預(yù)應(yīng)力混凝土方面問題的剖析

摘要：預(yù)應(yīng)力混凝土作為現(xiàn)代混凝土的發(fā)展趨勢(shì)之一，在商品建筑中的應(yīng)用越來越廣泛。預(yù)應(yīng)力混凝土正以其跨度大、自重輕、節(jié)約建筑材料、節(jié)省建筑層高、改善建筑與結(jié)構(gòu)功能等突出的優(yōu)點(diǎn)，可以有效解決以往高層建筑中較難解決的大空間的使用要求，提高建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土；結(jié)構(gòu)

引言

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，目前在世界各國范圍內(nèi)普遍應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)使用的范圍和數(shù)量，已成為衡量一個(gè)國家建筑技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。它已經(jīng)由以往的單層、多層房屋、公路、鐵路橋梁、軌枕、電桿、壓力水管、儲(chǔ)罐、水塔等的應(yīng)用擴(kuò)大到高層建筑、地下建筑、高聳結(jié)構(gòu)、水木結(jié)構(gòu)、海洋結(jié)構(gòu)、機(jī)場(chǎng)跑道、核電站壓力容器及大噸位船舶等方面，且已越來越被廣大工程技術(shù)人員所接受。所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在荷載作用之前對(duì)構(gòu)件施加壓力，使在荷載作用時(shí)的截面受拉區(qū)預(yù)先存在壓應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)。由于截面預(yù)加了壓應(yīng)力，可以完全或部分地對(duì)消因荷載而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，混凝土就能不再出現(xiàn)裂縫或至少推遲裂縫的出現(xiàn)。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可顯著地提高構(gòu)件的抗裂性和截面剛度。同時(shí)，也使得高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)度混凝土得以應(yīng)用，極大地提高了構(gòu)件的承載能力。

1我國預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1原材料性能較好預(yù)應(yīng)力鋼材由過去強(qiáng)度低、品種雜、質(zhì)量不穩(wěn)定、供不應(yīng)求的現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成強(qiáng)度逐漸提高、品種規(guī)格齊全、質(zhì)量?jī)?yōu)異的高效預(yù)應(yīng)力鋼筋，滿足了設(shè)計(jì)、施工等技術(shù)要求。

1.2關(guān)鍵技術(shù)水平提高大噸位張拉用千斤頂和錨、夾具的研制成功及使用，較好地解決了預(yù)應(yīng)力施工工藝中的關(guān)鍵技術(shù)，保證了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

1.3規(guī)范規(guī)程已基本配套《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《無粒結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、《預(yù)應(yīng)力鋼筋錨具、夾具和連接器》等國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，及《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋專用防腐潤(rùn)滑脂》、《預(yù)應(yīng)力用液壓力千斤頂》等一批國家及地方技術(shù)規(guī)程和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也已基本配套到位。滿足了工程需要，使預(yù)應(yīng)力各項(xiàng)技術(shù)有章可循。

1.4建造了具有國際先進(jìn)水平的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，我國已建設(shè)了一批有國際先進(jìn)水平的預(yù)應(yīng)力混凝土工程。如：柱網(wǎng)尺寸最大的南京國際展覽中心工程（柱網(wǎng)尺寸25m×27m）；層數(shù)最多的廣東國際大廈主樓（63層）；最高的青島中銀大廈（241m），這說明我國的預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)已達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)高的水平。

2混凝土施加預(yù)應(yīng)力的方法

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的制作方法有先張法和后張法。

2.1先張法在混凝土灌筑之前，先將由鋼絲鋼絞線或鋼筋組成的預(yù)應(yīng)力筋張拉到某一規(guī)定應(yīng)力，并用錨具錨于臺(tái)座兩端支墩上，接著安裝模板、構(gòu)造鋼筋和零件，然后灌筑混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，放松兩端支墩的預(yù)應(yīng)力筋，通過粘結(jié)力將預(yù)應(yīng)力筋中的張拉力傳給混凝土而產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。先張法以采用長(zhǎng)的臺(tái)座較為有利，最長(zhǎng)有用到一百多米的，因此有時(shí)也稱作長(zhǎng)線法。

2.2后張法先灌筑構(gòu)件，然后在構(gòu)件上直接施加預(yù)應(yīng)力的方法。一般做法多是先安置后張預(yù)應(yīng)力筋成孔的套管、構(gòu)造鋼筋和零件，然后安裝模板和灌筑混凝土。預(yù)應(yīng)力筋可先穿入套管也可以后穿。等混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，用千斤頂將預(yù)應(yīng)力筋張拉到要求的應(yīng)力并錨于梁的兩端，預(yù)壓應(yīng)力通過兩端錨具傳給構(gòu)件混凝土。為了保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不受腐蝕和恢復(fù)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力，預(yù)應(yīng)力筋與套管之間的空隙必須用水泥漿灌實(shí)。水泥漿除起防腐作用外，也有利于恢復(fù)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力。為了方便施工，有時(shí)也可采用在預(yù)應(yīng)力筋表面涂刷防銹蝕材料并用塑料套管或油紙包裹的無粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力筋。

3 混凝土預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)策

3.1 提高混凝土和鋼筋的強(qiáng)度及性能。常用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)由現(xiàn)在的c20～c40 級(jí)平均c30 級(jí)，提高到c40～c60 級(jí)平均c50 級(jí)，推廣使用的高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)由現(xiàn)在的c50～c80 級(jí)，提高到c60～c100 級(jí)?；炷两Y(jié)構(gòu)用鋼筋的強(qiáng)度級(jí)別由現(xiàn)在的335～400mpa 級(jí)提高到400～500mpa 級(jí)。降低鋼筋和混凝土材料用量，減少對(duì)資源和能源的消耗。隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，對(duì)用于配制結(jié)構(gòu)用混凝土原材料的要求提高為： ①水泥的強(qiáng)度等級(jí)由現(xiàn)在常用的32.5～42.5 提高到42.5～52.5 ，62.5 的水泥亦應(yīng)批量應(yīng)用。②混凝土減水劑的減水率在20 %以上并大量使用； ③使用優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的摻合料。

3.2 繼續(xù)開發(fā)推廣高性能混凝土，促進(jìn)綠色混凝土在我國的生產(chǎn)和應(yīng)用。大力發(fā)展混凝土減水劑和其他外加劑。提高混凝土摻合料的質(zhì)量。加強(qiáng)進(jìn)行一般強(qiáng)度等級(jí)和高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土的合理配制研究，及相應(yīng)混凝土外加劑的研究。除加強(qiáng)天然輕集料和工業(yè)廢料的利用外，研制、開發(fā)高性能輕集料，應(yīng)用礦物摻合料及纖維增強(qiáng)技術(shù)等，發(fā)展高性能輕集料混凝土。

3.3 發(fā)展纖維混凝土技術(shù)。進(jìn)一步改進(jìn)纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大鋼纖維、聚丙烯纖維、碳纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等的生產(chǎn)規(guī)模。加強(qiáng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究，加強(qiáng)研究纖維混凝土的微觀機(jī)理，長(zhǎng)期變形性能及耐久性能等；開展超短細(xì)纖維超高強(qiáng)混凝土復(fù)合材料研究和生產(chǎn)，以及混雜纖維混凝土、智能纖維混凝土的研究。

3.4 提高耐久性，延長(zhǎng)使用壽命。提高我國混凝土耐久性設(shè)計(jì)和施工水平，提出耐久性指標(biāo)和試驗(yàn)方法，可按設(shè)計(jì)要求達(dá)到安全使用年限。合理改造已有混凝土結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命。充分利用拆除的混凝土廢棄物，研究再生骨料混凝土技術(shù)，形成循環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)展模式。

3.5 發(fā)展和改進(jìn)預(yù)應(yīng)力及預(yù)制技術(shù)在預(yù)應(yīng)力材料方面的發(fā)展目標(biāo)。開發(fā)研究強(qiáng)度高、自重輕、彈性模量大的復(fù)合纖維類非金屬預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力工藝技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)： 開發(fā)應(yīng)用新型高抗腐蝕孔道成型及灌漿技術(shù)。完善無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力防腐蝕體系。發(fā)展預(yù)應(yīng)力拉索及體外索成套技術(shù)。繼續(xù)在高層建筑，大跨度、大空間建筑中推廣應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，改進(jìn)修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提高使用效率，節(jié)約材料。積極研究開發(fā)新型預(yù)制結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件技術(shù)，節(jié)約材料，美化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工廠化、工業(yè)化建造技術(shù)。

4預(yù)應(yīng)力技術(shù)的工程應(yīng)用

4.1高層結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用。近年來，預(yù)應(yīng)力混凝土在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用有很大的發(fā)展，并且取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，主要體現(xiàn)在：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板和預(yù)應(yīng)力扁梁用于高層建筑的樓蓋中，具有降低層高，節(jié)約鋼材，簡(jiǎn)化模板，加快施工等顯著的效果；預(yù)應(yīng)力混凝土飾面保溫復(fù)合墻板應(yīng)用，在滿足建筑外墻裝飾的多樣性、耐久性的同時(shí)，又在保溫節(jié)能、工業(yè)化生產(chǎn)、快速施工等方面發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢(shì)；預(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和現(xiàn)澆相結(jié)合的裝配整體式高層建筑結(jié)構(gòu)越來越多；隨著預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)及耐久性技術(shù)的完善，一些更適合應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土的新結(jié)構(gòu)體將得到極大的發(fā)展。如懸掛式建筑的出現(xiàn)。

4.2裝配整體式結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用。由于預(yù)制構(gòu)件具有工廠化規(guī)模生產(chǎn)的諸多優(yōu)點(diǎn)，如質(zhì)量控制水平高、耐久性好、模板周轉(zhuǎn)率高、損耗小等，從而使其具有較好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因而，預(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和現(xiàn)澆相結(jié)合的裝配整體式結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用比重也越來越大，表現(xiàn)為大跨度的空心樓板、工業(yè)建筑中的屋架、吊車梁、屋面板、多層及高層建筑中的長(zhǎng)跨預(yù)應(yīng)力空心板、T型板、大型預(yù)應(yīng)力墻板以及預(yù)制梁板現(xiàn)澆或預(yù)制梁、板、柱與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相結(jié)合的各種裝配整體式建筑結(jié)構(gòu)等。

5結(jié)束語

為適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍將更加廣闊，因此我們應(yīng)加強(qiáng)提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平的科研工作。和發(fā)達(dá)國家相比，我們預(yù)應(yīng)力混凝土工程的研究相對(duì)落后。設(shè)計(jì)和施工的分離也是影響我國預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展的因素之一。因此有必要成立大型強(qiáng)而有力的預(yù)應(yīng)力混凝土工程公司，承擔(dān)重大預(yù)應(yīng)力混凝土工程，并擔(dān)負(fù)新技術(shù)開發(fā)研究，并做好與設(shè)計(jì)和施工之間的聯(lián)系，以提高我國的預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平。