浅析预应力混凝土技术的应用与管理

浅析预应力混凝土技术的应用与管理

邓干辉

广东中创建设有限公司 单位邮编： 517000

【摘要】：混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料、颗粒状集料（也称为骨料）、水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。具有很强的抗压能力，但其抗拉能力很差，属于脆性材料。预应力是为了改善结构服役表现，在施工期间给结构预先施加的压应力，结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏。在混凝土结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚，这种通过对混凝土预先施加拉应力的技术简称为预应力混凝土技术。本文对预应力混凝土技术的应用和管理进行了简要的分析与研究,以期为相关人员提供参考。

【关键词】：预应力混凝土技术；应用；管理

1、引言

在建筑技术不断发展的背景下，预应力混凝土技术在工程施工中的应用愈加广泛，且取得了良好的效果。预应力混凝土技术是针对钢筋混凝土在生产和使用的过程中产生的，并且性能优越，结构完善，深受建筑工程建设的欢迎。作为一种现代化的新型施工技术，预应力混凝土技术的应用能提高混凝土的抗拉强度和抗折强度，缩减混凝土的用量，从而缩小结构尺寸，扩大高跨比。有力地推动了工程施工的开展，改善传统混凝土结构，减少安全问题的发生，提高建筑物结构的稳定性与安全性。

2、预应力混凝土技术概述

在混凝土结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚，这种通过对混凝土预先施加拉应力的技术简称为预应力混凝土技术。

3、预应力混凝土技术的应用

3.1预应力混凝土的检测

3.1.1预应力混凝土的检测技术

预应力筋直接检测技术。以高精度、高稳定性的传感设备为主，安装在待检测的预应力筋上，由技术人员操作仪器得到相关的数据。其中，光纤光栅传感器作为主要的检测装置，在其支持下可得到较准确的数据，整体作业流程精简、操作便捷。

应力释放法。以机械切割为主要手段，使构件的预应力得以释放，根据实际情况作出判断，分析构件的特性。纵观当前的预应力混凝土检测工作状况，应力释放法可满足残余应力的测量需求。所得的结果难以全面反映构件的完整应力，但可根据现有数据推算，这一推算方式的所得结果具有可参考价值。

3.1.2预应力混凝土的检测方法

电磁效应检测法。依托于电磁效应可完成对预应力构件的检测，具体可根据需求采取合适的细分方法，如涡流检测、磁粉检测、侧漏检测。在预应力构件的质量特性存在大幅度的变化时，构件内的磁通量改变，可采用电磁的检测方法，探索磁通量与预应力具备的关联，根据两者间的特性确定该构件的预应力。实践表明，电磁效应检测法已得到较广泛的应用，但局限之处在于易受到外部环境的影响，因此所得结果的准确性略低。

超声波检测法。依托于超声波在物体内的传导规律，展开有关于构件预应力的分析。通过超声波的应用，能够达到无接触检测的效果，根据超声波的传导规律可对结构质量做出判断，如被测结构是否存在裂缝等。这一检测法所得信息的可参考价值高，更有利于工程人员对结构采取针对性的加固措施，全程无结构损伤问题，能够规避不良影响。

3.2预应力混凝土的预应力张拉技术

3.2.1预应力张拉的分类

3.2.1.1先张法预应力混凝土构件的张拉

预应力筋放张时混凝土强度、弹性模量和龄期应符合设计要求。放张 之前应将限制构件位移的模板拆除。预应力筋的放张顺序应符合设计要求。设计无要求时，应分阶段、对 称、相互交错地放张。放张应釆用楔块或千斤顶整体放张，并符合设计要求。预应力筋的放张速度不宜过快。放张后预应力筋的切断顺序，应由放张端开始，逐次切向另一端。

3.2.1.2后张法预应力混凝土构件的张拉

预施应力之前，应对构件的外观和尺寸以及锚垫板后的混凝土密实性 进行检查，并将孔道中的灰浆清理干净。预应力筋的张拉程序应符合设计要求。集中预制的混凝土箱梁宜按预 张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行，集中预制的T梁宜按初张拉和终张拉 二个阶段进行。各阶段预施应力时的混凝土强度、弹性模量和龄期应符合设计要求，预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，预应力筋张拉端的设置应符合设计要求。预施应力时，锚垫板、锚具和千斤顶应位于同一轴线上。釆用两端张拉时，预施应力过程中应保持两端同步，并且两端的伸长量基本一致。预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚固完结并经检验合 格后即可切割端头多余的预应力筋，切割端头多余预应力筋应符合第7.5.2条 规定，切割后的外露长度不宜小于其直径的1.5倍，且不宜小于30mm。后张法预应力构件的预应力筋断丝或滑脱数量不得超过预应力筋总数的5%。，并不得位于结构的同一侧，且每束内断丝不得超过一根。

3.2.2预应力张拉

预应力张拉就是在构件中提前加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受压应力，进而使得其产生一定的形变，来应对结构本身所受到的荷载，包括构件自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等。一般张拉用到钢绞线、千斤顶、锚板、夹片。

在工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢绞线，施加预拉应力,提高构件的抗弯能力和刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。

预应力筋张拉顺序应对称张拉；当两端同时张拉时，二端不得同时放松，先在一端锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固。两端张拉力应一致，二端伸长值相加后应符合设计规定要求。

3.3预应力混凝土的加固技术

3.3.1直接加固

建筑物的运营环境复杂，合理采取加固措施有利于维持建筑的稳定性。直接加固是较为基础的方法，该方法以混凝土构件的实际特点为立足点，向该处增添与原结构材料相兼容的材料，通过新增材料的作用提高混凝土的稳定性。在直接加固的方法体系中，钢板黏结加固法是重要方法之一，这种加固方法的技术原理是钢板通过粘贴的方式与混凝土结构相贴合，为确保二者贴合的牢固性，施工单位应该选择工业胶作为黏结材料。需要强调的是，在加固前应清理混凝土结构表面，同时保护原有结构，使混凝土结构表面具有一定的粗糙度。如果在处理过程中，发现局部出现问题，应通过凿毛的方式加以处理，然后进行修补，所使用的材料为高性能水泥土砂浆，在修补后对表面进行重新处理。在上述工作完成后，依托千斤顶的力量转移负荷，降低缝隙出现的概率。此外，还要加强对胶体的检测和处理，处理方式为将胶体放入轴式搅拌机处理，使其颜色均匀分布。同时，控制单次胶体用量，并以重复涂抹为手段，保证钢板与混凝土结构的黏结效果。

3.3.2间接加固

在间接加固过程中会普遍采用支撑结构，该类结构可提高混凝土的稳定性。其中，预应力钢绞线拉杆法是较主流的方法，可以改变原构件的预应力分布状态，达到受力条件最优化的效果，解决了构件受滞后预应力影响的问题。

4、预应力混凝土技术的管理

4.1构建内部质量管理体系

建立质量保证体系，是提高预制混凝土构件质量的关键一步，建立以技术负责人以及工程技术人员为主导的质量保证体系，从而使预应力混凝土技术能得到更加专业的使用，从事技术负责的人员要有充足的工作经验，持有相应专业的质量保证书，质量保证体系要覆盖技术应用的全过程，同时在生产的过程中形成良性循环。在质量保证体系的指导之下，混凝土构件生产企业应完善质量管理制度，产品出厂前验收制度，质量奖惩制度，将管理制度贯彻落实于生产的方方面面，提高技术管理人员的质量意识和责任心，保证产品的生产质量。构建在出厂前还应进行严格的质量检查，对外形尺寸以及质量进行严格把关，检验合格的产品用二维码进行标记，检验不合格的产品则禁止出厂。对建筑施工中不合格的部分也要严格对待，不允许其在施工中使用，必须按照规范进行生产和发展，使混凝土技术能取得创新性发展，避免不必要的麻烦产生，进一步扩展应用领域，从而更好地推动建筑施工中预应力混凝土技术效果的提升。

4.2优化施工工艺

工程施工的过程中施工企业应该结合工程设计方案的要求，实现施工工艺的优化。混凝土浇筑施工的质量与工程的整体质量有很大的关系，施工单位必须加强对混凝土浇筑施工的控制，保证混凝土混合的原材料质量符合要求，施工人员可以结合实际情况选择使用早强剂等，从而保证混凝土整体的质量符合要求。混凝土浇筑必须伴随振捣和压实，从而提高混凝土的密实性。此外，混凝土浇筑完成后必须做好混凝土的养护，避免出现混凝土表面出现开裂的问题。

4.3规范安装钢筋管道

工程施工的过程中会涉及很多钢筋管道的安装，施工单位必须综合选择专业技术水平较高的工作人员实现对钢筋管道高质量的安装。施工人员需要认真审核施工设计方案，并科学合理的选择钢筋管道的施工技术，保证钢筋管道的施工满足后期使用的需要。此外，做好钢筋管道内部疏通，避免出现管道堵塞的问题。

4.4加强预应力混凝土技术应用控制

工程施工的过程中，施工人员可以结合实际情况做好预应力混凝土技术使用的控制工作，保证施工质量符合要求。第一、做好锚固连接的选择，保证工程整体的稳定性有所保障。第二、严格控制工程结构的张力，提高工程的整体施工水平。做好施工人员施工的指导工作，降低施工中存在的问题。第三、预应力混凝土技术的应用要点较多，施工期间还需严格控制用水量。固结的水泥不具有使用价值，不可通过加水的方式处理。生产混合料时应严格控制各类原材料的用量，按照规范的配比使用材料，并充分搅拌，生产高性能的混合料。

4.5构建外部控制措施

政府应完善法律法规和相应的道德规范，听取混凝土生产企业的意见和建议，逐渐建立起覆盖生产、施工和维护等全过程的标准，从而使生产企业能有标准可依，有规范可循。对于设计单位的出图质量应进行严格的要求，充分考虑施工地的现状以及影响因素，明确预制混凝土构建与现浇构件之间的构造详情，按照规范进行预应力混凝土技术操作，并且提出有建设性的意见和建议。遵守构件验收制度，构件生产单位在进行生产的过程中，有义务告知建设单位，并由建设单位组织其他相关单位进行混凝土构件的验收，在通过验收后才能按照约定程序进行生产。预制混凝土构件在运输至施工现场时，建设单位应自觉组织生产单位和施工单位进行交接验收，对构件的质量与外观进行检查，同时对构件的强度、压力进行测试，对产品上的信息进行核对，从而方便预应力混凝土技术的高效开展。

4.6提高施工人员的技术水平

预应力混凝土技术使用的过程中，施工人员的专业技术水平与综合素质对工程的建设具有很大影响。因此，施工单位必须提高施工人员的技术水平，保证施工人员都能够掌握扎实的预应力技术使用知识，并将理论知识实践到实际的施工中。相关人员需采取科学合理的方式，不断提高施工的规范性，严格控制张拉力的数值，最大限度减小实际张拉力与设计值的误差，保证预应力张拉质量符合实际要求。

5、结束语

综上所述，预应力混凝土技术在建筑施工中广泛应用，近年来更是有了上升趋势，但预应力混凝土技术相较于普通施工技术，具有非常高的要求，与工程整体质量关联密切。因此，在实际应用时，施工单位应合理使用预应力混凝土技术，综合考虑成本、质量和进度等因素设计可行的施工方案，以此保证工程施工的精度和效率。

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作者简介：邓干辉（1986.02～），男（汉族），广东省河源市人，本科学历，从事建筑工程管理工作。现工作单位：广东中创建设有限公司，单位邮编：517000