淺談預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

顏真光　譚幸淼

摘 要：本文從預(yù)應(yīng)力混凝土的類別、施工質(zhì)量問題及解決方法等方面分析預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力;鋼筋混凝土

1? 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土與鋼筋混凝土

鋼筋混凝土在促進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展方面起到了至關(guān)重要的作用，但隨著建造需求日益大型化，在建造過程中需要承載大荷載的大跨度結(jié)構(gòu)的建造量也在日益提升，雖說從理論計算上來說采用普通鋼筋混凝土也是可行的，可實際中卻行不通，因此，在大跨度混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土便得到了廣泛的使用。

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在制作過程中會采用特定方法使得構(gòu)件中的主要受力鋼筋預(yù)先受到張拉，同時混凝土界面也會受到這個預(yù)拉力的反作用力，使得受拉區(qū)的混凝土產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。當(dāng)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件受到外界荷載作用時，便會先抵消鋼筋混凝土中已經(jīng)存在的預(yù)壓力，在一定程度上提高混凝土的極限拉應(yīng)變，從而延遲構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)。

2? 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的類別

2.1 全預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

全預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土是嚴(yán)格要求其不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，同時嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力梁的撓度和預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的截面尺寸。這類預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在使用荷載的作用下，不允許構(gòu)件截面上出現(xiàn)拉應(yīng)力。

2.2部分預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

一是構(gòu)件受拉區(qū)最外圍可以存在拉應(yīng)力并保證其截面不出現(xiàn)裂縫;二是構(gòu)件受拉區(qū)最外圍可不僅為拉應(yīng)力并且其截面可以出現(xiàn)裂縫。

2.3無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土是指將預(yù)應(yīng)力鋼筋的外表涂抹潤滑防銹材料，如油脂、瀝青等，以防止在施工中破壞涂層，達(dá)到在張拉時可以沿縱向發(fā)生相對滑移的后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。

3? 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的優(yōu)缺點

3.1預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的優(yōu)點

采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土有著較多的優(yōu)點，主要有以下幾點：延遲裂縫的出現(xiàn)，有效提高構(gòu)件的抗裂性和抗?jié)B性;提高構(gòu)件的剛度，減小構(gòu)件的變形;降低鋼筋中應(yīng)力循環(huán)幅度，提高疲勞強度;減小構(gòu)件界面尺寸，節(jié)約材料，降低造價[1]。

3.2預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的缺點

雖然預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土有著上述的諸多優(yōu)點，它還是存在著一些缺點。由于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的制作工藝較為復(fù)雜，質(zhì)量要求較高，因此需要配備一些專業(yè)設(shè)備和專業(yè)的施工隊伍。另外，構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力反拱較難控制，會隨著混凝土的徐變增大而增大，存在著一些隱患。

4? 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在施工中的常見問題及解決方法

與普通鋼筋混凝土相比，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土節(jié)點處的處理最為復(fù)雜，若是在施工中存在疏漏，則會對工程質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，造成較為嚴(yán)重的后果。

4.1混凝土質(zhì)量控制

結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的好壞關(guān)鍵在于混凝土施工質(zhì)量，若是混凝土質(zhì)量不過關(guān)，那么用作預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的原料就會影響后續(xù)工序的展開。影響混凝土施工質(zhì)量的因素有很多，包括水泥強度和水灰比、骨料級配、外加劑品種及摻量等，因此在施工過程中，務(wù)必要按照施工配合比嚴(yán)格控制混凝土原料的質(zhì)量和摻量[2]。

4.2滑絲

滑絲是指預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉和錨固時個別力筋產(chǎn)生滑移現(xiàn)象。因此在安裝時要將張拉錨固區(qū)的鋼束除銹去污并且清理錨墊板喇叭口中的污物，在安裝工作夾片時調(diào)整端頭平整，錨固過程盡量做到平穩(wěn)。

4.3斷絲

滑絲是指預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉和錨固時個別力筋產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。造成斷絲的主要原因有很多，主要是由于個別鋼絞線的強度過低或是存在暗傷、銹坑等情況。因此在施工前要按照技術(shù)指標(biāo)對鋼絞線進(jìn)行檢驗并做好錨墊板的水平定位工作。

5? 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的經(jīng)濟性分析

雖說采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土能夠確保節(jié)約混凝土和鋼材，但不同的結(jié)構(gòu)在采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土?xí)r在節(jié)約鋼材和降低成本上的效果并不盡相同。因為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土對材料的強度和質(zhì)量要求相對較高，因此各原料的價格相較傳統(tǒng)施工方法都有著一定的提高，另外，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在施工過程中需要額外的臨時支架和模板，也是一筆不可忽略的費用，所以應(yīng)當(dāng)在比較了技術(shù)經(jīng)濟分析和節(jié)約效果后再決定是否采用預(yù)應(yīng)力施工方法。

6 預(yù)應(yīng)力混凝土梁的彎剪性能

已有研究旨在了解鋼和合成纖維混雜對預(yù)應(yīng)力混凝土梁彎剪性能的影響。不同纖維增強對預(yù)應(yīng)力混凝土梁性能的影響分兩個階段進(jìn)行評估。首先，進(jìn)行斷裂試驗以了解纖維在材料層面的影響。其次，進(jìn)行了足尺預(yù)應(yīng)力混凝土梁的試驗，以評估混雜纖維的加入對彎剪性能的影響。試驗基體由用纖維增強混凝土（FRC）澆注的梁組成，纖維用量為混凝土體積的0.35%、0.70%和1.0%。在四點彎曲配置下，所有梁試件均在剪跨比（a/d）為5的條件下進(jìn)行試驗，將混雜纖維增強試件的結(jié)果與鋼和聚烯烴纖維增強梁的結(jié)果進(jìn)行了比較。試驗結(jié)果表明，混雜纖維的加入增強了開裂后的響應(yīng)，提高了能量吸收能力。隨著混雜纖維的加入，破壞模式從彎曲-剪切（脆性）轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢g性）模式。失效模式的改變發(fā)生在鋼和混雜纖維的劑量為0.35%和合成（聚烯烴）纖維的劑量為0.70%時[1]。

7 鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕裂紋檢測的振型曲率平方法

這項史無前例的研究旨在證明在全尺寸鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕中定位裂紋損傷和嚴(yán)重程度的可能性。使用了動態(tài)模式形狀曲率平方方法。這種方法采用從使用沖擊激勵的實驗?zāi)B(tài)分析中提取的結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)形狀。鐵路混凝土軌枕暴露在第一個裂縫中，并使用符合英國標(biāo)準(zhǔn)的實驗裝置（用于基準(zhǔn)測試目的）承受超過第一個裂縫荷載1.5倍的荷載。發(fā)現(xiàn)枕木的第一次開裂已經(jīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)部件的非顯著剛度降低，這從以下事實中得到證明，即固有頻率偏移只有幾個百分點，并且沒有觀察到偏轉(zhuǎn)模式形狀的明顯差異。此外，單獨的振型曲率不能指示鐵路軌枕中裂紋的形成。然而，偏轉(zhuǎn)形狀的相對稀疏的線框使得傳感器網(wǎng)格的似是而非的密度能夠被進(jìn)一步分析用于損傷檢測。此項研究發(fā)展了曲率平方法來量化和定位鐵路軌枕的損傷。為了提高裂紋定位的精度，首先發(fā)展了標(biāo)準(zhǔn)化損傷指數(shù)分布和不同損傷定位置信度的閾值化方法。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)的實際裂縫測量結(jié)果，可以合理地檢測出大部分位于軌枕跨中的裂縫的準(zhǔn)確位置。對這種方法的新認(rèn)識可以促進(jìn)利用運行模態(tài)信號進(jìn)行鐵路軌枕裂紋檢測的車載技術(shù)的新發(fā)展[2]。

參考文獻(xiàn)

[1]修德慶.預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2020（02）：257-258.

[2]閆海.路橋工程建設(shè)中的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（01）：221-222+225.