工民建施工中預應力混凝土技術的應用方式漫談

文堅

摘要：在經(jīng)濟飛速發(fā)展的大環(huán)境下，建筑市場也在經(jīng)濟的帶動下進入一個飛速發(fā)展的階段，無論是城市還是農(nóng)村都有大量的建筑被興建起來。隨著現(xiàn)在的工業(yè)與民用建筑不斷往多高層的方向發(fā)展，普通混凝土的抗裂性已不能滿足現(xiàn)今建筑發(fā)展的需要。而預應力混凝土的出現(xiàn)恰好彌補了這一缺陷，預應力混凝土技術具有的多重優(yōu)勢使它深受工業(yè)、民用建筑甚至交通運輸業(yè)的采納。在工民建施工中它能有效地采用高強鋼材，提高構件的抗裂度和剛度，還具有增加構件的耐久性，節(jié)約材料，減少自重等優(yōu)點。本文通過對工民建施工中相關的施工內容和特點進行全方位的分析，歸納整合后進一步闡述預應力混凝土技術在工民建施工過程中的應用。

關鍵詞：工民建；預應力混凝土；原理；施工

預應力混凝土能夠充分發(fā)揮高強度鋼材在工民建工中的作用，即在外荷載作用于構件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對于構件受拉區(qū)的混凝土預先施加壓力，產(chǎn)生預應壓力，使混凝土結構在作用之下充分發(fā)揮鋼筋抗拉強度高會被混凝土抗壓能力強的特點，可以提高構件的承載能力。這種制造出來的構件被稱為預應力混凝土構件，相比之下，預應力混凝土構件比普通混凝土構件，更能提高構件的抗裂度和剛度，同時也能增加構件的耐久性，節(jié)約材料，減少自重等優(yōu)點。但是預應力混凝土構件的制造工藝比較復雜，需要學會并且能夠熟練使用預應力混凝土技術。

一、預應力混凝土的特點

預應力混凝土構件比起普通混凝土構件的抗裂性和剛度更好，更能承擔現(xiàn)在工業(yè)和民用建筑的需求，經(jīng)過調查和研究預應力混凝土構件的具體參數(shù)，總結之后得出了預應力混凝土構件的主要特點：預應力混凝土的構件截面小、自重輕、質量好、材料?。ù笾驴晒?jié)約鋼材的40～50%，混凝土的20～40%），其中跨度較大的結構更能獲得經(jīng)濟效益，而且還能在一定程度上擴大預制裝配化的程度。但是預應力混凝土構件的制造工藝比較復雜，對機械設備和員工操作技術水平要求比較高。

建筑業(yè)中一般要求混凝土的強度等級最少需求是C30。現(xiàn)今在我國一些重要的預應力混凝土結構中，已經(jīng)開始采用了C50～C60高強度的混凝土，我國已經(jīng)出現(xiàn)了C80強度的混凝土，并且還在不斷的研究和發(fā)展中。在國外已經(jīng)出現(xiàn)了抗壓強度高達200Mpa的混凝土。

二、預應力混凝土技術的應用方法

（一）先張法

1.先張法的概念

在澆注混凝土之前，先張拉預應力鋼筋，并將預應力筋臨時固定在臺座或鋼模上，等混凝土達到一定強度之后，等到混凝土與預應力筋具有一定的粘合力時，放松預應力筋，讓混凝土在預應力筋的反彈作用下，使構件受拉區(qū)的混凝土承受預應壓力。在生產(chǎn)中小型預應力混凝土構件時更適合用先張法。先張法的原理是預應力通過預應的鋼筋與混凝土之間的這種粘黏力傳遞到混凝土上。

2.先張法的機械設備

先張法對專業(yè)設備的要求很高：第一，臺座是先張法施工張拉和臨時固定預應力筋的支撐結構，它需要承受預應力筋全部的張拉力，因此對臺座的要求比較高，必須要具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。臺座根據(jù)構造形式可分為鐓式和槽式，鐓式臺座一般用于張拉噸位比較小的構件，而槽式臺座一般用于張拉噸位較大的構件，如起重機梁、屋架、薄腹梁等。第二，先張法的施工設備必不可少的是夾具，夾具主要作用是在先張法施工時起一個臨時固定預應力筋的作用?？瓷先ルm然不是很重要，可是卻是必不可少的，對夾具的要求必需要工作可靠、構造簡單、裝卸方便。按其用途分類可分為錨固夾具和張拉夾具。錨固夾具主要有錐形夾具、鐓頭夾具和元套筒三片式夾具等三種，張拉夾具主要有，月牙夾具、偏心式夾具和鍥形夾具等。第三，就是先張力施工中的張拉設備。張拉設備除了要求工作可靠，還要控制力精準，在工作時能夠以穩(wěn)定的速率加大壓力。常用的張拉設備有液壓千斤頂、卷揚機、電動螺桿張拉機等。

3.先張法的施工工序和技巧

先張法預應力混凝土施工步驟為預應力筋的鋪設、預應力筋的張拉、混凝土的澆筑與養(yǎng)護、預應力筋的放張等。預應力混凝土失蹤中最關鍵的是預應力筋的張拉，在張拉的過程中要嚴格控制張拉應力、張拉程序、計算張拉力和進行預應力值的校核，先張法預應力筋的張拉可以分為單根張拉和多跟成組張拉。單根張拉所用設備構造簡單，易于保證應力均勻，生產(chǎn)效率低，錨固困難；而成組張拉的效率比單根張拉要高，但是它的設備構造復雜，需要用較大的張拉力。因此，在施工中要根據(jù)實際情況選取適宜的張拉方法，一般預制廠選用成組張拉，施工現(xiàn)場選用單根張拉。

（二）后張法

1.后張法的概念

后張法顯然與先張法剛好相反，后張法強調的是對施工建筑先澆筑混凝土，然后再張拉預應力筋的方法。后張法的概念為，先制作留有孔道的混凝土的構件，等到混凝土達到了設計規(guī)定的強度之后，將預應力筋穿過孔道，并借助錨具把預應力筋錨固在構件的端部，然后用張拉機具張拉鋼筋至設計規(guī)定應力值，最后再給孔道灌漿。后張法的原理是張拉力由錨具傳給混凝土構件，并使之產(chǎn)生預應力。

2.后張法的特點

后張法和先張法相比，在預應力施工中不需要臺座等設備，施工的靈活性比較大，廣泛用于施工現(xiàn)場中生產(chǎn)大型預應力混凝土構件和就地澆筑預應力混凝土結構。通過后張法，我們在施工的過程中能夠避免大型的構件出現(xiàn)的很多麻煩，并且通過它能作為預制構件的方式可以預制小型模塊，再拼接為整體。后張法同樣有其獨特的特點，它可以再建筑的構件上張拉預應力的力筋，導致在張拉的過程中構件會受到預應力壓力，混凝土的彈性在此壓力下會收縮，這種彈性的收縮不會直接影響建筑的有效預應力值的建立。但是后張法的工序比先張法要多很多，而且錨具是作為一個傳遞張拉力的的工具要永遠留在固件上，導致對鋼材的消耗量比較大。

3.后張法的施工工藝

后張法預應力施工的要點是在后張法施工鋼管預埋之前要把鋼管先除銹、刷油，保證平直、光滑，預埋位置要正確。每根長度要小于15m，以便于旋轉、抽管（要掌握恰當?shù)某楣軙r間）：一般在初凝后終凝前，手指按壓混凝土不粘漿又無明顯印痕時，則可抽管。

后張法預應力施工可分為有粘結預應力施工和無粘結預應力施工。有粘結預應力施工的具體操作要先澆混凝土，待混凝土達到設計強度的75%以上時，再拉鋼筋（鋼筋束），主要的張拉工序為：埋管制孔→澆混凝土→抽管→養(yǎng)護穿筋張拉→錨固→灌漿（防止鋼筋生銹）。有粘結預應力施工的傳力途徑是依靠錨具阻止鋼筋在彈性作用下的回彈來使截面混凝土獲得預應壓力，這種做法使鋼筋與混凝土結為整體，稱之為有粘結預應力混凝土。而無粘結預應力混凝土主要的張拉工序為預應力沿全長外表涂刷瀝青等潤滑防腐材料→包上塑料紙或套管（預應力鋼筋與混凝土不建立粘結力）→澆混凝土養(yǎng)護→張拉鋼筋→錨固。凡是張拉之后允許預應力筋與其周圍的混凝土產(chǎn)生相對滑動的預應力筋，都稱為無粘結預應力筋。無粘結預應力筋具有不需要留設孔道、穿筋、灌漿，施工也比較簡單，摩擦力小，預應力筋易彎成多跨曲線形狀等優(yōu)點。但是預應力筋在建筑中不能充分發(fā)揮其強度（一般要降低10～20%），而且對錨具的要求也比較高。因此，無粘結預應力筋一般應用于雙向連續(xù)平板和密肋板中，在大跨度的連續(xù)梁中發(fā)展也不錯。

三、結論

由上文所述，預應力混凝土現(xiàn)在已經(jīng)基本取代了普通混凝土在工民建工中的地位，大大提高了建筑的抗裂性和剛度。工民建施工中預應力混凝土技術的應用，使當今建筑業(yè)施工工作更加現(xiàn)代化、科學化。在面對不同的建筑構造和設計時，能夠根據(jù)需要選擇不同的混凝土以及技術方法，從而達到最佳的效果，這不僅保證了現(xiàn)今工民建施工中施工建筑的質量，同時還更加快捷，減少了資源的浪費?？煽闯鲱A應力混凝土技術的發(fā)展必將成為我國建筑業(yè)未來發(fā)展的方向。