摘要:随着我国经济的迅速发展,我国建筑行业在21世纪中,普遍使用了预应力混凝土是在结构受力之前,对结构构件受拉区的钢筋在弹性范围内进行拉伸,利用钢筋的弹性回缩,对受压区的混凝土预先施加预压应力,以提高结构构件的抗裂性、刚度和耐久性等性能的技术。与普通钢筋混凝土比较,预应力混凝土具有构件截面小、自重轻、刚度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等优点,但预应力混凝土施工时,需要专门的材料与设备、特殊的工艺,单价较高。在大开间、大跨度与重荷载的结构中,采用预应力混凝土结构,可以减少材料用量,扩大使用功能,综合经济效益好。因此,预应力混凝土在现代结构中具有广阔的发展前景。预应力混凝土按施工方式的不同,可分为预制预应力混凝土、现浇预应力混凝土和叠合预应力混凝土等。预应力混凝土按预应力度的大小可分为全预应力混凝土和部分预应力混凝土。按预应力的方法不同,可分为先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土。本文主要阐述着两种方法的施工技术。
关键词:施工技术;预应力;混凝土技术
1预应力混凝土的类型及特点
预应力混凝土是在结构受力之前,对结构构件受拉区的钢筋在弹性范围内进行拉伸,利用钢筋的弹性回缩,对受压区的混凝土预先施加预压应力,以提高结构构件的抗裂性、刚度和耐久性等性能的技术。与普通钢筋混凝土比较,预应力混凝土具有构件截面小、自重轻、刚度大、抗裂度高、耐久性好、材料省等优点,但预应立力混凝土施工时,需要专门的材料与设备、特殊的工艺,单价较高。在大开间、大跨度与重荷载的结构中,采用预应力混凝土结构,可减少材料用量,扩大使用功能,综合经济效益好。因此,预应力混凝土在现代结构中具有广阔的发展前景。
预应力混凝土按施工方式的不同,可分为预制预应力混凝土、现浇预应力混凝土和叠合预应力混凝土等。
预应力混凝土按预应力度的大小可分为全预应力混凝土和部分预应力混凝土。全预应力混凝土是在全部使用荷载下受拉边缘不允许出现拉应力的预应力混凝土,适用于要求混凝土不开裂的结构;部分预应力混凝土是在全部使用荷载下受拉边缘允许出现一定的拉应力或裂缝的混凝土,其综合性能较好,费用较低,适用面广。
按预加应力的方法不同,可分为先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土。按预应力筋粘结状态,又可分为有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土。
在建筑工程中,预应力混凝土结构体系主要有部分预应力混凝土现浇框架结构体系和无粘结预应力混凝土现浇楼板结构体系。在特种构筑物中,预应力混凝土结构也用于电视塔、安全壳、简仓、储液池等。此外,预应力技术在房屋加固与改造中也得到推广应用。
2建筑工程中预应力混凝土工程施工技术
2.1先张法
先张法是在浇筑混凝土构件之前,张拉预应力筋,并将其临时锚固在台座上或钢模上,然后浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度(一般不低于混凝土强度标准值的 75%)。保证预应力筋与混凝土之间有足够的粘结力时,放松预应力筋。当预应力筋弹性回缩时,借助于混凝土与预应力筋之间的粘结力,使混凝土产生预压应力。先张法目前大多用于生产中小型预应力构件,如屋面板、楼板、小梁、檩条等。
2.1.1先张法中混凝土的浇筑
预应力筋张拉完毕后即可浇筑混凝土。在台座上浇灌混凝土时,可以从台座的一端向另一端顺序进行。一次同时浇灌的生产线,取决于浇筑速度和模板的构造形式,但每条生产线上的构件必须一次连续浇灌完毕。
浇灌混凝土时,必须严格控制水灰比,振捣必须密实,因此,振捣的时间可以适当放长。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在预应力构件的端部和节点部位,因钢筋布置一般较密,放松预应力筋时,端部又有应力集中现象,故对该部分混凝土的振捣应特别注意。刚浇捣的混凝土构件,应注意防止踩踏外露的预应力筋,以免破坏混凝土与预应力筋之间的粘结力。构件采用叠层生产时,应待下层构件混凝土强度达到 5.0N/mm2以上时,方可浇捣上层构件混凝土(一般当平均气温高于 20℃时。每两天可叠浇一层),每次叠浇时,必须先在下层构件的表面涂刷隔离剂,以防止各层互相粘结。
2.1.2混凝土养护
用台座法制作的预应力混凝土构件,一般采用自然养护,为了缩短混凝土的养护时间,加速台座的周转率,提高生产量,也可以采用蒸汽养护或加早强剂。
当构件用槽式台座生产,采用蒸汽养护时,由于受拉钢筋与台座之间的温差将引起预应力损失,其原因是:混凝土与钢筋虽有着相近的线膨胀系数,但如果混凝土在浇捣后温度立即升高,因混凝土与钢筋还未结成整体,钢筋受热后虽然能引起膨胀,但却无法伸长(因两端已锚固住台座上,而台座温度的升高比钢筋小,长度基本不变),因而钢筋变松,张拉应力减少。为了减少这种损失,常采用二次升温的办法。即初次升温的温差控制在 20℃内,待构件混凝土强度达到 10N/mm(2钢丝配筋)以上时,再按一般规定继续升温养护。此时增加温度已经不再会引起钢筋内的应力降低,因钢筋与混凝土已经结成整体,二者之间已有足够的粘结力,在温度的影响下不能伸缩,因而应力不变。
当采用钢模制作预应力混凝土构件,将钢筋直接锚固在钢模上,温度升高时,由于模板与钢筋有同样变形,因而不会引起应力损失,可以采用一般的加热养护制度。
2.2后张法
后张法是先制作构件或先浇筑结构混凝土。并在预应力筋的部位预先留出孔道。待混凝土达到设计规定的强度等级以后,在预留孔道内穿入预应力筋,并按设计要求的张拉控制应力进行张拉,利用锚具把预应力筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆。张拉后的钢筋通过锚具传递预应力,使构件或结构混凝土得到预压。
后张法的特点是直接在构件上张拉预应力筋,构件在张拉过程中受到预压力而完成混凝土的弹性压缩。因此,混凝土的弹性压缩,不直接影响预应力筋的有效预应力值的建立。后张法适宜于在施工现场制作大型构件(如屋架等)。以避免大型构件长途运输中的麻烦。
后张法除作为一种预加应力的工艺方法外。还可以作为一种预制构件的拼装手段。大型构件(如拼装式大跨度屋架)可以预制成小型块体,运至施工现场后。通过预加应力的手段拼装成整体;或者各种构件安装就位后,通过预加应力的手段,拼装成整体预应力结构。但后张法预应力的传递主要依靠预应力筋两端的锚具,锚具作为预应力筋的组成部分,永远留置在构件上。不能重复使用。这样,不仅需要耗用的钢材多。而且锚具加工要求高,费用昂贵,加上后张法工艺本身要预留孔道、穿筋、张拉、灌浆等因素,故施工工艺比较复杂,成本也比较高。
预应力后张法构件的生产分为两个阶段:第一阶段为构件的生产;第二阶段为施加预应力阶段,其中包括预应力筋的制作、预应力筋的张拉和孔道灌浆等工艺。
3结束语
“百年大计,质量第一”。建筑施工单位要树立自身的品牌形象,争创优质工程,就必须做好工程建设中的每一个环节,特别是对直接影响工程结构和外观质量的模板工程更加要严格控制。
参考文献:
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[3] 第十三届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术研讨会论文专辑[C],2005年.
论文作者:柳兆亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/5
标签:预应力论文; 混凝土论文; 构件论文; 应力论文; 钢筋论文; 结构论文; 台座论文; 《基层建设》2019年第11期论文;