预应力混凝土十篇

预应力混凝土篇1

Abstract: In modern engineering, the prestressed structure is widely applied to control the stress loss of prestressed structure, so that make prestressed structure fully can play the features of energy saving and efficient, which is of great significance to promote the promotion of prestressed concrete. This paper analyzes the calculation in the normal use of prestressed structure, simplified calculation of loss and the feasibility study of combining bonded prestress with unbonded prestress to reinforce in flexural members.

关键词：预应力损失；简化计算；受弯构件

Key words: prestress loss；simplified calculation；flexural members

中图分类号：TU37 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）17-0089-02

0引言

随着经济发展以及技术革新的突飞猛进，高层、超高层、大跨度建筑的迅速涌现，预应力混凝土结构因其承载能力高、截面高度小等优点，在大跨结构和高层建筑中广泛应用。同时预应力混凝土结构整体性强，延性性能好，使结构抗震性能得到明显的改善，而被广泛的应用于地震地区。因此在我国应用预应力混凝土结构具有非常重要的现实意义且具有非常广阔的前景。由于施加预应力的形式不同造成了其工作性能不同，它们主要在施工工艺、预应力筋的力学性能、预应力结构在正常使用阶段的计算和承载能力的计算，以及抗震性能等方面又有着诸多的不同，因此本文就无粘结和有粘结的预应力混凝土结构在使用状态下的裂缝及刚度问题进行比较分析。

1正常使用阶段计算

1.1 裂缝分析无粘结部分预应力混凝土与有粘结部分预应力混凝土相比，其区别就在于在无粘结部分预应力混凝土构件中，预应力筋与周围混凝土不粘结，在荷载作用下，无粘结预应力筋与混凝土将产生相对滑移，因此，在构件的弯曲变形中，截面的整体变形将不符合平面协调（即不符合平截面假定）。无粘结预应力构件就相当于在普通钢筋混凝土构件内增设一个预应力杆，而正由于预应力的存在，与普通钢筋混凝土构件相比，其抗裂性能有显著的提高。此外，无粘结部分预应力混凝土构件与有粘结部分预应力混凝土构件相比，由于无粘结预应力筋的存在将削弱构件截面，减小抵抗矩。因此，无粘结部分预应力混凝土构件的正常使用阶段计算（裂缝计算）不能完全套用有粘结部分预应力混凝土或普通钢筋混凝土的计算原理及公式，经过一系列的试验研究及结果分析得到了无粘结部分预应力混凝土构件开裂的一些特点：①预应力筋的增加对推迟裂缝的出现有着重要影响，但一旦裂缝出现以后，预应力筋对裂缝分布的影响程度则不如非预应力筋的效果明显；②在无粘结部分预应力混凝土构件中配置一定量的非预应力筋，可使裂缝宽度变窄，裂缝间距减小，且分布比较均匀，对裂缝的控制效果明显。

1.2 裂缝计算

计算分析表明，简化后的方法控制截面出计算误差工程上是可以接受的。

3在受弯构件中采用有粘结预应力和无粘结预应力结合配筋的可行性

当前，在部分预应力混凝土中，有粘结部分预应力已在地震区逐步推广应用，无粘结预应力在地震区主要用于多高层建筑分散配筋的楼盖和屋盖中，而对集中配筋的主要承重构件（如框架梁、转换大梁等）中采用无粘结预应力一般持谨慎态度。造成这一现象的原因是无粘结预应力在结构寿命期间，保证结构安全的关键是锚具，且对连续的无粘结预应力混凝土构件而言，若预应力筋某跨失效，必将导致其它跨预应力值和承载力大大降低，就有可能导致整个结构的连续坍塌。但是，不可否认的是，无粘结预应力具有施工方便、工序少、防腐性能好、摩擦损失小等优点，很有实用价值。因此，当前实际工程中就有这样一个问题：在地震区某些大跨重载部分能否采用有粘结预应力筋与无粘结预应力筋结合配筋，因为这样既能满足抗震要求，又能解决抗裂和挠度控制问题，同时又方便施工。

4结束语

预应力损失的控制在施工过程中较为常见，影响因素也较多，而且有些因素引起的预应力损失值还随时间的增长和环境的变化而变化，不仅如此，这些因素还相互制约，相互影响，精确计算十分复杂和困难。在施工过程中应严格按照设计计算及施工规范进行，对于具体的构件应具体对待，多方考虑，才能更好的保证预应力构件的质量。同时这也具有重要的工程实践价值。

参考文献：

[1]赵勇，李伟兴，黄鼎业.后张预应力混凝土结构的次轴力[J].四川建筑科学研究，2003，（01）.

预应力混凝土篇2

【关键词】组合箱梁质量缺陷防治

中图分类号：TU528.571 文献标识码：A

预应力混凝土砼组合箱梁这种结构形式由于其结构轻盈、建筑高度小，配筋少等优点，在国内道路中普遍使用，但这种结构桥型在施工中存在一些质量通病或质量缺陷，应引起重视。本文结合枚皋路跨京杭大运河桥30m箱粱施工过程中出现的一些质量通病或质量缺陷，浅谈防治措施及建议。

1、预应力混凝土砼组合箱梁预制、安装

1.1箱梁底板与腹板交接处发生漏浆、不密实，出现孔洞、冷缝、水波纹等现象。这种缺陷形成的原因，除了设计上钢筋间距、保护层过小外，从施工质量控制角度看主要是：施工工艺不完善，粗骨料级配、粒径选择不合理，粗骨料偏大。在底层波纹管上缘，粗骨料易堆积在一起，而为了保证梁体密实性，必然要加强腹板波纹管下混凝土振捣，有时就可能造成振捣过度，在波纹管下缘形成一层砂浆层，从外观上看，梁体在腹板局部出现不密实或沿底层波纹管方向出现一层水波纹。

防治措施：

采用底板、腹板、顶板全断面斜向循环渐进浇筑工艺，基本同步浇筑，振捣腹板波纹管以下混凝土要严格控制粗骨料粒径、施工时塌落度，必要时对粗骨料进行过筛。

1.2预应力箱梁张拉后反拱度过大，影响桥面系施工。在桥面系施工中，经常发现反拱度偏大，特别是组合箱梁边梁有时反拱度甚至达到4～5cm，导致桥面系施工困难。这主要是因为：①边梁与中梁相比，预应力筋较多，而且边梁不存在负弯矩张拉。②组合箱梁正弯矩张拉时，由于龄期等原因，弹性模量未达到设计强度的85％以上，引起张拉后跨中反拱过大。③储梁期过长，从正弯矩张拉结束到负弯矩张拉时间间隔太长，甚至超过60天。常常引起桥面铺装层开裂，此后带来桥面水毁等质量问题。

防治措施：

①注意控制张拉时混凝土弹性模量。②严格控制箱梁混凝土施工配合比。③及时张拉、出坑，减少存梁期，及时安装，并进行湿接头、湿接缝施工。

1.3箱梁翼板、张拉孔未严格按施工图纸及规范要求预埋环形钢筋、纵向受力钢筋，少筋、错筋现象经常发生，浇湿接缝、张拉孔混凝土时，未严格按施工缝处理，即扳正、焊接顶板预留钢筋，老混凝土面凿毛，新浇混凝土前须洒水润湿。湿接缝、张拉孔等处混凝土粘结强度差，不能保证箱梁间混凝土受力的连续性，直接影响桥梁总体安全。

防治措施：

①加强检查，张拉孔(特别是大的张拉孔)预埋筋千万不能少埋，梁预制成型后及时凿出扳正。②湿接缝施工时，顶板环形锚筋要对齐焊接。③封闭张拉孔及湿接缝施工时要专人跟班检查其凿毛程度、钢筋焊接质量、搭接长度，混凝土浇筑时要严格按施工缝处理，洒水润湿。

1.4组合箱梁安装不能保证每片梁下4个临时支座或永久支座均匀受力。由于组合箱梁支座顶面难以保证完全在一个平面上，有时即使在一个平面上，也有可能因梁底不平造成受力不均，特别是端跨梁因永久支座与橡胶支座变形不一样，更易造成受力不均，甚至脱空，直接影响以后桥梁使用。

防治措施：

①定期检测梁底模板支座处平整度，控制在1m以下。②严格控制临时支座顶面高程，发现误差及时调整。③临时支座设计时要考虑施工期间临时荷载作用，并进行超载预压，使用前密封保存。

1.5一联内湿接头、湿接缝施工顺序没有按设计要求对称施工。这主要是由于施工安排不当、工期过长造成的。按照设计要求，一般一联内组合箱梁完成体系转换时，施工顺序要求从联端向中间对称施工，而在实际施工中有时受工期制约，往往按安装顺序施工湿接头，这样由于施工方法的改变，组合箱梁从简支变为连续时，梁长收缩、温度应力均与设计时考虑有差异。

防治措施：

如果不能做到一联内湿接头对称施工，一联内负弯矩分两次张拉，张拉负弯矩时，相邻墩湿接头混凝土均已浇筑，张拉时先张拉短束，待一联内湿接头混凝土均浇筑完成后再张拉长束，完成体系转换。

2、预应力张拉与压浆

2.1施加预应力张拉时应力大小控制不准，实测延伸量与理论计算延伸量超出规范要求的±6％。其主要原因：①油表读数不够精确。目前，一般油表读数至多精确至1Mpa?1Mpa以下读数均只能估读，而且持荷时油表指针往往来回摆动。②千斤顶校验方法有缺陷。千斤顶校验时无论采用主动加压，还是被动加压，往往都是采用主动加压整数时对应的千斤顶读数绘出千斤顶校验曲线，施工中将张拉力对应的油表读数在曲线上找点或内插，这样得到的油表读数与千斤顶实际拉力存在着系统误差。另外，还可能由于千斤顶油路故障导致油表读数与千斤顶实际张拉力不对应。③计算理论延伸量时，预应力钢铰线弹模取值不准。一般弹模取值主要根据试验确定，取试验值的中间值，钢铰线出厂时虽然能符合GB要求，但本身弹模离散较大，不太稳定，可能导致实测延伸量与理论延伸量误差较大，超出规范要求。

防治措施：

①张拉人员要相对固定，张拉时采用应力和伸长量“双控”。②千斤顶、油表要定期校验，张拉时发现异常情况要及时停下来找原因，必要时重新校验千斤顶、油表。③千斤顶、油表校验时尽量采用率定值，即按实际初应力、控制应力校验对应的油表读数。④扩大钢铰线检测频率，每捆钢铰线都要取样做弹模试验，及时调整钢铰线理论延伸量。

2.2应力孔道压浆不及时、压浆不饱满。施工规范规定：预应力张拉锚固到压浆这段时间最多不超过14天，这主要是防止预应力筋锈蚀，但有些施工单位由于施工安排不当，工序衔接不好，数月甚至更长时间才压浆，由于张拉后预应力筋毛孔已张拉，比原始钢材碳素晶体间歇加大，水分子及不良气体极易浸入，锈蚀明显加快，引起预应力损失加大。

防治措施：

张拉后及时压浆封锚。

2.3负弯矩钢束压浆不密实，这除了设计时波纹管尺寸选择过小外，从施工角度看可能是由于压浆时压力不够(许多工地压浆机无压力表)或操作不当，漏掺膨胀剂或水泥浆流动度过大，向低处流淌，导致孔道压浆不饱满，降低了预应力筋与混凝土间的握裹力。

防治措施：

经设计单位同意，略加大波纹管内径；压浆时技术人员必须跟班检查，控制灰浆压力，当孔道较长或采用一次压浆时，应适当加大压力，压浆时应达到孔道另外一端饱满出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。

3、箱梁顶面调平层

由于箱梁张拉起拱，安装误差等原因，造成箱梁顶面调平层厚度不均匀，箱梁顶面调平层特别是负弯矩区桥面调平层纵、横向产生不规则裂纹。由于组合箱梁桥面调平层只有50～60mm厚，在中墩支座处是负弯矩区，上缘受拉，有的设计要求调平层与箱梁顶板必须按施工缝处理，这样即使桥面铺装与组合箱梁形成整体后，铺装层参与受力，按三角形应力分布图式，越是距中性轴越远的地方，应力越大，越容易开裂，而且箱梁是预应力混凝土，调平层是普通钢筋混凝土，热膨胀系数不一样，因此随着时间的推移，5cm厚的混凝土调平层开裂是不可避免的。现在有的设计考虑将5cm调平层改为6cm调平层，也有人提出在调平层中掺聚丙烯纤维，但究竟如何避免调平层开裂，尚需进一步研究。

预应力混凝土篇3

关键词：价格 混凝土 预应力 控制

裂缝是混凝土结构普遍会遇到的现象，一类是由外荷载引起的裂缝，也称结构性裂缝，表示结构承载力可能不足或存在严重问题；另一类裂缝是由变形引起的，也称非结构性裂缝，指变形得不到满足，在构件内部产生自应力，当该自应力超过混凝土允许应力时，引起混凝土开裂。在上述两类裂缝中，变形裂缝约占80%。引起该类裂缝的原因主要有：

a、混凝土局部应力过大

预应力筋锚垫板下会产生很大的局部应力，周围混凝土易产生细微裂缝，此裂缝危害较小，但锚垫板下混凝土如不密实或养生不够则易产生较大裂缝，危害较大。

b、主要受力钢筋数量不足

设计或施工时预应力钢筋不足，钢索线形布置有误差，致使受拉区变形过大，混凝土拉应力超过其抗拉强度而产生裂缝。

c、混凝土配比不合理

预应力板梁混凝土设计标号较高，20m跨径以上约为50号，10m、13m和16m跨径为40号较好。在混凝土配比设计时，一般施工人员偏于保守，水泥用量超过高限，特别是在新的混凝土评定标准提高后，其水泥用量较以前增加了5%左右，由于水泥用量的增加使混凝土凝结缩量大，造成表面产生裂缝。

d、水灰比过大

在拌制混凝土过程中，有的拌和设备计量不准，特别是用水量控制不准，随意性较大，由于水灰比过大而自下造成离析现象，其结果粗骨料沉于下部，多余水分上升，振捣后水泥浆上浮到板顶，从而使混凝土强度不均匀，下部分强度大，顶板强度低，混凝土强度较弱区往往是裂缝容易发生的部位。底板浮浆过多发生收缩现象较为明显，在每根箍筋处顶板横向裂缝较为严重。

e、砂、石料含泥量超限

在施工过程中，有时砂、石料含泥量超限，这样它们与水泥之间的胶结力有所下降，造成混凝土的强度和抗渗性降低并且产生网状裂缝。

f、内模胶囊上浮

预应力空心板在混凝土浇筑过程中，混凝土对胶囊有较大的浮力，如果胶囊固定不牢，就会发生胶囊上浮现象，造成顶板厚度减小，这种情况也极易造成裂缝。

g、抽拔胶囊过早

空心板抽拔胶囊的时间与养护温度和混凝土的质量有关，一般控制混凝土强度达到0.6MPa～0.8MPa时为宜。抽拔过早会出现“粘皮”现象，对混凝土质量有影响，当顶板厚度减小或是顶板浮浆过厚时，裂缝容易发生，这种原因出现的裂缝多为纵横裂缝。

h、保护厚度不均匀

在钢筋成型时，有时尺寸控制不准确，造成空心板顶板和主梁翼缘上下部保护层过小或过大，这种情况下也常常出现裂缝。

i、内模变形

空心板内模胶因为制造质量或在施工中有所损坏，造成混凝土浇筑过程中漏气，气压降低；箱梁内模变形，在混凝土几乎没有强度的情况下，顶板混凝土将发生下陷，造成难以补救的事故。

j、侧模拆除时间过早

在混凝土抗压强度达不到2.5Mpa时，拆除侧模板，由于操作时发生震动，侧面常常出现较窄的竖向裂缝。

k、预埋钢筋被碰撞

当混凝土抗压强度很低时，在养生或操作中，碰撞板梁顶预埋钢筋，这时混凝土基本没有抵抗外力的能力，从而发生裂缝。

l、气温变化大

裂缝容易发生在温差变化大的季节，气温的急剧变化或大风造成混凝土表面急剧冷缩或干缩，从而增大了混凝土表面的拉应力，加快了混凝土早期裂缝的形成，结构随着温度变化受到约束时，在混凝土内部产生应力，当此应力超过混凝土抗裂强度，混凝土便开裂，即产生温度裂缝。

m、养生不及时

混凝土施工完毕后，没有适时很好地养护，混凝土表面水分蒸发过快，从而形成干缩裂缝。外界温度在5℃以下时，如果不及时覆盖保温材料，也容易出现裂缝。

n、墩台下沉和落架过早

墩台不均匀下沉或梁底支架拆除过早造成梁的挠度变形过大，在超静定结构中造成桥墩支承点处较大内应力，顶部混凝土拉应力超过抗拉应力，出现较大裂缝，对桥梁危害性较大。

预应力混凝土梁板裂缝的预防及处理措施：

1、由混凝土质量引起的非结构裂缝，可以通过以下措施防止：控制及改善水灰比，减少砂率，增加骨料用量，严格控制坍落度，混凝土凝固时间不宜过短，下料不宜过快，高温季节注意采取缓凝措施，避免水分剧烈蒸发，混凝土振捣密实，改善现场混凝土的施工工艺，同时注意混凝土的施工防雨、养护及保温工作。一旦裂缝出现，可以用环氧树脂配固化剂、丙酮以1：05：0.25的比例配合进行修补，将裂缝周围5厘米内的混凝土用钢刷刷毛吹净，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，在涂环氧树脂，贴玻璃布，以后再涂一层环氧树脂。玻璃布要求经5%浓度的纯硷水煮沸脱脂，用清水冲洗干净并烘干.这种封闭处理，能保证日后运营过程中梁体内钢筋不受大气腐蚀，提高结构的使用寿命。

2、由温度应力引起的非结构裂缝，可以通过配置足够的温度应力钢筋、增加结构的安全储备等措施来防止裂缝的产生（在腹板加纵向钢筋）；同时在施工时，应尽量选择温度低的时间浇注后半天（利用早、晚进行施工）。热天浇注混凝土时，应降低水温拌制，选用水化热小和收缩小的水泥灰比，合理使用减水剂，加强振捣以减少水化热，

3、在施工中对30米以上预应力混凝土T梁裂缝的控制方案和已出现裂缝的处理办法：

a在腹板处两面对称增加通长纵向应力钢筋，根数为原设计的一倍；

b控制好混凝土的浇注时间和浇注时的温度，尽量避免安排在早、晚或温度低的时候进行混凝土浇注；

c及时养护，并用塑料布进行覆盖，经常保持混凝土湿润；

d及时拆模、及时张拉。当混凝土达到拆模强度时就及时拆模，当混凝土强度达到设计张拉强度时就及时张拉压浆；

e裂缝的处置措施：用环氧树脂配固化剂、丙酮以1：0.5：0.25的配合比进行修补。将裂缝周围5厘米内的混凝土用钢刷刷干净，用酒精清洗后，再用丙酮擦洗一次，再涂环氧树脂，贴玻璃布，之后再涂一层环氧树脂。玻璃布要求经5%浓度的纯硷水煮沸脱脂，能保证日后运营过程中梁体内的钢筋不受大气腐蚀，提高结构的使用寿命。

由上述可知，一座桥梁从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面；设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础，也是预防和控制预应力混凝土结构裂缝产生的主要途径。

参考文献：

[1]郑文忠，王英.预应力混凝土结构裂缝控制及验算建议[J].工业建筑，1999，03：9-14+32.

预应力混凝土篇4

预应力混凝土技术就是对钢筋预先施加一定的拉力，然后浇筑混凝土，在混凝土终凝后利用钢筋的回缩力会在钢筋混凝土构件内部形成压力，使混凝土的受拉区预先受压，以防止裂缝的过早出现和推迟混凝土裂缝的发展，在预应力混凝土中，被施加预应力的材料通常为高强度钢筋或钢绞线，预应力混凝土技术很好的利用了混凝土较大的抗压强度和钢筋较大的抗拉强度，具有强度高、刚度大、降低自重、节省材料、抗裂性好等优点，尤其适合用在大体积混凝土以及大跨度结构中。但预应力混凝土工艺较为复杂，需要专门的设备，并且对操作人员的技术水平要求很高，因此在施工过程中的质量控制就显得格外重要。

2预应力混凝土的类型

2.1有粘接预应力混凝土和无粘接预应力混凝土

有粘接预应力混凝土就是通过混凝土对钢筋的握裹力将预应力传递给混凝土构件，具有施工设备简单、张拉操作容易、施工过程灵活等优点，目前已广泛用于各种大型预应力混凝土构件中，但是钢筋与混凝土之间的粘接力也在很大程度上降低了预应力钢筋拉应力的作用效果，导致混凝土早期受压应力也受到影响。实践证明，预应力钢筋与混凝土之间的粘接越少才越能体现出预应力的作用，因此无粘接预应力混凝土成为近年来建筑领域研究的热门。无粘接预应力混凝土在施工时可先将钢筋放置在设计位置，而后浇筑混凝土，不需预留孔洞和后续的穿插钢筋等操作，常用的方法为在钢筋上涂抹油脂或在钢筋上缠绕塑料薄膜的方式，以使钢筋与混凝土之间不发生粘接，无粘接预应力混凝土的施工过程较为简单，并且钢筋可充分发挥出拉应力的优势，提高混凝土的抗裂能力。

2.2全预应力混凝土和部分预应力混凝土

全预应力混凝土就是按照设计要求不允许出现裂缝的混凝土构件，要求预应力钢筋要能充分满足构件对拉应力的需求，因此需要配置足够数量的预应力钢筋，全预应力混凝土的施工工艺要求极其严格，并且造价较高，一般只应用于对结构的刚度、耐久性有特殊要求的结构中。部分预应力混凝土可以允许出现裂缝，但是裂缝的宽度不能超过设计和规范的要求，因此结构中的预应力钢筋配置可以相对减少，在实际施工中，为降低施工成本可用部分非预应力钢筋来替代预应力钢筋，因其造价相对较低，施工相对简单，并且还具有普通混凝土无法比拟的抗裂性和刚度。

3预应力混凝土技术在房屋建筑施工中的应用

3.1先张法预应力混凝土技术

先张法预应力混凝土技术就是在混凝土浇筑前首先用专用夹具和张拉设备对钢筋施加预应力，然后浇筑混凝土，当混凝土达到设计强度时放张，通过混凝土与钢筋之间的握裹力将钢筋的拉应力传递给混凝土，其加工成的构件属于有粘接预应力混凝土构件，在施工中，需要控制的技术要点如下：第一，在先张法中，用于张拉的台座等设备的强度和刚度等数值必须符合规范的要求，以确保施工的正常进行；第二，要求张拉后锚板的受力中心线应与所有预应力钢筋共同作用的受力中心在同一轴线上，不能出现偏心的现象，以免受力不均；第三，要确保每根预应力钢筋受拉的力度相同，以保证构件受力的一致性。

3.2后张法预应力混凝土技术

与先张法相反，后张法预应力混凝土技术是在混凝土浇筑并达到预定的强度要求后再对预先埋置于设计位置的无粘接预应力钢筋或通过预留孔道穿插的钢筋进行张拉，当达到设计要求的拉力后，在钢筋的两端进行锚固，利用两端的锚具对整个混凝土构件传递预应力，使混凝土产生弹性收缩，从而将钢筋的拉应力转换为混凝土的预压力，由于这种特点，可以在生产大型预应力混凝土构件时，首先将大的构件分成若干小型构件进行加工，然后将若干小型构件拼接即可成为一个整体，施工较为灵活，而且具有比先张法预应力混凝土技术更好的力学传递效果，因此在当前房屋建筑领域成为应用前景最被看好的预应力混凝土技术。

4结束语

预应力混凝土篇5

关键词：预应力、混凝土结构、发展应用

中图分类号：TU7 文献标识码：A文章编号：

1前言

科学发展日新月异,人们对材料的充分利用及耐久性等方面也提出了更高的要求。钢筋混凝土结构虽然提高了混凝土抗拉强度,但仍存在着开裂等问题。而采用高性能材料、现代设计理论和先进施工工艺设计的预应力混凝土结构有效解决了这一问题，此结构不仅具有跨度大、受力性能好、耐久性高、轻巧美观等优点,而且较为经济节能。因此,预应力混凝土结构是高层、大跨度及大空间、重载、特种结构中不可缺少的结构型式之一[1]。

2预应力混凝土结构国内外发展情况

美国工程师杰克逊(P.H.Jackson)和德国的道克林(C.E.W.Dochring)先后于1856年和1888年将预应力技术应用于混凝土结构，由于采用低强度钢筋产生的有效预应力与锚固损失和混凝土收缩徐变产生的损失几乎相等,这次应用并不成功[2]。1908年,美国的斯坦纳(C.R.Steiner)提出收缩徐变发生后,再张拉预应力筋；美国的狄尔(R. E.Dill)采用带有涂层的预应力筋来避免混凝土与预应力筋间的粘结,因未解决根本问题,这些方法没能在工程中应用推广。1928年弗莱西奈特指出：预应力混凝土必须采用高强钢材和混凝土，从此人们对预应力混凝土的认识开始逐步深入。1938年德国的霍友(E.Hoyer)采用先张法，在百米的墩式台座上一次同时生产多根构件。1939年弗莱西奈特研究锚固钢丝束的弗式锥形锚具及其配套的双作用张拉千斤顶。1940年，比利时的麦尼尔(G.Magnel)研究一次可以同时张拉两根钢丝的麦氏模块锚。这为推广预应力混凝土提供了切实可行的生产工艺。第二次世界大战后，由于钢材的紧缺，预应力混凝土结构大量代替钢结构在世界范围内得到了蓬勃发展，其应用范围从早先的桥梁与工业建筑发展到了民用、公共、地下建筑、海港码头、水利水电工程等土木工程领域[3]。

我国的预应力混凝土结构起步于20世纪50年代，1954年铁道部推行采用预应力的混凝土轨枕，1955年丰台桥梁厂开始试制12m跨度的桥梁。在20世纪60~70年代，预应力技术在我国桥梁工程中发展较快。公路与铁路桥梁大量采用标准化的后张法预制预应力混凝土梁，跨度也越来越大。后来，我国修建的各类大桥几乎全部采用了预应力技术[4]。80年代后预应力混凝土结构在我国房屋建筑领域得到了越来越广泛的应用。目前预应力混凝土结构已成为我国工程建设领域中的一种主要结构型式。

3现代预应力技术在混凝土中的应用

3.1房屋建筑方面

近年来，预应力混凝土在高层建筑结构中的应用有很大的发展，主要体现在：无粘结预应力混凝土平板和预应力扁梁具有降低层高，节约钢材，简化模板，加快施工等效果；预应力混凝土饰面保温复合墙板能够在满足建筑外墙装饰的多样、耐久性的同时，又在保温节能、工业化生产、快速施工等方面发挥显著优势。

3.2特种结构方面

加拿大建成储存12000t水泥烧结料后张预应力直径65.2m的圆形筒仓，挪威在北海216m 水深处建造了格尔法克斯C形采油平台，油罐底部面积达16000m2，总高262m，在油罐壁、底板、环梁与裙壁板均水平施加预应力。

3.3预应力高强混凝土管桩方面

日本采用的预应力高强混凝土管桩占整个基础用桩量的80%以上，美国、德国、意大利以及东南亚地区也大量发展和使用。近年来我国广东省也广泛生产应用了直径300mm～450mm 预应力高强混凝土管桩(PHC桩)，其混凝土强度等级为C100。可见预应力混凝土结构在今天已经成为土木工程领域中重要的结构形式。

3.4钢结构方面

在网壳的局部或周边施加适当预应力而形成的预应力网壳结构，具有较好受力性能和良好经济技术指标，明显改善了整个结构受力状态，降低了结构造价，扩大了应用范围。

此外预应力悬索膜结构也得到了极大发展应用，其中包括覆盖体育场或周边看台的屋顶系统、机场大厅、火车站台、露天大剧场等不同跨度的建筑中[5]。

4预应力技术的发展趋势

4.1现代预应力技术在多层大跨结构中的发展方向

建筑业是我国国民经济重要支柱产业之一，现代建筑结构正在向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展，人们总想在有限的建筑面积和空间内获得最好的使用功能和最佳的投资回报。预应力技术正以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点，迎合了现代建筑结构的发展趋势。

4.2高层建筑结构中预应力技术发展方向

近年来，现代预应力技术在高层建筑中的应用有很大发展，尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力砼扁梁用于高层建筑的楼盖，它具有降低层高、简化模板、提高施工速度等优点。预应力混凝土除用于楼盖外，有时还用来解决大跨度、大空间部位柱网转换时的转换梁、转换桁架以及复杂柱网情况下的转换板，此外8～l8m跨度的预应力混凝土空心板和外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。

4.3预制现浇相结合的装配整体式结构将加速发展

先张法预制预应力混凝土构件具有工厂化规模生产的各种优点，如质量控制水平高，构件耐久性好，模板周转率高，损耗小。在道路及运输吊装条件较好，运距不太大(200公里以内)的情况下，预制构件常常有良好的技术经济指标。随着大柱网、大开间多层建筑和高层建筑迅猛发展，长跨预应力砼空心板、T形板、大型预应力砼墙板等必将逐步兴起，预制梁板现浇柱或预制梁、板、柱与现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构体系预期会迅速发展。

参考文献：

[1]薛伟辰 现代预应力结构设计[M] 北京：中国建筑工业出版社 2003

[2]李国平 预应力混凝土结构设计原理[M],北京：人民交通出版社，2000

[3]熊学玉 预应力结构原理与设计[M]北京：中国建筑工业出版社，2004

预应力混凝土篇6

【关键词】预应力；混凝土；大开间；建筑；应用

我国对于大开间建筑的研究应用是在20世纪80年代，限于当时的技术水平，结合研究曾试验性的修建了一些小面积的大空间住宅，大空间住宅的优越性无法展现出来。到了21世纪，国内不少大中城市结合当地建筑技术条件，在一些居住区分别试验性的建造了一些大空间住宅。由于采用了预应力楼板，除了必备的承重支点外，有的单套住宅可以打通，有些整层可以打通，这就为购买者提供了可扩充的余地，可以满足家庭变化后对居室的组合要求。

1 大开间建筑的可行性

建设部课题“带混凝土简体大开间砖混结构灵活住宅”结构体系的研制成功，将大开间住宅的发展向前大大推进。这种带混凝土简体砖混结构的体系，是用于4.8～7.2m的大开间，室内可以灵活隔断的住宅空间，可应用于非地震和抗震设防烈度为6度的地震区，层数可达到8层。应用在抗震设防烈度为7～8度地震区，层数可达7层和6层。由于大开间住宅的纵横墙减少很多，空间空旷，对楼板的跨度和整体性提出了高的要求，大空间住宅重点是解决好承重结构形式与大跨度楼板的问题。

在目前大开间建筑的楼板形式有；预制长向板、叠合板、SP板、长跨预应力混凝土板、后张预应力混凝土板等。其中由于前一种板采用了传统的施工工艺，价格偏高，目前已很少采用。

1.1 预制现浇叠合板

这种板是由一种预制薄板与现浇混凝土叠合而成的装配整体楼板，简称叠合楼板。可以分为普通钢筋混凝土薄板和预应力混凝土薄板两种形式。这种结构是通过后浇混凝土而制成的一种既有预应力构件特点，又有现浇构件特点的结构件。这种结构的整体性好，刚度大，易于空间灵活布置的优势。这种叠合楼板的跨度可达到9m，预应力薄板的厚度只有50～70mm，板的宽度可达1.1～1.8m。其板的优点是施工简便，不需要模板，节省人工和材料，缩短了施工期，经整体浇筑后叠合楼板的刚度大，抗渗性能好。

1.2 预应力混凝土空心楼板

采用国外某公司的工艺流程，设备和专利技术生产长跨度混凝土预应力空心板。该预应力空心板的最大跨度可达18m，用钢量少，承载力高，生产不需要模板，抗震性能好，外形规格及加工效率较好。很适合用于大开间住宅6～9m跨度的建筑，但厚度不需要180mm即可。

1.3 现浇预应力混凝土夹心板

预应力混凝土夹心楼板也叫作复合预应力混凝土扁梁楼板，它是在实心平板中合理而有规律地用单向或双向网格形轻质而又具有一定强度的板材，可替代混凝土受拉和受压较小的中间层，形成有轻质夹层的预应力平板。它的特点是自重比较轻，其所形成的箱形截面特征比T形截面更能发挥其材质的特性，并在工艺上能使每层楼板同实心板一样，很快地一次施工完成。

1.4 无粘结预应力混凝土搂板

无粘结预应力混凝土单向板以普通截面梁，宽扁梁或剪力墙为支撑，宽扁梁和剪力墙主要适用于高层建筑结构。该种楼板适用于跨度为8m以下的楼板结构体，节省材料和降低造价。无粘结预应力混凝土周边支承双向板主要适用于15m以下的楼板结构，周边支承构件为普通截面梁，宽扁梁或剪力墙。该种楼板的梁中施加预应力，板跨较大时板中亦施加预应力。无粘结预应力混凝土无梁楼板主要适用于10m以下的多层建筑楼板结构，该种楼板在大平板中是双向布置预应力钢筋，并加强柱上板带的预应力钢筋布置，起到暗梁的作用，结构比较美观使净空高度增大，但大平板角点弯矩比较大，板柱节点存在冲切对抗震不利。

2 经济合理性

2.1 在传统的梁板建筑结构中，梁高占层高的空间太多，例6～9m跨度时梁高要0.5～0.8m；而9～10rn跨度时的梁高达0.8～1.Om。若采用平板混凝上，板的自重依板跨度增加一倍，自重也相应增加一倍。

2.2 当结构跨度大于6m时，预应力混凝土的经济性，建筑物总重量可减轻20％左右；在有效层高不变的条件下，层高可以减小。在高层建筑中采用预应力技术，在建筑总高度不变的情况下，可比其他结构的建筑多建1～2层，不增加成本却增加了使用面积，为业主营造更为灵活的可变户型空间。

2.3 现在市场使用较多的钢绞线的强度约是普通2级筋强度的6倍左右，如果预应力钢材价格不超过普通2级钢筋的6倍(按市场价格2级钢筋3000元／t计如不超过1.8万元／t)在理论上讲是合理的。工程实践表明用成本价控制是完全可能的。采购前对钢绞线通过市场招标，由有资质的预应力专业施工单位总承包，价格控制在计划的1.8万元／t以内。

2.4 多层建筑结构大面积施工可否缩短工期，对施工进度的影响是重要的。以前预应力工程量一般较小，很少用于大面积的房地产、住宅及公共建筑工程，采用预应力楼板后由于跨度比原来要大许多，竖向承载构件就比以前的少。

3 对关键技术和理论研究紧密结构

3.1 预应力混凝土结构在设计及应用的考虑

在上个世纪“九五”计划期间建筑设计的多高层建筑后张预应力楼盖体系，所研究应用的成果主要是：①裂缝的设计和控制；②预应力混凝土连接机构次弯矩及承载力；③采用后张预应力及时增大伸缩缝间距的施工工艺；④锚固端的设计构造；⑤预应力混凝土框架结构设计软件。

3.2 后张预应力混凝土质量保证和质量控制

建立健全质量保证体系和质量控制是预应力混凝土结构有效，安全和经济完成的重要手段和措施。完整的质量保证体系及组织机构，预应力张拉设计，材料采购和供应，施工组织计划等。质量控制必须确保每个施工阶段的质量要求，控制的内容均应有专门的表格规范记录。随着后张预应力混凝土各种施工工法的应用和不断的完善，建筑工程的质量保证体系和质量控制方法措施也在不断完备之中。

4 结语

综上所述，国内预应力混凝土结构的安全与国外相比是相同的。但是随着结构规范对抗裂要求的适量放宽，今后在预应力混凝土结构设计中，如何使裂缝控制与承载力设计所需用的用钢量协调一致，达到优化设计，使建筑大空间灵活分割结构体系更完善。

参考文献：

预应力混凝土篇7

关键词：预应力；高强混凝土管桩；施工

中图分类号：TU37文献标识码： A

一、预应力混凝土管桩概述

1、预应力混凝土管桩构造

预应力混凝土管桩是由高强度混凝土、骨架、钢结构（端板、桩套箍）三部分组成的。通俗地说就是采用离心成型的先张法预应力混凝土环形截面桩。与其他普通桩型相比，混凝土预应力管桩具有绿色环保、施工效果优良、造价低廉等很多优点，并且已经在很多大型工程项目中得到了验证。

2、预应力混凝土管桩配筋及力学性能

不同外径的预应力混凝土管桩，其力学性质差异很大；即使同一外径的管桩，根据壁厚不同，其桩身承载力也随之变化。

3、预应力混凝土管桩的优点

和传统桩型相比，预应力混凝土管桩具有非常明显的优点：首先混凝土管桩桩长可随意搭配，对持力层起伏大的地质条件，可根据起伏情况选取适宜的单节桩长来适应地层变化的要求，达到最佳经济效果。其次混凝土管桩采用工业化生产，机械成桩，质量可靠，桩身强度较高，单桩承载力远大于同种规格的其他桩种，且穿透土层能力较强。

以上这些施工优点使得预应力高强度混凝土管桩迅速成为各大工程领域必不可少的一种成桩方式。

二、预应力混凝土管桩承载力特性分析

1、承载力影响因素

1.1挤土效应的影响

预应力混凝土管桩属于挤土桩，在成桩过程中，会产生挤土作用，使桩周土受到扰动而重新发生固结作用，从而造成桩周土体强度和桩侧摩阻力的改变。这种效应称为挤土效应。经过分析可以知道，当桩由于挤土作用而没使桩发生上浮现象时，管桩的挤土效应在一定程度上能增大桩的竖向承载力；若使桩身发生上浮情况时，将会降低桩的端阻力，从而降低单桩竖向承载力。

1.2土塞效应的影响

通过分析可以知道，土塞通过与管桩内壁产生的侧摩阻力相互作用，增加了管桩桩端与桩下土体接触面积，也一定程度上提高了管桩竖向承载力。

1.3时间效应的影响

预应力混凝土管桩的单桩承载力会随着时间的增长而增长，这就是时间效应。产生这种现象的原因包括土的固结实效和土的触变性两方面的影响。

2、设计方法

有些地区一般在工程设计过程中，往往是根据勘察报告提供的地层物理力学实验指标，再根据单桩承载力经验公式估算单桩的承载力特征值，然后用静载实验来验证估算的特征值是否安全可靠，若能满足相关沉降要求，则桩体施工时，就以等于极限值的终压值作为承载力的评判标准。

三、液压入桩的施工方法及要点

1、确定桩位和液压施工循序

由于预应力桩施工时随着入桩段数的增多，各层地质构造土体密度会随之增高。土体与桩身表面间的摩擦阻力也会相应变大，压桩所需的压入力也会变大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近，入桩路线应选择单向行进，不能从两侧往中间进行，这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压作用而造成部分桩身倾斜，才能保证群桩的工作基本均匀并符合设计值。因此在施工时应遵照以下循序：当基坑不大时，打桩应逐排打设或从中间开始分头向四周或两边进行；对于密集桩群，从中间开始分头向四周或两边对称施打；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物一侧向另外一方向施打；当基坑较大时，宜将基坑分为数段，然后在各段范围内分别施打，但同样应避免由四周或两边向中间施打，以防中间土被挤密，桩难以打入，或虽勉强打入，但使相邻桩侧移或上冒；当基础标高不一致时，应先深后浅；当桩规格不同时，应先大后小，先长后短。

液压管桩的施工循序为：测量定位桩机就位复核桩位吊桩插桩桩身对中调查静压沉桩接桩再静压沉桩送桩终止压桩桩质量检验切割桩头填充管桩内的细石混凝土。

2、施工要点

静力压桩的单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值来判断及两倍的管状单桩竖向承载力设计值作为参考值，但施工中的压桩终压力可适当加大。。计算简图接近轴心受压构件，压桩终压力极限值可近似按P=（0.67R-σce）A0，式中，R为混凝土立方体抗压强度；σce为混凝土的有效预应力值；A0为PHC桩的横截面积。

压桩应连续进行，采用CO2保护焊接桩间歇不宜过长（一般为3-5分钟）接桩面应保持干净；上下中心线应对齐，偏差不大于10mm；节点矢高不得大于1%桩长。

垂直度控制，调校桩的承重度是沉桩的关键。插桩在一般情况下入30-50cm为宜，然后进行调校。桩机驾驶人员应使装机纵横方向保持水平，调校垂直在规范允许值以内才能沉桩，在沉桩过程中应随时观察桩的尺寸变化，如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时，应采取措施逐渐调直。

四、高强预应力管桩在工程中的应用

1、工程简介

某立交桥桥梁全宽9m，跨径为18+3×22+18m，上部结构采用普通混凝土箱梁，下部结构采用高强预应力混凝土管桩。荷载标准为公路－Ⅰ级，地震基本烈度Ⅵ，场地类别为Ⅱ类场地。

2、高强预应力混凝土管桩的设计与施工

2.1施工方法

由于本工程所在位置较为偏僻，工程附近没有建筑物，不存在噪音扰民以及震动破坏的问题，所以采用锤击打入式，施工方便快捷。

2.2桩端持力层的选择比较理想的桩端持力层应是强风化岩层，这种地质构造能充分发挥捶击管桩桩身强度高、耐施打的优点，入岩深度和最后贯入度容易控制、方便施工。

2.3基础布置形式及桩基的选型

由于桩端持力层为粗砂，管桩的入土深度25～30m，桩长得以确定。初步决定采用桩径500mm高强预应力管桩，根据地质报告可以计算出单桩竖向承载力容许值，然后根据上部结构荷载情况，设计决定采用3排4列共12根管桩。采用“m”法计算后，根据桩身受力情况最终设计采用外经D=500mm，壁厚t=125mm，型号为AB的高强预应力混凝土管桩。

2.4锤击管桩的施工质量控制

2.4.1最后贯入度和锤击数

对于复杂岩土地基锤击管桩基础工程来说，施工中要解决的关键问题是收锤的标准。影响确定收锤标准的因素有场地工程地质条件、单桩承载力设计值、桩的规格和长短、锤的大小和落距(冲程)等因素，综合考虑最后贯入度、桩入土深度、总锤击数、每米沉桩锤击数、最后1m沉桩锤击数、桩持力层的岩土类型、桩基进入持力层的深度、桩垫弹性压缩量等。针对本工程的地质情况，确定PHC桩总锤击数不宜超过2500，最后1m沉桩锤击数不宜超过300击，最后三阵贯入度在25-30mm/10击时即可收锤。

2.4.2管桩的焊接接头

由于接头焊接质量的不合格，容易在锤击过程中造成接头的开裂，因此本工程设计采用单节长度10-15m管桩，尽量减少接头数量，并要求焊接施工人员认真操作，保证焊接质量。

2.4.3管桩的施打

若桩距周围建筑物较远、施工场地较开阔时，宜从中间向四周进行，避免由于桩的挤土效应对周边已有桩基造成破坏;若桩一侧靠近建筑物，宜从毗邻建筑物的一侧开始由近及远地进行。

结束语：

随着我国土木建筑工程的迅速发展，高强预应力混凝土管桩起到了越来越重要的作用，它体现了当代混凝土技术的进步与混凝土制品高新技术水平，与其他桩基相比较，它具有制作工艺简单、质量容易保证、植桩方便、耐打性好、造价便宜、检测方便、施工速度快等优点。

参考文献：

[1]杨雪冬,吴志鹏.预应力高强混凝土管桩应用初探[J].四川建筑科学研究,2013,06:157-160.

预应力混凝土篇8

关键词：预应力；混凝土；施工工艺

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

引言

预应力混凝土以其较高的承载能力而被广泛的应用于桥梁工程中在我国道路建设中，预应力混凝土桥梁建设占有很大分量的工程量，然而与之相应的质量问题也日益凸显，这些问题发生的原因是多种多样的。钢筋混凝土和预应力混凝土结构相比较而言，具有提高使用阶段的基本性能、提高构件的剪切承载力、提高卸载后的恢复变形能力、改善抗疲劳强度耐久性、能够在混凝土中大量使用高强度钢材，有效的减轻构件自重等优点。一. 预应力混凝土结构的施工特点预应力混凝土结构的施工，必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件，而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥，往往采用悬劈挂篮无支架施工方法，即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土，后期阶段是靠己浇节段来支撑，各阶段经历浇筑、张拉、不断地加载(移动挂篮)等过程，逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法，使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一，且每一节段均充分发挥了预应力的作用，实现了荷载平衡。阶段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果，是预应力等效荷载观点的直接体现，它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展，开辟了新的途径。

二．预应力混凝土结构的优缺点

2.1 预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点1、改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。2、提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。3、改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。4、提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲劳)所控制的。5、能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中， 由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。例如，1860Mpa级的高强钢绞线，如用于普通钢筋混凝土结构中，钢材强度发挥不到20％，其结构性能早己满足不了使用要求，裂缝宽，挠度大；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。6、可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段。2.2 预应力混凝土结构也存在着一些缺点l、工艺较复杂，质量要求高， 因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。2、需要有一定的专用设备，如张拉机具、灌浆设备等。3、预应力反拱不易控制，它将随混凝土的改变增加而加大，可能影响结构使用效果。4、预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。

三．预应力混凝土施工工艺

3.1 先张法预应力混凝土施工工艺

先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制厂生产。先张法预应力混凝土构件在台座上生产时，其工艺流程一般如图3.1所示。预应力混凝土先张法工艺的特点是：预应力筋在浇筑混凝土前张拉，预应力的传递依靠预应力筋与混凝土之间的粘结力，为了获得良好质量的构年，在整个生产过程中，除确保混凝土质量以外，还必须确保预应力筋与混凝土之间的良好粘结，使预应力混凝土构件获得符合设计要求的预应力值。对于碳素钢丝因其强度很高，且表面光滑，它与混凝土粘结力较差。因此，必要时可采取刻痕和压波措施，以提高钢丝与混凝土的粘结力。压波一般分局部压波和全部压波两种，施工经验认为波长取39mm，波高取1.5～2.0mm比较合适。为了便于脱模，在铺放预应力筋前，在台面及模板上应先刷隔离剂，但应采取措施，防止隔离剂污损预应力筋，影响粘结。

3.2 后张法预应力混凝土施工工艺

后张法【post-tensioning method】指的是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。先制作构件，并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道，待构件的混凝土强度达到规定的强度(一般不低于设计强度标准值的75%)后，在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部，依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力；最后在孔道中灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体。

①有粘结预应力混凝土先浇混凝土，待混凝土达到设计强度75%以上，再张拉钢筋(钢筋束).其主要张拉程序为：埋管制孔浇混凝土抽管养护穿筋张拉锚固灌浆(防止钢筋生锈)。其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹，使截面混凝土获得预压应力，这种做法使钢筋与混凝土结为整体，称为有粘结预应力混凝土。 有粘结预应力混凝土由于粘结力(阻力)的作用使得预应力钢筋拉应力降低，导致混凝土压应力降低，所以应设法减少这种粘结。这种方法设备简单,不需要张拉台座，生产灵活，适用于大型构件的现场施工。 ②无粘结预应力混凝土其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等防腐材料包上塑料纸或套管(预应力钢筋与混凝土不建立粘结力)浇混凝土养护张拉钢筋锚固。施工时跟普通混凝土一样，将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土，不必预留孔洞、穿筋、灌浆、简化施工程序，由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大，降低造价，适用于跨度大的曲线配筋的梁体。

结束语

在桥梁工程中构件预应力张拉工艺是桥梁预应力构件施工中一个非常关键的环节。尤其是对张拉应力和伸长量上的控制，将会直接反应到预应力构件的使用寿命，所以在桥梁预应力施工中，必须要充分做好张拉前的各项准备工作，在预应力张拉过程中一定不要过分的追求数量，必须要按照技术规范去标准化操作，以确保工程质量。

参考文献

[1]杨宗放.现代预应力混凝土施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

预应力混凝土篇9

关键词：预应力混凝土 管桩技术 施工要点 质量控制

社会经济的快捷化发展，推动了建筑工程的规模性开发。同时，也促进了建筑施工技术的高效性研究。预应力混凝土管桩作为日趋成熟的桩基工程施工技术，成为当前很多大型高层建筑、道桥工程建设过程中，用于基础工程施工的桩基处理措施。本文针对预应力混凝土管桩的技术优势进行了分析，结合管桩技术的施工要点，阐述了预应力混凝土管桩施工的质量控制措施。

1 预应力混凝土管桩技术特征

预应力混凝土是为有效避免混凝土结构过早出现裂缝，针对高强度混凝土结构在荷载前预先施加预压应力，用来减小或抵消荷载应力，以延缓混凝土裂缝变性，提高混凝土构件的抗裂性能和刚度强度。

预应力混凝土管桩技术，是采用高强性混凝土及高强度钢筋，采用先张法钢筋工艺，利用离心法和预应力技术，通过蒸气高压养护制作成空心圆筒体等混凝土构件，施工时利用大吨位压桩机将其静压深入地下形成建筑物承载性基础桩基的桩基施工方式。预应力混凝土管桩具有如下技术优势： 1.1 单桩承载力高 预应力混凝土管桩制作工艺精良，桩身混凝土强度性能高，静压入土层时由于挤压作用，管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。 1.2 抗裂形变性好 相对而言，预应力混凝土管桩经过高强性预应力工艺处理，具有较强的抗裂性和抗弯性等刚度性能，能够有效避免运输及静压施打施工过程中的破损现象。 1.3 施工效果优良 预应力混凝土管桩技术施工，施工工艺简单易行，无噪音震动等环境污染影响，接桩快捷、成桩质量可靠，工期短工效高、 成桩后即可作桩基检测。 1.4 技术适应性广 预应力混凝土管桩单桩承载力高，地层穿透能力强，施工条件受限小，经济效益好，适用于各种大型高层建筑、桥梁码头等基础工程的施工。

2 预应力混凝土管桩的作用机理及受力分析

预应力混凝土管桩，其初始荷载是先在桩身上部产生垂直应力及弹性形变，并逐渐向桩身下部传递形成摩擦阻力，致使桩身处于弹性压缩状态。随着荷载应力的增加，当桩身垂直应力传递到桩身底端时，桩端土层受压密实紧缩、变形加大。随着静压荷载桩端阻力的增加，桩顶部位侧阻力首先达到极限，对应于荷载增量，抗力摩阻减小，桩端阻力增大，最终导致桩端土出现塑性。从而提高了预应力混凝土管桩的单桩承载力。

预应力混凝土管桩施工时，静压器械强大的锤击力将预应力混凝土管桩强行打入密实砂层或风化岩层内，受外力冲击波和动应力影响，桩尖附近持力岩土层受到瞬间性剧烈挤压，单位密度加大，其承载力性能相对提高。预应力混凝土管桩大多数采用开口式桩尖，软土地基上部土层对管桩阻力影响较小，锤击冲击力直接作用在桩端土体，直接向下传递压缩波、剪切波和动应力，桩端土不断被挤入桩腔内，土挤力与桩壁摩擦力平衡后形成土塞效应，提高了承载能力。

3 预应力混凝土管桩的施工要点 预应力混凝土管桩施工时，要根据工程施工设计方案、岩土地质勘察报告、施工现场工况环境，选择适宜的沉桩机械，注意如下施工要点：

3.1 沉桩 预应力混凝土管桩沉桩过程中，应严格控制管桩的倾斜率及沉桩速度。尽量一次性将桩身沉桩到位，避免在接近设计深度时接桩。对采用闭口桩尖的管桩，应及时在管桩内孔灌注相关混凝土砂浆，沉桩顺序宜从中间向四周进行。

3.2 送桩 预应力混凝土管桩施工过程中，当桩顶沉至接近地面时，应测出桩身垂直度并检查桩顶质量，修正锤击沉桩的最后贯入度，及时送桩，并按照施工设计方案及要求，保障送桩深度的规范性。

3.3 接桩 接桩工艺及质量是影响预应力混凝土管桩质量的因素。施工时，应合理配置桩段，尽量减少接桩。接桩时要严格按照施工程序及规范要求，采用端板焊接连接、法兰连接或机械头连接等接桩技术，保障接头连接强度高于管桩桩身强度。 3.4 截桩 当预应力混凝土管桩顶部高于设计标高时，往往需要进行截桩处理，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。截桩时应保留并将桩身全部预应力钢筋埋入承台内，确保截桩后管桩的强度性能质量。

4 预应力混凝土管桩的施工质量控制

预应力混凝土管桩技术，在施工过程中，需要针对相关环节进行严格的质量控制，以保障管桩承载性能。

4.1 施工准备的质量控制

严格审核预应力混凝土管桩工程承建单位的施工资质，格局地质勘测资料严格核查预应力混凝土管桩工程设计方案以及技术措施的科学性，合理的选择施工机械，完善安全监理程序责任，明确质量控制点。

4.2 施工过程的质量控制

4.21 检测混凝土预制管桩质量

预应力混凝土管桩的质量性能，是保障整个管桩施工效果的前提。施工前必须针对混凝土管桩构件的外观平整度密实度、钢筋强度等质量强度性能进行严格的检测。检查吊运时应轻吊轻放，严防碰撞，现场堆放时场地应平整，坚实。

4.22 试压混凝土预制管桩效果

根据现场地质工况，选择规范性地质岩层结构，针对混凝土管桩进行静压沉桩实验，适当控制压桩阻力、调节桩机平衡，通过静载荷试验检测设备安装的稳固性，保障管桩施工的均匀受力，确定承载力数值。

4.3 严格控制管桩施工程序质量

预应力混凝土管桩施工时，要科学的按照施工设计方案，优化施工程序，安装施工器械，保障器械的稳固性，控制下桩垂直度，压桩过程中，要保障眼妆的均匀受力程度。接桩时要严格接桩焊接的工艺方法，严格接桩技术参数，保障接桩质量强度。截桩时应采用锯桩技术，严禁用大锤横向敲击或机械力强行推断，避免发生桩管破损开裂，影响桩管结构的承载性能及强度质量。

4.4 预压管桩施工后的验收监理

预应力混凝土管桩施工完毕后，要严格按照检测程序，采用反射波小应变检测法在桩顶瞬时激振的情况下，利用精密仪器分析桩体中弹性传播的波形特征，判定管桩桩体质量，检测工程桩身的质量性能，

结束语：总之，随着当前各种建筑设施的多元性开发，预应力混凝土管桩，作为一种简便有效的桩基施工技术，成为当前大型建筑工程的深基坑支护、地下连续墙等基础工程中被广泛应用。探究预应力混凝土管桩技术的施工质量控制策略，优化施工技术设计，有利于保障现代建筑基础工程的质量安全。

预应力混凝土篇10

现代预应力混凝土桥梁因使用性能优良、跨越能力优越而在公路、铁路中广泛应用。随着科技发展、社会进步，交通量和重载车辆比重在不断增加，因此对预应力混凝土桥梁耐久性提出了更高的要求。预应力混凝土桥梁的破坏常常表现为无明显征兆，预应力混凝土桥梁一旦破坏，常常造成很严重的后果。因此对预应力混凝土桥梁耐久性的研究显得尤为重要。本文在其他学者对预应力混凝土桥梁耐久性研究的基础上进行了分析总结。

1预应力混凝土桥梁耐久性影响因素

预应力混凝土桥梁耐久性，是指预应力混凝土桥梁在预应力工作状态下，能够抵抗外界环境，同时在内部物理化学共同作用下，能够保持结构外观符合相关规范要求，并能保持技术使用性能不变的能力。预应力混凝土桥梁相较于其他普通混凝土桥梁结构，预应力混凝土桥梁的预加应力作用的存在，使得预应力混凝土桥梁能够有效控制桥体自身混凝土裂缝开裂，从而有效抵抗外界环境对桥体的侵蚀作用。但由于高强度预应力钢筋随着自身材料老化，在不断增加的重载和超载作用下其力学性能不断下降，常常出现突发性的脆性破坏。因此，对预应力混凝土桥梁耐久性的研究显得尤为重要，对影响预应力混凝土桥梁耐久性的因素进行分析才能采取有效措施，延长预应力混凝土桥梁的使用性，更好的提高其耐久性。

1.1混凝土材料碳化腐蚀破坏

混凝土是预应力混凝土桥梁的第一层保护层，与普通混凝土桥梁结构相同，外层混凝土包裹体容易受到CO2气体的碳化作用生成碳酸钙而发生腐蚀破坏，碳化作用降低了混凝土自身碱性，使混凝土降低了对预应力钢筋的保护。此外，碳化反应使得混凝土材料收缩变形加剧，加之钢筋本身的存在锈胀作用，两种作用共同影响下降低了钢筋与混凝土两者间的粘结性，容易出现混凝土保护层产生裂缝甚至剥落现象，因此应根据工程实际环境选择合适的混凝土型号，避免混凝土碳化腐蚀破坏对预应力混凝土桥梁的造成的破坏。

1.2氯化侵蚀破坏

氯化侵蚀破坏常出现在外部含大量Cl-1的环境中，或使用含Cl-1的混凝土外加剂。Cl-1主要通过侵入、扩散两种方式进入混凝土内部，进而逐步进入材料内部腐蚀钢筋而造成预应力混凝土桥梁结构的破坏，破坏主要分三个层次：⑴破坏钢筋表面的形成的保护膜——钝化膜；⑵形成腐蚀电池环境，极大的加速了钢筋腐蚀速度，对钢筋的锈蚀作用影响极大；⑶去极化作用循环往复锈蚀钢筋。

1.3钢筋锈蚀破坏

钢筋锈蚀是混凝土构件耐久性下降的最主要和最直接的因素[1]，钢筋锈蚀作用按作用机理主要有化学腐蚀作用和电化学腐蚀作用两种。两种腐蚀作用都使得混凝土内部碱性环境发生变化，使钢筋的保护膜——钝化膜遭受破坏丧失对钢筋的保护作用。钢筋锈蚀破坏能直接减小钢筋的有效工作面积，从而降低钢筋工作性能，并引起应力集中现象，产生严重的结构性衰减破坏。

1.4预应力钢筋应力腐蚀现象

应力腐蚀现象指的是在腐蚀介质与拉应力共同作用下，金属材料或合金材料的破裂现象。应力腐蚀破坏引起钢筋机械强度大幅降低而极易发生突发性脆性破坏。预应力钢筋的应力腐蚀通常从细小裂纹进一步发展裂缝，发展程度不断增大，最终造成钢筋整体强度下降而造成严重破坏情况。

2提高预应力混凝土桥梁耐久性的方法

2.1合理确定预应力混凝土桥梁保护体系厚度

预应力桥梁的成功应用很大程度上要依赖预应力混凝结构质量保证其耐久性，预应力混凝土桥梁保护体系的厚度对于桥梁耐久性影响很大。不同于普通混凝土桥梁，预应力钢筋桥梁结构的保护层不仅包括最外层的混凝土保护层，还包括普通钢筋，包裹预应力钢筋的金属波纹管及管内的灌浆体等，保护层体系极其复杂，保护层厚度的确定更为复杂，应根据工程实际环境，选用合适的保护体系厚度，有效保护预应力混凝土桥梁。

2.2合理选用高性能桥梁材料

高性能钢筋能大幅度提高桥梁结构耐久性[2]，合适的预应力钢材能有效避免波纹管开裂破坏以及波纹管堵塞问题应从钢材的品种、规格、伸长率、延伸率等参数综合考虑选用；合理选择混凝土，能充分发挥混凝土材料的耐磨性和密实性，对桥梁内部预应力钢筋结构起到有效的保护作用，选择混凝土时应综合考虑工程当地的水文、气象等资料，并针对桥梁不同部位考虑混凝土类型；预应力混凝土桥梁结构保护层中波纹管材质对耐久性有显著影响[3]，合适的波纹管能增加与灌浆材料的密实性，隔挡灌浆材料泌水对预应力钢筋的破坏，对预应力钢筋起到很好的保护性。

2.3合理设计预应力混凝土桥梁防水、排水结构

由于桥梁结构长期暴露在空气中，在CO2气体、雨水及生活用水Cl-1等有害介质共同作用下对桥梁保护层结构造成极大损害，甚至影响整个桥梁结构的耐久性。因此设计时需要结合工程实际选择合适的桥梁排水结构设计，及时、快速排出雨雪积水，既能有效避免雨雪积水增加桥梁重量，造成桥梁承重负担，又能避免雨雪积水对桥梁的侵蚀破坏，同时合理选择预应力混凝土桥梁防水层材质，满足防水层抗渗性、抗拉性、抗剪性要求。确保防水层与路面沥青结构相容性与粘结性，避免雨雪积水渗入桥梁内部对桥梁造成破坏。

2.4优化预应力混凝土桥梁设计

基于预应力钢筋的位置，预应力混凝土桥梁结构可分为体内预应力混凝土结构和体外预应力混凝土结构两类。体外预应力桥梁具有施工方便，工期短，节约成本，后期服务方便快速，相较于体内预应力桥梁有很多优势，在新建预应力混凝土桥梁及旧桥加固中得到了广泛应用，因此在桥梁设计中，因根据工程实际情况，综合比较体内预应力结构与体外预应力结构后选择合理的方案；根据钢筋张拉与混凝土浇筑的顺序，预应力混凝土桥梁结构可分为先张法预应力混凝土桥梁结构和后张法预应力混凝土桥梁结构。后张法预应力混凝土桥梁施工便捷，不受季节制约，可平行作业，缩短工期，制作工艺可实现半自动或自动机械化大规模制造[4]，但后张法预应力混凝土桥梁结构施工难度大，对材料要求高，应对两种方法进行对比分析，综合考虑选用合适的方法设计桥梁结构。

2.5严格控制施工工艺

预应力技术在桥梁上的运用臻于娴熟，预应力桥梁的施工工艺的严格控制对于桥梁的工程质量和使用年限有着至关重要的影响。在预应力混凝土桥梁施工中要严格按照相关规范和标准存放预应力材料，选用合适的混凝土型号，正确使用外加剂，保证水泥流动性，同时控制混凝土凝固强度和凝固时间，使得其强度与弹性模量的增长速度相同，满足预应力张拉条件；定期对管道进行检查，采取合理有效措施保证预应力管道通畅；严格控制混凝土浆体水灰比，保证预应力孔道的压浆质量；高度重视钢筋绑扎工作，除保证绑扎质量，还需对钢筋采取保护措施，防止预应力钢筋外皮刺破，钢筋锈蚀等现象出现；严格控制预应力结构张拉力；水泥浆液初凝后做好二次压浆工作等。

3结语