建筑工程中预应力施工技术浅析

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摘要：随着我国建筑施工建设规模的不断扩大，在建筑施工工程中，越来越广泛地应用到了预应力技术，然而随之出现的质量问题也日益增多，产生这些问题的原因是多种多样的。本文探讨和阐述了预应力在建筑施工工程中应用方面的相关问题。

关键词：建筑, 预应力, 施工

Abstract: Along with the construction and expansion of the size of the construction, in the construction engineering, more and more widely applied to prestressed technique, however it appears quality problems are increasing and the causes of the problems are diverse. This paper discusses and expounds in building construction engineering of prestressed concrete application of related problems.

Keywords: building, prestressed, construction

中图分类号： TU198 文献标识码： A 文章编号：

近几年来，由于预应力混凝土结构能够充分利用材料的高强度性能，还能有效阻止混凝土开裂，减轻结构自身重量，增大桥梁跨度，刚度较大，行车舒适等特点，普遍地运用在建筑施工工程中。但是在预应力建筑施工中出现的若干预应力技术问题也相当普遍，给施工和工程结构的质量带来了一些潜在的隐患，已广泛受到许多专家的关注。

一、预应力混凝土结构

1.1 所谓的预应力混凝土结构，一般来讲指的就是结构构件在承受外力荷载作用之前，预先人为地开始对其施压，以借此来使产生的预应力状态能够抵消或者减弱外荷载导致的拉应力，也就是说凭借混凝土它自身的高抗压度来对它的低抗拉程度进行互补，以此来实现在受拉区的混凝土能够延缓开裂的目的。用预应力混凝土来构成的结构，因为是用把钢筋进行张拉的方法来实现的预压应力，因此也被称为预应力钢筋的混凝土结构。

1.2 预应力混凝土结构的应用原理是，虽然混凝土的抗压能力与强度非常高，但它抵抗拉力的程度却非常低。因此，预应力钢筋可以通过对可能会出现的受拉的部位进行压应力施压的方法，来对混凝土抵抗拉力的程度这一弱点进行预防，使之不开裂。

二、预应力混凝土的特点

2.1 抗压性：在预应力混凝土的构件使用过程中，如果外力荷载达到相应的标准规范，那么这个构件就不会出现开缝的现象。然而混凝土的刚度还没有达到承受的最大状态，所以构件是非常刚硬的。

2.2 抗裂能力：预应力混凝土的构件在受外力荷载作用之前，它的受拉区已经存在预压应力，所以一旦混凝土的结构产生预应力状态下无法将预应力拿来进行抵消或者减弱外荷载导致的拉应力时，就会使得构件裂开。可是因为一般的钢筋混凝土外力荷载的抗拉力是由抗压力来决定的，因此就没有所谓的预应力存在，所以它的抗裂强度非常的弱。

2.3 预应力混凝土组成的构件有着防渗透和防腐蚀的能力，并且因为自身的重量轻便，跨越度大，所以被广泛地应用在各种各样的建筑构件中。

三、预应力技术在建筑施工中的应用

3.1 预应力技术在加固施工过程中的应用。一般建筑施工的加固是通过补强构件和改善结构性能来提高现有建筑施工的承载力，来延长其使用寿命，满足建筑设计的要求。通常加固的方式有：建筑面补强层加固、改变结构受力体系加固以及体外预应力加固等等。在实际中，卸载的主要目的就是为了减小加固施工时混凝土结构的初始应变。可以先对构件施加预应力，使构件的受拉区产生压应力，受压区产生拉应力，使构件在初弯矩时的压应变和拉应变减小，这样可以提高构件在极限承载力时的应变增量和应力，充分发挥加固钢筋。

3.2 预应力技术在混凝土多跨连续梁的应用。多跨连续梁有正弯矩区域和负弯矩区域，一般情况下，跨中为正弯矩，支座处为负弯矩。当桥梁的抗弯承载力和抗剪承载力达不到要求时，就需要进行加固处理，当跨中正弯矩区抗弯承载力不足时， 可以采用施工比较容易的粘贴碳纤维的方法加固。

3.3 预应力技术在受弯结构中的应用。碳纤维具有施工简单，高强度的特点，所以对受弯构建进行加固的方法广泛地采用粘贴碳纤维片材。但是在加固前结构就已经具有初始内应力，混凝土有了初始拉应变和压应变，当混凝土受压区压应变达到或超过混凝土的极限压应变时，构件达到或超过了极限承载力。碳纤维片材的最终盈利是由混凝土的应变增量决定的，比如当初始应变较大时，碳纤维片材的应力较小构件就破坏了，那么就没有充分发挥碳纤维强度高的特点。可以在粘贴碳纤维片材时就对其施加预应力，使其附有初始拉应力，从而提高当构件破坏时的碳纤维片材的应力，充分发挥其强度。

四、预应力在建筑施工中出现的问题

4.1 孔道堵塞问题。预留孔道堵塞或塌陷会使预应力钢筋不能顺利通过，这样会影响张拉的效果，进而影响灌注工程质量。产生这种现象的原因是在水泥还尚未凝固之前就抽芯，这样就没有一定的强度，或抽芯太迟，就可能会拔断橡胶抽拔管。

4.2 波纹管堵塞。堵管的主要意思是在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象。波纹管堵塞会使得后期预应力钢绞线穿束无法通过或张拉预应力时，钢绞线实际值与设计值有差距，这样就造成不必要的麻烦，既影响了工期又耗费了人力。产生这种现象的原因是在施工过程中施工人员没有严格按照规范安装波纹管，引起波纹管定位不准确导致弯折、套管接头松动，或者是在浇筑过程中，施工人员操作不当，造成波纹管破裂，直接造成了混凝土水泥浆深入到波纹管而堵塞了波纹管。另外，波纹管本身的质量缺陷也会引起水泥浆渗漏造成的堵管。

4.3 预应力构件张拉前出现裂缝问题。预应力构件张拉前出现的裂缝问题通常是由温差和收缩造成的，并且钢筋砼结构在使用荷载作用下出现裂缝是难以避免的，但是在预制场内的构件要尽量避免裂缝。

4.4 预应力超长时出现的一段张拉工艺问题。目前我国国内浇筑大跨度预应力连续箱梁底板预应力通常采用一端张拉工艺。但是根据国内外有关规范，跨度在30m或30m以上的预应力桥梁，都要采用两端对称张拉工艺，才能保证跨中承载力，否则就会导致因跨中承载力不足而造成的正截面裂缝。根据有关调查资料显示，在我国目前通车的公路桥梁中，存在着大量的因张拉工艺不合理出现的裂缝现象。

4.5 后张预应力结构张拉力控制的问题。预应力施工不规范，主要是张拉力控制是否正确对预应力桥梁质量有较大影响。张拉作业一般是同时控制张拉力和预应力筋伸长量，以张拉力为主，用伸长值校核张拉力。通常情况下张拉力的计量是采用1.5级油压，但是这种计量误差较大。因为有的千斤顶没有经计量标定就张拉，而且大部分张拉人员未经专业培训，或者作业时不够专心，就会出现较大误差。特别当多束张拉时，由于每束张拉力都不一样，往往在计算预应力筋的伸长值时不准确，不清楚弹性模量取值，这样就造成实际张拉时难以做到将伸长量按规范规定控制的范围内。

五、相关解决措施

遇到堵管问题，首先根据预应力筋曲线坐标，标注漏浆孔道堵塞的位置，在避开梁的主筋位置，采用冲击钻缓慢进行开孔，清除波纹管中的水泥浆块，使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸缩；然后待张拉完毕后用高一等级微膨胀混凝土封堵孔洞。可采取以下预防措施：在施工下料前对波纹管质量仔细检查，对有缺陷的波纹管及早发现；在浇筑混凝土前检查波纹管的安装位置，固定好，检查套管接头连接是否牢固，密闭性是否达到要求；在浇筑混凝土过程中注意波纹管的保护，避免振捣棒碰坏波纹管。

为预防表面温度裂缝，应控制构件内外过大的温差，在夏季施工时优先使用低水化热水泥。在低温时预制构件应采取保温措施，不要过早拆除模板。对空心板等薄壁构件适当延长拆模时间，使之缓慢降温。预制构件和台座之间应涂刷有效隔离剂以预防粘接，使构件不受底模热胀冷缩的作用。在砼浇筑前的施工作业中应注意保护隔离剂，对于用长线法生产先张构件应及时放松应力筋，以减少约束作用。

参考文献：

[1]白光.小议民工建工程中预应力混凝土技术的应用[J].黑龙江科技信息，2010（34）.

[2]张振好.预应力混凝土技术在建筑工程中的应用[J].科技信息，2008（1）.

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