浅谈预应力混凝土结构在建筑楼盖中的使用及施工方法

江春花

（宇旺建工集团有限公司湖里分公司，福建 厦门 361000）

0 前言

近年来我国城市化进程不断加快，建筑工程项目规模不断扩大，相应的建筑工程施工技术也得到了全面发展。预应力混凝土结构的广泛应用，给各类大型工程的施工提供了可靠的技术支持，可以有效提升建筑工程质量和稳定性。目前在大型建筑工程楼盖的建设当中，预应力混凝土结构的应用率逐渐提高，因此对其施工方法进行研究，十分有必要。

1 预应力混凝土结构的概述

在建筑工程的建设中，混凝土材料的应用十分广泛，但是这种材料本身抗拉能力较差，直接的结果就是混凝土构筑体表面容易产生裂缝，威胁质量安全。针对这一问题，为了强化混凝土性能，防止其产生裂缝，技术人员通过对钢筋进行张拉，利用钢筋回缩力给混凝土施加预应力，在这种情况下，混凝土构筑物因自重及外部因素而受到拉力影响时，预应力会给予抵消，很大程度上可以增强混凝土抗拉、抗裂性能。而预应力混凝土结构就是利用预应力钢筋混凝土而构筑的建筑结构，该结构内部拥有一定水平的预应压力，具备很强的稳定性、抗压性和抗剪性能。

2 预应力混凝土结构的特征、分类及优缺点

2.1 预应力混凝土结构的特征

由于预应力混凝土结构使用了高强度钢材，该结构具有很强的抗裂能力，同时在强度、稳定性、抗剪能力方面也有突出优势。使用预应力混凝土结构，大约可以节约钢材和混凝土40%左右。这种混凝土结构得益于本身较强的抗拉能力和稳定性，可以制成重量轻巧、外形美观的构筑物，尤其在建筑物的屋顶工艺中可以发挥很大的优势。

2.2 预应力混凝土结构的分类

随着预应力结构混凝土的技术不断成熟，相关领域将该结构主要分为三个类型。其一是全预应力混凝土结构，这种结构的特点是沿着预应力筋方向的正截面始终不会出现拉应力；其二是有限预应力混凝土结构，该结构的特点是允许混凝土在短期荷载作用下，承受一定限度的拉应力，但是在长期荷载作用下则不能受到拉应力作用；其三是普通钢筋混凝土结构，这种结构则没有施加预应力。

2.3 预应力混凝土结构的优缺点

（1）优点

首先，预应力混凝土结构被施加预应力之后，将能限制裂缝的出现，或者推迟裂缝出现的时间，进而可以提升结构刚度和耐用性。同时，预应力混凝土结构对钢材、混凝土材料的消耗较少，可以制成多种轻巧、可靠的混凝土构筑物。

（2）缺点

预应力混凝土结构的缺点在于，工艺复杂程度比较高，对施工人员技术要求和施工质量要求较高，同时需要用到包括张拉机、灌浆机、锚具在内的多种专业化设备和材料。同时，预应力混凝土结构在施工设备、材料及技术方面对成本花费较大。另外，这种结构在部分情况下不容易控制预应力反拱度，一旦控制不好，容易造成构筑物表面不平顺。

3 预应力混凝土结构在建筑楼盖中的使用及施工方法

3.1 预应力混凝土结构在建筑楼盖中的使用

在建筑工程的楼盖施工中，预应力混凝土主要是将受力构件中的钢筋进行张拉，然后实现内部预应力的工艺。但是，在实际的工程施工过程中，受到钢筋混凝土徐变、设备张拉力控制不恰当等问题的影响，经常会出现张拉应力不平衡和损失的情况。为了解决这些问题，目前在建筑楼盖施工中，主要采用钢绞线或预应力钢筋来进行预应力混凝土结构的施工。在使用预应力混凝土结构进行建筑楼盖施工时，要求混凝土性能达到比较高的水平，并且需要注意以下几点：

（1）保证抗压强度。通过使用抗压强度较高的混凝土材料，可以很大程度上提升楼盖截面预应力储备，同时还可以减少混凝土结构的材料消耗，达到降低楼盖重量和荷载的目的。

（2）科学使用徐变量、收缩量较小的材料。在建筑楼盖施工中，采用徐变量和收缩量较小的钢筋、混凝土材料，可以很大程度上降低预应力损失。例如，在建筑工程预应力混凝土结构施工中，要求采用C30 级强度的混凝土材料。同时，在使用钢绞线作为配筋来产生预应力的时候，其强度要求高达C40 级。

3.2 预应力混凝土结构在建筑楼盖中的施工方法

目前预应力混凝土结构在建筑楼盖中的应用，主要采用后张法进行施工。采用该方法时，需要先在预应力相应位置预留孔道，同时完成混凝土浇筑。在混凝土凝固达到一定强度之后，在预留的孔道之中插入预应力筋。然后，在将预应力筋固定在构筑物上之前，需要确保在构筑物上完成张拉操作。在混凝土浇筑完成并达到可靠强度之后，再利用筋束与之结合，并在过程中注意做好钢筋防腐，避免影响预应力混凝土结构质量。

在进行预应力钢筋布置时，需要以事先计算好的曲线的形式来布置，保证钢筋处于垂直、水平方向，并检查好各个控制点的位置，确保布置的钢筋体形成平滑曲线。对于梁板体系的施工，要先在明梁上方位置布置非预应力钢筋，在下方位置布置长跨度的非预应力钢筋，再布置预应力钢筋，分别设置好分布筋和负筋。在此之后，安装好锚具，矫正承压板的位置，确保其符合工艺要求。

4 预应力混凝土结构施工实例

新阳西中学位于厦门市海沧区马銮湾片区，功能为学校及配套建筑。总用地面积43347.82m2，拟建60 班，总建筑面积79809.4m2，其中地上建筑面积43309.4m2，地下建筑面积36500m2。此项目中7#楼为学校体育馆，跨度达27.6m,支模高度最大值达10.12 米，其三层梁及屋面层有大截面预应力框架梁施工。

预应力梁抗震等级一级，混凝土强度等级为C40，张拉端锚具采用C40 细石混凝土封堵。预应力筋采用1860 级(国标GB/T5224-2014)高强低松弛有粘结钢绞线。钢绞线抗拉强度标准值fptk=1860Mpa，直径d=15.2mm，单根截面面积为140mm2。张拉端采用15-9、15-12 群锚(QM),;固定端采用挤压锚。预应力筋用锚具的性能应符合现行国家标准<<预应力筋用锚具、夹具和连接器>>GB/T 14370 等的规定。预应力筋张拉控制应力=0.70fptk=1302MPa,超张拉3%。张拉时，相应张拉位置混凝土强度应达到C30。

预应力施工前，项目部首先编制大跨度预应力梁施工专项方案。项目班组选定有资质的预应力分包单位。施工期间严格按专项施工方案。结合工程实际，本工程选用盘扣式模板支架搭设，从而避免了预应力构件未张拉前不能承受自重及外部荷载所带来的影响。本工程的预应力施工从模板支撑体系，预应力张拉、锚固，混凝土材料选用、浇筑及养护，灌浆等工序严格施工质量，很好的控制了挠度和裂缝，确保大跨度混凝土结构外观和内在质量。

5 结语

综上所述，如今我国建筑行业飞速发展，很多体量较大、设计感比较强的建筑物项目越来越多，这类建筑的楼盖施工工艺要求普遍较高。而预应力混凝土结构凭借着较好的抗拉、抗剪、抗裂性能，加上这种结构本身可以满足当今很多建筑楼盖部分轻质化、造型多样化的需求，其十分适合应用于各类建筑楼盖工程之中。不过，相关技术人员需要根据工程实际情况，合理使用预应力混凝土结构工艺，并做好工艺质量管理，确保预应力混凝土结构性能得到充分发挥，提升工程质量。