預(yù)應(yīng)力損失及施工工藝控制對(duì)策探討

張宇旭

黃石理工學(xué)院（435003）

預(yù)應(yīng)力損失及施工工藝控制對(duì)策探討

張宇旭

黃石理工學(xué)院（435003）

本文首先對(duì)預(yù)應(yīng)力損失原因進(jìn)行了總結(jié)和分析，并從施工工藝角度出發(fā)提出了減少預(yù)應(yīng)力損失的有效控制措施。

應(yīng)力損失；施工工藝；控制

0 引言

預(yù)應(yīng)力的施工一般是通過(guò)張拉錨固在混凝土構(gòu)件上的鋼筋，由于鋼筋的彈性回縮，就使混凝土受到壓力即產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力[1]。如何盡可能減少預(yù)應(yīng)力損失，建立有效預(yù)應(yīng)力值是研究和發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝的首要任務(wù)。

1 預(yù)應(yīng)力損失的主要原因分析

1.1 張拉錨具變形和鋼筋內(nèi)縮

無(wú)論先張法臨時(shí)固定預(yù)應(yīng)力鋼筋還是后張法張拉完畢錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，在張拉端由于錨具的壓縮變形，錨具與墊板之間、墊板與墊板之間、墊板與構(gòu)件之間的所有縫隙被擠緊，或由于鋼筋、鋼絲、鋼鉸線在錨具內(nèi)的滑移，使得被拉緊的預(yù)應(yīng)力鋼筋松動(dòng)縮短從而引起預(yù)應(yīng)力損失[1]。

1.2 預(yù)應(yīng)力與管道壁之間的摩擦

后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)留孔道有直線形和曲線形。由于孔道的制作偏差、孔道壁粗糙等原因，張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，鋼筋將與孔壁發(fā)生接觸摩擦。距離張拉端越遠(yuǎn)，摩擦阻力的累積值越大,從而使構(gòu)件每一截面上預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力值逐漸減小，這種預(yù)應(yīng)力值差額稱為摩擦損失。

1.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋與張拉設(shè)備之間的溫差

制作先張法構(gòu)件時(shí)，為了縮短生產(chǎn)周期，常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，促使混凝土快硬。當(dāng)新澆的混凝土尚未結(jié)硬時(shí)，加熱升溫，預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長(zhǎng)，但兩端的臺(tái)座因與大地相接，溫度基本不高，臺(tái)座間距離保持不變，即由于預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座間形成溫差，使預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)部緊張程度降低，預(yù)應(yīng)力下降。當(dāng)停止升溫養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土已結(jié)硬與預(yù)應(yīng)力鋼筋結(jié)成整體，鋼筋應(yīng)力不能恢復(fù)原值，于是產(chǎn)生了預(yù)應(yīng)力損失。

1.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛

松弛是鋼材在受力后在固定長(zhǎng)度下隨著時(shí)間所發(fā)生的應(yīng)力降低，即預(yù)應(yīng)力值的損失。先張法當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋固定于臺(tái)座上或后張法當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固于構(gòu)件上,都可看作鋼筋長(zhǎng)度不變，因而將發(fā)生預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛損失。

2 預(yù)應(yīng)力施工工藝的主要控制措施

2.1 錨具變形、鋼筋回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失控制措施

減小錨具變形、鋼筋回縮引起的應(yīng)力損失除超張拉外，在施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)錨具、夾片的質(zhì)量檢測(cè)工作，確保它們的硬度符合標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)，在安裝工藝上應(yīng)保持夾片干凈，且?jiàn)A片在孔內(nèi)平整。

減小鋼筋回縮值可以相應(yīng)減少預(yù)應(yīng)力損失值。鋼筋回縮值只考慮張拉端影響，而錨固端幅由于張拉時(shí)已經(jīng)擠緊，不作考慮;可采用一端張拉或兩端依次張拉減小鋼筋回縮值。

2.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失控制措施

采用剛度較大的預(yù)留孔道，使之成型順直,抽管后及時(shí)清孔。準(zhǔn)確布設(shè)預(yù)留孔道的定位網(wǎng)位置，保證孔道本身無(wú)局部彎曲；同時(shí)在預(yù)埋錨墊板時(shí)，要確保端部錨墊板與孔道垂直,防止預(yù)應(yīng)力筋緊貼孔壁而增大摩擦力；另外，還要保證預(yù)留孔不漏漿，在混凝土振搗時(shí)，插入式振動(dòng)棒不能觸及成孔所用的波紋管或橡膠管，防止其位置錯(cuò)動(dòng);盡量采用兩端同步張拉或超張拉、多次張拉施工工藝。

2.3 預(yù)應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失控制措施

1）采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力筋；低松弛鋼絲及低松弛鋼絞線均經(jīng)過(guò)特殊處理,其在恒應(yīng)力下抵抗位錯(cuò)轉(zhuǎn)移的能力大為提高。

2）對(duì)于高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼鉸線在正式使用前進(jìn)行預(yù)張拉處理。

3）采取超拉力工藝。

4）后張法施加預(yù)應(yīng)力后應(yīng)盡早壓漿，通過(guò)凝結(jié)后的水泥漿將預(yù)應(yīng)力傳至混凝土，并防止預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕，亦可防止預(yù)應(yīng)力筋松弛。

2.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋與張拉設(shè)備間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失控制措施

1）采用兩階段升溫法來(lái)減小溫差損失。先升溫20～25℃，恒溫養(yǎng)護(hù)至混凝上強(qiáng)度達(dá)到7～10 N/mm2后，混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋之間已具有足夠的粘結(jié)力而結(jié)成整體,再第二次升溫至規(guī)定養(yǎng)護(hù)溫度；二次升溫時(shí)，二者可共同變形，不再引起預(yù)應(yīng)力損失。

2）在鋼模上生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼筋和鋼模同時(shí)被加熱，無(wú)溫差。

2.5 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失控制措施

根據(jù)混凝土收縮及徐變產(chǎn)生的機(jī)理，在施工中應(yīng)采取相應(yīng)的措施來(lái)減少由于混凝土收縮及徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失，主要措施有如下:

1）在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，宜選用高強(qiáng)度等級(jí)水泥，在保證混凝土R28強(qiáng)度的情況下，水泥用量不宜過(guò)大；同時(shí)摻加外加劑，減小水灰比。

2）選用級(jí)配良好的骨料，增加骨料重量。在混凝土施工中應(yīng)加強(qiáng)混凝土的振搗，提高混凝土的密實(shí)性，構(gòu)件成形后注意覆蓋，灑水養(yǎng)護(hù)，使水泥水化作用充分，保證混凝土在濕度大的情況下硬化。

3）根據(jù)混凝土徐變特性，對(duì)于己經(jīng)成型的混凝土梁應(yīng)盡早安裝架設(shè)，并施加二期恒載。

3 小結(jié)

由于張拉工藝、鋼材及混凝土材料的性能等種種原因，使混凝土構(gòu)件中實(shí)際的預(yù)應(yīng)力損失達(dá)15%～30%。預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的預(yù)應(yīng)力損失是多方面的,要根據(jù)各種不同施工方法認(rèn)真分析研究預(yù)應(yīng)力損失原因,另外在預(yù)應(yīng)力筋張拉前也應(yīng)事先對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和測(cè)試,保證預(yù)應(yīng)力值建立的準(zhǔn)確性。

[1]劉麗云.淺析預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的應(yīng)力損失的研究與對(duì)策[J].工程與建設(shè),2007,21(5):746～747.

[2]張利霞,喬美榮.淺析預(yù)應(yīng)力損失的控制[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2008,26(2):26～30.