探讨预应力混凝土的施工方法

摘要：本文作者根据多年的施工经验介绍了预应力混凝土应用施工跨度，预应力混凝在现代建筑结构中有着广阔的应用及发展前景，文章主要阐述三个方面的预应力混凝土的施工方法。

关键词：建筑施工技术 预应力 混凝土

引 言

预应力混凝土构件与普通混凝土构件比,除了能提高构件的抗裂度和刚度外，也都具有能增加构件的耐久性、节约材料、减少自重等优点。在制作预应力混凝土的构件时,应增加了张拉工作，相应增添张拉机具和锚固装置,以致制作工艺都比较复杂。

1. 先张法施工技术

先张法就是先张拉预应力筋,然后浇筑混凝土的预应力混凝土生产方法。但是这种方法一定要有专用的生产台座和夹具，以便张拉和临时的锚固预应力筋，等混凝土达到设计的强度后，在放松预应力筋。生产中小型预应力混凝土构件的预制厂适用于先张法, 所谓预应力是通过预应力筋和混凝土之间的粘结力传递给混凝土的。预应力混凝土构件先张法（台座）生产原理：首先要将预应力筋一端用锚固夹具固定在台座上，另一端用张拉机械进行张拉，张拉后再用锚固夹具固定在台座的横梁上，然后浇筑及养护混凝土，这时只有预应力筋有应力，混凝土没有应力。把混凝土养护至一定强度，一般达到混凝土设计强度的75%后，放松预应力筋。由于预应力筋和混凝土之间存在黏结力，故在预应力筋弹性回缩时使混凝土产生预压应力。

先张法施工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、混凝土浇筑、养护和预应力筋的放松等工序均在台座上进行。机组的流水法就是利用钢模为固定预应力筋的承力架，构件连同模板通过固定的机组，按流水方式完成其生产过程。先张法适用于生产定型的中小型构件，如空心板、屋面板、吊车梁、檩条等。先张法施工中常用的预应力筋有钢丝和钢筋两类。

2. 后张法施工技术

2.1 混凝土构件成型

准备工作清理现场，如平基；模板清理、打油；钢筋对号入库；机械、脚手架等有序入场，三通及安全防备到位。

安装底模时注意平整度、稳定性和可操作性（位置准确和操作台足够）。安装钢筋骨架根据施工图要求，在搭设的底座上安装钢筋骨架。安装时注意钢筋位置的准确性、钢筋的保护层、各接头的焊接长度和焊缝质量以及埋管位置的预留。埋管根据施工图埋管的坐标要求，埋设好钢管，波纹、塑料管或胶管等。埋设过程中，注意坐标，若有弯曲，注意弯曲半径和弯曲位置，尤其是管的固定，一般用钢筋或钢管，每隔50～100 cm 焊接或绑扎一个孔道支架加以固定。支模钢筋安装完毕，管道预埋结束，经检查无误后，按照施工图要求支侧模。支模过程中注意模板的加固和嵌缝以及管端位置的留设，以防浇捣混凝土时爆模或漏浆。浇捣混凝土。钢筋、模板验收合格并签字后方可浇筑混凝土。浇捣混凝土时，注意混凝土配合比的粒径级配、投料顺序及和易性。振捣时注意振捣方法，尽量避免接触预埋管，以免将预埋管振移位或管内漏浆，导致后续工作难以进行。混凝土的养护、拆模和抽管。混凝土浇捣完毕24 h 后必须按照施工规范要求养护，不得间断，当混凝土强度符合施工验收规范时即可拆边模。预埋的管道若需抽出，必须注意抽出时间、顺序和方法。抽管顺序和方法：抽管顺序宜先上后下进行。抽管方法可以是人工或卷扬机。抽管时必须速度均匀，边抽边转，并与孔道保持在一条直线上。抽管后应及时检查孔道情况，并做好孔道的清理工作，以防穿筋时发生困难。

2.2 预应力筋的制作、安装和张拉

2.2.1 张拉锚具

锚具是在后张法结构或构件中,为了确保预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上的永久性锚固装置。锚具必须具有可靠的锚固性能，足够的强度、刚度，同时还要求其构造简单、施工方便、成本低廉、预应力损失小，后张法锚具种类较多，不同类型的预应力筋所配用的锚具也不相同，常用的有螺丝端杆锚具、帮条锚具、镦头锚具、钢制锥形锚具、JM 形锚具、多孔夹片锚固体系、挤压锚具、压花锚具和精轧螺纹钢锚具等。

2.2.2 螺丝端杆锚具

螺丝端杆锚具适用于锚固直径不大于36 mm 的冷拉HRB335 级、HRB400 级钢筋，也可作先张法夹具使用，螺丝端杆锚具是由螺丝端杆、螺母及垫板组成，见图1。

图1 螺丝端杆锚具使用时，螺丝端杆与预应力筋对焊，用张拉设备张拉螺丝端杆，然后用螺母锚固，拉力由螺母传至螺丝端杆与预应力筋。螺丝端杆与预应力筋的焊接，应在预应力筋冷拉前进行，冷拉后螺丝端杆不得发生塑性变形。螺丝端杆锚具的强度，不得低于预应力筋抗拉强度实测值。

2.2.3 帮条锚具

帮条锚具可作为冷拉HRB335 级、HRB400 级钢筋固定端锚具用，它由一块方形衬板与3 根帮条组成，见图2。衬板采用Q235 钢，帮条用与预应力筋同级别的钢筋。帮条安装时，3根帮条与衬板相接触的截面应该在一个垂直面上，以免受力时产生扭曲，帮条的焊接，可在预应力筋冷拉前或冷拉后进行。

2.2.4 镦头锚具

这种锚具适用于锚固钢丝束，张拉端采用锚环，固定端采用锚板。先将钢丝的端头镦粗成球形，将钢丝的头端镦粗成球形,插入锚杯孔内,再将边张拉边拧紧锚杯的螺帽。每个锚具可同时锚固几根到100 多根Ф5 与Ф7 的高强钢丝，也可用于单根粗钢筋。采用这种锚具时，要求钢丝的下料长度精度较高，否则会造成钢丝受力不均。

2.2.5 钢制锥形锚具

用于锚固钢丝束或钢绞线束，通常同时锚固12 根直径为5 mm、7 mm、9 mm 的钢丝，或12 根直径为12 mm、15 mm的钢绞线。锚具由带锥孔的锚环和锥形锚塞两部分组成，如图3 所示，该锚具为某弗来西奈发明，张拉时采用专门的双作用或三作用弗氏千斤顶，三作用弗氏千斤顶除具有在张拉的同时顶紧锚塞的作用外，还有将夹持钢绞线或钢丝的楔块自动松脱的装置。

3. 无粘结预应力筋施工工艺

后张法预应力混凝土中，预应力筋分为“有黏结”预应力筋与“无黏结”预应力筋两种。凡是预应力筋张拉后，通过灌浆或其他措施使预应力筋与混凝土产生黏结力，在使用荷载作用下，构件的预应力筋与混凝土不发生纵向相对滑动的，称为“有黏结”预应力筋。反之凡是预应力筋张拉后，永久地允许预应力筋与其周围的混凝土产生纵向相对滑动的，称做“无黏结预应力筋”。无黏结预应力混凝土的施工方法是：在预应力筋的表面刷涂料并包塑料管后，如果跟普通钢筋一样先铺设在安装好的模板内,然后在浇筑混凝土，等混凝土达到设计要求的强度后,在进行预应力筋张拉锚固。这种预应力工艺的优点是不需要预留孔道和灌浆，施工简单，张拉时摩擦阻力小，预应力筋容易弯成曲线的形状,适用于曲线配筋的结构。无黏结预应力混凝土结构的混凝土强度等级，对于板不应低于C30，对于梁及其他构件不宜低于C40，无黏结预应力筋涂料层应采用防腐油脂，其性能应符合下列要求：①在－20 ℃～＋70 ℃范围内，不流淌，不裂缝变脆，并有一定韧性；②使用期内，化学稳定性好；③对周围材料（如混凝土、钢材和外包材料）无侵蚀作用；④不透水、不吸湿、防水性好；⑤防腐性能好；⑥性能好，摩阻力小。

3.1 无黏结预应力筋的制作技术

无黏结预应力筋是由7 根Ф5 碳素钢丝合成的,钢丝束或用7根碳素钢丝扭结而成的钢绞，通过专门设备以防腐油脂作涂料层，由聚乙烯塑料作护套而构成的一种新型无黏结预应力筋。无黏结预应力筋的外包层材料，应采用聚乙烯或聚丙烯，严禁使用聚氯乙烯及其性能应符合以下要求：①在-20 ℃～＋70 ℃范围内，低温不脆化，高温化学稳定性较好；②必须具有足够的韧性、抗破损性；③对周围材料（如混凝土、钢材）无侵蚀作用；④防水性好。成束无黏结筋可用在防腐沥青或防腐油脂作涂的料层上。当使用防腐沥青时，应用密缠塑料带作的外包层，塑料各圈之间的搭接宽度不小于带宽的1/2，缠绕层数也不应少于4 层。黏结预应力筋的铺设要求：①无黏结预应力筋的定位一定要牢固,浇筑混凝土时千万不能出现移位和变形；②中部的预埋锚垫板应垂直于预应力的筋；③内埋式、固定式端垫板不能重叠，锚具与垫板应夹紧；④无黏结预应力筋成束布置时要保证混凝土密实并能裹住预应力筋；⑤无黏结预应力筋的护套要完整，部分破损处应采用防水的胶带缠绕紧密。

3.2 锚具的封闭保护

锚具的封闭保护应达到设计的要求，在无具体设计要求时，应符合下列的规定：①应采取防止锚具腐蚀和免受机械损伤的有效措施；②凸出式锚固端锚具的保护层厚度不能小于50 mm；③外露预应力筋的保护层厚度，处于正常环境时,不能小于20mm；处于易受腐蚀的环境时，不应小于50 mm。

4. 结束语

总之，在预应力混凝土施工中，只有熟练掌握先张法施工技术、后张法技术与无黏结预应力筋施工工艺，才能提高施工质量与水平。

参考文献:

[1] 王洪健等主编.建筑施工技术.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，2000

[2] 彭.浅析土方工程施工要点[J］.今日科苑，2009.11.08