预应力混凝土结构工程

第２９卷第２期　科技通报　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．２　２０１３年２月　ＢＵＬＬＥＴＩＮ　０Ｆ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　Ｉ　ＣＨＮＯＬ０ＧＹ　Ｆｅｂ．２０１３　预应力混凝土结构工程　陶桦铭　（重庆工贸职业技术学院，重庆４０８０００）　摘要：随着经济的快速发展，建筑行业发展日益增长，预应力技术在混凝土结构工程中使用越来越广　泛。本文简单分析了预应力混凝土的主要特点，并从施工方案、材料的检验、张拉设备的校核、板的安装　及混凝土浇筑等几个方面，介绍了预应力混凝土施工质量的控制。　关键词：混凝土；预应力；施工；质量　中图分类号：ＴＵ５２８．５７１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—７１１９（２０１３）０２—０１１５—０３　Ａ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔａｏ　Ｈｕａｍｉｎｇ　（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０８０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｃｏｎｏｍｙ，ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎｄｕｓｔｙｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ，　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｎ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｎｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ，ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｅｓｔｉｎｇ，ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｃｈｅｃｋ，　ｂｏａｒｄ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｏｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｓｐｅｃｔｓ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎ－　ｃｒｅｔｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ；ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ；ｑｕａｌｉｔｙ　我国改革开放以后，经济发展迅速，科学技术日新　有了进一步的提升。预应力混凝土克服了传统混凝土　月异，建筑行业的发展也是一日千里，高科技技术在建　的主要缺点，其构件一定程度上节约材料，减轻自身重　筑施工中的应用也越来越广泛，如采用钢绞线、高强度　量，实现大的跨度，另外还可以延缓混凝土构件的开　钢丝的高效预应力技术在混凝土结构工程中的应用越　裂，提高构件的的抗裂度和刚度，这些优点都为高强度　来越广泛。预应力技术具有的优点：在许多工业建筑中　混凝土创造了条件。但是预应力混凝土的使用时间有　可以一定程度上减轻本身重量，增大了建筑物的横跨　限，一切的技术和理论还不尽完善，在一些方面还存在　长度，这一优点在建筑中的发挥大大减少了建筑物内　缺陷。预应力混凝土在施工和计算方面都比普通的混　柱数，同时预应力的技术可以有效控制梁截面过高、配　凝土复杂。对于那些建筑需要高等级裂缝控制的结构，　筋多的缺点，一定程度上满足了结构裂缝和挠度等结　可以优先考虑预应力混凝土结构，可大大提高建筑的　构性能要求。但是预应力技术在建筑中使用条件复杂，　密封性和耐久性。在工程建设中，为了实现大跨度或承　专业性强，在质量上有很高的要求。所以，要认真分析　受重型荷载的构件时，就要采用高轻质材料，减轻自　预应力混凝土的主要特点和材料方面的要求，在施工　重，减小截面，同时也要考虑到变形对裂缝的影响，而　过程中要采取切实可行的质量控制措施。　预应力混凝土就可以到达此种要求，减轻自重，减小截　面、控制变形对裂缝的影响，使高强度材料得到充分发　１预应力混凝土的主要特点　挥。如在工业中的厂房建设吊车梁时，就需码头和桥梁　打跨度梁式结构，使用预应力混凝土，控制变形对裂缝　预应力技术在建筑中的应用越来越广泛，技术也　的影响。　收稿日期：２０１２—０９—２１　作者简介：陶桦铭（１９５６一），男，重庆丰都人，副院长，副教授，研究方向：建筑结构、建筑施工。　科技通报　第２８卷　２预应力混凝土材料要求　预应力技术在建筑中的使用对材料有较为严格的　要求，主要材料：混凝土、钢筋或钢绞线、锚具。　旋筋等都影响到锚固区的截面尺寸和承载力，这就要　求在施工过程中要处理好与非预应力筋的位置。在某　Ｔ地进行学校教学楼建设时，在教学楼阶梯教室预应　力梁施工中发现梁柱结点设计存在问题，喇叭管和波　（１）混凝土方面的要求：高等级的强度才可以满　足预应力需要，同时还要满足收缩形变小、快硬、早强。　纹管的预埋没法施Ｔ，使得施Ｔ陷入了　境。专业施ｆ　队见此，和设计人员进行协商，进行一系列改动：将先　前的一篇钢筋改为两排布置，这样利于施Ｔ顺利进行。　（２）钢筋或钢绞线方面要求：强度等级要高、与混　凝土之间要有较好的粘结强度、具有一定的塑性、良好　的加工性能。　３．２确保材料的质量，认真校验张拉设备　要想＿Ｔ程质量有保障就必须从材料的质量抓起，　原材料的高质量是Ｔ程高质量的基础。设备的正常运　（３）锚具方面要求：与混凝土之间有较好的粘结　强度。　（４）锚具要求。预应力筋锚具、夹具和连接器应具　有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性，　能保证充分发挥预应力筋的强度。预应力筋的种类。预　应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成　按性质划分，预应力筋包括金属预应力筋和非金属预　应力筋两类。常用的金属预应力筋可分为钢丝、钢绞线　和热处理钢筋。非金属预应力筋主要指纤维增强塑料　预应力筋。常用的预应力筋。钢丝冷拔低碳钢丝，直径：　３～５　ｍｍ；碳素钢丝，直径：３～８　ｍｍ钢绞线：由７根碳素　钢丝缠绕而成；热处理钢筋：直径：６—１０　ｍ热轧螺纹钢　筋，直径：２５～３２　ｍｍｆ”。预应力筋的检验。一是钢丝的检　验：外观检查，力学性能试验。二是钢绞线的检验：成批　验收屈服强度和松弛试验，外观检查和力学性能检验。　三是热处理钢筋的检验：外观检查，拉伸试验。　３预应力混凝土施工质量的控制　３．１做好施工前交底工作，熟悉设计图纸，审查施　工方案　由于预应力技术在建筑中的施工具有专业强、技　术高、操作严等特点，所以在具体施工过程中要必须有　预应力专业施工资质的施工单位承担。然而在现实中，　有一些设计单位缺乏对预应力技术的熟悉，在设计图　纸时考虑不够周全，使得施工条件或设计结构存在一　些纰漏，不能做好施工的正确指导。因此，在专业预应　力施工队伍进入工地后首要任务就是认真观看熟悉施　工图，对施工图中不合理的地方，提出合理化建议，使　设计院进一步补充完善图纸设计。同时专业施工队要　编译出详细的施工方案，做到细致化，对于设计院不能　完成技术设计可做进一步的完善和补充。特别是锚固　区的的结构措施和施工工艺，这在很多时候必须有专　业施工队进行方案设计［２１。　对于锚固区的受力是非常复杂的，端头局部高应　力在垂直于预应力筋方向产生较大的拉应力，锚具与　垫板尺寸、锚具间距和锚具至边缘距离、钢筋网片、螺　行是工程质量的保证。在预应力建筑中，施工条件复　杂，所需材料众多，在施工中的用料，一定要有质量保　证，同时张拉设备的正常Ｔ作也是预应力＿【程的质量　和安全生产的保证。在众多材料中，预应力筋是预应力　＿Ｔ程中最重要的原材料，因此在选料、进料、入库、　库　等环节中要严把质量关。进料时一方面根据进场材料　批次不同，用产品抽样法进行复检，不落下任何一个批　次，杜绝以次充好，另外一方面，要求厂家提供相应材　料的产品合格证书和出厂检测报告。同时存库存时也　要注意预应力筋的正确保存，如果预应力筋保存不当　就会引起锈蚀，污染预应力筋。在　库使用时，要进行　外观检查，一定要确保预应力筋能够在工程中使用。如　对待无粘结预应力筋时，就要保护好护套，以免破损影　响密封性、增大预应力摩擦损失，所以保存时要认真对　待。　对于锚具的采购，也要做到配套使用。ｌ大Ｊ为目前国　内锚具厂家众多，每个厂家都各自形成配套产品，产品　结构构造和尺寸会凶厂而异。因此，采购锚具时要认真　查看设计图纸，按照设计图纸的规定购买，确保设计图　纸的正确意图。　在后张预应力的建筑中，刚度和抗渗性能是很重　要的指标，以此来规定在金属螺旋管预留孔道的尺寸。　因此，金属螺旋管在使用前一定要核对其尺寸和外观　质量，确保金属螺旋管直径的大小必须符合预应力要　求的指标，同时螺旋管内外表面要保持光洁、无锈蚀、　无油污、无孑Ｌ洞、无褶皱、咬口紧凑无裂缝。　施Ｔ过程中的预应力张拉机，要配备相应的仪表　和其他设备，做到配套使用。如在施］　过程中，出现异　常现象或者进行部分设备检修，这时要重新设定参数。　此外张拉设备使用时间也要按照相应规定来，不宜超　过半年，不能超过一年。对于配套仪表的使用也要按照　规定使用，压力表的精度和标定张拉设备用的试验机　机械或测力计精度必须按照规定使用，压力表精度不　能低于１．５级，其他计量设备不能低于±２％。　３．３做好模板、预埋件的安装和混凝土的浇筑过　程中的质量控制　第２期　陶桦铭．预应力混凝土结构工程　１１７　３．３．１模板的安装和拆除　预应力混凝土框架梁大都高度达、层数高、自重　大，在进行模板的安装时，一定确保支架的承载量大于　施工的最大荷载，安装到位确保稳定牢靠。特别注意框　架梁底层梁模板，支撑一定要牢靠，必要时可做地基处　理，避免出现不均匀沉陷。要根据荷载量的大小、施工　顺序、支撑供应条件来决定使用支撑方式，常见的支撑　方式有门式脚手架、可调独立支架和扣件式钢管排架３　种。　在预应力框架梁模板安装时，要考虑其起供值，其　依据是梁张拉后产生的反拱与部分自重的抵消产生的　挠度的大小，所以在安装预应力框架梁模板时量定位　起供值不普通钢筋混凝土框架要小，规定起拱高度为　全跨长度的０．５％ｏ～１％ｏ。预应力框架梁侧模板在安装　时，可采用与下道工序交叉进行的方法，可以在支架上　安装好梁底模板后，先安装梁一侧模板，并在其上按曲　线坐标弹出波纹管的位置线，然后绑扎梁的钢筋骨架　并安装波纹管１３１，经过细致检查后无误再进行安装另一　侧模板。其中要注意的是，预应力框架的侧模板和现浇　楼板的底模板，要在预应力筋张拉前全部拆除，这主要　是为了避免施工预应力时模板束缚梁的混凝土自由变　形，影响混凝土预应力的建立。　３．３．２波纹管的安装及预应力筋穿束的质量控制　预应力管束可以先穿束和后穿束两种，一般工程　项目上应用先穿束应用来做，主要利用了已穿束的预　应力筋束来回抽动以保证孔道不堵塞。穿束过程中要　防止预应力筋损伤波纹管和由于预应力筋的重量引起　波纹管及支架的变形，因此，预应力筋穿束后必须复查　波纹管曲线位置和波纹管壁有无损伤，杜绝质量隐患。　穿束后的预应力筋在张拉前必须做好防锈，防污染措　施。　３．３．３预应力粱的混凝土浇筑　在预应力建筑中，规定混凝土的使用要满足其强　度等级Ｃ４０以上问。这主要时因为预应力建筑高度大，　在混凝土浇灌时可采用分层浇筑法，同时用插入式振　动器将混凝土振实，振实过程中，要注意不要使振动器　接触到波纹管，防止波纹管破裂，造成混凝土浆液漏　出，堵塞孑Ｌ道。另外，在关键部位如框架梁端部、梁柱节　点，这些部位钢筋密集，浇筑捣振都不方便，应采用小　直径的振动棒或振动片给予捣实，如果漏振，在张拉时　因混凝土不实而形成塌陷，成为质量事故。用泵送时浇　筑大面积混凝土时，要采取适当的措施减少混凝土的　收缩。冬季灌注时，孔道灌浆后水泥浆内的游离水在低　温下结冰，会将混凝土涨裂。可见，冬季灌注前，孔道周　边的温度应在５℃以上，水泥浆温度应在１０℃～２０℃。　３．３．４预应力筋的张拉　科学合理的安排张拉顺序也是施工顺利进行的有　力保障。在单向预应力混凝土框架结构中，张拉顺序可　按对称于整个楼层进行。当现浇预应力框架结构梁的　断面尺寸较大，楼面整体性好时，框架梁的张拉顺序可　按轴线顺序从一边到另一边推进，这样就缩短了张拉　设备的移动线路。对于每韫框架梁中预应力梁的张拉　顺序，可自上而下或自下而上进行，可根据受力特点和　安全施工因素确定。　４结语　预应力混凝土工程施工工艺较复杂，质量要求高，　随着大跨度、大悬挑构件的不断出现，预应力构件会越　来越多。因此，从设计到施工的所有技术人员都应精心　设计、精心施工，编制科学合理的施工方案，严格按照　施工验收规范、操作规程作业。同时，应不断应用新技　术！新材料、新工艺，确保工程施工质量。　参考资料：　［１】　杨宗放，方先和．现代预应力混凝土施工［Ｊ】．中国建筑工　业出版社，２００５（３）：１１－１３．　【２】　蒋伟平，李亚东．预应力混凝土梁式桥悬臂施工控制　的探讨ｆＪ１．￣ｔＪｆｌ建筑，２００３（１）：１１２—１１３．　【３】　王连刚．胜利大桥预应力工程施工［Ｊ】．施工技术，２００１　（７）：４８—４９．　【４】　曹云中，干钢，唐锦春．预应力混凝土异形柱框架抗震　性能研究［Ｊ］．科技通报，２００６，２２（０６）：７９６—８０１．