探讨预应力混凝土结构关键技术及施工管理

陈雨

（福建华航建设集团有限公司　福建省　福州市　350000）

探讨预应力混凝土结构关键技术及施工管理

陈雨

（福建华航建设集团有限公司福建省福州市350000）

随着科技的发展，预应力混凝土从理论、材料、工艺到土建工程的各种应用，都取得前所未有的发展和成就；但是仍然存在着一些问题，预应力混凝土技术在我国的应用还有一段很长的路要走。本文主要阐述预应力混凝土结构的基本理论，强调了预应力混凝土结构的关键技术以及施工管理力的要求，以供参考[1]。

预应力混凝土；基本理论；关键技术；施工管理

1　预应力混凝土的基本理论

为弥补混凝土在构件使用前过早的出现裂缝，预先给混凝土一个预压力，是用人工加力的方法在混凝土的受拉区内将钢筋不停拉张，在钢筋回缩力的影响下，使混凝土受拉区预先受压力。把这种预加压力很好的储存下来，一旦构件承受由外荷载产生压力时，可以抵消受拉区混凝土中的预压力，在荷载增加的过程中，混凝土随之受拉，从而限制混凝土的伸长，尽可能的减少裂缝的出现，是用预应力将结构控制在最小范围，从而提高构件抗裂性能和刚度的，这就是预应力混凝土施[2～3]，如图1所示。

图1　预应力混凝土模板

1.1第一种概念

预应力混凝土是否能够正常工作，要看它的弹性是否符合各方面的要求。预应力混凝土是一种特殊的弹性材料，这种弹性材料在预压力混凝土的影响下更好的发挥它的作用，提高施工的可靠性，和钢筋混凝土的结构相比是截然不同的。用无拉应力或零应力的原则进行预应力混凝土设计，通过对预应力的施加改变混凝土的性能，运用力学的原理来计算混凝土的应力。

1.2第二种概念

将预应力混凝土看作是高强度钢材和混凝土的协调，充分发挥两者的潜力。必须是高强钢筋有很大的伸长变形，才能使其强度得到充分的发挥，如果高强钢筋没有伸长变形，只是简单的浇筑在混凝土内，在荷载作用的影响下，混凝土就会出现裂缝，构建的抗裂性会降低，只有在高强钢筋和混凝土结合前预先张拉，才能提高混凝土的抗拉和抗压能力，减小裂缝出现的可能性。

1.3第三种概念

预应力混凝土的设计主要的受预加力和荷载效应的相互影响。预加应力是对混凝土构件预先施加与使用荷载（外力）相反的荷载，来抵消部分使用荷载效应的方法，如果外荷载对构件各截面的力矩被抵消，那么就说明这是的外荷载恰好是受到预应力筋的反力平衡；反之没有被抵消时，就需要用荷载值计算应力，是通过预加应力来实现荷载平衡。

2　预应力混凝土的关键技术

2.1先张法

为了保证混凝土结构施工强度，在混凝土浇灌前进行张拉预应力筋施工，在张拉时，应该将预应力筋固定起来，待浇灌完毕之后，检测混凝土强度是否达标，即通常所说的先张法。目前，先张法在实践中的应用比较普遍，能放松预应力筋，使预应力筋和混凝土咬合，整体施工粘接性好，并且能有效提升构件的承载能力，在受拉情况下，也能保障混凝土结构基础性能。

先张法的特点：在先张法的普遍推广中，对它各方面的要求也随之提高，在材料运用上一般采用高强钢丝、钢绞线这种较好的预应力筋束，然后与混凝土结合达到固定的目的，是临时的，施工工序简单，临时固定的工具可以重复使用，大批生产时比较经济，质量也很稳定；由于大跨径的构件的预加力可能会随随着荷载弯矩的时常进行调整，所以先张法不能满足大跨径构件的需求，在大跨径的运用上不能得到推广。

预应力的铺设：铺设前的隔离工作是必不可少的，用刷隔离剂的方式对台面和模板做一个隔离层，以便更好的脱模，为避免混凝土和预应力的粘结力受到影响，在使用隔离剂是不得使预应力筋受到污染，在做好隔离后，要确定预应力筋的张拉力，要符合设计要求，采用超拉张时，可以超过5％，但是不能超过相关表规定，并且对其详细计算，以免出现失误。

预应力筋张力P按下式计算：

式中：P——预应力筋张力（N）；

m——超张拉百分率（％）；

σcon——张拉控制应力（N/mm2）；

Ap——预应力筋截面面积（mm2）。

先张法混凝土浇筑与养护：为减少预应力的损失，要注重混凝土的保养。混凝土的保养首先要注意对预应力筋的保护，让它与周围的事物保持一定的距离，避免人的踩踏和硬物的碰撞，使预应力筋与混凝土能够更好的咬合，保持一定的粘接性。在对混凝土的养护上可以采用自然养护和湿热养护两种方法，采取湿热养护时，要注意因温度升高而引起的应力降低，导致混凝土的硬结，造成一定的损失，所以在采取湿热养护时，为减少温差损失，在混凝土达到一定强度前，把温度升高限定在一定的范围（一般不超过20℃）；在采取自然养护时，要注意气温的高低，气温过高时注意浇水，保证它的湿度，气温过低是注意覆盖，保证它的温度。

2.2后张法

为了保证混凝土结构的施工强度，在预应力筋穿过孔道后再进行张拉，需要在达标的混凝土保证的情况下，把构件本身作为支座，这就是我们施工常见的后张法。对预应力筋的张拉不能无限制的进行，需要在规定的范围，不然混凝土会不停地受到压缩，不能很好的固定粘接，没有使构件的混凝土受到恰到好处的预压应力，阻碍施工的进展。

后张法的特点：对预应力筋的锚固要使用专门的锚具来固定，这些锚具的数量要多，质量也要有保证，和先张法的直线配筋不同，后张法通常采用曲线配筋，正好和先张法相反，不仅改善了先张法在预加力作用点不能调整的固定模式和单一方式，而且还能满足工厂制作和现场制作两方面的要求，带来极大的方便。

预应力张拉：预应力筋的张拉对于生产预应力构件起着关键性的作用，所以要认真检查混凝土的张拉强度是否达到要求，在达到要求的情况下还要检测设计等级是否达标；根据预应力筋的长度，施工的不同，预应力筋的张拉方式也不同，要根据实际的情况而定；同时也要注意后张法预应力筋的张拉程序。

3　施工管理措施

3.1原材料的质量控制

钢绞线要经过实地考察，仔细筛选，严格规定的标准，只有把合格的材料投入使用，才能保证施工的安全可靠，为了避免损伤，对材料的存放要严格把关，长时间的堆放也会导致预应力筋生锈；下好料的钢筋要贴上标签，按长度分好类别，在选用是能够很好的分辨；锚夹具的重要性也不能忽视，是固定的关键，对锚夹具的筛选也要经过实地考察，取样等一系列的措施才能做最后的决定；膨胀剂、隔离剂、减水剂等施工需要用到的外加剂都要小心采购，是不含氯离子的，经过施工监理单位的认可，才能使用[4]。

3.2施工机具的质量控制

张拉机具油泵和千斤顶是施工的关键机具，所以在施工前要仔细的检查机具是否在规定检定期限内，除了检查油表和千斤顶的记录是否清晰完整，还要准备充足油泵和千斤顶，在出现问题时能够及时的解决；所以不管在施工前还是施工后都应该保持张拉机具油泵和千斤顶的良好状态，时刻处于备战状态，还要定期的对油泵千斤顶重新检定。还有后张法中用到的灌浆设备也要随时保持健康状态，现场施工时为避免失误，也要备用一台，这些施工机具都是十分重要的，要对其质量严格控制。

3.3施工的安全保证措施

①要预防安全，在施工前对工作人员进行安全教育，对安全提出具体的要求；②要给施工人员配发安全帽，穿防滑鞋，作业时禁止吸烟；对施工脚手工架、张拉平台组织检查人员不定时的进行安全检测；在施工时，注意操作的正确性和熟练性，预应力筋张拉是，张拉人员不能在千斤顶正面操作，应该在两端操作等；这些都是施工应该注意的安全，为安全有效的施工，不管是施工人员还是监管人员都应该认真负责的工作。

3.4施工技术的质量控制

技术是核心，施工的技术在一定程度上直接影响了工程的质量，所以我们要保证施工人员的技术达到施工的要求。首先在施工前要对施工人员的进行技术培训，审核达标后才能进入施工现场，针对对我国技术落后的状况，可以组织施工人员学习和借鉴国外的先进经验和技术，从而完善混凝土的施工技术；在施工的过程中，管理人员要严格的检查施工人员施工现场的技术是否达到规定的要求和标准，避免有些施工人员出现偷工减料的，确保施工技术符合工程的质量要求。

4　结束语

综上所述，预应力混凝土技术的不断改进，已经广泛应用与各个行业，不仅给我们的生活带来极大的便利，也对现在科技的发展起到推动作用，但是在施工过程中我们要注意的不仅是技术问题、质量问题，还有安全问题，时代是不断发展的，我们也要加快前进的步伐不断的研究，让预应力混凝土技术更好的完善。希望通过本文的简单介绍和分析，能够帮助相关工作人员，更好的开展施工工作。

[1]李彦林.预应力混凝土结构关键技术及施工管理[D].长安大学，2012.

[2]周铭.建筑工程中预应力混凝土结构的施工工艺分析[J].城市建筑，2014（15）：92.

[3]苏金源.在役预应力混凝土结构的有效预应力检测实例分析[J].广东科技，2013，22（14）：151～152.

[4]陈彦莉.路桥施工中预应力技术的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（6）.

TU755

A

1673-0038（2015）17-0095-02

2015-4-6

陈雨（1961-），男，工程师，大专，主要从事施工技术与管理工作。