建筑工程中预应力混凝土工程施工技术

建筑工程中预应力混凝土工程施工技术

【摘要】预应力混凝土具有抗裂性好、刚度大、节省材料、减小自重、卸载后的结构变形或裂缝可得到恢复等特点，同时能提高构件的抗剪能力、耐疲劳性能以及受压构件的稳定性，使高强钢材和高强混凝土得到应用，优点显著。本文强调了建筑工程中预应力混凝土工程施工应注意的问题，分析研究了建筑工程中预应力混凝土工程施工技术要点。

【关键词】建筑工程预应力混凝土工程施工

一.前言

随着市场经济的发展，对住房和工作环境水平的要求也越来越高，住宅要求有较好的内景，办公室也要求有开阔舒畅的空间，建筑要追求较大的净高。预应力结构的出现，轻松的实现了这些要求。预应力结构的形式也是多样丰富的，常用的形式有：无梁平板结构、有梁大板框架结构、转换层结构、门架结构和吊车梁以及特殊结构中。

预应力混凝土的概念和工作原理

预应力混凝土结构(prestressed concrete structure)是指结构在承受外荷载以前，预先采用人为的方法，在结构内部形成一种应力状态，使结构在使用阶段产生拉应力的区域先受到压应力，这项压应力将与使用阶段荷载产生的拉应力抵销一部分或全部，从而推迟裂缝的出现，限制裂缝的展开，提高结构的刚度，这种混凝土叫做预应力混凝土。

预应力混凝土按施工方式的不同，可分为预制预应力混凝土、现浇预应力混凝土和叠合预应力混凝土等。预应力混凝土按预应力度的大小可分为全预应力混凝土和部分预应力混凝土。

三．建筑工程中预应力混凝土工程施工技术

1.先张法

先张法是在浇筑混凝土构件之前，张拉预应力筋，并将其临时锚固在台座上或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度（一般不低于混凝土强度标准值的75%）。保证预应力筋与混凝土之间有足够的粘结力时，放松预应力筋。当预应力筋弹性回缩时，借助于混凝土与预应力筋之间的粘结力，使混凝土产生预压应力。先张法目前大多用于生产中小型预应力构件，如屋面板、楼板、小梁、檩条等。

(1)先张法中混凝土的浇筑

预应力筋张拉完毕后即可浇筑混凝土。在台座上浇灌混凝土时，可以从台

座的一端向另一端顺序进行。一次同时浇灌的生产线，取决于浇筑速度和模板的构造形式，但每条生产线上的构件必须一次连续浇灌完毕。

浇灌混凝土时，必须严格控制水灰比，振捣必须密实，因此，振捣的时间可以适当放长。在预应力构件的端部和节点部位，因钢筋布置一般较密，放松预应力筋时，端部又有应力集中现象，故对该部分混凝土的振捣应特别注意。刚浇捣的混凝土构件，应注意防止踩踏外露的预应力筋，以免破坏混凝土与预应力筋之间的粘结力。构件采用叠层生产时，应待下层构件混凝土强度达到 5.0N/mm2以上时，方可浇捣上层构件混凝土（一般当平均气温高于20℃时。每两天可叠浇一层），每次叠浇时，必须先在下层构件的表面涂刷隔离剂，以防止各层互相粘结。

(2)混凝土养护

用台座法制作的预应力混凝土构件，一般采用自然养护，为了缩短混凝土的养护时间，加速台座的周转率，提高生产量，也可以采用蒸汽养护或加早强剂。

当构件用槽式台座生产，采用蒸汽养护时，由于受拉钢筋与台座之间的温差将引起预应力损失，其原因是：混凝土与钢筋虽有着相近的线膨胀系数，但如果混凝土在浇捣后温度立即升高，因混凝土与钢筋还未结成整体，钢筋受热后虽然能引起膨胀，但却无法伸长（因两端已锚固住台座上，而台座温度的升高比钢筋小，长度基本不变），因而钢筋变松，张拉应力减少。为了减少这种损失，常采用二次升温的办法。即初次升温的温差控制在20℃内，待构件混凝土强度达到10N/mm（2钢丝配筋）以上时，再按一般规定继续升温养护。此时增加温度已经不再会引起钢筋内的应力降低，因钢筋与混凝土已经结成整体，二者之间已有足够的粘结力，在温度的影响下不能伸缩，因而应力不变。

当采用钢模制作预应力混凝土构件，将钢筋直接锚固在钢模上，温度升高时，由于模板与钢筋有同样变形，因而不会引起应力损失，可以采用一般的加热养护制度。

(3)预应力筋的放松

预应力筋的放松是预应力建立的过程，放松方法和顺序是否正确，直接影响构件的质量，因此，在放松之前应确定可靠的放松顺序和放松方法，采取相应的技术措施确保工程质量。

预应力筋的放松必须待混凝土达到设计规定的强度以后才可以进行。当设计无要求时，应不低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75％。

对于配筋不多的中小型钢筋混凝土构件，钢丝放松可采用剪切（用断丝钳）、锯割（用无齿锯）和熔断（用氧气乙炔焰）等方法进行。在长线台座上，剪切宜从生产线中间的构件剪起，这样可以减小回弹，同时，由于第一构件剪筋后。预应力筋的收缩力往往大于构件与底模之间的摩擦阻力，因而构件与底模会自动分

离，便于构件脱模。对于每一块预应力构件，应从外向内对称放，以避免过度扭转引起构件的端部开裂。对于配筋较多的钢筋混凝土构件，所有钢丝应该同时放松，不允许采用逐根放松的方法；否则，最后几根钢丝将因承受过大的应力而突然断裂。同时，放松的方法可用放松横梁来实现，横梁千斤顶或预先设置在横梁点处的放松装置砂箱放松或楔块放松。钢筋的放松，不允许用剪断或割断等方式突然放松，而应采用于斤顶、砂箱、预热熔割等方式缓慢地进行放松。钢筋数量较少时，可以采用逐根加热熔断或借助预先设置在钢筋端部的砂箱等装置单根放松。当钢筋数量较多时，所有钢筋应该同时放松。此时宜采用砂箱或千斤顶进行放松。

采用氧气乙炔焰预热粗钢筋放松时，应在烘烤区轮换加热每根钢筋，使其同步升温。此时，钢筋内力徐徐下降，外形慢慢伸长，待钢筋出现缩颈。即可切断。此法应注意防止烧伤构件。

2.后张法

后张法是先制作构件或先浇筑结构混凝土。并在预应力筋的部位预先留出孔道。待混凝土达到设计规定的强度等级以后，在预留孔道内穿入预应力筋，并按设计要求的张拉控制应力进行张拉，利用锚具把预应力筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆。张拉后的钢筋通过锚具传递预应力，使构件或结构混凝土得到预压。

后张法除作为一种预加应力的工艺方法外。还可以作为一种预制构件的拼装手段。大型构件（如拼装式大跨度屋架）可以预制成小型块体，运至施工现场后。通过预加应力的手段拼装成整体；或者各种构件安装就位后，通过预加应力的手段，拼装成整体预应力结构。但后张法预应力的传递主要依靠预应力筋两端的锚具，锚具作为预应力筋的组成部分，永远留置在构件上。不能重复使用。这样，不仅需要耗用的钢材多。而且锚具加工要求高，费用昂贵，加上后张法工艺本身要预留孔道、穿筋、张拉、灌浆等因素，故施工工艺比较复杂，成本也比较高。

预应力后张法构件的生产分为两个阶段：第一阶段为构件的生产；第二阶段为施加预应力阶段，其中包括预应力筋的制作、预应力筋的张拉和孔道灌浆等工艺。

四．结束语

随着我国经济的迅速发展，我国建筑行业在21世纪中，普遍使用了预应力混凝土。与普通钢筋混凝土比较，预应力混凝土具有构件截面小、自重轻、刚度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等优点，但预应立力混凝土施工时，需要专门的材料与设备、特殊的工艺，单价较高。在大开间、大跨度与重荷载的结构中，采用预应力混凝土结构，可以减少材料用量，扩大使用功能，综合经济效益好。因此，预应力混凝土在现代结构中具有广阔的发展前景

参考文献：