预应力技术的应用问题分析研究

赵新田

摘要：本文首先概述了各种预应力结构形式的分类说明，然后对预应力平板结构优点进行重点阐述，最后分析和比较预应力结构的竞争力所在及其适用范围，达到预应力技术在建筑工程中推广的目的。本文提出了自己的观点和看法，可供参考和借鉴。

关键词：预应力；现场施工

一、前言

中国建筑业经过几十年的奋斗和发展，建成了一批规模宏大、结构新颖、技术难度大的建筑物，取得了显着的成绩和突破陆进展，充分显示了我国建筑技术的实力。预应力技术是现代建筑工程中一种常见的施工技术，并且还是一种能够大幅度提高混凝土质量和性能的技术，该技术相对传统的混凝土施工技术来说，其不仅能够大幅度提高混凝土的质量，而且还能够节约大量的原材料，从而降低工程的施工成本，提高建筑的效益。

二、预应力技术形式及发展

1、冷拉钢筋预应力技术。冷拉钢筋预应力成套技术，主要有钢筋冷拉工艺、设备、锚固技术及冷拉钢筋物理力学性能的研究，冷拉钢筋制作预应力构件的生产工艺，冷拉钢筋预应力构件性能研究及设计方法。预应力建立采用先张法或后张技术，主要用于制作预应力混凝土屋架、屋面梁、吊车梁等构件。该技术至80年代还在全国大量使用。

2、冷拔钢丝预应力技术。冷拔低碳

钢丝预应力成套技术生产预制预应力空心楼板，由于冷拔丝费用低廉、工艺简单，应用范围越来越广。

3、中高强预应力筋技术。20世纪60年代至80年代中期，我国相继开发

出中高等强度的预应力钢丝、钢绞线产品，以及中等强度产品如热轧低合金预应力钢筋、热处理预应力钢筋和精轧螺纹预应力钢筋等。引进冷轧带肋钢筋技术后，开展了大量试验研究，使该技术在板类构件中得到广泛应用替代了用冷拔低碳钢丝制作预应力空心楼板的技术，一方面在充分利用原有设备的基础上降低了生产成本，另一方面显著提高了预应力空心楼板的质量，因而得到了极其广泛的应用。

3、高强预应力钢丝、钢绞线配套技术。20世纪80年代中期以后，我国相继从国外引进了十多条低松弛、高强度预应力钢丝和钢绞线生产线，材料强度达到1770MPa～1860MPa，这一技术的突破极大地促进了我国预应力工程技术的发展，同时也使我国的预应力锚固体系抵御了进口产品的威胁，使我国这几十年建设高峰中采用的预应力体系完全国产化，带动了一大批预应力产品生产企业的发展壮大。

5、无粘结预应力成套技术。80年代中期，无粘结预应力筋涂包设备、单根钢绞线张拉锚固设备等配套技术，制定无粘结预应力结构设计技术规程，促进了我国建筑工程中现浇预应力结构的发展。近30年来，无粘结预应力结构累计推广使用面积达数千万平方米，出现了一大批有代表性的、达到国际先进水平的工程项目。

6、多点同步移动成套技术。进入2l世纪后，面对更加复杂、规模更大的工程需求，开发了大吨位多点同步移动施工设备，能够实现数十至数百点，数万吨同步张拉、平移、提升与卸载控制系统和相应动作器，同时掌握成套施工法和同步分析模拟技术。该成套技术已成功应用于多项大型复杂工程，取得了显著的技术经济和社会效益。

三、预应力平板结构优点

1、充分利用高强度材料。与传统的钢筋混凝土相比，预应力混凝土构件利用高强度材料，经预压钢的使用，负载力进一步增强钢筋的拉伸应力。预应力技术在现代建筑中的应用，先进的高强度的合理使用，高等级混凝土和钢，不仅降低了截面尺寸和面积，而且更加的经济、实用。

2、有利于减少地下室埋深及基坑开挖深度。对于有地下室的大型建筑或高层建筑，常常把地下室作为车库或商场。底板、顶板均可做成预应力平板；局部配电房，发电机房等需层高较高者，可局部下挖，使之达到设备高度要求；这样，在地下室中，则降低了层高，减少了水压力，减少了底板支模工序及基坑开挖深度，减少了外墙砼用量，从而降低造价。

3、增强构件的刚度。根据荷载效应标准预应力混凝土构件组成，在正常使用的情况下，整体刚度较好，很少会出现裂纹问题。在工程结构中，预应力技术的应用可以确保每一个成员相对稳定，保持弹性状态，从而提高构件的整体刚度。

4、利于改善结构的使用功能。现在业主根据自已的爱好，经营商品的组成变化，需要对商场及办公楼进行重新分隔的现象比较普遍，甚至在不同时期因业主的变化，都会有不同的间隔要求。预应力楼板对用途的改变极容易适应，在任意位置均可以设置隔墙，方案可以是多种多样，可给用户最大的自由度，使房屋使用功能及档次得到很大的提高，是房屋销售的一大卖点。

5、具有优越的抗裂性，减少钢筋用量，降低结构的造价。在预应力混凝土结构种预应力筋可产生一个向上等效荷载，同时在板中产生一个轴向压力，使平板刚度提高，挠度大大减少，抗裂性能也大为提高。采用预应力混凝土无梁平板结构可以降低结构的造价。

四、预应力技术的应用

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。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。

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、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，构件達到或超过了极限承载力。

4.房屋建筑预应力混凝土框架施工技术。房屋建筑预应力混凝土框架的施工技术特点主要有施工跨度大、框架自重大以及层高较大，在实际施工过程中，必须要考虑到预应力筋张拉问题和楼板与次梁的载荷问题，因此必须要对预应力框架承载力进行精确计算，以保证房屋建筑整体结构的稳定性和安全性。在进行底层框架梁的支撑时，必须要做好对地基的处理工作，以避免不均匀的沉降对建筑整体的影响。房屋建筑预应力混凝土框架梁底模板起拱值一般较小，约为全跨长度的1～5%作用。预应力框架梁施工过程中所使用的侧模板和楼板模板，在预应力筋张拉之前进行全部的拆除，以保证筋张拉力的有效释放，避免对建筑结构的影响。

五、结语

预应力结构虽然有整体性、抗震性能差和施工难的缺点，但预应力技术经过几十年来的工程实践以及标准和规范不断完善，已经是成为一项成熟的工程技术。工程实践告诉我们，预应力技术以种种优势，在某些建设领域有着强大的生命力和竞争力，甚至在其还未完全占领的领域仍然具有强大的发展力。

参考文献：

[1]谢艳峰 房屋建筑预应力施工技术探讨[期刊论文]《城市建设理论研究（电子版）》-2013年1期

[2]周明明 房屋建筑预应力施工技术探讨[期刊论文]《中华民居》-2013年9期

[3]屠月辉 朱龙 以预应力技术促进结构混凝土可持续发展[J].金属制品.2009（01）.

[4]王瑞雪 无粘结预应力混凝土应用及其若干问题的分析[J].市政技术.2009（04）.