陳雨

（福建華航建設(shè)集團(tuán)有限公司　福建省　福州市　350000）

探討預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)及施工管理

陳雨

（福建華航建設(shè)集團(tuán)有限公司福建省福州市350000）

隨著科技的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土從理論、材料、工藝到土建工程的各種應(yīng)用，都取得前所未有的發(fā)展和成就；但是仍然存在著一些問(wèn)題，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用還有一段很長(zhǎng)的路要走。本文主要闡述預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論，強(qiáng)調(diào)了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)以及施工管理力的要求，以供參考[1]。

預(yù)應(yīng)力混凝土；基本理論；關(guān)鍵技術(shù)；施工管理

1　預(yù)應(yīng)力混凝土的基本理論

為彌補(bǔ)混凝土在構(gòu)件使用前過(guò)早的出現(xiàn)裂縫，預(yù)先給混凝土一個(gè)預(yù)壓力，是用人工加力的方法在混凝土的受拉區(qū)內(nèi)將鋼筋不停拉張，在鋼筋回縮力的影響下，使混凝土受拉區(qū)預(yù)先受壓力。把這種預(yù)加壓力很好的儲(chǔ)存下來(lái)，一旦構(gòu)件承受由外荷載產(chǎn)生壓力時(shí)，可以抵消受拉區(qū)混凝土中的預(yù)壓力，在荷載增加的過(guò)程中，混凝土隨之受拉，從而限制混凝土的伸長(zhǎng)，盡可能的減少裂縫的出現(xiàn)，是用預(yù)應(yīng)力將結(jié)構(gòu)控制在最小范圍，從而提高構(gòu)件抗裂性能和剛度的，這就是預(yù)應(yīng)力混凝土施[2～3]，如圖1所示。

圖1　預(yù)應(yīng)力混凝土模板

1.1第一種概念

預(yù)應(yīng)力混凝土是否能夠正常工作，要看它的彈性是否符合各方面的要求。預(yù)應(yīng)力混凝土是一種特殊的彈性材料，這種彈性材料在預(yù)壓力混凝土的影響下更好的發(fā)揮它的作用，提高施工的可靠性，和鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)相比是截然不同的。用無(wú)拉應(yīng)力或零應(yīng)力的原則進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力的施加改變混凝土的性能，運(yùn)用力學(xué)的原理來(lái)計(jì)算混凝土的應(yīng)力。

1.2第二種概念

將預(yù)應(yīng)力混凝土看作是高強(qiáng)度鋼材和混凝土的協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮兩者的潛力。必須是高強(qiáng)鋼筋有很大的伸長(zhǎng)變形，才能使其強(qiáng)度得到充分的發(fā)揮，如果高強(qiáng)鋼筋沒(méi)有伸長(zhǎng)變形，只是簡(jiǎn)單的澆筑在混凝土內(nèi)，在荷載作用的影響下，混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫，構(gòu)建的抗裂性會(huì)降低，只有在高強(qiáng)鋼筋和混凝土結(jié)合前預(yù)先張拉，才能提高混凝土的抗拉和抗壓能力，減小裂縫出現(xiàn)的可能性。

1.3第三種概念

預(yù)應(yīng)力混凝土的設(shè)計(jì)主要的受預(yù)加力和荷載效應(yīng)的相互影響。預(yù)加應(yīng)力是對(duì)混凝土構(gòu)件預(yù)先施加與使用荷載（外力）相反的荷載，來(lái)抵消部分使用荷載效應(yīng)的方法，如果外荷載對(duì)構(gòu)件各截面的力矩被抵消，那么就說(shuō)明這是的外荷載恰好是受到預(yù)應(yīng)力筋的反力平衡；反之沒(méi)有被抵消時(shí)，就需要用荷載值計(jì)算應(yīng)力，是通過(guò)預(yù)加應(yīng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)荷載平衡。

2　預(yù)應(yīng)力混凝土的關(guān)鍵技術(shù)

2.1先張法

為了保證混凝土結(jié)構(gòu)施工強(qiáng)度，在混凝土澆灌前進(jìn)行張拉預(yù)應(yīng)力筋施工，在張拉時(shí)，應(yīng)該將預(yù)應(yīng)力筋固定起來(lái)，待澆灌完畢之后，檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)，即通常所說(shuō)的先張法。目前，先張法在實(shí)踐中的應(yīng)用比較普遍，能放松預(yù)應(yīng)力筋，使預(yù)應(yīng)力筋和混凝土咬合，整體施工粘接性好，并且能有效提升構(gòu)件的承載能力，在受拉情況下，也能保障混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)性能。

先張法的特點(diǎn)：在先張法的普遍推廣中，對(duì)它各方面的要求也隨之提高，在材料運(yùn)用上一般采用高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線這種較好的預(yù)應(yīng)力筋束，然后與混凝土結(jié)合達(dá)到固定的目的，是臨時(shí)的，施工工序簡(jiǎn)單，臨時(shí)固定的工具可以重復(fù)使用，大批生產(chǎn)時(shí)比較經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量也很穩(wěn)定；由于大跨徑的構(gòu)件的預(yù)加力可能會(huì)隨隨著荷載彎矩的時(shí)常進(jìn)行調(diào)整，所以先張法不能滿足大跨徑構(gòu)件的需求，在大跨徑的運(yùn)用上不能得到推廣。

預(yù)應(yīng)力的鋪設(shè)：鋪設(shè)前的隔離工作是必不可少的，用刷隔離劑的方式對(duì)臺(tái)面和模板做一個(gè)隔離層，以便更好的脫模，為避免混凝土和預(yù)應(yīng)力的粘結(jié)力受到影響，在使用隔離劑是不得使預(yù)應(yīng)力筋受到污染，在做好隔離后，要確定預(yù)應(yīng)力筋的張拉力，要符合設(shè)計(jì)要求，采用超拉張時(shí)，可以超過(guò)5％，但是不能超過(guò)相關(guān)表規(guī)定，并且對(duì)其詳細(xì)計(jì)算，以免出現(xiàn)失誤。

預(yù)應(yīng)力筋張力P按下式計(jì)算：

式中：P——預(yù)應(yīng)力筋張力（N）；

m——超張拉百分率（％）；

σcon——張拉控制應(yīng)力（N/mm2）；

Ap——預(yù)應(yīng)力筋截面面積（mm2）。

先張法混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)：為減少預(yù)應(yīng)力的損失，要注重混凝土的保養(yǎng)。混凝土的保養(yǎng)首先要注意對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)，讓它與周圍的事物保持一定的距離，避免人的踩踏和硬物的碰撞，使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土能夠更好的咬合，保持一定的粘接性。在對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)上可以采用自然養(yǎng)護(hù)和濕熱養(yǎng)護(hù)兩種方法，采取濕熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，要注意因溫度升高而引起的應(yīng)力降低，導(dǎo)致混凝土的硬結(jié)，造成一定的損失，所以在采取濕熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，為減少溫差損失，在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度前，把溫度升高限定在一定的范圍（一般不超過(guò)20℃）；在采取自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，要注意氣溫的高低，氣溫過(guò)高時(shí)注意澆水，保證它的濕度，氣溫過(guò)低是注意覆蓋，保證它的溫度。

2.2后張法

為了保證混凝土結(jié)構(gòu)的施工強(qiáng)度，在預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)孔道后再進(jìn)行張拉，需要在達(dá)標(biāo)的混凝土保證的情況下，把構(gòu)件本身作為支座，這就是我們施工常見(jiàn)的后張法。對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的張拉不能無(wú)限制的進(jìn)行，需要在規(guī)定的范圍，不然混凝土?xí)煌５厥艿綁嚎s，不能很好的固定粘接，沒(méi)有使構(gòu)件的混凝土受到恰到好處的預(yù)壓應(yīng)力，阻礙施工的進(jìn)展。

后張法的特點(diǎn)：對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的錨固要使用專門的錨具來(lái)固定，這些錨具的數(shù)量要多，質(zhì)量也要有保證，和先張法的直線配筋不同，后張法通常采用曲線配筋，正好和先張法相反，不僅改善了先張法在預(yù)加力作用點(diǎn)不能調(diào)整的固定模式和單一方式，而且還能滿足工廠制作和現(xiàn)場(chǎng)制作兩方面的要求，帶來(lái)極大的方便。

預(yù)應(yīng)力張拉：預(yù)應(yīng)力筋的張拉對(duì)于生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件起著關(guān)鍵性的作用，所以要認(rèn)真檢查混凝土的張拉強(qiáng)度是否達(dá)到要求，在達(dá)到要求的情況下還要檢測(cè)設(shè)計(jì)等級(jí)是否達(dá)標(biāo)；根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度，施工的不同，預(yù)應(yīng)力筋的張拉方式也不同，要根據(jù)實(shí)際的情況而定；同時(shí)也要注意后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序。

3　施工管理措施

3.1原材料的質(zhì)量控制

鋼絞線要經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，仔細(xì)篩選，嚴(yán)格規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，只有把合格的材料投入使用，才能保證施工的安全可靠，為了避免損傷，對(duì)材料的存放要嚴(yán)格把關(guān)，長(zhǎng)時(shí)間的堆放也會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋生銹；下好料的鋼筋要貼上標(biāo)簽，按長(zhǎng)度分好類別，在選用是能夠很好的分辨；錨夾具的重要性也不能忽視，是固定的關(guān)鍵，對(duì)錨夾具的篩選也要經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，取樣等一系列的措施才能做最后的決定；膨脹劑、隔離劑、減水劑等施工需要用到的外加劑都要小心采購(gòu)，是不含氯離子的，經(jīng)過(guò)施工監(jiān)理單位的認(rèn)可，才能使用[4]。

3.2施工機(jī)具的質(zhì)量控制

張拉機(jī)具油泵和千斤頂是施工的關(guān)鍵機(jī)具，所以在施工前要仔細(xì)的檢查機(jī)具是否在規(guī)定檢定期限內(nèi)，除了檢查油表和千斤頂?shù)挠涗浭欠袂逦暾?，還要準(zhǔn)備充足油泵和千斤頂，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)的解決；所以不管在施工前還是施工后都應(yīng)該保持張拉機(jī)具油泵和千斤頂?shù)牧己脿顟B(tài)，時(shí)刻處于備戰(zhàn)狀態(tài)，還要定期的對(duì)油泵千斤頂重新檢定。還有后張法中用到的灌漿設(shè)備也要隨時(shí)保持健康狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)為避免失誤，也要備用一臺(tái)，這些施工機(jī)具都是十分重要的，要對(duì)其質(zhì)量嚴(yán)格控制。

3.3施工的安全保證措施

①要預(yù)防安全，在施工前對(duì)工作人員進(jìn)行安全教育，對(duì)安全提出具體的要求；②要給施工人員配發(fā)安全帽，穿防滑鞋，作業(yè)時(shí)禁止吸煙；對(duì)施工腳手工架、張拉平臺(tái)組織檢查人員不定時(shí)的進(jìn)行安全檢測(cè)；在施工時(shí)，注意操作的正確性和熟練性，預(yù)應(yīng)力筋張拉是，張拉人員不能在千斤頂正面操作，應(yīng)該在兩端操作等；這些都是施工應(yīng)該注意的安全，為安全有效的施工，不管是施工人員還是監(jiān)管人員都應(yīng)該認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作。

3.4施工技術(shù)的質(zhì)量控制

技術(shù)是核心，施工的技術(shù)在一定程度上直接影響了工程的質(zhì)量，所以我們要保證施工人員的技術(shù)達(dá)到施工的要求。首先在施工前要對(duì)施工人員的進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，審核達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)對(duì)我國(guó)技術(shù)落后的狀況，可以組織施工人員學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，從而完善混凝土的施工技術(shù)；在施工的過(guò)程中，管理人員要嚴(yán)格的檢查施工人員施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)是否達(dá)到規(guī)定的要求和標(biāo)準(zhǔn)，避免有些施工人員出現(xiàn)偷工減料的，確保施工技術(shù)符合工程的質(zhì)量要求。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的不斷改進(jìn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用與各個(gè)行業(yè)，不僅給我們的生活帶來(lái)極大的便利，也對(duì)現(xiàn)在科技的發(fā)展起到推動(dòng)作用，但是在施工過(guò)程中我們要注意的不僅是技術(shù)問(wèn)題、質(zhì)量問(wèn)題，還有安全問(wèn)題，時(shí)代是不斷發(fā)展的，我們也要加快前進(jìn)的步伐不斷的研究，讓預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)更好的完善。希望通過(guò)本文的簡(jiǎn)單介紹和分析，能夠幫助相關(guān)工作人員，更好的開(kāi)展施工工作。

[1]李彥林.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)及施工管理[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

[2]周銘.建筑工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝分析[J].城市建筑，2014（15）：92.

[3]蘇金源.在役預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的有效預(yù)應(yīng)力檢測(cè)實(shí)例分析[J].廣東科技，2013，22（14）：151～152.

[4]陳彥莉.路橋施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（6）.

TU755

A

1673-0038（2015）17-0095-02

2015-4-6

陳雨（1961-），男，工程師，大專，主要從事施工技術(shù)與管理工作。