鋼筋及預應力工程技術現狀與發展方向

【摘要】本文主要闡述了目前我國最為常用的混凝土結構鋼筋的品種，以及鋼筋工程和預應力工程在中國的現狀，并將現狀與國內的法律規范和國外的發展情況進行比較，介紹了此領域將來的發展方向。

【關鍵詞】鋼筋；預應力；現狀；發展方向

隨著經濟社會的發展，建筑行業是我國三大支柱行業之一，在社會的進步中起著不可忽視的作用。而在我國的土木工程和建筑工程行業當中，最為常見的就是混凝土結構。據估計，每年大概有2400萬噸鋼筋用于混凝土結構，而每年預應力筋的消耗量約達到了36萬噸的數量。為了進一步提高混凝土結構的施工質量，加快建筑行業的技術進步，應著重對鋼筋及預應力工程技術進行科學的研究。

1鋼筋及預應力工程現狀

1.1鋼筋品種

在混凝土結構當中，我國目前常見的鋼筋按其強度大概可以分為四類，分別是：HPB235（Ⅰ級鋼）、HRB335（Ⅱ級鋼）、HRB400（Ⅲ級鋼）以及CRB550（冷軋帶肋鋼筋）。其中Ⅰ級鋼的表面較為光滑，并且不帶肋，因此，行業中通常用此種類型的鋼筋構筑箍筋和板類構件的受力，或者是構筑分布鋼筋；而Ⅱ級鋼的表面帶月牙形橫肋以及縱肋，已經連續使用了將近40年的時間，是目前我國建筑行業中最常見的品種，通常用于制作結構受力鋼筋；Ⅲ級鋼，有時也成為新Ⅲ級鋼，興起時間不久，在我國的使用時間較短，此類型鋼筋的表面有縱橫肋，具有多種不同的規格，可用于制作結構受力主筋，也可用于制作箍筋或班中鋼筋；冷軋帶肋鋼筋分為兩面肋和三面肋，在制作過程中經過冷軋過程，通常采用焊接骨架或焊接網片的形式，用于板類構件的配筋，可以用于箍筋和構造鋼筋。

1.2鋼筋工程施工

首先，在鋼筋的現場加工過程中，目前我國常用的鋼筋為經熱軋盤條方式供應的Ⅰ級鋼，在鋼筋進場之后，采用控制應力或者控制冷拉伸長率的方式對鋼筋進行冷拉，有時是進行調制。

其次，由于目前在我國較為發達的城市中，出現了越來越多的鋼筋機械連接，而焊接連接則由于其本身的弱穩定性，逐漸被市場淘汰。在對鋼筋進行連接和錨固的過程中，我國通常利用增加幾倍至十幾倍鋼筋直徑的錨固長度這種方法來錨固鋼筋，但是由于錨固要求，構建的端部常常會出現排放困難的問題。

再次，關于鋼筋的安裝，目前我國較為常見的方式為人工現場綁扎，這種方式機械化程度較低，使現場的工作量增大。在我國現階段的現澆混凝土結構中，鋼筋工程的施工效率與同行業其他工種相比還處于低水平的層次，工廠化程度也最低。

最后，就鋼筋的工廠化制作來說，其常用于某些大型公司，或在工程場地不足的工地上使用。工廠化制作可以用于鋼筋的輔助配料、接頭的預制、箍筋和鋼筋籠的制作等。在有些工程當中，工程人員會選用經過工程預制的焊接網片的鋼筋，在現場施工時，只需將其鋪放到合適的位置即可，大大節省了工程時間，提高了效率。

1.3預應力筋品種

在我國，目前預應力鋼絞線通常由若干根鋼絲扭絞而成，適用于不同類型的預應力結構，為最主要的預應力筋品種；而預應力鋼絲具有外表面光滑、螺旋肋和表面刻痕多種不同品種，其中，后張預應力結構主要采用的是光面的鋼絲，而在先張預制預應力構建中，則采用了大量的螺旋肋鋼絲和刻痕鋼絲；冷軋帶肋鋼筋，具有多種型號，大量被使用制作先張生產的預制預應力空心板等構件。

1.4預應力工程施工

預應力的工程施工與普通鋼筋施工過程相比，要復雜得多，因此應由專門的工程技術人員進行操作。

首先，就先張預應力施工技術來講，目前我國的技術水平與國外相比水平較低，先張預制預應力構建的用量呈現出逐年下降的趨勢，大量的中低強預應力筋被用于預應力空心板中，而國外在先張成套技術方面已經開始利用高強度的材料，而在我國新的工藝技術正在開發之中。

其次，我國目前較為普遍的時后張有粘結預應力施工技術，在我國的各種工程中被大量使用，例如橋梁結構、特種結構等。而我國在此方向的研究較為先進，已經成功的開發出多種成孔技術、高強材料張拉錨固技術、高強材料生產技術等多種相關技術和設備、產品。但是縱觀國際水平，我國在施工設備配套系列及施工工藝工法細化方面仍然具有很大的進步空間。

最后，就后張無粘結預應力施工技術來講，目前我國已經開發了成套無粘結預應力技術，并成功將其推進到實踐應用當中，取得了不少的成就，例如，我國已經能夠成功解決超長結構的設計問題以及減輕樓板重量的問題，在實現雙向大柱網的方面也有所突破，目前有超過數千萬平方米的工程都在使用此種技術。

2鋼筋及預應力工程技術的發展趨勢

2.1鋼筋及預應力筋材料

在新頒布的設計規范當中，規定Ⅲ級鋼（即HRB400鋼筋）為混凝土結構普通受力鋼筋中的主要品種類型，直徑范圍不等，可以滿足各種不同鋼筋需求，如縱筋、箍筋、分布鋼筋等；此外，規范還將高強預應力鋼絞線和預應力鋼絲選定為預應力鋼筋的主要類型。從國際水平及國內外的發展狀況來看，普通鋼筋在將來幾年之內很有可能更上一個臺階，進行產品升級，同時，還有可能會衍生出一些低成本的鋼筋材料，比如余熱處理鋼筋或者具有較高性能的超細晶粒等。

2.2鋼筋工程施工技術

在將來十年左右的時間里，隨著我國經濟和科學技術的不斷進步，我國的鋼筋工程施工將會呈現工廠化的趨勢，人工作業會越來越少，機械化的作業會呈現增多的趨勢。Ⅲ級鋼以及其連接方法將會有利于6到12小直徑盤條Ⅲ級鋼以更為工廠化和機械化的方式開盤焊接網片和調直的大量生產和使用，與此同時，也會出現大量的16到50的粗直徑鋼筋工廠化接頭加工和機械連接。工廠化和機械化還有可能會應用于粗直徑鋼筋籠的制作過程當中。此外，將來會出現專用的錨板，以滿足鋼筋的錨固需要。

2.3預應力工程施工技術

目前，人們對預制結構和預制構件的認識越來越深入，因此，在將來的市場中，預制預應力構件將會有較大的市場占有率，在未來5到10年之內，高強材料的先張預應力成套技術將得到廣泛的研究和應用。在后張有粘結預應力施工技術中，將會有更多的成孔材料或工藝被開發，這將是未來的一大趨勢；而預應力張拉錨固體系的性能將會更加的穩定，結構也會更加緊湊；灌漿技術以及質量將會得到國內工程技術人員的重點關注，也期待著灌漿設備工藝能夠不斷提高。在未來的建筑工程行業以及土木工程行業當中，技術人員會越來越期待具有耐久性的預應力結構、材料，以及施工工藝，多種耐腐蝕的材料及施工工藝前景廣闊，有待相關技術研究人員的開發。而在將來，預應力施工技術獎和工程結構的施工方法進行有效的結合，從而形成一個相對完整的預應力施工專利或工法。預應力加固施工技術的方面的前景也較為廣闊，有待進一步的發展和研究。

2.4應用領域進一步擴大

在將來，鋼筋及預應力工程技術的應用將會逐漸拓展到其他很多領域。除了在大跨度樓蓋結構，還在將會在基礎底板形成預應力筏板基礎或預應力梁板基礎中應用預應力技術，以期能夠承受更大的基礎反力；在房屋建筑的使用功能中，預應力技術也將會逐漸應用于抵抗不同情況下產生的應力，有時還可以提高剛度以保證結構的整體性；此外，預應力技術還可應用于不同的結構材料，特別是由于預應力技術可以調整大跨鋼結構桿件所產生的內力，同時可以控制其變形，在大跨剛的結構、組合結構中，將會越來越多地采用此種技術。

【參考文獻】

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