預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的特點(diǎn)及對(duì)策應(yīng)用

1.谷孟強(qiáng) 2.唐永登

(1.竹林松大科技股份有限公司，河南 鄭州 450000；2.鄭州永越電子科技有限公司，河南 鄭州 450000）

在構(gòu)件受荷載以前預(yù)先對(duì)混凝土受拉區(qū)施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在今天已經(jīng)成為土木工程領(lǐng)域中重要的結(jié)構(gòu)形式，并且還將進(jìn)一步發(fā)展。預(yù)應(yīng)力技術(shù)原理就是充分利用高強(qiáng)度材料，設(shè)法在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受荷載作用前，預(yù)先對(duì)外荷載引起的混凝土受拉區(qū)施加壓力，以此產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力來減小或抵消外荷載所引起的混凝土拉應(yīng)力，從而，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)力不大，甚至處于受壓狀態(tài)，也就是可借助于混凝土較高的抗壓能力來彌補(bǔ)其抗拉能力的不足。

一、預(yù)應(yīng)力混凝土的主要特點(diǎn)及應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力混凝土的構(gòu)件可延緩混凝土構(gòu)件的開裂，提高構(gòu)件的抗裂度和剛度，并取得節(jié)約鋼材，減輕自重的效果，克服了普通混凝土的主要缺點(diǎn)，也為采用高強(qiáng)度混凝土創(chuàng)造了條件。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)雖具有一系列優(yōu)點(diǎn)，但預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、施工和計(jì)算均較普通混凝土復(fù)雜，因而對(duì)下列結(jié)構(gòu)，宜優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

1.要求裂縫控制等級(jí)較高的結(jié)構(gòu)。如水池、油罐、原子能反應(yīng)堆、受到侵蝕性介質(zhì)作用的工業(yè)廠房、水利、海洋、港口工程結(jié)構(gòu)物等，要求有較高的密閉性或耐久性，在裂縫控制上要求較嚴(yán)，采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，能滿足這些要求：不出現(xiàn)裂縫或裂縫寬度不超過允許的極限值。

2.在工程構(gòu)造中，為了建造大跨度或承受重型荷載的構(gòu)件，要求高強(qiáng)輕質(zhì)材料，以減小截面、減輕自重，但又要控制變形記裂縫，采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，可提高剛度，減小變形和對(duì)裂縫加以控制，并能充分發(fā)揮高強(qiáng)度材料的作用。

3.對(duì)構(gòu)件的剛度和變形控制要求較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如工業(yè)廠房中的吊車梁，碼頭和橋梁中打垮度梁式結(jié)構(gòu)等，采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，可以提高構(gòu)件的抗裂度或減小裂縫寬度，變形也易于控制。同時(shí)，由于預(yù)壓應(yīng)力偏心作用而使構(gòu)件產(chǎn)生反拱，還可以抵消或減小有使用荷載所產(chǎn)生的變形。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土的材料及要求

預(yù)應(yīng)力混凝土的材料及要求

1.混凝土要求：1、強(qiáng)度高；2、收縮、徐變小；3、快硬、早強(qiáng)。

2.鋼筋或鋼絞線要求：1、強(qiáng)度高；2、具有一定的塑性；3、良好的加工性能；4.與混凝土之間有較好的粘結(jié)強(qiáng)度。

3.錨具要求：預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和連接器應(yīng)具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適用性，能保證充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度。

預(yù)應(yīng)力筋的種類：預(yù)應(yīng)力筋通常由單根或成束的鋼絲、鋼絞線或鋼筋組成。 按性質(zhì)劃分，預(yù)應(yīng)力筋包括金屬預(yù)應(yīng)力筋和非金屬預(yù)應(yīng)力筋兩類。常用的金屬預(yù)應(yīng)力筋可分為鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋。非金屬預(yù)應(yīng)力筋主要指纖維增強(qiáng)塑料預(yù)應(yīng)力筋。

常用的預(yù)應(yīng)力筋：鋼絲冷拔低碳鋼絲，直徑：3～5mm；碳素鋼絲，直徑：3～8mm；鋼絞線：由7根碳素鋼絲纏繞而成；熱處理鋼筋：直徑：6～10 mm熱軋螺紋鋼筋，直徑：25～32 mm。

預(yù)應(yīng)力筋的檢驗(yàn)：一、鋼絲的檢驗(yàn)：1、外觀檢查；2、力學(xué)性能試驗(yàn)。二、鋼絞線的檢驗(yàn)：1、成批驗(yàn)收；2、屈服強(qiáng)度和松弛試驗(yàn)；3、外觀檢查和力學(xué)性能檢驗(yàn)。三、熱處理鋼筋的檢驗(yàn)：1、外觀檢查；2、拉伸試驗(yàn)。

三、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)面臨的問題及對(duì)策

近十幾年來，在應(yīng)用高效預(yù)應(yīng)力混凝土方面取得了較大的進(jìn)展。各種橋梁結(jié)構(gòu)的型式、跨徑和施工方法都有了很大進(jìn)步。預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支架的經(jīng)濟(jì)跨度 鐵道橋架已擴(kuò)大到40m；公路與城市橋梁擴(kuò)大到50m；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋最大達(dá)270m；大跨度斜拉橋的跨徑：預(yù)應(yīng)力混凝土橋面的達(dá)432m(銅陵長(zhǎng)江大橋)，鋼與混凝土結(jié)合橋面的最大達(dá)602m(楊浦大橋)。橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)前面臨的問題主要是如何提高質(zhì)量，特別是耐久性問題，而不再經(jīng)濟(jì)不經(jīng)濟(jì)、用與不用的問題了。高效預(yù)應(yīng)力混凝土在房屋建筑中的應(yīng)用由于房屋建筑本身的特殊性，目前仍處于由低強(qiáng)鋼材向高強(qiáng)鋼材、向高效預(yù)應(yīng)力混凝土過渡的階段，出現(xiàn)現(xiàn)澆后張熱、預(yù)制先張冷的現(xiàn)象，發(fā)展很不平衡，前景也不太明朗。下面對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)一些問題和對(duì)策進(jìn)行分析。

現(xiàn)澆后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土造價(jià)偏高。我國現(xiàn)澆無粘結(jié)平板價(jià)格高的原困和解決辦法。我國現(xiàn)澆后張無粘結(jié)雙向平板造價(jià)偏貴的原因在于普通鋼筋用量太多，而無粘結(jié)筋用量與國外相比差別不太大。普鋼用量大是由于對(duì)無粘結(jié)筋耐久性的擔(dān)心，作為強(qiáng)度的第二道防線，因?yàn)楝F(xiàn)有工藝還不能完全滿足全封閉防水的要求。當(dāng)然，設(shè)計(jì)、施工缺乏經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)規(guī)章制度不全、缺少有效的監(jiān)督管理體制等等也都是原因。要降低普通鋼筋用量，一方面，要投人力量認(rèn)真解決單根鋼絞線無粘結(jié)束成套裝置的全封閉防水問題，包括張拉端和固定端錨具與束的全封閉連接做法和提高塑料套管的韌性與強(qiáng)度，并取用 12.7ram鋼絞線代替15.4mm的鋼絞線以減少在工程應(yīng)用中來與束的間距；另一方面，要努力學(xué)習(xí)和掌握國外設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和有關(guān)規(guī)章制度，這些都是通過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可以直接套用，作到迎頭趕上，從而避免“從零開始”的大量重復(fù)勞動(dòng)。這樣，困擾無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的問題都會(huì)很快得到解決，無粘結(jié)筋不僅會(huì)價(jià)廉物美地大量用于平板結(jié)構(gòu)，也會(huì)較多應(yīng)用于其他結(jié)構(gòu)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的灌漿有料結(jié)后張預(yù)應(yīng)力筋。