探讨工程中预应力混凝土技术的应用

摘要：在建筑工程中，预应力混凝土结构体系主要有部分预应力混凝土现浇框架结构体系和无粘结预应力混凝土现浇楼板结构体系。在特种构筑物中，预应力混凝土结构也用于电视塔、安全壳、简仓、储液池等。此外，预应力技术在房屋加固与改造中也得到推广直用。预应力混凝土在我国起步比较晚，但随着社会主义现代化建设的不断需要，在工业及民用建筑等大规模的建筑中得到广泛的应用，并在技术方面也取得了巨大的发展，尤其预应力技术方面的不断成熟已经应用到钢、砖、石、木等各种结构材料中，解决了常规技术中难以解决的各种难题。本文分析了工民建工程中预应力混凝土结构对混凝土的要求，介绍了先张法、后张法施工预应力混凝土的方法，及无粘结预应力混凝土的施工，并阐述了预应力筋的制作方法。

关键词：预应力混凝土；技术；应用

Abstract: In the construction engineering, system of prestressed concrete structures are partially prestressed concrete frame structure system and unbonded prestressed concrete floor slab structure system. In the special structures, prestressed concrete structure is also used in television tower, containment, silo, liquid storage tank. In addition, direct has been promoting and transformation of prestressed technology in reinforcement. Prestressed concrete in China started relatively late, but with the socialist modernization needs, widely used in the construction of industrial and civil construction, large-scale, and has made tremendous development in terms of technology, especially the maturity of prestressed technology has been applied to steel, brick, stone, wood and other structures materials, solve all kinds of difficult problem in conventional techniques. Based on the analysis of the prestressed concrete structure in civil engineering of concrete, introduces the pretensioning method, method of post-tensioned prestressed concrete, and the construction of unbonded prestressed concrete, and expounds the making method of prestressing tendons.

Keywords: prestressed concrete; technology; application

中图分类号： TU528.571 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

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是在结构受力之前，对结构构件受拉区的钢筋在弹性范围内进行拉伸，利用钢筋的弹性回缩，对受压区的混凝土预先施加预压应力，以提高结构构件的抗裂性、刚度和耐久性等性能的技术。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。

预应力混凝土在现代结构中具有广阔的发展前景，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。混凝土作为一种建筑材料在工民建工程中被广泛采用，它具有承载力强、整体性好、刚度大、耐腐蚀、耐火和适用性广等优点。但混凝土的极限应变值很小，要使混凝土不开裂，钢筋的应力只能达到150~200N/mm²，钢筋的抗拉强度并没有达到充分发挥。预应力混凝土则是解决这一难题的有效办法，与普通混凝土相比，预应力混凝土除了提高了构件的抗裂度和刚度外，还具有减轻自重、增加构件的耐久性、降低造价等优点。特别是在大开间、大跨度和重载荷结构中，采用预应力混凝土可以显著减少材料用量，扩大结构的使用功能，目前已广泛应用于工业与民用建筑以及交通运输工程中，并取得了更大的综合经济效益和社会效益。

一、工民建工程中预应力混凝土结构对混凝土的要求

预应力混凝土是指在结构或构件的受拉区，通过张拉预应力钢筋的方法，使受拉区混凝土产生预压应力，当构件在载荷作用下，在受拉区产生拉应力时，首先要用来抵消受拉区混凝土的预压应力，从而使受拉区混凝土出现裂缝的最小载荷增大，并在使用载荷不变条件下，缩小裂缝展开的宽度，提高结构或构件的抗裂度和刚度的混凝土。在工民建工程中，预应力混凝土结构构件所用的混凝土需满足以下要求：

1）强度高。与钢筋混凝土不同，预应力混凝土必须采用强度高的混凝土，因为强度高的混凝土对采用先张法的构件可提高钢筋与混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。

2）收缩、徐变小。可以减少因收缩、徐变引起的预应力损失。

3）快硬、早强。可尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转率，以利于加快施工速度。

因此，GB50010-2010《混凝土设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。

二、先张法施工

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。

2.1先张法施工的适用范围

先张法多用于预制构件厂生产定型的预应力中小构件。先张法生产可采用台座法和机组流水法。台座法是构件在台座上生产，即预应力筋的张拉、固定，混凝土的浇筑、养护和预应力筋的放松等工序均在台座上进行。采用机组流水法是利用钢模板作为固定预应力的承力架，构件连同模板通过固定的机组，按流水式完成其生产过程。