预应力混凝土在大跨度建筑中的应用

2015-04-16苓小强

建材与装饰 2015年23期

关键词：跨度受力预应力

苓小强

（中铁二十五局集团第六工程有限公司　柳州　545007）

预应力混凝土在大跨度建筑中的应用

苓小强

（中铁二十五局集团第六工程有限公司柳州545007）

预应力混凝土在大跨度建筑中比较常见，主要是预防大跨度建筑中出现裂缝，提前在混凝土结构中产生预应力，通过预应力保障大跨度建筑的安全。预应力混凝土的应用，降低了大跨度建筑的裂缝风险，所以本文重点以预应力混凝土为研究对象，分析其在大跨度建筑中的实践。

预应力混凝土；大跨度；建筑

大跨度建筑是我国建筑工程的发展趋势，房屋、桥梁等多项工程内，都采用了大跨度概念。大跨度建筑的受力强度较大，面临着裂缝的风险，为了提高大跨度建筑的质量，推行预应力混凝土的应用，以此来缓解大跨度建筑的裂缝压力。预应力混凝土在建筑工程中的发展速度较快，在很大程度上满足了建筑工程的稳定性需求。

1　大跨度建筑中预应力混凝土分析

预应力是一项具有保护功能的施工技术，其在大跨度建筑工程中，能够预防混凝土早期裂缝。混凝土在使用前期，构件会逐步进入受力状态，受到大跨度的影响，构件自身的拉应力明显降低，不能为混凝土提供稳定的受力，此时混凝土结构出现裂缝，但是预应力技术的应用，可以抵消载荷造成的拉应力，维护混凝土、构件的平衡受力，促使大跨度建筑具备抗裂的优势。

大跨度工程中，预应力混凝土的核心是材料的应用，尤其是预应力钢筋，需要与大跨度混凝土保持协同性，既要保障预应力钢筋具有足够的强度，又要其在大跨度混凝土中的稳定性[1]。预应力混凝土发挥重要的作用，改善大跨度建筑的施工环境，最主要的是提供性能保障，避免大跨度建筑发生结构变形或裂缝，强化大跨度工程的质量控制。

2　预应力混凝土在大跨度建筑中的应用

以大跨度工程的施工案例为主，分析预应力混凝土的实践性，例举其在房屋工程、桥梁工程中的应用。

2.1预应力混凝土在房屋工程中的应用案例

大跨度房屋建筑，代表了我国房屋建筑的发展方向。目前，房屋建筑对空间的需求比较大，再加上房屋建筑功能的多样化发展，必须加强大跨度结构的控制力度[2]。预应力混凝土，改进了大跨度房屋工程的施工方式，提供稳定的技术支持，一方面控制大跨度房屋工程的裂缝问题，另一方面提供足够的预应力支持，提升房屋工程的安全水平。

以某办公建筑为例，表明预应力混凝土的优势。该办公建筑屋顶的载荷比较大，活载荷=5kN/m2，该建筑的地下室结构，设计了大跨度梁，用于提供安全的行车通道，活载荷=35kN/m2，受到地下室高度的影响，混凝土梁的预应力设计中，难度相对比较高，预应力混凝土的应用，可以分为三个部分，如下：

2.1.1性能控制

预应力混凝土对该建筑的构件，起到保护作用，促使构件能够适应大跨度的环境，完成大跨度结构的建设。该建筑中，增加了纵向预应力，目的是确保混凝土具有足够的抗剪能力，待混凝土载荷卸掉后，在预应力的作用下，密实裂缝，全面控制混凝土结构的性能，借助预应力规避混凝土的裂缝风险。

2.1.2结构布置

预应力混凝土在该建筑的大跨度结构中，积极使用高强度钢筋，致力于降低大跨度结构的自身重量，发挥高强度钢筋的强度性能。预应力混凝土在该建筑中的布置，能够降低钢筋材料的使用量，优化结构设计，控制建筑界面的实际尺寸，体现预应力混凝土的应用效益。

2.1.3内力分配

该建筑结构对系统性的要求比较高，内部受力的分配较为复杂，而预应力对结构载荷的设计，逐步调整了大跨度梁的内、外载荷，调整大跨度梁的内部受力，符合预应力混凝土的平衡要求。预应力混凝土解决了该建筑中重载荷分部的问题，实现了大跨度结构的整体性控制。

2.2预应力混凝土在桥梁工程中的应用案例

桥梁工程案例中，预应力混凝土的应用表现在梁结构上，在大跨度桥梁中形成主体预应力结构。该桥梁工程方案内，分别在10.50、12.90m层部分，设计预应力混凝土，拉应力=1395MPa。选用φs15.24mm的预应力筋，辅助提高大跨度混凝土结构的张拉力，该工程对梁结构的要求比较高，通过预应力控制实现大跨度结构的控制。

首先工程企业根据混凝土梁的工艺要求，规划预应力筋的分布，由于混凝土梁的工程量多，所以必须配合工程总体，规范预应力筋的应用，该企业将预应力筋按照一定的流水线进行规划，维护预应力筋的使用制度[3]。现场完成预应力筋的绑扎工作后，立即进入铺放工艺中，遵循混凝土梁的要求，搭接预应力筋，搭接预应力混凝土梁时，应该考虑施工缝的影响，在不影响大跨度结构的基础上，完善搭接，而且注意混凝梁自身的张拉条件，以免违反大跨度桥梁的基础要求。

然后该工程针对大跨度比较集中的混凝土梁，采取集中搭接的方式，确保搭接达到100%的张拉标准。混凝土梁受到桥梁工程周围环境的影响，无法设计张拉端，只能采取交叉混合的布置方法，调换预应力筋的两端位置，也可使用内部搭接的方式，强化预应力筋的稳固性，提高大跨度混凝土结构防裂缝的能力。

最后是在桥梁混凝土梁中，固定预应力筋的位置，预应力筋在混凝土梁内，采用箍筋绑扎方式，严格按照该大跨度桥梁的设计方案，固定预应力筋的位置，控制钢筋使用的规模，该工程钢绞线的固定距离保持在1000mm。因为该桥梁混凝土梁中，固定预应力筋时，与普通钢筋出现了矛盾，所以先进行预应力筋的固定，再安排普通钢筋的加固工作。

3　预应力混凝土在大跨度建筑中的控制

预应力混凝土是大跨度建筑中的新型技术，改进了大跨度工程的结构方式，利用预应力技术，加强混凝土的控制力度。针对预应力的应用，提出三点控制方式[4]。分析如：①预应力混凝土，应该按照大跨度工程的要求，科学的安排预应力结构，其在工程中需要考虑到不同技术的配合性，保障预应力施工的进度，以免影响混凝土的质量，确保预应力工期的合理性，完善预应力在大跨度工程中的使用，消除潜在的裂缝风险；②预应力的搭接，与大跨度工程存在直接的关系，根据大跨度工程的规模、施工方式，确定预应力搭配的位置和数量，预防发生预应力问题，规范大跨度工程中的预应力施工；③大跨度工程中，混凝土结构中应该将预应力作为首要考虑的内容，确定预应力之后，再安排其它工序，由此能够保障预应力混凝土的准确性，在功能、性能上满足大跨度工程，发挥预应力混凝土的积极性，深化预应力技术的应用，改善大跨度工程的施工环境。