摘要：近年来，随着建筑业的发展，建筑施工技术得到不断发展和创新，预应力混凝土工程施工技术由于具有超强的抗裂性、耐久性和刚度，因此在建筑工程施工中得到了广泛的推广与应用。本文从预应力混凝土的特点、材料、预应力混凝土工程施工计划和方案的设计、预应力施加方法的应用及施工质量通病及其防治。
关键词：建筑工程；预应力混凝土；施工技术；
引言
随着国民经济的不断进步，建筑业正逐步兴起，而在建筑工程施工时，预应力混凝土的使用已成为一项新技术，并得到广泛的使用，由于预应力混凝土的运用技术的各种优点而受到工业、民用建筑以及交通运输业的青睐，我们在民用建筑施工时，利用预应力混凝土技术不但可以加强施工建设的抗裂程度，而且加强了其耐久程度与刚度，我们应当利用建筑施工中预应力混凝土技术，结合有关的施工方案与特征进行全面的解析，从而进一步探讨预应力混凝土技术在建筑工程施工中的应用。
一、预应力混凝土的特点和材料
1.1 预应力混凝土的特点
（1）提高了构件的抗裂能力。因为承受外荷载之前预应力混凝土构件的受拉区已有预压应力存在，所以在外荷载作用下，只有当混凝土的预应力被全部抵消转而受拉且拉应变超过混凝土的极限拉应变时，构件才会开裂。
（2）增大了构件的刚度。因为预应力混凝土构件正常使用时，在荷载效应标准组合下可能不开裂或只有很小的裂缝，混凝土基本上处于弹性阶段工作，因而构件的刚度比普通钢筋混凝土构件有所增大。
（3）充分利用了高强度材料。如前所述，普通钢筋混凝土构件不能充分利用高强度材料。而预应力混凝土构件中，预应力钢筋先被顶拉，而后在外荷载作用下钢筋拉应力进一步增大，应而始终处于高拉应力状态，即能够有效利用高强度钢筋，而且钢筋的强度高，可以减少需要的截面面积。与此同时，应该尽可能采用高强度等级的混凝土，以便与高强度钢筋相配合，获得较经济的构件截面尺寸。
（4）扩大了构件的应用范围。由于预应力混凝土改善了构件的抗裂性能，因而可有用于有防水、抗渗透及抗腐蚀要求的环境，采用高强度材料，结构轻巧，刚度大，变形小，可用于大跨度、重载荷及承受反复荷载的结构。
1.2 预应力混凝土的材料
（1）预应力钢筋
为了获得较大的预应力，预应力钢筋常用高强度钢材，目前较常用的钢筋有高强度钢筋、高强度钢筋、钢绞线、无粘结预应力筋和非金属预应力筋。
（2）高强钢筋
高强钢筋中含碳量和合金含量对钢筋的焊接性能有一定的影响。尤其是钢筋中含碳量达到上限或直径较粗时，焊接质量不稳定。采用无纵肋的精轧螺纹钢筋在端部用螺纹套筒连接接长可改善焊接质量不稳定的问题。
（3）高强度钢筋
高强度钢丝是有高碳钢盘条淬火、酸洗、冷拔制成，为了消除钢丝拉拔中产生的内应力，还需经过矫直回火处理。钢丝直径一般为4-9mm，按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。
（4）钢绞线
钢绞线是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合，在经低温回火处理即可。钢绞线根据深加工的要求不同又可分为普通松弛钢绞线（消除应力钢绞线）、低松弛钢绞线和镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线以及膜拔钢绞线几种。
（5）无粘结预应力筋
无粘结预应力筋是一种在施加预应力后全长于周围混凝土不粘结的预应力筋，它是由预应力钢材、涂料层和包裹层组成。
（6）非金属预应力筋
非金属预应力筋主要是指用纤维增加塑料（FRP）制成的预应力钢筋，主要有玻璃纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）及碳纤维增强塑料（GFRP）预应力筋几种性质。
（7）混凝土
在预应力混凝土结构中所采用的混凝土应具有高强、轻质和高耐久性的性质，一般要求混凝土的强度等级不低于G30，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋时不宜低于G40。
二、预应力混凝土工程施工计划和方案的设计
预应力混凝土后张法施工是在浇筑混凝土构件时，在放置预应力筋的位置处预留孔道，待混凝土达到一定强度时将预应力钢筋穿过孔道进行张拉并锚固于构件上，最后进行孔道灌浆。混凝土受到预应力钢筋传递的张应力，从而混凝土产生预加应力。
在对预应力混凝土施工方案进行设计的时候，要考虑到结构本身的一些特性（混凝土可能发生收缩和徐变）、施工场地的地形情况、气候、以及对施工安全等级和各类结构的抗震级别的要求，由专业人员确定施工方案并施工平面图，施工过程中的配筋图等示意图。设计对工程造成的影响相当大，所以相关设计人员务必严肃认真地对待工程的设计，不仅要保证工程的安全使用要求，还要尽量使材料的使用率提高，应用各种建筑技术，选择最佳的建筑材料、最合适的设计尺寸，最大限度地节省人力、材料和物力等，从而才能在很大程度上提高工程的效益。
三、建筑工程施工中预应力混凝土先张法施工技术的应用
3.1 先张法混凝土的浇筑
等到把预应力筋张拉完毕之后，就能够实行混凝土的浇筑了，具体在实行浇筑的时候，可以从由台座的一端，朝着另一端的方向逐步进行。对于一次同时浇灌的生产线来讲，在具体的浇灌的过程中，完全是由教主的速度以及模板的构造形式来决定的，但是，不变的是，在每一条生产线上的构建，实行的都是一次性的连续浇灌。需要注意的是，由于预应力构件的端部以及节点等部位，在钢筋的布置上面通常都比较密集，所以再把预应力筋放松的时候，断不会出现应力集中的情况，所以，我们在具体的操作过程中要对这一部分的振捣引起特别的重视。对于刚浇灌和振捣过的混凝土构件来讲，尤其要保证外露的预应力筋不被踩踏，其目的是保证粘结力不被破坏。
3.2 先张法混凝土的保护
对于采用台座法的方式来制作的预应力混凝土的构件来讲，对其养护采用的是自然养护，在这一过程中，为了使得混凝土的养护时间得到减少，为了使得台座的周转率得到提升，为了使得生产的质量得到提高，我们还可以采取蒸汽养护的方式来进行。
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在采用蒸汽养护的时候，受拉钢筋和台座之间会产生温差，这一温差会造成预应力的损失，这是因为混凝土和钢筋之间虽然具有相似的线膨胀系数，但是，在浇筑和振捣之后，温度会立即上升，而混凝土和钢筋之间还没有结成一个整体，所以，钢筋在受到热之后，会发生膨胀，但是，却不能够伸长，这样一来，钢筋就会变松，从而张拉应力就会减少。根据一般的规定来实行继续的升温养护措施，在经过了这样的处理之后，此时把温度增加的话，也不会对钢筋内的应力产生影响，也就是应力不会改变。
3.3 先张法预应力筋的放松
对于预应力筋的放松来讲，这也是预应力建立过程中的一个重要环节，在这一过程中，放松方法的正确与否以及放松顺序的正确与否，都会对构件的质量产生直接的影响，所以，在进行具体的放松之前，必须要把可靠地放松顺序确定好，把可靠地放松方法找出来，在此基础上来实行相应的技术措施。
当然，在进行预应力的放松的时候，必须要等到混凝土和设计所规定的强度相满足的时候，才能够实行，如果不能够满足要求的，那么，也要保证其大于等于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%。
需要注意的是，在进行钢筋的放松的时候，必须要保证不通过剪断或者个度那的方式来造成突然放松的现象，而是应该采用于斤顶、砂箱以及预热熔割等等的方式来慢慢的、逐步的实行放松。如果钢筋的数量比较少的话，我们可以采取逐根加热熔断的方式来进行，或者也可以通过在钢筋端部预先把砂箱设置好的方式，来实行单根放松。那么，反过来，如果钢筋数量比较多的话，我们就需要同时把所有的钢筋放松
四、预应力混凝土技术的后张法
后张法是指先生产构件或者先浇筑结构混凝土。并在预应力筋的地方预留出孔道。等到混凝土满足设计规定的强度标准后，在预留孔道中穿插预应力筋，并根据设计标准的张拉控制应力实施张拉，通过锚具将预应力筋固定在构件端部，最后再进行孔道灌浆。张拉后的钢筋利用锚具传送预应力，促使构件或者结构混凝土获得预压。
后张法的特征是直接在构件上张拉预应力筋，构件在张拉时受到预应力后进行混凝土的弹性压缩。所以，混凝土的弹性压缩，不直接决定预应力筋的有效预应力值的产生。后张法较适合在施工现场生产大型构件，例如屋架等。防止大型构件长途输送时出现问题。
后张法除了是一种预加应力的工艺方式之外，还能够当做一种预制构件的拼装措施。大型构件能够预制成小型块体，例如拼装式大跨度屋架，传送到工程施工现场后，利用预加应力的措施拼装成整体；或是当每个构件准备就绪后，利用预加应力的方式，拼装成整体预应力结构。但后张法预应力的传递基本上是凭借预应力筋两侧的锚具，锚具是预应力筋的重要组成部分，它被永久的留在构件上，而且不可重复利用。这样不但消耗的钢材较多，而且锚具的加工要求严格，成本较高，此外，后张法工艺本身还要预留孔道、张拉、穿筋、灌浆等要求，因此，后张法施工工艺比较繁琐，费用支出也比较多。
预应力后张法构件的制造主要有以下两个阶段：第一阶段是构件的生产；第二阶段是施加预应力，其中包含预应力筋的生产、预应力筋的张拉以及孔道灌浆等工艺。
五、施工质量通病及其防治
5.1预应力钢筋方面
（1）预应力钢筋质量不合格
预应力钢筋强度不达标时，会降低预应力值，影响承载了，其伸长率不达标时，易造成断丝或滑丝。为防止以上情况的发生，在批量检查时应严格按规定对预应力钢筋进行检查，有效地控制不合格的产品进入工地，用于工程。
（2）钢绞线生锈
严重锈蚀会损伤钢绞线的截面，降低抗压强度，甚至有可能埋下预应力结构毁坏的隐患，影响孔道灌浆后预应力钢筋的握裹力。为防止以上情况出现，应对钢筋进行妥善保管，尽量减少预应力筋的存放时间。
5.2锚、夹具方面
当夹片几何形状不合格，会造成夹片与锚环几何尺寸不吻合，不匹配，影响锚固效果，夹片硬度过大时，会造成断丝或夹片脆裂，夹片硬度过小时会造成滑丝现象。当锚环没放入锚垫板的定位槽内，夹片没有对齐时，会造成局部应力集中，影响锚固效果。针对以上情况，应对锚具、夹具进行认真检查，同时杜绝使用表面带有裂纹的锚环和夹片，该类锚具一旦受力，会发生爆裂、轻者损坏张拉设备，重者伤人。
5.3张拉程序方面
张拉程序不合理时，会影响预应力构件的预应力值的建立，影响结构的承载能力，同时，违反张拉的原则进行操作时易发生应力集中先写，导致断丝或构件出现不正常裂缝或变形。
针对以上情况，张拉时应注意：张拉时应校核预应力筋的伸长值，实际伸长值与设计计算值的偏差不得超过+-6%，应从台座中间向两侧张拉，防止偏心损坏台座，张拉钢筋时拉速应平稳，锚固松紧一致，设备缓慢放松，张拉完的钢筋位置偏差不应大于5mm，且不应大于构件截面短边的4%。
5.4 孔到灌浆方面
孔道灌浆的浆液质量不合格，如抗冻剂中含氯盐，会造成预应力筋锈蚀，铝粉不做脱脂处理会影响膨胀效果，搅拌不均时会影响预期效果，施工人员对孔道压浆的工艺和质量不够重视，导致预应力筋过早生锈，降低结构耐久性。针对以上情况，应严格按照规范要求和设计要求对浆液进行控制，压浆前检查孔道是否完整和畅通，压浆时孔内无堵塞现象，可在压浆前用空压机进行通气检查，严格控制压浆压力和速度，一般压力为0.5-0.7MPa，速度为5-15m/min。
结束语
预应力混凝土结构对解决建筑物挠度和裂缝问题有很大的作用，近年来将相关领域在这些方面先进的研究成果应用到了实践中去，预应力钢筋混凝土施工技术得到了很大的提高，这对于我国建筑业的发展起到了促进作用，有利于建筑水平的整体提高，施工质量得到保证，企业效益的增加。但是对于施工中一些普遍的问题还需要我们进一步探索和研究。总体来说，预应力混凝土的应用前景还是十分乐观的。
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论文作者:邹斯伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：预应力论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 构件论文; 应力论文; 孔道论文; 高强度论文; 《基层建设》2018年第1期论文;