预应力钢筋混凝土结构技术在建筑中的应用

科技信息　工程技术　预应力钢筋混凝土结构技市在建筑巾酌应用　锦州市建筑工程质量监测中心　于涛　于忠洋　［摘　要］本文主要阐述预应力铜筋混凝土结构技术在高层建筑中的应用，预应力钢筋混凝土的特．点及施工技术等。　［关键词］混凝土敷设钢绞线　张拉灌浆跨度　前言　目前，预应力钢筋混凝土技术已广泛应用于桥梁、房屋结构、水工、　海港、污水处理厂等，预应力混凝土结构的特点是跨度大、结构自重轻、　板厚较薄、施工技术有一定的难度。但是由于预应力钢筋混凝土布置灵　活、使用性能好、抗腐蚀性强、伸缩缝间距大、管线设置方便、防火性能　和张拉夹具等组成。穿心式千斤顶适用于张拉直径为１２～２０ｒａｍ的单　根预应力钢筋。它是由夹具、油缸和弹性顶压头组成。　３、后张法预应力钢筋张拉设施。机械张拉设施：锚具是后张法结构　或构件中为保持预应力筋拉力，并将其传递到混凝土上用的永久性锚　固装置。锚具的种类很多，有螺丝端杆锚具、帮条锚具、锥形螺杆锚具、　可靠、抗震性能好、施工速度快等特点使其迅速发展普及。预应力　昆凝　土结构更适合在高层框架建筑应用。　一、预应力混凝土结构特点　跨度大：预应力混凝土梁板的经济跨度比钢筋混凝土的要大５０％　～１００％，跨度增大，所需要的柱子及梁的截面面积相应的减少，减轻楼　层自重，增加空间面积。板厚较薄：现浇后张无粘结预应力平板的厚度　可以做到普通钢筋混凝土板２／３或更薄，因此有利于降低高层建筑的　层高与总高度。当高层建筑物总高度有限制时，采用无粘结预应力平板　结构比普通平板结构每十层大约可增建一层。结构自重轻：梁截面变　小，楼面结构厚度小，自重轻，有利于减轻下部支撑结构ｆ柱、墙、基础）荷　载和较少的造价。除以上优点外还有布置灵活、使用性能好、抗腐蚀性　强、伸缩缝间距大、管线设置方便、防火性能可靠、抗震性能好、施工速　度快等特点。常用的预应力结构体系有：框架结构体系、井式楼盖结构　体系、板柱结构体系等多种体系。预应力钢筋混凝土原理：在结构构件　受拉区预先施加压力对构件产生预压应力，从而使结构构件在使用阶　段产生的扣应力首先抵消预压应力，从而推迟了裂缝的出现和限制裂　缝的开展，提高了结构构件的抗裂度和刚度　二、预应力钢筋混凝土工程施工的技术要求和方法　ｌ、预应力钢筋张拉的方法和施工工艺；按预应力的施工方法，分为　先张法施工及后张法施工两种。　先张法施工是在浇筑混凝土前张拉预应力筋并将张拉的预应力筋　ｌ临时固定在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度　（一般不低于设计强度标准值的７５％），保证预应力筋与混凝土有足够　的粘结力时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，使混凝　土产生预压应力。先张法生产预应力混凝土构件，可采用台座法或机组　流水法。但由于台座或钢模承受预应力筋的张托能力受到限制并考虑　到构件的运输条件，因此先张法施工适于存构件厂生产中小型预应力　昆凝土构件。　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，待混凝土强度达到设计规定的数值后，将预应力筋穿入孑Ｌ道中　并进行张拉，然后用锚具将预应力筋锚固在构件上，最后进行　Ｌ道灌　浆。预应力筋承受的张拉力通过锚具传递给混凝土构件，使混凝土产生　预压应力。后张法施工由于直接在混凝土构件上进行张拉，故小需要固　定的台座设备、不受地点限制，适于在施Ｔ现场生产大型预应力｝昆凝土　构件，特别是大跨度构件如屋架、楼板、箱型桥梁等。后张法施工还可作　为一种预制构件的拼装手段，大型构件如拼装式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整体预应力结构。但　后张法施工工序较多，工艺复杂，锚具作为预应力筋的组成部分，将永　远留置固定　［率在构件上不再重复使用。　２、先张法预应力钢筋张拉没施。机械张拉设施：台座是先张法施工　的主要设备之一，它承受预应力筋的全部张拉力。因此，台座应有足够　的强度、刚度和稳定性。台座按构造型式分墩式和槽式两类；选用时根　据构件种类、张拉力大小和施工条件而定。墩式台座（高于地面）由台　墩、台面和横梁等组成；槽式行座（低于地面）由钢筋混凝土端柱、传力　柱、柱垫、横梁和台面等组成。夹具是先张法施工时为保持预应力筋的　张拉力并将其固定在台座（或钢模）上用的临时性工具。夹具有单根镦头　夹具、圆套简三片式夹具、方套筒二片式夹具、锥销夹具等。张拉机械：　先张法施工中，常用的张拉机械有电动螺杆张拉机、穿心式千斤顶和电　动卷扬张拉机。电动螺杆张拉机既可以张拉预应力钢筋也可以张拉预　应力钢丝。它是由张拉螺杆、电动机、变速箱、测力装置、拉力架、承力架　镦头锚具、钢质锥形锚具、ＫＴ—ｚ型锚具、ＪＭ型锚具、单孑Ｌ夹片锚具、　ＸＭ型锚具、ＱＭ型锚具、ＱＶＭ型锚具、Ｂｓ型锚具、精轧螺纹钢筋锚具　等。张拉机械：后张法施工中，常用的张拉机械有拉杆式千斤顶、穿心式　千斤顶和锥锚式千斤顶。机械设备所用的千斤顶要定期校核检修。拉杆　式千斤顶适用于张拉以螺丝端杆锚具为张拉端锚具的单根钢筋、张拉　以锥形螺杆锚具为张拉端锚具的钢丝束、张拉以镦头锚具为张拉端锚　具的钢丝束。拉杆式千斤顶构造简单、操作方便，应用范围较广。穿心式　千斤顶适用于张拉各种形式的预应力钢绞线，是目前我国预应力混凝　土施工中应用最广泛的一种张拉机械。锥锚式双作用千斤顶适用于张　拉以ＫＴ～ｚ型锚具为张拉端锚具的钢筋束或钢绞线束，张拉以钢质锥　形锚具为张拉端锚具的钢丝束。　４、无粘结预应力钢绞线混凝土的特点　无粘结预应力钢绞线是近年来发展起来的新技术，其作法是采用　预应力钢绞线成品，预先铺没在支好的模板内，然后浇筑混凝土，待混　凝土达到设计强度后进行预应力的张拉锚固。特点：无粘结预应力钢绞　线不需要预留孔道和灌浆、施工简单、张拉时摩阻力较小、预应力钢绞　线可弯成多跨曲线形状等。预应力钢绞线强度很高，锚具的质量要求也　较高，主要用于承重结构及超长超大结构，减少施工缝。施工工艺除了　不用孔道灌浆外，其他工序基本于后张预应力相同：在无粘结预应力的　施工中，主要问题是无粘结预应力钢绞线的铺设、张拉和端部锚头处　理。无粘结钢绞线应严格按没计要求的曲线形状就位并固定牢靠。铺设　无粘结钢绞线时，无粘结预应力钢绞线的曲率可垫铁马凳控制。钢丝束　就位后，标高及水平位移经调整、检查无误后，用铁丝与非预应力筋绑　扎牢固，防止钢丝束在浇筑混凝土的过程中位移。由于无粘结预应力钢　绞线一般为曲线配筋，故应采用两端同时张托。无粘结预应力钢绞线的　张拉顺序，应根据其施＿丁＝组织设计顺序张拉，采　钢绞线ｘＭ型夹片式　锚具时，张拉端头构造简单，无须另加设施，张拉后端头钢绞线预留长　度不小于１５０ｒａｍ，埋在混凝土内以加强锚固。　注意事项：施工前必须对操作工人进行认真细致的技术交底，上岗　前进行培训，并持证上岗；专人负责，选派有经验的施丁技术专业人员　指导。机械设备所用的ｆ斤顶要定期校核检修。充分做好施Ｉ『＝＝＝前的准备　．［作，熟悉掌握图纸和规范要求，列出预应力钢绞线的规格、数量、张拉　控制力和伸长值。严把材料质量关，检查验收钢绞线的合格证及复验报　告，力学性能符合《预应力混凝土用钢绞线》ＧＢ厂ｒ５２２４～２００３规定，材料　合格方町使用。锚具应有出厂合格证和试验材料，锚具试验效率系数和　总应变符合国际《预应力筋用锚具夹具及连接器｝ＧＢ／Ｔ１４３７０—２００７，进　场后进行外观检查，表面无裂纹，尺寸符合要求，严禁使用不合格的锚　具。　结论　预应力混凝土技术广泛用于桥梁、房屋结构、水工、海港、污水处理　厂等，预应力混凝土结构的特点是跨度大、结构自重轻、板厚较薄、施工　技术有一定的难度。但是由于预应力钢筋混凝土布置灵活、使用性能　好、抗腐蚀性强、伸缩缝间距大、管线设置方便、防火性能可靠、抗震性　能好、施工速度快等特点发展普及很快。预应力混凝土结构更适合在民　用高层建筑中应用。大力推广应用预应力混凝土结构将带来巨大的经　济效益。　参考文献　［１］《预应力混凝土用钢绞线｝（ＧＢ／Ｔ５２２４—２（）０３）　２１《预应力筋用锚具夹具及连接器》（ＧＢ／Ｔ１４３７（１—２（１（）７）