鋼筋及預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向

【摘要】本文主要闡述了目前我國最為常用的混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋的品種，以及鋼筋工程和預(yù)應(yīng)力工程在中國的現(xiàn)狀，并將現(xiàn)狀與國內(nèi)的法律規(guī)范和國外的發(fā)展情況進(jìn)行比較，介紹了此領(lǐng)域?qū)淼陌l(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】鋼筋；預(yù)應(yīng)力；現(xiàn)狀；發(fā)展方向

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，建筑行業(yè)是我國三大支柱行業(yè)之一，在社會的進(jìn)步中起著不可忽視的作用。而在我國的土木工程和建筑工程行業(yè)當(dāng)中，最為常見的就是混凝土結(jié)構(gòu)。據(jù)估計，每年大概有2400萬噸鋼筋用于混凝土結(jié)構(gòu)，而每年預(yù)應(yīng)力筋的消耗量約達(dá)到了36萬噸的數(shù)量。為了進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，加快建筑行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)著重對鋼筋及預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的研究。

1鋼筋及預(yù)應(yīng)力工程現(xiàn)狀

1.1鋼筋品種

在混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，我國目前常見的鋼筋按其強(qiáng)度大概可以分為四類，分別是：HPB235（Ⅰ級鋼）、HRB335（Ⅱ級鋼）、HRB400（Ⅲ級鋼）以及CRB550（冷軋帶肋鋼筋）。其中Ⅰ級鋼的表面較為光滑，并且不帶肋，因此，行業(yè)中通常用此種類型的鋼筋構(gòu)筑箍筋和板類構(gòu)件的受力，或者是構(gòu)筑分布鋼筋；而Ⅱ級鋼的表面帶月牙形橫肋以及縱肋，已經(jīng)連續(xù)使用了將近40年的時間，是目前我國建筑行業(yè)中最常見的品種，通常用于制作結(jié)構(gòu)受力鋼筋；Ⅲ級鋼，有時也成為新Ⅲ級鋼，興起時間不久，在我國的使用時間較短，此類型鋼筋的表面有縱橫肋，具有多種不同的規(guī)格，可用于制作結(jié)構(gòu)受力主筋，也可用于制作箍筋或班中鋼筋；冷軋帶肋鋼筋分為兩面肋和三面肋，在制作過程中經(jīng)過冷軋過程，通常采用焊接骨架或焊接網(wǎng)片的形式，用于板類構(gòu)件的配筋，可以用于箍筋和構(gòu)造鋼筋。

1.2鋼筋工程施工

首先，在鋼筋的現(xiàn)場加工過程中，目前我國常用的鋼筋為經(jīng)熱軋盤條方式供應(yīng)的Ⅰ級鋼，在鋼筋進(jìn)場之后，采用控制應(yīng)力或者控制冷拉伸長率的方式對鋼筋進(jìn)行冷拉，有時是進(jìn)行調(diào)制。

其次，由于目前在我國較為發(fā)達(dá)的城市中，出現(xiàn)了越來越多的鋼筋機(jī)械連接，而焊接連接則由于其本身的弱穩(wěn)定性，逐漸被市場淘汰。在對鋼筋進(jìn)行連接和錨固的過程中，我國通常利用增加幾倍至十幾倍鋼筋直徑的錨固長度這種方法來錨固鋼筋，但是由于錨固要求，構(gòu)建的端部常常會出現(xiàn)排放困難的問題。

再次，關(guān)于鋼筋的安裝，目前我國較為常見的方式為人工現(xiàn)場綁扎，這種方式機(jī)械化程度較低，使現(xiàn)場的工作量增大。在我國現(xiàn)階段的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋工程的施工效率與同行業(yè)其他工種相比還處于低水平的層次，工廠化程度也最低。

最后，就鋼筋的工廠化制作來說，其常用于某些大型公司，或在工程場地不足的工地上使用。工廠化制作可以用于鋼筋的輔助配料、接頭的預(yù)制、箍筋和鋼筋籠的制作等。在有些工程當(dāng)中，工程人員會選用經(jīng)過工程預(yù)制的焊接網(wǎng)片的鋼筋，在現(xiàn)場施工時，只需將其鋪放到合適的位置即可，大大節(jié)省了工程時間，提高了效率。

1.3預(yù)應(yīng)力筋品種

在我國，目前預(yù)應(yīng)力鋼絞線通常由若干根鋼絲扭絞而成，適用于不同類型的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，為最主要的預(yù)應(yīng)力筋品種；而預(yù)應(yīng)力鋼絲具有外表面光滑、螺旋肋和表面刻痕多種不同品種，其中，后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)主要采用的是光面的鋼絲，而在先張預(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)建中，則采用了大量的螺旋肋鋼絲和刻痕鋼絲；冷軋帶肋鋼筋，具有多種型號，大量被使用制作先張生產(chǎn)的預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板等構(gòu)件。

1.4預(yù)應(yīng)力工程施工

預(yù)應(yīng)力的工程施工與普通鋼筋施工過程相比，要復(fù)雜得多，因此應(yīng)由專門的工程技術(shù)人員進(jìn)行操作。

首先，就先張預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)來講，目前我國的技術(shù)水平與國外相比水平較低，先張預(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)建的用量呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，大量的中低強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋被用于預(yù)應(yīng)力空心板中，而國外在先張成套技術(shù)方面已經(jīng)開始利用高強(qiáng)度的材料，而在我國新的工藝技術(shù)正在開發(fā)之中。

其次，我國目前較為普遍的時后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，在我國的各種工程中被大量使用，例如橋梁結(jié)構(gòu)、特種結(jié)構(gòu)等。而我國在此方向的研究較為先進(jìn)，已經(jīng)成功的開發(fā)出多種成孔技術(shù)、高強(qiáng)材料張拉錨固技術(shù)、高強(qiáng)材料生產(chǎn)技術(shù)等多種相關(guān)技術(shù)和設(shè)備、產(chǎn)品。但是縱觀國際水平，我國在施工設(shè)備配套系列及施工工藝工法細(xì)化方面仍然具有很大的進(jìn)步空間。

最后，就后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)來講，目前我國已經(jīng)開發(fā)了成套無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，并成功將其推進(jìn)到實踐應(yīng)用當(dāng)中，取得了不少的成就，例如，我國已經(jīng)能夠成功解決超長結(jié)構(gòu)的設(shè)計問題以及減輕樓板重量的問題，在實現(xiàn)雙向大柱網(wǎng)的方面也有所突破，目前有超過數(shù)千萬平方米的工程都在使用此種技術(shù)。

2鋼筋及預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋材料

在新頒布的設(shè)計規(guī)范當(dāng)中，規(guī)定Ⅲ級鋼（即HRB400鋼筋）為混凝土結(jié)構(gòu)普通受力鋼筋中的主要品種類型，直徑范圍不等，可以滿足各種不同鋼筋需求，如縱筋、箍筋、分布鋼筋等；此外，規(guī)范還將高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線和預(yù)應(yīng)力鋼絲選定為預(yù)應(yīng)力鋼筋的主要類型。從國際水平及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r來看，普通鋼筋在將來幾年之內(nèi)很有可能更上一個臺階，進(jìn)行產(chǎn)品升級，同時，還有可能會衍生出一些低成本的鋼筋材料，比如余熱處理鋼筋或者具有較高性能的超細(xì)晶粒等。

2.2鋼筋工程施工技術(shù)

在將來十年左右的時間里，隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國的鋼筋工程施工將會呈現(xiàn)工廠化的趨勢，人工作業(yè)會越來越少，機(jī)械化的作業(yè)會呈現(xiàn)增多的趨勢。Ⅲ級鋼以及其連接方法將會有利于6到12小直徑盤條Ⅲ級鋼以更為工廠化和機(jī)械化的方式開盤焊接網(wǎng)片和調(diào)直的大量生產(chǎn)和使用，與此同時，也會出現(xiàn)大量的16到50的粗直徑鋼筋工廠化接頭加工和機(jī)械連接。工廠化和機(jī)械化還有可能會應(yīng)用于粗直徑鋼筋籠的制作過程當(dāng)中。此外，將來會出現(xiàn)專用的錨板，以滿足鋼筋的錨固需要。

2.3預(yù)應(yīng)力工程施工技術(shù)

目前，人們對預(yù)制結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件的認(rèn)識越來越深入，因此，在將來的市場中，預(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件將會有較大的市場占有率，在未來5到10年之內(nèi)，高強(qiáng)材料的先張預(yù)應(yīng)力成套技術(shù)將得到廣泛的研究和應(yīng)用。在后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中，將會有更多的成孔材料或工藝被開發(fā)，這將是未來的一大趨勢；而預(yù)應(yīng)力張拉錨固體系的性能將會更加的穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)也會更加緊湊；灌漿技術(shù)以及質(zhì)量將會得到國內(nèi)工程技術(shù)人員的重點關(guān)注，也期待著灌漿設(shè)備工藝能夠不斷提高。在未來的建筑工程行業(yè)以及土木工程行業(yè)當(dāng)中，技術(shù)人員會越來越期待具有耐久性的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、材料，以及施工工藝，多種耐腐蝕的材料及施工工藝前景廣闊，有待相關(guān)技術(shù)研究人員的開發(fā)。而在將來，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)獎和工程結(jié)構(gòu)的施工方法進(jìn)行有效的結(jié)合，從而形成一個相對完整的預(yù)應(yīng)力施工專利或工法。預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)的方面的前景也較為廣闊，有待進(jìn)一步的發(fā)展和研究。

2.4應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大

在將來，鋼筋及預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)的應(yīng)用將會逐漸拓展到其他很多領(lǐng)域。除了在大跨度樓蓋結(jié)構(gòu)，還在將會在基礎(chǔ)底板形成預(yù)應(yīng)力筏板基礎(chǔ)或預(yù)應(yīng)力梁板基礎(chǔ)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，以期能夠承受更大的基礎(chǔ)反力；在房屋建筑的使用功能中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也將會逐漸應(yīng)用于抵抗不同情況下產(chǎn)生的應(yīng)力，有時還可以提高剛度以保證結(jié)構(gòu)的整體性；此外，預(yù)應(yīng)力技術(shù)還可應(yīng)用于不同的結(jié)構(gòu)材料，特別是由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以調(diào)整大跨鋼結(jié)構(gòu)桿件所產(chǎn)生的內(nèi)力，同時可以控制其變形，在大跨剛的結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)中，將會越來越多地采用此種技術(shù)。

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