预应力高强混凝土的应用现状

预应力高强混凝土的应用现状

高强混凝土与普通混凝土相比，具有强度高、体积稳定性好、良好的耐久性、工作性能以及可持续发展等优势，节约材料的同时还可以有效地减轻结构自重，预应力能有效地改善混凝土结构的抗裂性能、增强结构的刚度，减小结构的变形，并且能够使得结构抗剪承载力提高、耐久性变好，同时还能够增强结构的抗疲劳性能，改善结构的使用性能，从而提高经济效益。

标签：高强混凝土；HSC；高性能混凝土；HPC；预应力

一、高强混凝土的应用现状

对于高强混凝土的定义，不同国家规范和标准都有所差异。我国《公路桥涵施工技术规范》中规定：高强混凝土是指抗压强度等级超过60MPa，即C60以上的混凝土；另外，美国、日本、俄罗斯等国的混凝土规范都对高强混凝土作了相应的定义，见表1。

作为建筑工程结构最重要的材料之一，混凝土自问世至今已有一百多年的历史，以其诸多方面的优势被广大业内人士所认可与青睐。但是，随着我国科技水平的进步、工业化和城市化的发展，生态环境问题日益严重，大量的生产和使用混凝土材料是非常重要的原因之一。因此，要想实现经济与环境的可持续发展，必须减少混凝土的使用，或者以一种新型材料取而代之。再者随着城市土地资源的日益紧缺，混凝土结构向着高强度、重荷载、高性能的发展必然成为建筑工程领域的趋势，于是，在这样的背景下，高强混凝土（简称HSC）、高性能混凝土（简称HPC）应运而生。

高强混凝土与普通混凝土相比，有以下优点：强度高、体积稳定性好、良好的耐久性、工作性能以及可持续发展等。

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。对下列性能重点予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。

二、预应力混凝土技术的发展概况

混凝土结构工程正在向着通过不断提高设计水平、施工技术水平及采用高强度高性能材料建造高合理经济结构的总趋势发展。在混凝土结构使用前预先对混凝土施加一定的压力，使其在受拉时达到不开裂或延迟开裂的目的，可以改善混凝土抗拉强度低的缺陷，这里的壓力即预应力。美国混凝土协会（ACI）对预应力混凝土的定义是：预应力混凝土是根据需要人为地引入某一分布与数值的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应力的一种混凝土。

在混凝土结构中施加预应力能够有效的改善混凝土结构的抗裂性能、增强结

构的刚度，减小结构的变形，并且能够使得结构抗剪承载力提高、耐久性变好，同时还能够增强结构的抗疲劳性能，改善结构的使用性能，从而提高经济效益。

1886年，美国工程师P.H.Jackson及1888年德国工程师C.E.W.Doehring首先把预应力应用于混凝土结构中；1928年，法国工程师E.Freyssinet为预应力技术的发展做出了卓越的贡献，他最先将高强度钢丝应用在预应力混凝土中；1939年Frcyssinet发明了用于端部锚固高强钢丝的锥塞式锚具并设计了双作用千斤顶，1940年比利时Magnel研制出了一次张拉两根钢丝的技术并在每端用一个钢楔锚固，这些都为预应力技术后来的广泛应用提供了基础，第二次世界大战后，预应力得到了快速的发展，越来越广泛的应用于实际工程中。

我国预应力技术的开发始于1954年，第一根预应力混凝土轨枕由我国铁道科学研究院研制而成，1955年铁道科学研究院与丰台桥梁厂及原铁道专业设计院联合研制成功第一孑L12米后张预应力混凝土铁路桥梁，在此基础上设计了我国第一座预应力混凝土桥梁-新沂河道砟T梁桥，跨度为23.9米。之后我国预应力混凝土结构的代表如上海东方明珠电视塔，南京长江二桥北汉桥，虎门大桥辅航道桥，东海大桥等。

预应力技术设计伦理将会得到进一步的发展，推进预应力混凝土结构的可靠性、耐久性和经济性更为协调一致；预应力施工工艺将进一步完善；预应力应用领域将进一步夸大。