文堅(jiān)

摘要：在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，建筑市場(chǎng)也在經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下進(jìn)入一個(gè)飛速發(fā)展的階段，無(wú)論是城市還是農(nóng)村都有大量的建筑被興建起來(lái)。隨著現(xiàn)在的工業(yè)與民用建筑不斷往多高層的方向發(fā)展，普通混凝土的抗裂性已不能滿足現(xiàn)今建筑發(fā)展的需要。而預(yù)應(yīng)力混凝土的出現(xiàn)恰好彌補(bǔ)了這一缺陷，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)具有的多重優(yōu)勢(shì)使它深受工業(yè)、民用建筑甚至交通運(yùn)輸業(yè)的采納。在工民建施工中它能有效地采用高強(qiáng)鋼材，提高構(gòu)件的抗裂度和剛度，還具有增加構(gòu)件的耐久性，節(jié)約材料，減少自重等優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)工民建施工中相關(guān)的施工內(nèi)容和特點(diǎn)進(jìn)行全方位的分析，歸納整合后進(jìn)一步闡述預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在工民建施工過(guò)程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工民建；預(yù)應(yīng)力混凝土；原理；施工

預(yù)應(yīng)力混凝土能夠充分發(fā)揮高強(qiáng)度鋼材在工民建工中的作用，即在外荷載作用于構(gòu)件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對(duì)于構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓力，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)壓力，使混凝土結(jié)構(gòu)在作用之下充分發(fā)揮鋼筋抗拉強(qiáng)度高會(huì)被混凝土抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以提高構(gòu)件的承載能力。這種制造出來(lái)的構(gòu)件被稱為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，相比之下，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件比普通混凝土構(gòu)件，更能提高構(gòu)件的抗裂度和剛度，同時(shí)也能增加構(gòu)件的耐久性，節(jié)約材料，減少自重等優(yōu)點(diǎn)。但是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的制造工藝比較復(fù)雜，需要學(xué)會(huì)并且能夠熟練使用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)。

一、預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件比起普通混凝土構(gòu)件的抗裂性和剛度更好，更能承擔(dān)現(xiàn)在工業(yè)和民用建筑的需求，經(jīng)過(guò)調(diào)查和研究預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的具體參數(shù)，總結(jié)之后得出了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的主要特點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力混凝土的構(gòu)件截面小、自重輕、質(zhì)量好、材料?。ù笾驴晒?jié)約鋼材的40～50%，混凝土的20～40%），其中跨度較大的結(jié)構(gòu)更能獲得經(jīng)濟(jì)效益，而且還能在一定程度上擴(kuò)大預(yù)制裝配化的程度。但是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的制造工藝比較復(fù)雜，對(duì)機(jī)械設(shè)備和員工操作技術(shù)水平要求比較高。

建筑業(yè)中一般要求混凝土的強(qiáng)度等級(jí)最少需求是C30?，F(xiàn)今在我國(guó)一些重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，已經(jīng)開始采用了C50～C60高強(qiáng)度的混凝土，我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了C80強(qiáng)度的混凝土，并且還在不斷的研究和發(fā)展中。在國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了抗壓強(qiáng)度高達(dá)200Mpa的混凝土。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用方法

（一）先張法

1.先張法的概念

在澆注混凝土之前，先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并將預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)固定在臺(tái)座或鋼模上，等混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度之后，等到混凝土與預(yù)應(yīng)力筋具有一定的粘合力時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力筋，讓混凝土在預(yù)應(yīng)力筋的反彈作用下，使構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土承受預(yù)應(yīng)壓力。在生產(chǎn)中小型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)更適合用先張法。先張法的原理是預(yù)應(yīng)力通過(guò)預(yù)應(yīng)的鋼筋與混凝土之間的這種粘黏力傳遞到混凝土上。

2.先張法的機(jī)械設(shè)備

先張法對(duì)專業(yè)設(shè)備的要求很高：第一，臺(tái)座是先張法施工張拉和臨時(shí)固定預(yù)應(yīng)力筋的支撐結(jié)構(gòu)，它需要承受預(yù)應(yīng)力筋全部的張拉力，因此對(duì)臺(tái)座的要求比較高，必須要具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。臺(tái)座根據(jù)構(gòu)造形式可分為鐓式和槽式，鐓式臺(tái)座一般用于張拉噸位比較小的構(gòu)件，而槽式臺(tái)座一般用于張拉噸位較大的構(gòu)件，如起重機(jī)梁、屋架、薄腹梁等。第二，先張法的施工設(shè)備必不可少的是夾具，夾具主要作用是在先張法施工時(shí)起一個(gè)臨時(shí)固定預(yù)應(yīng)力筋的作用?？瓷先ルm然不是很重要，可是卻是必不可少的，對(duì)夾具的要求必需要工作可靠、構(gòu)造簡(jiǎn)單、裝卸方便。按其用途分類可分為錨固夾具和張拉夾具。錨固夾具主要有錐形夾具、鐓頭夾具和元套筒三片式夾具等三種，張拉夾具主要有，月牙夾具、偏心式夾具和鍥形夾具等。第三，就是先張力施工中的張拉設(shè)備。張拉設(shè)備除了要求工作可靠，還要控制力精準(zhǔn)，在工作時(shí)能夠以穩(wěn)定的速率加大壓力。常用的張拉設(shè)備有液壓千斤頂、卷?yè)P(yáng)機(jī)、電動(dòng)螺桿張拉機(jī)等。

3.先張法的施工工序和技巧

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工步驟為預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋的張拉、混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力筋的放張等。預(yù)應(yīng)力混凝土失蹤中最關(guān)鍵的是預(yù)應(yīng)力筋的張拉，在張拉的過(guò)程中要嚴(yán)格控制張拉應(yīng)力、張拉程序、計(jì)算張拉力和進(jìn)行預(yù)應(yīng)力值的校核，先張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉可以分為單根張拉和多跟成組張拉。單根張拉所用設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于保證應(yīng)力均勻，生產(chǎn)效率低，錨固困難；而成組張拉的效率比單根張拉要高，但是它的設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，需要用較大的張拉力。因此，在施工中要根據(jù)實(shí)際情況選取適宜的張拉方法，一般預(yù)制廠選用成組張拉，施工現(xiàn)場(chǎng)選用單根張拉。

（二）后張法

1.后張法的概念

后張法顯然與先張法剛好相反，后張法強(qiáng)調(diào)的是對(duì)施工建筑先澆筑混凝土，然后再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力筋的方法。后張法的概念為，先制作留有孔道的混凝土的構(gòu)件，等到混凝土達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度之后，將預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)孔道，并借助錨具把預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件的端部，然后用張拉機(jī)具張拉鋼筋至設(shè)計(jì)規(guī)定應(yīng)力值，最后再給孔道灌漿。后張法的原理是張拉力由錨具傳給混凝土構(gòu)件，并使之產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。

2.后張法的特點(diǎn)

后張法和先張法相比，在預(yù)應(yīng)力施工中不需要臺(tái)座等設(shè)備，施工的靈活性比較大，廣泛用于施工現(xiàn)場(chǎng)中生產(chǎn)大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件和就地澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。通過(guò)后張法，我們?cè)谑┕さ倪^(guò)程中能夠避免大型的構(gòu)件出現(xiàn)的很多麻煩，并且通過(guò)它能作為預(yù)制構(gòu)件的方式可以預(yù)制小型模塊，再拼接為整體。后張法同樣有其獨(dú)特的特點(diǎn)，它可以再建筑的構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力的力筋，導(dǎo)致在張拉的過(guò)程中構(gòu)件會(huì)受到預(yù)應(yīng)力壓力，混凝土的彈性在此壓力下會(huì)收縮，這種彈性的收縮不會(huì)直接影響建筑的有效預(yù)應(yīng)力值的建立。但是后張法的工序比先張法要多很多，而且錨具是作為一個(gè)傳遞張拉力的的工具要永遠(yuǎn)留在固件上，導(dǎo)致對(duì)鋼材的消耗量比較大。

3.后張法的施工工藝

后張法預(yù)應(yīng)力施工的要點(diǎn)是在后張法施工鋼管預(yù)埋之前要把鋼管先除銹、刷油，保證平直、光滑，預(yù)埋位置要正確。每根長(zhǎng)度要小于15m，以便于旋轉(zhuǎn)、抽管（要掌握恰當(dāng)?shù)某楣軙r(shí)間）：一般在初凝后終凝前，手指按壓混凝土不粘漿又無(wú)明顯印痕時(shí)，則可抽管。

后張法預(yù)應(yīng)力施工可分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工的具體操作要先澆混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，再拉鋼筋（鋼筋束），主要的張拉工序?yàn)椋郝窆苤瓶住鷿不炷痢楣堋B(yǎng)護(hù)穿筋張拉→錨固→灌漿（防止鋼筋生銹）。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工的傳力途徑是依靠錨具阻止鋼筋在彈性作用下的回彈來(lái)使截面混凝土獲得預(yù)應(yīng)壓力，這種做法使鋼筋與混凝土結(jié)為整體，稱之為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。而無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土主要的張拉工序?yàn)轭A(yù)應(yīng)力沿全長(zhǎng)外表涂刷瀝青等潤(rùn)滑防腐材料→包上塑料紙或套管（預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土不建立粘結(jié)力）→澆混凝土養(yǎng)護(hù)→張拉鋼筋→錨固。凡是張拉之后允許預(yù)應(yīng)力筋與其周圍的混凝土產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)的預(yù)應(yīng)力筋，都稱為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋具有不需要留設(shè)孔道、穿筋、灌漿，施工也比較簡(jiǎn)單，摩擦力小，預(yù)應(yīng)力筋易彎成多跨曲線形狀等優(yōu)點(diǎn)。但是預(yù)應(yīng)力筋在建筑中不能充分發(fā)揮其強(qiáng)度（一般要降低10～20%），而且對(duì)錨具的要求也比較高。因此，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋一般應(yīng)用于雙向連續(xù)平板和密肋板中，在大跨度的連續(xù)梁中發(fā)展也不錯(cuò)。

三、結(jié)論

由上文所述，預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)在已經(jīng)基本取代了普通混凝土在工民建工中的地位，大大提高了建筑的抗裂性和剛度。工民建施工中預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用，使當(dāng)今建筑業(yè)施工工作更加現(xiàn)代化、科學(xué)化。在面對(duì)不同的建筑構(gòu)造和設(shè)計(jì)時(shí)，能夠根據(jù)需要選擇不同的混凝土以及技術(shù)方法，從而達(dá)到最佳的效果，這不僅保證了現(xiàn)今工民建施工中施工建筑的質(zhì)量，同時(shí)還更加快捷，減少了資源的浪費(fèi)。可看出預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的發(fā)展必將成為我國(guó)建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。