土木工程預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)施要點(diǎn)

郭喜梅

摘 要：現(xiàn)階段超高層、大跨度的建筑工程不斷增多，這些工程施工中通常會(huì)使用到預(yù)應(yīng)力技術(shù)。其作用是顯著改善土木工程的整體受力結(jié)構(gòu)，提高其承載力、耐久度和抗?jié)B性等多種性能，保障了土木工程的安全性和高質(zhì)量。對(duì)于不同類型、結(jié)構(gòu)的土木工程，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)也不盡相同。對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際，合理制定預(yù)應(yīng)力施工方案，明確流程及要點(diǎn)，才能發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：土木工程;預(yù)應(yīng)力;轉(zhuǎn)換層;鋼絞線

一、土木工程預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特點(diǎn)

對(duì)于以混凝土作為主體材料的土木工程來(lái)說(shuō)，受到混凝土自身特性的影響，雖然能夠提供較強(qiáng)的強(qiáng)度和剛度，但是承受的拉應(yīng)力較差。這也是一些高層建筑或大跨度橋梁工程中，混凝土結(jié)構(gòu)比較容易形成裂縫的根本原因?；炷两Y(jié)構(gòu)工程中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，通過(guò)對(duì)混凝土內(nèi)部的鋼筋進(jìn)行拉張，以達(dá)到增強(qiáng)鋼筋混凝土整體拉應(yīng)力的目的，使得土木工程可以在更高的高度和更長(zhǎng)的跨度下，仍然保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)量安全。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：（1）抗裂、抗裂。通過(guò)張拉鋼筋產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，抵消掉混凝土結(jié)構(gòu)所受的一部分拉力，從而可以支撐混凝土結(jié)構(gòu)承載更大的壓力、拉力，保障了高層及大跨度工程的穩(wěn)定性。（2）防腐、滲透。結(jié)構(gòu)腐蝕和雨水滲透是土木工程常見的質(zhì)量通病，使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以通過(guò)改善混凝土結(jié)構(gòu)性能，在防止內(nèi)部鋼筋腐蝕以及外部混凝土開裂滲透等問(wèn)題上也有明顯效果。

二、土木工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

1、在框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代的土木工程中，框架結(jié)構(gòu)是一種常見的模式，可以顯著擴(kuò)充室內(nèi)空間，增加使用面積。但是框架結(jié)構(gòu)也有一個(gè)比較明顯的缺點(diǎn)，就是對(duì)于發(fā)揮支撐作用的梁、柱的承載力有極高的要求。特別是在一些高層建筑中，為了安全起見，必須要對(duì)框架結(jié)構(gòu)中的一些承力構(gòu)件，運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固。

2、在受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在一些大跨度的場(chǎng)館工程中，會(huì)大量使用到受彎結(jié)構(gòu)，通過(guò)增加材料的彎度，提供一定的支撐力，保證大跨度結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。后期隨著工程的進(jìn)行，受彎構(gòu)件所承擔(dān)的壓力逐漸增加，此時(shí)需要通過(guò)粘貼碳纖維的方式，保證受彎構(gòu)件的穩(wěn)定性，防止受彎構(gòu)件突然斷裂。在粘貼碳纖維之前，也需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。其目的是增強(qiáng)碳纖維材料的初始抗應(yīng)力，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后的碳纖維材料，粘貼到受彎構(gòu)件上，才能保證兩者能夠緊密的粘貼，更好的提升受彎結(jié)構(gòu)的整體承載力。

3、在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以起到協(xié)調(diào)受力均衡、保障建筑整體受力穩(wěn)定的目的。對(duì)于一些多層、多用途的建筑工程，不同用途、不同結(jié)構(gòu)的兩個(gè)樓層之間，需要增加轉(zhuǎn)換層。例如很多高層建筑，低層是商業(yè)區(qū)，高層是辦公區(qū)，從商業(yè)區(qū)向辦公區(qū)過(guò)渡的兩個(gè)樓層，由于建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，受力點(diǎn)的分布也有差異。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，可以讓上部樓層所承受的壓力，均勻的傳達(dá)到下部樓層，這樣就避免了因?yàn)槭芰Σ痪庠斐山ㄖ蚣茏冃紊踔潦前l(fā)生事故的情況。

三、土木工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)

1、材料的選擇

預(yù)應(yīng)力施工中，波紋管是一種必不可少的材料，并且波紋管的材料、質(zhì)量和使用性能，將會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的效果發(fā)揮產(chǎn)生直接影響。因此在建筑工程中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，首先要根據(jù)施工方案，挑選符合施工要求的高質(zhì)量材料。以波紋管為例，目前波紋管種類繁多，從材質(zhì)上來(lái)看有塑膠、金屬、合金等幾種。普通民用建筑選擇塑膠波紋管即可，具有剛度較好、成本較低且耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)。另外，塑膠波紋管還可以根據(jù)預(yù)應(yīng)力施工需要，將其加熱軟化后彎曲成多種形狀，更好的滿足了施工要求。

2、錨座的安裝

為避免預(yù)應(yīng)力張拉端槽口開的過(guò)大而切斷豎向鋼筋，應(yīng)采用深埋錨工藝即錨墊板栓接一段套筒。安裝時(shí)，需要首先根據(jù)施工圖紙確定錨座的位置及尺寸。要注意核對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉端的方向，應(yīng)當(dāng)保證與鋼筋安裝方向一致。同時(shí)，張拉口的開度也要進(jìn)行控制，開度過(guò)大可能會(huì)影響張拉效果，開度偏小會(huì)增加摩擦力，張拉難度較大。錨座安裝完畢后，還要檢查是否固定牢固，確定不存在問(wèn)題后進(jìn)行波紋管的連接施工。應(yīng)保證波紋管的材質(zhì)、規(guī)格等均符合要求，然后找準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙上對(duì)應(yīng)的位置，將波紋管固定好。

3、穿束

鋼絞線穿入方法可分為整束穿入法和單根穿入法;整束穿入法是事先將鋼絞線理成束，并用專用穿束網(wǎng)兜將其網(wǎng)住。單根穿入法是在單根鋼絞線頭部用膠布包裹成錐形以防端部松散，采用人工將鋼絞線逐個(gè)穿入管道。在高層或大跨度建筑中，對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的要求加高，一般選擇整束穿入，可以加快施工效率，并且在提供預(yù)應(yīng)力上也有更明顯的效果。

4、預(yù)應(yīng)力張拉

在U形預(yù)應(yīng)力鋼束安裝過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)保證預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉伸長(zhǎng)量符合要求，如果張拉伸長(zhǎng)量不達(dá)標(biāo)，那么U形預(yù)應(yīng)力的實(shí)際性能就無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在具體的計(jì)算過(guò)程中應(yīng)當(dāng)通過(guò)假定摩擦系數(shù)的方式對(duì)鋼絞線的數(shù)量、噸位及曲率半徑影響予以忽略。在張拉時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要嚴(yán)格遵循相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，并嚴(yán)格按照順序完成張拉（具體流程如下圖1所示）。同時(shí)，也要做到具體情況具體分析，綜合考慮本次工程所用鋼絞線的數(shù)量等情況，完成張拉。張拉結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)組織技術(shù)人員對(duì)鋼絞線的形變量進(jìn)行精確測(cè)量，以確定張拉效果是否滿足施工設(shè)計(jì)要求。

5、封錨

經(jīng)過(guò)檢測(cè)計(jì)算確定張拉形變量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，開始封錨。鋼絞線張拉完畢后，做上標(biāo)記，嚴(yán)禁撞擊錨頭，隨后還要繼續(xù)觀察24h，鋼絞線且沒有回縮的異常變化后，應(yīng)割除錨具外多余的鋼絞線。封錨后隨即進(jìn)行管道壓漿，目的是固定鋼絞線，避免后期預(yù)應(yīng)力回彈導(dǎo)致鋼絞線松動(dòng)、回收。

結(jié)語(yǔ)：土木工程中的混凝土材料，本身也有一定的承載力和抗拉力。但是隨著工程高度的增加或是跨度的拉長(zhǎng)，混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫情況，影響建筑使用安全。為了應(yīng)對(duì)這種情況，就需要使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。施工單位首先要掌握預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工要點(diǎn)，切實(shí)提高施工技術(shù)水平以及加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督。同時(shí)，也要堅(jiān)持具體工程具體分析，針對(duì)工程特點(diǎn)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力施工方案，確保預(yù)應(yīng)力技術(shù)真正發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)：

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