預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用問題分析研究

趙新田

摘要：本文首先概述了各種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)形式的分類說明，然后對(duì)預(yù)應(yīng)力平板結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)闡述，最后分析和比較預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)力所在及其適用范圍，達(dá)到預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑工程中推廣的目的。本文提出了自己的觀點(diǎn)和看法，可供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；現(xiàn)場(chǎng)施工

一、前言

中國(guó)建筑業(yè)經(jīng)過幾十年的奮斗和發(fā)展，建成了一批規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)難度大的建筑物，取得了顯著的成績(jī)和突破陸進(jìn)展，充分顯示了我國(guó)建筑技術(shù)的實(shí)力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是現(xiàn)代建筑工程中一種常見的施工技術(shù)，并且還是一種能夠大幅度提高混凝土質(zhì)量和性能的技術(shù)，該技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)的混凝土施工技術(shù)來說，其不僅能夠大幅度提高混凝土的質(zhì)量，而且還能夠節(jié)約大量的原材料，從而降低工程的施工成本，提高建筑的效益。

二、預(yù)應(yīng)力技術(shù)形式及發(fā)展

1、冷拉鋼筋預(yù)應(yīng)力技術(shù)。冷拉鋼筋預(yù)應(yīng)力成套技術(shù)，主要有鋼筋冷拉工藝、設(shè)備、錨固技術(shù)及冷拉鋼筋物理力學(xué)性能的研究，冷拉鋼筋制作預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的生產(chǎn)工藝，冷拉鋼筋預(yù)應(yīng)力構(gòu)件性能研究及設(shè)計(jì)方法。預(yù)應(yīng)力建立采用先張法或后張技術(shù)，主要用于制作預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、屋面梁、吊車梁等構(gòu)件。該技術(shù)至80年代還在全國(guó)大量使用。

2、冷拔鋼絲預(yù)應(yīng)力技術(shù)。冷拔低碳

鋼絲預(yù)應(yīng)力成套技術(shù)生產(chǎn)預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心樓板，由于冷拔絲費(fèi)用低廉、工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍越來越廣。

3、中高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋技術(shù)。20世紀(jì)60年代至80年代中期，我國(guó)相繼開發(fā)

出中高等強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線產(chǎn)品，以及中等強(qiáng)度產(chǎn)品如熱軋低合金預(yù)應(yīng)力鋼筋、熱處理預(yù)應(yīng)力鋼筋和精軋螺紋預(yù)應(yīng)力鋼筋等。引進(jìn)冷軋帶肋鋼筋技術(shù)后，開展了大量試驗(yàn)研究，使該技術(shù)在板類構(gòu)件中得到廣泛應(yīng)用替代了用冷拔低碳鋼絲制作預(yù)應(yīng)力空心樓板的技術(shù)，一方面在充分利用原有設(shè)備的基礎(chǔ)上降低了生產(chǎn)成本，另一方面顯著提高了預(yù)應(yīng)力空心樓板的質(zhì)量，因而得到了極其廣泛的應(yīng)用。

3、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線配套技術(shù)。20世紀(jì)80年代中期以后，我國(guó)相繼從國(guó)外引進(jìn)了十多條低松弛、高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線生產(chǎn)線，材料強(qiáng)度達(dá)到1770MPa～1860MPa，這一技術(shù)的突破極大地促進(jìn)了我國(guó)預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也使我國(guó)的預(yù)應(yīng)力錨固體系抵御了進(jìn)口產(chǎn)品的威脅，使我國(guó)這幾十年建設(shè)高峰中采用的預(yù)應(yīng)力體系完全國(guó)產(chǎn)化，帶動(dòng)了一大批預(yù)應(yīng)力產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展壯大。

5、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力成套技術(shù)。80年代中期，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋涂包設(shè)備、單根鋼絞線張拉錨固設(shè)備等配套技術(shù)，制定無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程，促進(jìn)了我國(guó)建筑工程中現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的發(fā)展。近30年來，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)累計(jì)推廣使用面積達(dá)數(shù)千萬(wàn)平方米，出現(xiàn)了一大批有代表性的、達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的工程項(xiàng)目。

6、多點(diǎn)同步移動(dòng)成套技術(shù)。進(jìn)入2l世紀(jì)后，面對(duì)更加復(fù)雜、規(guī)模更大的工程需求，開發(fā)了大噸位多點(diǎn)同步移動(dòng)施工設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)十至數(shù)百點(diǎn)，數(shù)萬(wàn)噸同步張拉、平移、提升與卸載控制系統(tǒng)和相應(yīng)動(dòng)作器，同時(shí)掌握成套施工法和同步分析模擬技術(shù)。該成套技術(shù)已成功應(yīng)用于多項(xiàng)大型復(fù)雜工程，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

三、預(yù)應(yīng)力平板結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

1、充分利用高強(qiáng)度材料。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件利用高強(qiáng)度材料，經(jīng)預(yù)壓鋼的使用，負(fù)載力進(jìn)一步增強(qiáng)鋼筋的拉伸應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用，先進(jìn)的高強(qiáng)度的合理使用，高等級(jí)混凝土和鋼，不僅降低了截面尺寸和面積，而且更加的經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。

2、有利于減少地下室埋深及基坑開挖深度。對(duì)于有地下室的大型建筑或高層建筑，常常把地下室作為車庫(kù)或商場(chǎng)。底板、頂板均可做成預(yù)應(yīng)力平板；局部配電房，發(fā)電機(jī)房等需層高較高者，可局部下挖，使之達(dá)到設(shè)備高度要求；這樣，在地下室中，則降低了層高，減少了水壓力，減少了底板支模工序及基坑開挖深度，減少了外墻砼用量，從而降低造價(jià)。

3、增強(qiáng)構(gòu)件的剛度。根據(jù)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件組成，在正常使用的情況下，整體剛度較好，很少會(huì)出現(xiàn)裂紋問題。在工程結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用可以確保每一個(gè)成員相對(duì)穩(wěn)定，保持彈性狀態(tài)，從而提高構(gòu)件的整體剛度。

4、利于改善結(jié)構(gòu)的使用功能?，F(xiàn)在業(yè)主根據(jù)自已的愛好，經(jīng)營(yíng)商品的組成變化，需要對(duì)商場(chǎng)及辦公樓進(jìn)行重新分隔的現(xiàn)象比較普遍，甚至在不同時(shí)期因業(yè)主的變化，都會(huì)有不同的間隔要求。預(yù)應(yīng)力樓板對(duì)用途的改變極容易適應(yīng)，在任意位置均可以設(shè)置隔墻，方案可以是多種多樣，可給用戶最大的自由度，使房屋使用功能及檔次得到很大的提高，是房屋銷售的一大賣點(diǎn)。

5、具有優(yōu)越的抗裂性，減少鋼筋用量，降低結(jié)構(gòu)的造價(jià)。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)種預(yù)應(yīng)力筋可產(chǎn)生一個(gè)向上等效荷載，同時(shí)在板中產(chǎn)生一個(gè)軸向壓力，使平板剛度提高，撓度大大減少，抗裂性能也大為提高。采用預(yù)應(yīng)力混凝土無梁平板結(jié)構(gòu)可以降低結(jié)構(gòu)的造價(jià)。

四、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固施工過程中的應(yīng)用。一般建筑施工的加固是通過補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件和改善結(jié)構(gòu)性能來提高現(xiàn)有建筑施工的承載力，來延長(zhǎng)其使用壽命，滿足建筑設(shè)計(jì)的要求。通常加固的方式有：建筑面補(bǔ)強(qiáng)層加固、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固以及體外預(yù)應(yīng)力加固等。在實(shí)際中，卸載的主要目的就是為了減小加固施工時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)變。可以先對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，使構(gòu)件的受拉區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，受壓區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，使構(gòu)件在初彎矩時(shí)的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變減小，這樣可以提高構(gòu)件在極限承載力時(shí)的應(yīng)變?cè)隽亢蛻?yīng)力，充分發(fā)揮加固鋼筋。

2、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土多跨連續(xù)梁的應(yīng)用。多跨連續(xù)梁有正彎矩區(qū)域和負(fù)彎矩區(qū)域，一般情況下，跨中為正彎矩，支座處為負(fù)彎矩。當(dāng)橋梁的抗彎承載力和抗剪承載力達(dá)不到要求時(shí)，就需要進(jìn)行加固處理，當(dāng)跨中正彎矩區(qū)抗彎承載力不足時(shí)，可以采用施工比較容易的粘貼碳纖維的方法加固。

3、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。碳纖維具有施工簡(jiǎn)單，高強(qiáng)度的特點(diǎn)，所以對(duì)受彎構(gòu)建進(jìn)行加固的方法廣泛地采用粘貼碳纖維片材。但是在加固前結(jié)構(gòu)就已經(jīng)具有初始內(nèi)應(yīng)力，混凝土有了初始拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，當(dāng)混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變達(dá)到或超過混凝土的極限壓應(yīng)變時(shí)，構(gòu)件達(dá)到或超過了極限承載力。

4.房屋建筑預(yù)應(yīng)力混凝土框架施工技術(shù)。房屋建筑預(yù)應(yīng)力混凝土框架的施工技術(shù)特點(diǎn)主要有施工跨度大、框架自重大以及層高較大，在實(shí)際施工過程中，必須要考慮到預(yù)應(yīng)力筋張拉問題和樓板與次梁的載荷問題，因此必須要對(duì)預(yù)應(yīng)力框架承載力進(jìn)行精確計(jì)算，以保證房屋建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。在進(jìn)行底層框架梁的支撐時(shí)，必須要做好對(duì)地基的處理工作，以避免不均勻的沉降對(duì)建筑整體的影響。房屋建筑預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁底模板起拱值一般較小，約為全跨長(zhǎng)度的1～5%作用。預(yù)應(yīng)力框架梁施工過程中所使用的側(cè)模板和樓板模板，在預(yù)應(yīng)力筋張拉之前進(jìn)行全部的拆除，以保證筋張拉力的有效釋放，避免對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響。

五、結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)雖然有整體性、抗震性能差和施工難的缺點(diǎn)，但預(yù)應(yīng)力技術(shù)經(jīng)過幾十年來的工程實(shí)踐以及標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不斷完善，已經(jīng)是成為一項(xiàng)成熟的工程技術(shù)。工程實(shí)踐告訴我們，預(yù)應(yīng)力技術(shù)以種種優(yōu)勢(shì)，在某些建設(shè)領(lǐng)域有著強(qiáng)大的生命力和競(jìng)爭(zhēng)力，甚至在其還未完全占領(lǐng)的領(lǐng)域仍然具有強(qiáng)大的發(fā)展力。

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