預應力技術在房建中的應用

■王小紅 ■重慶港鑫建筑裝飾設計工程有限公司，重慶 渝北 401147

1 預應力技術分類及優點

預應力技術按照不同分類方法可分為4類:(1)按照結構制作先后順序分為先張法及后張法。(2)按照對鋼筋施加預應力的方法分為機械張拉及電熱張拉。(3)按照使用的鋼筋分為預應力冷拔低碳鋼絲混凝土、預應力混凝土及預應力鋼絞線混凝土。(4)按照預應力結構受力特點分為:部分預應力混凝土結構、無粘結預應力結構及預應力芯棒、疊合結構。現今房建工程實際中采用最多的是先張法及后張法。預應力混凝土先張法制作工藝分三步:在制作混凝土構件時，首先拉伸預應力鋼筋，然后在構件中澆筑混凝土，最后放開預應力筋。制作中具體情況可因工程實際做出相應調整。與先張法相比，預應力混凝土后張法的制作工藝則有很多不同，其步驟為:首先制作混凝土構件并留下預應力筋孔道，然后養護構件使其強度達到設計指標，再將預應力筋穿過構件孔道并張拉錨固完畢，最后往構件孔道內灌注混凝土砂漿。

預應力混凝土構件因其施工工藝的特殊性，故具有很多非預應力構件沒有的優點，主要歸納有以下六:(1)構件在使用性能及耐久性方面均得到極大強化。(2)構件截面面積更小，因此自重更輕。(3)高性能鋼筋的優良性能在預應力構件中得到更加充分的發揮。(4)預應力構件裂縫閉合及變形回復性能均更加優良。(5)構件在抗剪承載力方面的表現更佳。(6)構件對疲勞損傷的表現更佳。

2 房建工程中預應力技術的施工流程

2．1 預應力構件材料質量把控

預應力筋是預應力技術在工程施工及使用過程中表現好壞的重要因素。因此其質量把控必須嚴格按照要求執行，首先預應力筋進場檢驗應符合規范，應核對鋼筋生產廠家的產品合格證以及鋼筋試驗報告。檢查齊全材料后預應力筋方可運送現場。在預應力構件施公前，預應力筋還應進行檢驗批的抽查及復檢，檢驗批按照鋼筋的進場批次及制定的抽檢方案進行確定。待所有檢驗均合格后，預應力筋方可投入工程施工中。

2．2 預應力構件中鋼筋的下料過程

在預應力構件中，鋼筋下料長度為孔道長度、長度誤差及張拉端預留長度三部分總和，在張拉施工中需注意幾點:(1)下料前預拉鋼筋;(2)控制張拉強度在鋼絞線抗拉強度的85%左右;(3)掌握好張拉速度，不能過快;(4)掌握好松拉時間，一般在應力達標后保持7、8分鐘左右，不能過早或過晚松拉;(5)不能扭纏孔道中的鋼絞線，切斷前需編束理順再行綁扎;(6)鋼絞線在下料完成后不應出現磨損、打彎現象;(7)預應力筋的堆放需按下料長度進行排序，禁止亂放;(8)預應力筋在下料完成后還應檢查其尺寸、規格及數量等，達到要求方可進行施工。

2．3 按設計要求放設預應力曲線

在梁體中布設預應力筋及波紋管時需控制幾個關鍵點:首先確定最高點、最低點及反彎點，連接關鍵點以確定曲線大致輪廓;然后比照詳細放線圖并且畫在非預應力鋼筋上，間隔1米左右確定一個控制點逐步確定曲線形狀;最后確定專職人員負責檢查、修改并調整曲線位置，確保準確安全地放線。

2．4 固定支架及預應力筋的焊接

焊接固定支架及預應力筋的位置主要是其上的各個控制點。實際操作為:綁扎成型普通鋼凈后，調整控制波形管管底標高并在箍筋上標注具體焊接位置。此位置須為鋼筋布置圖中設計要求的控制點。然后焊接固定支架及預應力筋中標注的位置。因箍筋直徑較小在澆筑時固定支架易變位，故每隔1米左右在箍筋下墊一個墊塊。此外，固定支架要求承載力足夠大，直徑不能小于1厘米，位置安放準確。這就需要焊接及放線人員互相配合協調完成工作。

2．5 波紋管的安裝

安裝波紋管之前，需焊接牢固固定支架，同時，綁扎普通鋼凈使其成型。此后，安裝預應力鋼筋固定端墊板，從張拉端套入大一號的波紋管。最后采用棉絲線封閉連接端并用密封膠膠封。波紋管管身整體在梁體內必須順直、嚴禁彎曲(最大水平偏差10mm)。

2．6 預應力筋的穿束

預應力筋的穿束在波紋管的安裝完成后進行。正常情況下，采用人工單根的方式進行預應力筋的穿束工作，首先用軟布或者膠帶等材料包裹纏鬧預應力筋端部，避免其對波紋管管身造成破損。若預應力筋穿束完成后波紋管出現劃傷部分，需進行及時規范處理，一般采用防水膠帶纏繞。為減輕梁身局部預應壓力，還應按照設計標準在預應力梁張拉端增設附加螺旋箍筋。

3 預應力技術在房建中的應用

3．1 多高層建筑中的預應力砼技術

采用部位:樓面結構。基本形式:預應力平板(無梁樓蓋):在地下室廣泛使用。預應力平板(板柱剪力墻)，住宅別墅較多使用，預應力扁梁大板，商場、寫字樓、教學樓廣泛使用。預應力密肋板:車站，體育館使用較多。經濟跨度:當采用平板時為7～12m;當采用扁梁平板時為9～15m;當采用密肋板時為11～15m。平板跨度約為9.0m的住宅，其基本材料指標是:預應力筋4～5kg/m2，普通鋼筋16～20kg/m2，混凝土厚度約180～200mm。

主要作用及效果:降低結構層高度，在跨度相同的條件下，預應力方案的結構層高度比普通結構低300～500mm。在保證室內凈空的同時可降低結構層高度，并使建筑物總高度降低，進而節約相應高度上的各種建筑及設備材;在建筑物總高度相同的條件下，可建更多層數的高層建筑(一般每十層可多建一層)，對地下室結構，可降低基坑開挖，減少空調費用，提高投資效率。

3．2 大跨度建筑中的預應力砼技術

采用部位:大跨度梁，基本形式:預應力框架主梁:大跨度方向為預應力框架主梁，小開間方向為普通鋼筋砼次梁，普通鋼筋砼板。預應力次梁:小開間方向為主梁(普通鋼筋砼或預應力)，大跨度方向為預應力次梁，普通鋼筋砼板。

3．3 懸臂結構中的預應力砼技術

采用部位:懸臂梁、懸挑板，經濟跨度:5～17m，梁跨高比6～10。主要作用及效果:擴大懸臂長度，增加使用面積，形成獨特的建筑效果:商場等公共建筑中可突出個性，甚至可在懸臂梁端設自動扶梯;體育建筑能形成獨特的建筑效果;多高層住宅、辦公樓適當采用懸臂梁板，可增加使用面積。

3．4 超長不設置縫及地下室底板的預應力砼技術

近年來我國出現了一批平面尺寸超長、超大的建筑物，其不設縫長度遠遠超過規范的限制，通常稱為大面積混凝土梁板式結構。這類結構方案的關鍵是解決超大面積混凝土板內的溫度、收縮應力，減少乃至防止混凝土的溫度、收縮裂縫。

4 結束語

隨著工程建設事業的發展，預應力技術也必將會在交通運輸、建筑工程、塔桅結構和海洋工程等領域中飛速發展。憑借現代材料科學的發展，計算理論的不斷完善，再加上我國科研工作者和工程技術人員的勤懇鉆研，不懈努力，預應力技術必將會有更廣闊的應用空間，為現代化建設做貢獻。

［1］周志祥．高等鋼筋混凝土結構［M］．北京:人民交通出版社，2002．