，常用的有GT3—8型、GT4—8型、GT4—14型、GT6—12型、GT10—16型等。

1—手柄;2—支座;3—动刀片;4—活塞;5—放油阀;6—观察窗;7—油泵斜盘;

8—油箱;9—连接架;10—电动机;11—密封圈;12—油缸;13—油泵体;14—柱塞

图3.2.17　DYJ—32型电动液压移动式钢筋切断机构造简图

1—盘料架;2—调直筒;3—牵引轮;4—剪刀;5—定长装置

图3.2.18　钢筋调直机示意图

①GT4—14型钢筋调直机

GT4—14型钢筋调直机为旋转剪刀式，主要由调直筒3、导向筒2、牵引剪切电机11、调直电机12、送料及旋转剪切机构、受料装置和操纵机构等组成。其结构如图3.2.19所示。

GT4—14型钢筋调直机的工作原理是:盘圆钢筋1上的钢筋经导向筒2进入调直筒3，调直筒内装有五个不在同一中心线上的调直块，钢筋在每个调直块的中孔中穿过，由上、下牵引轮5夹紧后向前送进，穿过剪切齿轮6的槽口到受料槽7中。调直筒以高速旋转，调直块反复地连续弯曲钢筋，将钢筋调直，同时也清除钢筋表面的锈、污和氧化皮。两个相互啮合的剪切齿轮，圆周均布环形槽，钢筋从中通过，每一齿轮上有横贯槽口齿形切刀。齿形刀为三个，相隔120°角安装，可以轮流剪切钢筋，以提高其使用寿命。

1—盘圆钢筋;2—导向筒;3—调直筒;4—压紧手轮;5—牵引轮;6—剪切齿轮;

7—受料槽;8—定长开关;9—钢筋;10—拖料轮;11—牵引剪切电机;12—调直电机

图3.2.19　GT4—14型钢筋调直机构造简图

当调直后的钢筋在受料槽中向前运动，顶住定长开关8时，接通电路，电磁离合器接合，剪切齿轮相对旋转120°角，钢筋被刀齿切断。

②GT4—8型钢筋调直机

GT4—8型钢筋调直机为下切剪刀式，除钢筋切断方式与前者不同以外，其余的机构部分基本相同。其工作原理如图3.2.20所示。采用一台电动机作总动力装置，电动机轴端安装两个V形带轮，分别驱动调直筒、牵引和切断机构。其牵引、切断机构传动如下:电动机启动后，经V形带轮带动圆锥齿轮6旋转，通过另一圆锥齿轮使曲柄轴7旋转，再通过减速齿轮3、4、5带动对同速反向回转齿轮，使牵引轮14转动，牵引钢筋12向前运动。曲柄轴7上的连杆使锤头8上、下运动，调直好的钢筋顶住与滑动刀台13相连的定长挡板11时，挡板带动定长拉杆10将刀台拉到锤头下面，刀台在锤头冲击下将钢筋切断。

(2)斜辊式钢筋调直机

斜辊式钢筋调直机的结构与GT4—8型钢筋调直机基本相同，只是调直装置不同。斜辊式钢筋调直机采用斜辊调直模，克服了孔模式钢筋调直机存在的摩擦阻力大，钢筋表面易损伤，钢筋耗损大等缺点，尤其适用于冷轧带肋钢筋的调直。

(3)数控钢筋调直机

随着科学技术的发展，在大型建筑工地钢筋加工厂中，已采用数控式钢筋调直机。数控钢筋调直机采用光电测长系统和光电计数装置，能自动控制钢筋的切断长度和切断根数。调直和牵引部分与普通钢筋调直机相同，仅在切断部分增加一套由穿孔光电盘、光电管和光电源等组成的光电测长系统及一个计量钢筋根数的记数信号发生器。其工作原理如图3.2.21所示。

光电盘9上有100个等距小孔，光电盘与周长为100mm的摩擦轮8同轴，当调直后的钢筋被牵引轮4送出100mm时，摩擦轮转动一周，光电盘亦转动一周，这时由于光电源透过光电盘上的小孔而被光电管接受，便产生信号，每一小孔可以发生一个信号，100个小孔即发生100个脉冲信号，每一信号间隔相等，钢筋前进1mm长度，在控制台上调定信号个数，可以使钢筋得到所需的切断长度。当钢筋到达预定长度时，控制台上的长度计数器也达到调定值，这时长度计数器即可以接通电路，使控制电磁铁动作、拉动切刀切断钢筋。钢筋的切断同时发出另一信号，在该信号值达到预先调定的根数值时，根数计数器便接通电路，使电动机停转。

1—电动机;2—调直筒;3、4、5—减速齿轮;6—圆锥齿轮;

7—曲柄轴;8—锤头;9—压缩弹簧;10—定长拉杆;

11—定长挡板;12—钢筋;13—滑动刀台;

14—牵引轮;15—皮带传动机构

图3.2.20　GT4—8型钢筋调直机构造简图

1—进料导向轮;2—调直筒;3—调直块;4—牵引轮;5、8—摩擦轮;

6、10—光电管;7—切断机构;9—光电盘;11—制动电磁块

图3.2.21　数控调直机工作原理简图

3.2.4　钢筋弯曲机械

为了保证钢筋在混凝土结构中的相互连接，提高预制构件的强度。必须对钢筋进行配置，弯曲成设计图纸所要求的尺寸和形状，这是钢筋加工中一道重要的加工工序。因此，在钢筋加工机械中，钢筋弯曲机械同样是重要的钢筋加工设备之一。

1.手工钢筋弯曲机具

手工弯曲钢筋的方法，在一些现场工地中还经常被采用，这种方法具有投资小、设备简单等特点，但是其劳动强度大、效率低等，一般仅在弯曲工序少或缺少动力设备的中小型建筑企业中采用。

在施工现场主要使用的工具和设备有:

(1)工作台

细钢筋弯曲的工作台，台面尺寸为400cm×80cm(长×宽)，可以用10mm厚的木板钉制，其高度为90～100cm。

粗钢筋弯曲的工作台，台面尺寸为800cm×80cm(长×宽)，可以用40mm×50mm的木板钉制，工作台要求稳固牢靠，避免在操作时产生晃动。

目前，大部分钢筋加工台采用钢制，钢制工作台经久耐用，台面光滑，钢筋在上面操作方便。钢制工作台可以根据现场实际状况，用槽钢拼制而成。

(2)手摇扳

手摇扳由一块钢板底盘和扳柱(钢筋柱)、扳手(或摇手)组成，是弯曲细钢筋的主要工具。图3.2.22(a)是一个弯单根钢筋的手摇扳，可以弯曲直径φ为12mm以下的钢筋;图3.2.22(b)是可以弯曲多根钢筋的手摇扳，每次可以弯曲4根直径φ为8mm的钢筋，主要适用弯制箍筋。手摇扳手长度为300～500mm，可以根据弯制钢筋的直径适当调节长度，底盘钢板厚4～6mm，扳柱直径为φ16～18mm，扳手用直径φ为14～18mm钢筋制成。操作时，将底盘必须固定在工作台上。

1—挡板;2—扳柱;3—扳手;4—底盘

图3.2.22　手摇板示意图

(3)卡盘

卡盘是弯粗钢筋的主要工具之一。由一块钢板底盘和扳柱(直径φ为20～25mm钢筋柱)组成，底盘固定在工作台上，如图3.2.23所示。

(4)钢筋扳手

1—底盘;2—钢套;3—扳柱

图3.2.23　卡盘的两种形式简图

钢筋扳手主要和卡盘配合使用，钢筋扳手有横口和顺口两种，分别如图3.2.24(a)、(b)所示。

图3.2.24　钢筋扳手示意图

2.机械式钢筋弯曲机

采用机械弯曲钢筋，能减轻劳动强度，且工效高、质量易于保证。目前，在弯制直径为φ40mm以下的钢筋时，常用的有涡轮涡杆式钢筋弯曲机和齿轮式钢筋弯曲机，这两类钢筋弯曲机具有通用性强、结构简单、操作方便等特点。

(1)GJB7—40型涡轮涡杆式钢筋弯曲机

GJB7—40型涡轮涡杆式钢筋弯曲机的结构如图3.2.25所示，钢筋弯曲机的工作过程如图3.2.26所示。首先将钢筋5放在工作盘4上的心轴1和成型轴2之间(见图3.2.26(a));开动弯曲机使工作盘转动，当工作盘转动90°时，成型轴也转动90°，由于钢筋一端被挡铁轴3挡住不能自由运动，成型轴就迫使钢筋绕着心轴弯成90°弯钩(见图3.2.26(b));如果工作盘继续旋转到180°，成型轴也就把钢筋弯成180°弯钩(见图3.2.26(c));用倒顺开关使工作盘反转，成型轴回到起始位置并卸料，即一根钢筋的弯曲结束(见图3.2.26(d))。如果需要，通过调整成型轴的位置，即可以将被加工的钢筋弯曲成所需要的尺寸形状。不同直径的钢筋其弯曲半径一般是不同的，为了弯曲各种直径钢筋，可以在工作盘中间孔中换装不同直径的心轴，并选择成型轴在工作盘上的位置和挡铁轴的位置即可。该弯曲机的通用性强，结构简单，操作方便，可以将钢筋弯曲成各种形状和角度。

(2)WG—40型齿轮钢筋弯曲机

WG—40型齿轮钢筋弯曲机如图3.2.27所示，采用双速带制动电动机，传动效率高，多对齿轮啮合实现变速驱动。操作系统具有点动、自动状态、双速控制、双向控制、瞬时制动、事故急停以及系统的短路保护、电动机的过热保护等多种功能。工作台上左右两个插入座可以通过手轮无级调节，并与不同直径的成型轴及挡料装置相配合，能适应各种不同规格的钢筋弯曲成型。

1—机架;2—工作台;3—插座;4—滚轴;5—油杯;6—涡轮箱;7—工作主轴;

8—立轴承;9—工作圆盘;10—涡轮;11—电动机;12—孔眼条板

图3.2.25　GJB7—40型涡轮涡杆式钢筋弯曲机结构简图

1—心轴;2—成型轴;3—挡铁轴;4—工作盘;5—钢筋

图3.2.26　钢筋弯曲机工作过程示意图

3.液压钢筋弯曲切断机

液压钢筋弯曲切断机，是由液压传动和操纵的两用机床，适用于加工直径为φ6～32mm的钢筋。这种弯曲机还可以进行切断工作，是一种两用机械，但不能同时进行切断和弯曲两项工作。

液压钢筋弯曲切断机的结构如图3.2.28所示。主要由两组柱塞式高压油泵、组合式分配阀、回转油缸、刀座架、工作盘等组成。为了移动方便，机械底盘上装有行走轮。

1—机架;2—滚轴;3、7—紧固手轮;4—转轴;5—调节手轮;

6—夹持器;8—工作台;9—控制配电柜

图3.2.27　WG—40型齿轮钢筋弯曲机结构简图

1—双头电动机(略);2—轴向偏心泵轴;3—油泵柱塞;4—弹簧;5—中心油孔;

6、7—进油阀;8—中心阀柱;9、10—油缸;11—切刀;12—板弹簧;13—限压阀;

14—分配阀体;15—滑阀;16—回转油缸;17—回转叶片

图3.2.28　液压钢筋弯曲切断机结构简图

3.2.5　钢筋镦头机械

钢筋镦头机是将钢筋或钢丝的端头在热状态下或常温状态下镦粗成圆头作为预应力钢筋锚固头的一种设备。

钢筋镦粗的方法有热镦和冷镦两种。在建筑工程中，常用冷镦法加工端头。在冷镦法中，冷镦机按其动力传递的不同方式可以分为机械传动和液压传动两种类型。机械传动又有手动和电动两种，电动和手动冷镦机，适用于冷镦直径为φ4～5mm低碳钢丝。液压传动按其性能又可以分为液压钢丝冷镦机和液压钢筋冷镦机两种。

1.手动冷镦机

手动冷镦机是一种以人力作为原动力把钢筋头部压成所需形状的一种钢筋镦头机械，其结构如图3.2.29所示。

1—夹具;2—镦模;3—弹簧;4—偏心轮;

5—扳手;6—夹具张合扳手;7—钢丝

图3.2.29　手动冷镦机结构简图

手动冷镦机结构简单，使用方便，不受电源限制，但只适用于冷镦小直径(φ4～5mm)的低碳钢丝。

2.电动冷镦机

电动冷镦机是采用电动机作为原动机把钢筋端头压成所需形状的钢筋镦头机械，如图3.2.30所示。电动机经两级带传动减速后，带动凸轮轴4转动。当凸轮轴上的加压凸轮与加压杠杆上的滚轮6相接触时，加压杠杆左端顶起，右端压下，使加压杠杆右端的压模10将钢丝压紧;同时顶镦凸轮很快与顶镦滑块左端的滚轮接触，使顶镦滑块沿水平滑道向右运动，滑块右端上的镦模13冲击钢丝端头，钢丝端头被冷镦成型。

电动冷镦机有移动式和固定式，使用较为方便，生产率亦高，适用于冷镦直径为φ4～5mm或稍大一些的钢丝，冷镦过程是自动进行的，只需人工送入和取出钢丝即可。

3.液压冷镦机

液压冷镦机是由高压油泵驱动，通过液压油推动执行机构将钢筋头部压成所需形状的机械。

液压冷镦机的冷镦压力大，可以冷镦直径较大的低合金钢，也可以冷镦高强度的碳素钢而且操作方便，工作可靠、噪音小，在施工现场和钢筋车间均可以使用。

液压冷镦机是由液压冷镦器、高压油泵、换向转阀和油箱等组成。常用的液压冷镦机有YLD—45型、SLD—10型和LD—10型等型号。现以SLD—10型说明这类机械的构造及工作原理。

SLD—10型液压钢丝冷镦机主要由夹紧活塞3、镦头活塞8、镦模2、夹具1等构成，其构造如图3.2.31所示。SLD—10型液压钢丝冷镦机工作时，液压油经进油嘴进入油缸，推动夹紧活塞3向左运动带动夹具1将钢筋夹紧，继续进油推动镦头活塞8向左运动，将钢丝端部镦粗。回程时，夹紧活塞3及镦头活塞8在夹紧弹簧5及镦头弹簧6的作用下向右运动，夹具松开，即可以取出已镦好的钢丝。

1—电动机;2、3、9—带轮;4—凸轮轴;5—加压凸轮;6—加压杠杆滚轮;7—顶镦凸轮;

8—加压杠杆;10—压模;11—钢筋;12—顶镦滑块;13—镦模

图3.2.30　电动钢丝冷镦机结构简图

SLD—10型液压钢丝冷镦机与压力为30MPa的油泵配套使用，最大镦头力为100kN，适用于冷镦直径为φ5mm的高强度碳素钢丝。

1—夹具;2—镦模;3—夹紧活塞;4—夹紧弹簧定位销;5—夹紧弹簧;

6—镦头弹簧;7—外壳;8—镦头活塞;9—液压缸盖

图3.2.31　SLD—10型液压钢丝冷镦机结构简图

3.2.6　钢筋连接机械

钢筋混凝土结构中，大量的钢筋需进行连接作业，以往钢筋连接大多采用搭接绑扎方法，不仅受力性能差，浪费材料，而且影响混凝土的浇筑质量。近年来，随着高层建筑的发展和大型桥梁工程的增多，结构工程中的钢筋布置密度和其直径越来越大，传统的钢筋连接方法已不能满足需要，除传统的钢筋绑扎连接外，目前应用较广泛的钢筋连接有钢筋焊接连接和钢筋机械连接两类。

1.钢筋焊接机械

在钢筋工程中采用焊接连接，不仅可以提高劳动生产率，减轻劳动强度，还可以保证钢筋网和骨架的刚度，并节省材料。目前普遍采用点焊、闪光对焊、电渣压力焊和气压焊。

(1)钢筋点焊机

点焊是使相互交叉的钢筋在其接触处形成牢固焊点的一种压力焊接方法。适合于钢筋预制加工中焊接各种形式的钢筋网。点焊机的种类很多，按其结构形式可以分为固定式和悬挂式;按压力传动方式可以分为杠杆弹簧式、气动式和液压式;按电极类型又可以分为单头、双头和多头等型式。

点焊机的结构如图3.2.32所示。点焊时，将表面清理好的钢筋叠合在一起，放在两个电极之间预压夹紧，使两根钢筋连接点紧密接触，然后接通电流，接触点处产生电阻热，使钢筋加热到熔化状态，然后切断电流，在压力的作用下，两根钢筋点焊在一起。

1—电极;2—钢筋;3—电极臂;4—变压器次级线圈;

5—弹簧;6—断路器;7—变压器调节级数开关;8—脚踏板

图3.2.32　点焊机结构简图

建筑工程中应用较多的是杠杆弹簧式点焊机，如图3.2.33所示。施工现场使用的小型手提式点焊机是杠杆弹簧式点焊机的一种变型形式。

(2)钢筋对焊机

将两根钢筋端部对在一起并焊接牢固的方法称为对焊。完成这种焊接的机械称为对焊机械。使用对焊机对焊钢筋，可以将工程中剩下来的短料按新的工程配筋要求对接起来重新利用，节省了钢材;同手工电弧焊搭接焊工艺相比较，焊缝部位强度高，特别是在承重大梁钢筋密集的底部、曲线梁或拼装块体预应力主筋的穿孔、张拉等施工中，更显示出钢筋对焊的优越性。

1—电极;2—下电极臂;3—下夹块;4—夹座;5—焊接变压器;6—分级开关;

7—脚踏板;8—机脚;9—支点销轴;10—连杆;11—三角形连杆;12—调节螺母;

13—压簧;14—指示板;15—压力臂;16—上电极臂;17—水嘴

图3.2.33　杠杆弹簧式点焊机构造示意图

钢筋对焊机有UN₁，UN₂，UN₃，UN₄等系列，建筑工程中常用的是UN₁系列对焊机。UN₁系列对焊机(外形如图3.2.34所示)，按其额定功率的不同，有UN₁—25型，UN₁—75型和UN₁—100型(额定功率分别为25kV·A，75kV·A，100kV·A)杠杆加压式对焊机和UN₁—150型气动自动加压式对焊机等。

图3.2.34　UN₁系列对焊机外形图

钢筋对焊按其过程和操作方法不同，有电阻对焊和闪光对焊两种方法。

①电阻对焊

对焊时，将两根钢筋端部接触并施加压力，随后通电，使钢筋的接触面迅速加热到塑性状态，然后切断电流，增加压力，使接触面处产生一定的塑性变形，以形成接头。

电阻对焊的缺点是要求钢筋的端面磨削平整，使其能紧密接触，否则会造成加热不均匀引起局部氧化或夹渣，而降低接头强度;耗电量较大，要求对焊机的功率大，因此，电阻对焊方法应用较少。

②闪光对焊

闪光对焊是在焊接过程中，熔化的金属微粒由接触口处喷出，同时出现火花，即所谓“闪光”，按其“闪光”情况的不同，有三种操作工艺:连续闪光焊、预热闪光焊和闪光—预热—闪光焊。

闪光对焊的优点是对钢筋端面要求不严，可以免去钢筋端面磨平的工序;由于闪光时接触面积小，电流密度大，热量集中，加热迅速，所以热影响区小，接头质量好，又因采用了预热的方法，在较小功率的对焊机上能焊较大截面的钢筋，所以闪光对焊是普遍采用的方法。

钢筋闪光对焊工艺过程及适用范围如表3.2.8所示。

表3.2.8　钢筋闪光对焊工艺过程及适用范围表

对焊机的工作原理如图3.2.35所示。对焊机固定电极4装在固定平板2上，活动电极5则装在滑动平板3上，滑动平板可以沿着机身的导轨移动，并与压力机构9相连。电流从对焊机变压器的次级线圈10引到接触板，从接触板引到电极。需对焊的钢筋夹在电极内，当移动活动电极使两根钢筋端部接触到一起时，由于电阻很大，通过电流很强，钢筋端部温度升高而熔化，然后利用压力机构压紧，使钢筋端部牢固地焊接在一起。

(3)钢筋电渣压力焊机

1—机身;2—固定平板;3—滑动平板;4—固定电极;5—活动电极;

6—变压器;7—钢筋;8—开关;9—加压机构;10—变压器次级线圈

图3.2.35　对焊机工作原理示意图

电渣压力焊是将钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成的一种压焊方法。这种方法比电弧焊易于掌握、工效高、节省钢材、成本低、质量可靠，适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向(倾斜度在4∶1的范围内)钢筋的接长连接，焊接钢筋直径范围在φ14～40mm，但不宜用于热轧后余热处理的钢筋。

钢筋电渣压力焊机按控制方式可以分为手动式、半自动式和自动式;按传动方式可以分为手摇齿轮式和手压杠杆式。

电渣焊是一种立焊方法，被焊的钢筋垂直放置，电焊机的两个电极分别接在两根钢筋上，被焊钢筋的两端面离开一定距离，也可以放置导电焊剂或铅丝球，钢筋焊接头的周围放着一个焊剂盒，放入焊剂，如图3.2.36所示。待接通焊接电路后，焊剂和钢筋相继熔化成渣池，渣池内可以产生很高的电阻热，其温度可以达1600～2000℃，这样持续数秒钟后，借助操纵压杆使上钢筋缓慢下送，但要避免钢筋直接接触而造成电流短路，从而保证良好的电渣过程，待熔化留量达到规定数值后，切断焊接电流，迅速用力顶锻，挤出全部熔渣和熔化金属，便形成电渣焊接头。

电渣焊的设备主要由一台交流电弧焊机或直流电弧焊机，一套电气控制设备、焊接夹具(机头)和辅件(焊接填装盒、回收工具)等组成。电气设备是在二次线路中安装电流表和电压表各一只，以便在焊接时控制操作。

(4)钢筋气压焊机

钢筋气压焊是采用一定比例的氧气和乙炔焰为热源，对需要连接的两钢筋端部接缝处加热烘烤，使其达到热熔状态，同时对钢筋施加30～40N/mm²的轴向压力，使钢筋连接在一起。这种方法具有设备投资少、施工安全、节约钢筋和电能等优点，但对操作人员的技术水平要求较高。钢筋气压焊不仅适用于竖向钢筋的焊接，也适用于各种方向布置的钢筋连接。钢筋直径的适用范围为16～40mm。不同直径钢筋焊接时，两钢筋直径差不得大于7mm。

1—钢筋;2—焊剂盒;3—导电焊剂;4—焊剂;5—电弧

图3.2.36　电渣焊原理示意图

气压焊有开式和闭式两种。开式气压焊是将两钢筋端面稍加离开，加热到熔化温度，加压完成的一种方法，属熔化压力焊。闭式气压焊是将两钢筋端面紧密闭合，加热到1200～1250℃，加压完成的一种方法，属固态压力焊。目前使用的主要是闭式压力焊。

图3.2.37是钢筋气压焊机的工作示意图。

1—脚踏液压泵;2—压力表;3—液压胶管;4—油缸;5—钢筋夹具;

6—被焊接钢筋;7—多火口烤钳;8—氧气瓶;9—乙炔瓶

图3.2.37　钢筋气压焊设备工作示意图

2.钢筋机械连接设备

(1)钢筋挤压连接设备

钢筋挤压连接是将需要连接的螺纹钢筋插入特制的钢套筒内，利用挤压机压缩钢套筒，使之产生塑性变形，靠变形后的钢套筒与钢筋的紧固力来实现钢筋的连接。这种连接方法具有节电节能、节约钢材、不受钢筋可焊性制约、不受季节影响、不用明火、施工简便、工艺性能良好和接头质量可靠度高等特点，适用于各种直径的螺纹钢筋的连接。钢筋挤压连接技术分为径向挤压和轴向挤压工艺，径向挤压连接技术应用较为广泛。

径向挤压连接是利用挤压机将钢套筒1沿直径方向挤压变形，使之紧密地咬住钢筋2的横肋，实现两根钢筋的连接，如图3.2.38所示。径向挤压方法适用于连接直径为φ12～40mm的钢筋。

1—钢套筒;2—带肋钢筋

图3.2.38　钢筋径向挤压连接示意图

图3.2.39是钢筋径向挤压连接设备的示意图。

1—超高压泵站;2—吊挂小车;3—挤压钳;4—平衡器;

5—软管;6—钢套管;7—压模;8—钢筋

图3.2.39　钢筋径向挤压连接设备示意图

(2)钢筋螺纹连接设备

钢筋螺纹连接是利用钢筋端部的外螺纹和特制钢套筒上的内螺纹连接钢筋的一种机械式连接方法，按螺纹形式钢筋螺纹连接方法有锥螺纹连接和直螺纹连接。

①锥螺纹连接

锥螺纹连接是利用钢筋1端部的外锥螺纹和套筒2上的内锥螺纹来连接钢筋，如图3.2.40所示，具有连接速度快、对中性好、工艺简单、安全可靠、无明火作业、可以全天候施工、节约钢材和能源等优点。适用于在施工现场连接直径为φ16～40mm的同径或异径钢筋，连接钢筋直径差不得超过9mm。

②直螺纹连接

直螺纹连接是利用钢筋1端部的外直螺纹和套筒2上的内直螺纹来连接钢筋，如图3.2.41所示。直螺纹连接是钢筋等强度连接的新技术，这种方法不仅使连接钢筋接头强度高，而且施工操作简便，质量稳定可靠。可以用于直径为φ20～40mm的同径、异径、不能转动或位置不能移动钢筋的连接。直螺纹连接有镦粗直螺纹连接工艺和滚压直螺纹连接工艺。

1—钢筋;2—套筒

图3.2.40　钢筋锥螺纹连接示意图

1—钢筋;2—套管

图3.2.41　钢筋直螺纹连接示意图

镦粗直螺纹连接是钢筋通过镦粗设备，将端头镦粗，再加工出使小径不小于钢筋母材直径的螺纹，使接头与母材等强。

滚压直螺纹连接是通过滚压后接头部分的螺纹和钢筋表面因塑性变形而强化，使接头与母材等强。滚压直螺纹连接有直接滚压螺纹、挤(碾)压肋滚压螺纹和剥肋滚压螺纹三种形式。

钢筋螺纹连接设备和工具主要有钢筋套丝机、量规、力矩扳手和砂轮锯等。图3.2.42是钢筋套丝机的结构图。钢筋套丝机由夹紧机构2、切削头4、退刀机构3、减速器5、冷却泵1和机体7等组成。

镦粗直螺纹连接所用设备和工具主要由钢筋镦粗机、镦粗直螺纹套丝机、量规、管钳和力矩扳手等组成。

滚压直螺纹连接所用设备和工具主要由滚压直螺纹机、量具、管钳和力矩扳手等组成。图3.2.43是剥肋钢筋滚压直螺纹成型机结构图。

3.2.7　预应力机械

预应力机械是对预应力混凝土构件中的预应力筋、预应力钢结构中的预应力杆件、各种锚索、缆索等施加张拉力和超大超重构件提升、顶推、转体的机械。预应力机械工作时，需配套使用预应力锚固体系。预应力机械广泛应用于预应力高层建筑工程、预应力钢结构工程、预应力桥梁工程，水电站大坝加固、边坡治理、岩土锚固、深基坑支护、超大超重构件提升、顶推、转体等诸多工程领域。

1—冷却泵;2—夹紧机构;3—退刀机构;4—切削头;

5—减速器;6—手轮;7—机体;8—限位器;9—电器箱

图3.2.42　钢筋套丝机结构简图

1—台钳;2—涨刀触头;3—收刀触头;4—剥肋机构;5—滚丝头;6—上水管;

7—减速机;8—进给手柄;9—行程挡块;10—行程开关;11—控制面板;12—机座

图3.2.43　剥肋滚压直螺纹成型机结构简图

施加预应力的方法是将混凝土受拉区域内的钢筋，拉伸到一定状态后，锚固在混凝土上，钢筋产生弹性回缩，并将回缩力传递给混凝土，对混凝土产生预应压力。预应力混凝土按施工方式分为先张法和后张法。

先张法是指先张拉钢筋，后浇筑混凝土的方法，如图3.2.44所示。在浇筑混凝土前先张拉预应力钢筋，并将其固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土。当混凝土强度达到要求的放张强度后，放松端部锚固装置或切断端部外露钢筋，钢筋回缩，使原来由台座或钢模板承受的张拉力传递给构件的混凝土，使混凝土内产生预压应力，这种预应力主要依靠混凝土与预应力筋的粘着力和握裹力。这种方法常用于生产预制构件，需要有张拉台座或承受张拉的钢模板，以便临时锚固张拉好的预应力筋。

1—台座承力架;2—横梁;3—台面;4—预应力筋;5—锚固夹具;6—混凝土构件

图3.2.44　先张法示意图

所谓后张法(如图3.2.45所示)，就是先制作构件(或块体)，并在预应力筋的位置预留出相应的孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后，穿入预应力筋(预埋金属螺旋管可以事先穿筋)进行张拉，并加以锚固，张拉力由锚具传递给混凝土构件产生预压应力，张拉完毕数小时后在孔道内灌浆。

1.预应力锚固体系

预应力锚固体系是预应力成套技术的重要组成部分，预应力混凝土结构的合理性能依赖于预应力的准确性、永久性和准确位置，预应力锚固体系的作用正是为了保证这些要求能够得到具体的实现。完善的预应力锚固体系通常由夹具、锚具、连接器及锚下支承系统等组成。

夹具属于工具类的临时性锚固装置，因此也称为工具锚。在先张法构件施工中，在张拉和混凝土成型过程中夹持预应力筋，以保持预应力筋的拉力并将其固定在张拉台座(或钢模)上。用于后张法施工时，其作用是将张拉设备的张拉力传递给预应力筋。

锚具是一种机械装置，用以永久性保持预应力筋的拉力并将其传递给混凝土，主要应用于后张法结构或构件中。锚具分为张拉锚具和固定锚具两类。张拉锚具用于对预应力筋进行张拉和锚固;固定锚具用于只需一端张拉预应力筋的非张拉端的锚固。

连接器是预应力筋的连接装置，用于连续结构中，可以将多段预应力筋连接成一条完整的长束，能使分段施工的预应力筋逐段张拉锚固而又保持其连续性。

锚下支承系统包括锚垫板、螺旋筋或网片等。布置在锚固区混凝土中，作为预应力筋的定位件和锚具的支承件，并抵抗劈裂应力，控制局部开裂，从而满足使用要求。

(1)预应力筋用夹具

①卡片式夹具

1—混凝土构件;2—预留孔道;3—预应力筋;4—张拉千斤顶;5—锚具

图3.2.45　后张法施工示意图

卡片式夹具具有多种形式。圆套筒三片式夹具由套筒与夹片组成，如图3.2.46所示，套筒与夹片均采用45号钢制作。套筒热处理硬度为HRC35～40，夹片为HRC40～45。根据夹片的内径不同，可以用于夹持直径为12mm与14mm的单根冷拉Ⅱ～Ⅳ级钢筋或φ^S12和φ^S15钢绞线，也可以作为千斤顶的工具锚使用。

图3.2.46　卡片式夹具示意图

方套筒二片式夹具由方套筒、夹片、方弹簧、插片及插片座等组成，如图3.2.47所示，用以夹持热处理钢筋。方套筒采用45号钢，热处理硬度为HRC40～45。夹片采用20Cr钢，表面渗碳，深度0.8～1.2mm，HRC58～62。夹片齿形根据钢筋外形确定，若钢筋外形改变，齿形也需作相应改变。

图3.2.47　方套筒二片式夹具示意图

②圆锥齿板式夹具

圆锥齿板式夹具由套筒与齿板组成，如图3.2.48所示，均用45号钢制成。当夹持冷轧带肋钢丝时，齿板必须热处理，硬度为HRC40～45;当夹持螺旋肋钢丝时，套筒热处理硬度为HRC25～28，夹片采用倒齿形，热处理硬度为HRC55～58。

图3.2.48　圆锥齿板式夹具示意图

(2)预应力筋用锚具

常用的锚具按其锚固的原理可以分为夹片式、支承式、锥塞式和握裹式四种。按其锚固钢筋或钢丝的数量，又可以分为单根钢筋的锚具、成束钢筋锚固、钢绞线锚具及钢丝束锚具等。

1)夹片式锚具

夹片式锚具系列应用极为普遍，无论在先张法和后张法中，还是在有粘结、无粘结预应力混凝土结构中都普遍采用。当用做先张法钢绞线夹具使用时，夹片外表面和锚孔表面应涂抹一层润滑剂(如石墨、石蜡等)，以利于夹片松脱。张拉时为提高锚固可靠性和减少夹片回缩损失，应配套使用顶压器进行顶压。

①JM型锚具

JM型锚具由锚环与夹片组成，如图3.2.49所示。这种锚具的优点是预应力筋束的外径比较小，构件和结构端部的孔道不必扩大，设计施工比较方便，但一个夹片损坏会引起整束预应力筋失效。锚环采用45号钢，调质热处理硬度为HRC32～37。夹片采用45号钢，热处理硬度为HRC40～45;对钢绞线束用锚具，改用20Cr钢，表面渗碳，层深0.6～0.8mm，淬火并回火后表面硬度为HRC50～55。

JM型锚具可以分为光JM12系列、螺JM12系列、绞JM12和绞JM15系列，分别用于锚固3～6根冷拉光圆热轧钢筋、冷拉螺纹热轧钢筋、φ^S12及φ^S15钢绞线。JM型锚具根据所锚固的预应力筋的种类、强度及外形的不同，其尺寸、材料、齿形及硬度等有所差异，使用时应注意。

图3.2.49　JM型锚具示意图

②单孔夹片锚具

单孔夹片锚由锚环和夹片组成，如图3.2.50所示。夹片有直开缝三片式、斜开缝三片式和直开缝两片式三种。锚环采用45号钢，调质热处理硬度为HB285±15。夹片采用20Cr钢，表面热处理硬度为HRC58～61，以使其达到心软齿硬。单孔夹片锚具的型号有XM15—1型、QM15—1型、QM13—1型、OVM15—1型、OVM13—1型和Z15—1型等，适用于锚固φ^S12和φ^S15钢绞线。

1—钢绞线;2—锚环;3—夹片

图3.2.50　单孔夹片锚具示意图

③多孔夹片式锚具

多孔夹片式锚具也称群锚，由多孔的锚环与夹片组成。这种锚具的优点是每束钢绞线的根数不受限制;任何一根钢绞线锚固失效，都不会引起整束锚固失效。多孔夹片式锚具在预应力混凝土施工中广泛应用，主要产品有:OVM型、XM型、QM型、BS型等。对于多孔夹片式锚具，若采用大吨位千斤顶整束张拉有困难，也可以采用小吨位千斤顶逐根张拉锚固。多孔夹片式锚具都有配套的钢垫板、喇叭管与螺旋筋等，在施工中使用十分方便。

XM型锚具:XM型锚具由锚板与夹片组成，如图3.2.51所示。XM型锚具适用于锚固3～37根φ^S15钢绞线，也可以用于锚固钢丝束。该锚具广泛用于各种后张法施工的预应力混凝土结构和构件，或用于斜拉桥的缆索。

QM型锚具:QM型锚具是由锚板与夹片组成，适用于锚固4～31根φ^S12钢绞线和3～19根φ^S15钢绞线。

OVM型锚具:该锚具是在QM型锚具的基础上发展起来的，夹片改用直开缝，适用于锚固3～55根φ^S12钢绞线和3～55根φ^S15钢绞线。

BM型扁锚具:当预应力钢绞线配置在板式结构内时，为了避免因配预应力筋而增大板的厚度，将锚具做成扁平形状，如图3.2.52所示。该锚具适用于锚固2～5根φ^S13钢绞线或φ^S15钢绞线。

图3.2.51　XM型锚具示意图

图3.2.52　BM型扁锚具示意图

2)支承式锚具

①LM型螺丝端杆锚具

LM型螺丝端杆锚具由螺丝端杆、螺母和垫板组成，如图3.2.53所示。螺丝端杆采用45号钢，先粗加工接近设计尺寸，再调质热处理，然后精加工至设计尺寸。经调质热处理后的硬度为HB251～283，抗拉强度不小于700MPa，伸长率δ_s≥14%。螺母与垫板采用Q235号钢，不调质。螺杆锚具的强度不得低于预应力筋的实际抗拉强度。螺丝端杆与预应力筋的焊接，应在预应力筋冷拉以前进行。冷拉时螺母的位置应在螺丝端杆的端部，经冷拉后螺丝端杆不得发生塑性变形。

图3.2.53　螺丝端杆锚具示意图

螺丝端杆锚具适用于直径为φ14～36mm的冷拉Ⅱ～Ⅲ级钢筋，也可以作为先张法夹具使用。

②帮条锚具

帮条锚具由帮条和衬板组成，如图3.2.54所示。帮条锚具的帮条采用与预应力筋同级别的钢筋，衬板采用配套低碳钢钢板。帮条锚具的三根帮条应成120°角均匀布置。三根帮条应垂直于衬板，以免受力时发生扭曲。帮条焊接宜在钢筋冷拉前进行，并防止烧伤预应力筋。

图3.2.54　帮条锚具示意图

③JLM型精轧螺纹钢筋锚具

JLM型精轧螺纹钢筋锚具由连接器、锥形螺母及垫板组成。螺母分为平面螺母和锥形螺母两种，螺母材料采用45号钢，调质热处理后硬度为HB220～253。垫板也相应分为平面垫板与锥面垫板。该锚具适用于锚固直径为25mm和32mm的高强精轧螺纹钢筋。

④DM型镦头锚具

DM型镦头锚具是利用钢丝两端的镦粗头来锚固预应力钢丝的一种锚具，如图3.2.55所示。镦头锚具加工简单，张拉方便，锚固可靠，成本较低，但对钢丝束的等长要求较严。这种锚具可以根据张拉力大小和使用条件，设计成多种形式和规格，能锚固任意根数的φ^P5钢丝束和φ^P7钢丝束。

图3.2.55　DM型钢丝束镦头锚具示意图

锚具的型式与规格可以根据需要自行设计。最常用的镦头锚具分为A型锚具和B型锚具。A型锚具为张拉端，由锚环和螺母组成;B型锚具为固定端，为一锚板。DM型锚具的加工材料:锚环与锚板采用45号钢，螺母采用30号钢或45号钢。制作锚环和锚板时，应先将45号钢粗加工并接近设计尺寸，再调质热处理，硬度为HB251～283，然后精加工至设计尺寸。

3)锥塞式锚具

①GZ型钢质锥形锚具

GZ型钢质锥形锚具由锚环与锚塞组成，如图3.2.56所示。锚环采用45号钢，锥度为5°，调质热处理硬度为HB251～283。锚塞也采用45号钢或T7、T8碳素工具钢，表面刻有细齿，热处理硬度为HRC55～58。这种锚具适用于锚固12～24根φ^P5钢丝束。

②KT－Z型锚具

KT－Z型锚具是可以锻铸铁锥形锚具的简称，是由锚环与锚塞组成，如图3.2.57所示。锚环与锚塞均用KT37－12或KT35－10可锻铸铁铸造成型。KT－Z型锚具适用于锚固3～6根直径为φ12mm的冷拉Ⅲ、Ⅳ级钢筋，直径为φ8mm的Ⅴ级钢筋及φ^S12的钢绞线。

4)握裹式锚具

握裹式锚具按握裹方式分为浇铸式锚具和挤压式锚具两种。

①浇铸式锚具

图3.2.56　GZ型钢质锥形锚具示意图

图3.2.57　KT－Z型锚具示意图

LZM型冷铸锚具的构造如图3.2.58所示，主要依靠浇筑在锚环内的填充料将钢丝锚固。填充料将锚具与钢丝结成一体，用于承担钢丝束的拉力。这种锚具的特点是锚固性能好，锚固吨位大，尤其是抗疲劳性强，可以承担高应力变化幅度的动荷载。冷铸填充料由铁砂和环氧树脂配制而成，经适当加温固化。LZM型锚具的固定方式有两种:带有外螺纹的锚环，利用螺母固定;锚环下设置对开垫块锚固。LZM型冷铸锚具，适用于锚固多根钢丝，主要用于大跨度斜拉桥的拉索，是近年发展起来的大吨位无粘结预应力体系。

LZM型冷铸锚具，也可以采用热铸。热铸镦头锚具，其填充料用熔化的金属代替环氧铁砂，且没有延长筒，其尺寸较小，可以用于房屋建筑、特种结构等7～54根φ^P5钢丝束。

②挤压式锚具

挤压式锚具对预应力筋的握裹，是通过锚具的某些零件，在挤压力作用下发生塑性变形，紧紧握裹住预应力筋而实现的。

1—压板;2—筒体橡胶垫;3—镦头锚板;4—定位螺丝;5—筒体;

6—螺母;7—锁紧螺钉;8—垫圈

图3.2.58　冷铸镦头锚具构造图

典型的挤压式锚具由套筒和钢丝衬套组成，挤压前，先将钢丝衬套旋入钢绞线端部，代上套筒，在挤压机上就位开动挤压机，套筒经过挤压模时，在压力作用下产生变形，使钢丝衬套嵌入套筒和钢绞线内，完成安装。

挤压式锚具主要用于以钢绞线作为预应力筋的固定端(如BM型锚具的固定端)和连接器的悬挂端。

(3)连接器

连接器是将两段钢绞线或钢丝束连接成整体的机具。连接器主要有两种用途:一是将特别长的钢绞线或钢丝束在弯矩较小的部位断开，逐段张拉、逐段连接，使钢绞线或钢丝束连为一体;二是将分段搭接的短筋连成长筋，梁上不必设置凸出或凹进的齿板、齿槽，也不必对结构局部加厚。使用连接器，可以简化模板和锚具下大量复杂的配筋，使混凝土的浇筑质量更易得到保证，节约混凝土和预应力筋，减少张拉次数和缩短工期，同时也提高了结构的整体性。下面分别介绍钢丝和钢绞线的连接器。

1)钢丝束连接器

采用镦头锚具时，可以采用带内螺纹的套筒或带外螺纹的连杆，如图3.2.59所示。

1—钢丝;2—套筒;3—锚板;4—锚杯;5—连杆;6—螺母

图3.2.59　钢丝束连接器示意图

2)钢绞线连接器

①单根钢绞线锚头连接器

单根钢绞线锚头连接器是由带外螺纹的卡片锚具、挤压锚具与带内螺纹的套筒组成，如图3.2.60所示。钢绞线的前段用带外螺纹的卡片锚具锚固，后段利用挤压锚具穿在带内螺纹的套筒内，利用该套筒的内螺纹拧在卡片锚具的外螺纹上，达到连接作用。

1—带外螺纹的锚环;2—带内螺纹的套筒;

3—挤压锚具;4—钢铰线

图3.2.60　单根钢绞线锚头连接器示意图

②单根对接式连接器

如图3.2.61所示，单根对接式连接器可以将群锚锚固的钢绞线逐根接长，然后外部用钢质护套罩紧，再浇筑混凝土，张拉后段钢绞线。

1—带内螺纹的锚环;2—带外螺纹的连接头;3—弹簧;

4—夹片;5—钢绞线

图3.2.61　单根钢绞线连接器示意图

③周边悬挂式连接器

如图3.2.62所示，周边悬挂式连接器的锚具中央为群锚，用以张拉、锚固前段预应力束;锚具直径大于群锚锚具，周边等距分布U形槽口，其数量和群锚锚孔数量相同;槽内放置有挤压式锚固头的钢绞线或7根φ^P5钢丝束，并加以固定，然后用钢质护套罩紧。这种连接器构造简单、整体性好，适用范围广。但直径较大，要求结构截面厚度不能太小，一般应用于结构分段的端部、剪力较小处。

④接长连接器

接长连接器的构造如图3.2.63所示，这种连接器设置在孔道的直线区段，仅用于接长。连接器中，钢绞线的两端均用挤压锚具固定。张拉时连接器应有足够的活动空间。

1—挤压式锚具;2—连接体;3—夹片;4—白铁护套;

5—钢铰线;6—钢环;7—打包钢条

图3.2.62　周边悬挂式连接器示意图

1—波纹管;2—白铁护套;3—挤压锚具;4—锚板;

5—钢绞线;6—钢环;7—打包钢条

图3.2.63　接长连接器示意图

2.预应力张拉机械

预应力张拉机械分为液压式张拉机、机械式张拉机和电热式张拉机三种，常用的是液压式张拉机和机械式张拉机。

(1)液压式张拉机

1)液压千斤顶

液压千斤顶是液压张拉机械的主要设备，按其工作特点分为单作用、双作用和三作用三种型式;按其构造特点分为台座式、拉杆式、穿心式和锥锚式四种型式;按其张拉吨位大小分为小吨位(≤250kN)，中吨位(＞250kN，＜1000kN)和大吨位(≥1000kN)。

①台座式千斤顶

台座式千斤顶是一种普通油压千斤顶，与台座、横梁或张拉架等装置配合才能进行张拉工作，主要用于粗钢筋的张拉、顶推和顶举施工。

②拉杆式千斤顶

拉杆式千斤顶是以活塞杆为拉杆的单作用液压张拉千斤顶，适用于张拉带有螺纹端杆锚具的冷拉Ⅱ～Ⅲ级钢筋和带镦头锚具的钢丝束。

图3.2.64是YL60型拉杆式千斤顶的构造。YL60型拉杆式千斤顶主要由油缸5、活塞7、拉杆6、撑脚1、连接头3等组成。

③穿心式千斤顶

1—撑脚;2—张拉头;3—连接头;4—衬套;5—油缸;6—拉杆;7—活塞;8—端盖;

9—差动阀活塞杆;10—阀体;11—锥阀

图3.2.64　YL60型千斤顶的构造图

穿心式千斤顶的构造特点为沿千斤顶轴线有一穿心孔道，供穿预应力筋或张拉杆之用;其有两个工作油缸，分别负责张拉和顶压锚固;张拉活塞采用液压回程，顶压活塞采用弹簧回程或液压回程;张拉油缸与顶压油缸的排列有并联和串联两种形式。穿心式千斤顶既适用于张拉并顶锚带有夹片锚具的钢丝线、钢丝束，当配上撑力架、拉杆等附件后，又可以作为拉杆式千斤顶使用。YC型穿心式千斤顶技术性能如表3.2.9所示。

表3.2.9　YC型穿心式千斤顶技术性能表

YDCS650型千斤顶:这种千斤顶是一种用途最广的穿心式千斤顶，主要用于张拉带有JM型锚具的3～6根直径为φ12mm的Ⅳ级钢筋束和φ^S12钢绞线束;配上撑脚与拉杆后，也可以张拉带有螺杆锚具的粗钢筋或带有镦头锚具的钢丝束。此外，在千斤顶的前后端分别装上分束顶压器和工具锚后，还可以张拉带有钢质锥形锚具的钢丝束。YDCS650型千斤顶的构造如图3.2.65所示。

1—大缸体;2—穿心套;3—顶压活塞;4—护套;5—回程弹簧;6—连接套;

7、10—JA型防尘圈;8—顶压头;9—撑套;11、14、15、16—YX密封圈;

12—油嘴组件;13—缸体;14—堵头;18—压环;19—O形密封圈

图3.2.65　YDCS650型千斤顶构造图

YCD型千斤顶:这种类型的千斤顶具有大口径穿心孔，其前端安装顶压器，后端安装工具锚。张拉时，活塞杆带动工具锚向后移，张拉预应力筋;锚固时，采用液压顶压器或弹性顶压器对锚具的夹片进行顶压，以减少预应力筋的滑移量。YCD型千斤顶主要用于张拉带有XM型锚具的4～20根φ^S15钢绞线束。

YCQ型千斤顶:YCQ型千斤顶也是一种大孔径的单作用穿心式千斤顶，具有构造简单、造价低、无须预锚、操作方便等特点，但要求锚具的自锚性能可靠，主要用于张拉带有QM或OVM型锚具的4～31根φ^S12钢铰线或3～19根φ^S15钢绞线。YCQ型千斤顶的构造，如图3.2.66所示。这类千斤顶的特点是不顶锚，用限位板代替顶压器。限位板的作用是在钢绞线束张拉过程中限制工作锚夹片的外伸长度，以保证在锚固时所有夹片运动均匀一致，并使预应力筋的内缩值控制在相关规定的范围内。同时，这类千斤顶配有专门的工具锚，以保证张拉锚固后退楔方便。

④锥锚式千斤顶

锥锚式千斤顶是具有张拉、顶锚和退楔功能的三作用千斤顶，仅用于带钢质锥形锚具的钢丝束。

YDZ型锥锚式千斤顶主要用于张拉采用钢质锥形锚具的预应力钢丝束和KY-Z型锚具的预应力钢筋束或钢绞线束。YDZ型锥锚式千斤顶主要由张拉活塞、油缸、卡盘、楔块、顶杆、回程弹簧等组成，其构造如图3.2.67所示。

2)高压油泵

预应力高压油泵是预应力液压机具的动力源。油泵的额定油压和流量，必须满足配套机具的要求。大部分预应力液压千斤顶等液压机具，都要求油压在50MPa以上，流量较小，要求能连续高压供油，油压稳定，操作方便。

1—工具锚组件;2—活塞组件;3—油缸组件;4—限位板;

5—工作锚组件;6—垫板;7—预应力筋;8、9—油嘴

图3.2.66　YCQ千斤顶构造简图

1—端盖;2—张拉活塞;3—油缸;4—卡盘;5—楔块;6—顶杆;

7—回程弹簧;8—分丝头

图3.2.67　YDZ型锥锚式千斤顶构造简图

高压油泵按驱动方式分为手动油泵和电动油泵两种。目前国内生产的油泵大部分为电动式高压油泵，能与各种机具配套，完成预应力张拉、钢筋冷拉、冷镦、重物提起、起重以及进行钢筋压接、冷弯、切断等工作。根据油泵的工作原理又分为叶片泵、齿轮泵、径向柱塞泵和轴向柱塞泵等。预应力油泵主要为轴向柱塞泵，常用的型号有2ZB4—50型、ZB3—63型、ZB10—32～ZB10—80型、ZB.8—50型和ZB.6—63型等。

2ZB4—50型电动油泵的外形如图3.2.68所示。主要用于预应力筋张拉、镦头、结构试验加载、液压顶升和提升等工作。其优点为性能稳定、与液压千斤顶配套性好、适用范围广、加工性能好和价格低廉。但也有吊运不便、油箱容量较小等缺点。2ZB4—50型电动油泵的技术性能如表3.2.10所示。

1—拉手;2—电源开关;3—控制阀;4—压力表;

5—电动机及油泵;6—油箱小车

图3.2.68　2ZB4—50型电动油泵外形图

表3.2.10　2ZB4—50型电动油泵技术性能表

(2)机械式张拉机

机械式张拉机是采用机械传动的方法张拉预应力筋，主要用于小吨位、长行程的直线、折线和环向预应力工艺中。用于直线配筋的机械式张拉机包括张拉、夹持和测力三部分。

机械式张拉机按张拉的预应力筋类型分为钢丝张拉机和钢筋张拉装置。钢丝张拉机分为手动和电动两种。

1)手动张拉机具

常用的手动张拉机具有手动螺杆张拉器、手动张拉车两种。

手动螺杆张拉器由套筒、空心螺杆、压板、测力弹簧和锥形夹具等组成。该机具适用于每次张拉一根直径为3～5mm的冷拔低碳钢丝。使用时，将钢丝穿过张拉器空心螺杆，用夹具固定在螺杆后端，然后用扳手转动螺帽，使螺杆向后伸出张拉钢丝。张拉力大小由弹簧压缩变值控制。

手动张拉车由钢丝绳卷筒、测力弹簧及钳式夹具组成，小车可以在轻轨道上移动。可以用于张拉单根冷拔低碳钢丝。这种张拉车的卷筒，是通过搬动操纵杆转动方向齿轮带动旋转的。在卷筒的另一边装有棘爪，以免张拉时倒转。钢丝张拉、锚固后，脱开棘爪，将方向齿轮倒转即松脱钢丝。

2)电动张拉机具

电动张拉机具形式很多，一般均由以下几部分组成:

张拉部分——由电动机带动的轻便卷扬机或螺杆;

测力部分——带油压表的微型千斤顶、杠杆或测力弹簧;

夹持部分——钳式、偏心块式或楔块式等夹具;

行走部分——行走小车。

电动张拉机具适合张拉单根冷拔低碳钢丝及刻痕钢丝。

①千斤顶测力卷扬机式电动张拉机

千斤顶测力卷扬机式电动张拉机如图3.2.69所示。使用时，将顶杆顶在台座横梁上，钢丝端头夹紧在夹具中，而后开动卷扬机，钢丝绳带动千斤顶向后移动，由于千斤顶和张拉夹具在一起，因此钢丝就被张拉。张拉力的大小可以通过压力表指示出来。待压力表读数达到所需的张拉力时，立即停车，将预应力钢丝锚固在台座上。

1—卷筒;2—电动机;3—变速器;4—顶杆;5—千斤顶;

6—压力表;7—表具;8—锚具;9—台座

图3.2.69　千斤顶测力卷扬机式电动张拉机构造简图

②弹簧测力螺杆式电动张拉机

弹簧测力螺杆式电动张拉机主要适用于预制厂在长线台座上，张拉冷轧带肋钢筋等预应力筋。图3.2.70为DL₁型电动螺杆张拉机构造图。其工作原理:电动机正向旋转时，通过减速箱带动螺母旋转，螺母即推动螺杆沿轴向向后运动，张拉钢筋。弹簧测力计上装有计量标尺和微动开关，当张拉力达到相关要求数值时，电动机能够自动停止转动。锚固好钢丝后，使电动机反向旋转，螺杆即向前运动，放松钢筋，完成张拉操作。DL₁型电动螺杆张拉机的最大张拉力为10kN，最大张拉行程为780mm;张拉速度为2m/min;适于直径为φ5mm螺旋肋和冷轧带肋钢筋的张拉。为便于张拉和转移，常将其装置在带轮的小车上。

1—螺杆;2、3—拉力架;4—张拉夹具;5—顶杆;6—电动机;7—齿轮减速箱;8—测力计;

9，10—车轮;11—底盘;12—手把;13—横梁;14—钢筋;15—锚固夹具

图3.2.70　DL₁型电动螺杆张拉机构造简图

(3)电热式钢筋预应力张拉机

电热张拉预应力钢筋是根据物体热胀冷缩的原理，在预应力筋上通过强大的电流，短时间内将其加热，钢筋受热而伸长。当钢筋伸长到所要求的长度后，切断电源，快速锚固，钢筋的温度下降，长度回缩，由于钢筋两端已锚固，钢筋产生了拉应力，压紧构件两端，使混凝土产生预应力。其加热伸长值根据相关规定的张拉力吨位，通过计算或试验确定。电热张拉可以用于后张法，也可以用于先张法。但是对于长线台座上的预应力钢筋，因其长度较大、散热快、耗电量大，而不宜采用。

电热张拉与机械张拉比较有张拉速度快，生产效率高;设备容易解决，操作方便;电热时，钢筋的伸长不受阻力的影响，可以消除机械张拉时孔壁摩擦的预应力损失，尤其是对圆形构筑物，能避免曲面影响所造成的预应力损失;高空作业只需把电线拉上去即可，不用搬移其他设备等特点。但是，电热张拉预应力钢筋，由于钢筋的不均质等情况，会影响伸长值计算的准确性。