簡介
預應力混凝土工程是一門新興的科學技術,1928年由法國弗來西奈首先研究成功以後,在世界各國廣泛推廣套用。其推廣數量和範圍多少,是衡量一個國家建築技術水平的重要標誌之一。
我國1950年開始採用預應力混凝土結構,無論在數量以及結構類型方面均得到迅速發展。預應力技術已經從開始的單個構件發展到預應力結構新階段。如無黏結預應力現澆平板結構、裝配式整體預應力板柱結構、預應力薄板疊合板結構、大跨度部分預應力框架結構等。
普通鋼筋混凝土構件的抗拉極限應變值只有0.0001~0.00015,即相當於每米只允許拉長0.1~0.15 mm,超過此值,混凝土就會開裂。如果混凝土不開裂,構件內的受拉鋼筋應力只能達到20~30 N/mm²。如果允許構件開裂,裂縫寬度限制在0.2~0.3 mm時,構件內的受拉鋼筋應力也只能達到150~250 N/mm²。因此,在普通混凝土構件中採用高強鋼材達到節約鋼材的目的受到限制。採用預應力混凝土才是解決這一矛盾的有效辦法。所謂預應力混凝結構(構件),就是在結構(構件)受拉區預先施加壓力產生預壓應力,從而使結構(構件)在使用階段產生的拉應力首先抵消預壓應力,從而推遲了裂縫的出現和限制裂縫的開展,提高了結構(構件)的抗裂度和剛度。這種施加預應力的混凝土,叫作預應力混凝土。與普通混凝土相比,預應力混凝土除了提高構件的抗裂度和剛度外,還具有減輕自重、增加構件的耐久性、降低造價等優點。
預應力混凝土按施工方法的不同可分為先張法和後張法兩大類;按鋼筋張拉方式不同可分為機械張拉、電熱張拉與自應力張拉法等。
施工
預應力混凝土施工主要包括先張法、後張法、無黏結預應力施工工藝等。
1.先張法施工
先張法即在澆築混凝土構件之前,先張拉預應力鋼筋,將其時錨固在台座或鋼模上,然後澆築混凝土構件。待混凝土達到一定強度(一般不低於混凝土強度標準值的75%),預應力鋼筋與混凝土間有足夠黏結力時,放鬆預應力,預應力鋼筋彈性回縮,對混凝土產生預壓應力。先張法多用於預製構件廠生產定型的中、小型構件。
2.後張法施工
後張法即構件製作時,在放置預應力鋼筋的部位預先留有孔道,待混凝土達到規定強度後,孔道內穿入預應力鋼筋,並用張拉機具夾持預應力鋼筋將其張拉至設計規定的控制應力,然後藉助錨具將預應力鋼筋錨同在構件端部,最後進行孔道灌漿(亦有不灌漿者)。
後張法宜用於現場生產大型預應力構件、特種結構等,亦可作為一種預製構件的拼裝手段。
3.無黏結預應力混凝土施工
無黏結預應力混凝土施工方法是後張法預應力混凝土的發展,近年來無黏結預應力技術在我國也得到了較大的推廣。無黏結預應力完全依靠錨具來傳遞預應力,因此對錨具的要求比普通後張法嚴格。
無黏結預應力施工方法是:在預應力筋表面刷塗料並包塑膠布(管)後,同普通鋼筋一樣先鋪設在安裝好的模板內,然後澆築混凝土,待混凝土達到設計要求強度後,進行預應力筋張拉錨同。這種預應力工藝的優點是不需要預留孔道和灌漿,施工簡單,張拉時摩阻力較小,預應力筋易彎成曲線形狀,適用於曲線配筋的結構。在雙向連續平板和密肋板中套用無黏結預應力束比較經濟合理,在多跨連續梁中也很有發展前途。
驗收
預應力混凝土工程施工質量驗收的一般規定有如下幾點:
(1)後張法預應力混凝土工程的施工,應由具有相應資質等級的預應力專業施工單位承擔,無相應資質等級的施工單位不得承擔此類工程。
(2)預應力筋張拉機具設備及儀表應當定期進行維護和校驗。張拉設備配套標定,並配套使用。張拉設備的標定期限不應超過半年。當在使用過程中或在千斤頂檢修後出現反常現象時,應重新進行標定。張拉設備標定時,千斤頂活塞的運行方向應與實際張拉工作狀態一致;壓力計的精度不應低於1~5級,標定張拉設備用的試驗機或測力精度不應低於±2%。
(3)在澆築混凝土之前,應進行預應力混凝土隱蔽工程驗收,其內容主要包括:預應力筋的品種、規格、數量、位置等;預應力筋錨具和連線器的品種、規格、數量、位置等;預留孔道的規格、數量、位置、形狀及灌漿孔、排氣兼泌水管等;錨固區局部加強構造等。