工民建工程中预应力混凝土技术的应用

【摘要】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，以下介绍粘结机械张拉后张法与张拉机械、锚具预应力混凝土施工原理和应用技术。

【关键词】预应力；混凝土；机械；施工

1.预应力与混凝土

“预应力”简单说就是预先施加应力。在工民建工程中钢筋混凝土结构时，用某些方法使受拉区钢筋预先受拉同时反作用于混凝土截面便产生了压应力，这样的构件被称作预应力混凝土构件。当今，预应力混凝土不单单被使用在工民建筑、桥梁等，而应用到矿井、码头等方面，其优越性和普通混凝土结构相比，不仅能提高抗裂度和钢度，而且还能增加耐久性节省成本减轻自重等等优点，但制作工艺比较复杂。

“混凝土”通常是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。

2.有粘结机械张拉后张法预应力原理

制作构件有粘结机械张拉后张法预应力混凝土时，在放置预应力筋的位置预先留孔道，等到混凝土达到一定强度（一般不低于设计强度标准值的75%），将预应力筋插入孔道中并张拉，而后用锚具将预应力筋锚固在构件上，之后把浆灌入孔道中。随着预应力筋的张拉力通过锚具传到混凝土构件上使混凝土产生预压应力。

3.后张法所需要的机具与设备

张拉机械包括拉杆式千斤顶、锥锚式双作用千斤顶和YC-60型穿心式千斤顶，机具设备和仪表要有专人来使用及管理。张拉设备要配套标定，以确保张拉力和压力表读数的曲线关系，要配套使用，标定的期限不能超过六个月，标定的时候张拉设备千斤顶活塞运行方向要与实际张拉状态一致，标定张拉设备所用的试验机或测力计精度不得低于±2%，压力表精度不宜低于15级，最大量程不宜小于设备额定张拉力的13倍。当有机具有下料用的砂轮切割机及放线盘，灌浆泵、灌浆用砂搅拌机、喷浆嘴和过滤器等应及时对张拉设备进行重新定标。

4.施工所使用的锚具

单根粗钢筋用于预应力筋的时候，张拉端应采用螺丝端杆锚具，固定时要用帮条锚具或者镦头锚具，钢绞线或钢筋束用做预应力筋，张拉端要用锥形螺杆锚具、DM5A型镦头锚具，固定端要用DM5B型镦头锚具、多孔夹片锚固体系QM、XM、OVM等等。

5.后张法预应力筋制作及施工方法

5.1 制作单根钢筋包括配料、对焊、冷拉制等工序，钢筋下料的长度要由计算的结果来决定，计算的时候要考虑锚具特点、接头对焊的压缩量、钢筋的冷压气率与弹性回缩率及构件的长度等因素。

5.2 制作钢筋束或钢绞线束的下料长度不仅要考虑受锚具的影响还要考虑受张机械的影响，为了确保能够插入构件孔道中的预应力筋束不会发生扭结，一定要进行编束工作，先是把钢筋理顺，而后用18-22号的铅丝每隔1.0m左右要绑扎一孔道，形成束状。

5.3 制作钢丝束工序要经过调直、下料、编束、及安装锚具等，下料的时候如果发现钢丝表面带有电焊头或者机械损伤，要及时剔除。为了确保每根钢丝受力均匀一致，采用锥形螺杆锚具与镦头锚具时，应采用应力下料，为了避免钢丝相互扭结，应对钢丝进行编束，要在平整的地方把钢丝理顺放平，而后在每隔1米的的位置用铁线把钢丝编成帘子状。之后每隔1米放置一个直径同螺杆直径相一致的钢丝弹簧作为衬圈，把编好的钢丝帘绕衬圈形成束，在用铁线绑扎牢固。

5.4 孔道预留是后张法预应力混凝土构件制作重要的一步，预留孔道位置和尺寸一定要正确，孔道要平顺，端部预埋的垫板一定要垂直孔道中心线，并且用螺栓或是钉子固定在模板上，避免在浇筑混凝土时走动。对于直线孔可以采用钢管抽芯的法、胶管抽芯法与预埋管法，曲线、折线孔道可以用胶管抽芯法与预埋管法。预制构件主要采用胶管抽芯法与钢筋抽芯法，管道可以重复使用且成本低。预埋管法可以用薄钢管、镀锌钢管及波纹管等等。如用金属波纹管留孔，一般用作钢绞线和钢丝束预应力筋结构，可将下好料的钢绞线、钢丝束在孔道成型前就穿入波纹管中，这样就省去了穿束的工序。现浇预应力构件金属波纹管留孔，可以在管上开洞，在上面覆上海绵垫片和带嘴的塑料弧形压板，在用铁丝扎牢，最后用增强塑料管插在嘴上，将其引出顶梁面400-500mm并且灌浆孔的间距不能超过30m。

5.5 预应力筋张拉时混凝土的强度应该符合设计要求，如无要求的的情况下，混凝土强度不得低于设计强度等级的75%，对拼装的构件拼缝处的混凝土或砂浆强度没有设计要求时，不能低于块体混凝土设计强度等级的40%并不低于15MPa。

5.6 预应力筋张拉以后孔道要尽快灌浆，平常采用水泥砂浆，空隙大的孔道可以在水泥浆里掺入适量的细砂。要采用不低于425级的普通硅酸盐水泥，水灰比宜0.4-0.5掺入适量碱水剂时水灰比可减小到0.35，但碱水剂对钢筋没有腐蚀性作用。灌浆之前应对锚具夹片空隙和其它可能产生漏浆的地方用水泥浆或结构胶封堵，灌浆的顺序先下后上，必须把拌好的水泥浆通过过滤器放置贮浆桶中不停搅拌防止泌水沉淀。灌浆要缓慢均匀进行，不可中断并且要做到排气通顺，如不需要掺外加剂的水泥浆可用二次灌浆法。封闭顺序沿灌注的方向依次封闭，二次灌浆的时间应掌握好，可在水泥浆泌水初凝尚未开始的时候进行。室外温度低于+5℃时，孔道灌浆要采取抗冻保温措施防止冻胀产生裂纹。

5.7 张拉完成后对端部及其它部位进行仔细检查看是否有裂缝，填写记录，对预应力筋锚固定的外漏的部分用机械切割法切除，对外漏处必须用防锈漆涂刷，再用混凝土封裹。