浅谈预应力钢筋混凝土

颜真光　谭幸淼

摘 要：本文从预应力混凝土的类别、施工质量问题及解决方法等方面分析预应力钢筋混凝土的发展。

关键词：预应力;钢筋混凝土

1  预应力钢筋混凝土与钢筋混凝土

钢筋混凝土在促进建筑业发展方面起到了至关重要的作用，但随着建造需求日益大型化，在建造过程中需要承载大荷载的大跨度结构的建造量也在日益提升，虽说从理论计算上来说采用普通钢筋混凝土也是可行的，可实际中却行不通，因此，在大跨度混凝土结构中，预应力钢筋混凝土便得到了广泛的使用。

预应力钢筋混凝土在制作过程中会采用特定方法使得构件中的主要受力钢筋预先受到张拉，同时混凝土界面也会受到这个预拉力的反作用力，使得受拉区的混凝土产生预应力。当预应力构件受到外界荷载作用时，便会先抵消钢筋混凝土中已经存在的预压力，在一定程度上提高混凝土的极限拉应变，从而延迟构件裂缝的出现。

2  预应力钢筋混凝土的类别

2.1 全预应力钢筋混凝土

全预应力钢筋混凝土是严格要求其不出现裂缝的构件，同时严格控制预应力梁的挠度和预应力构件的截面尺寸。这类预应力钢筋混凝土在使用荷载的作用下，不允许构件截面上出现拉应力。

2.2部分预应力钢筋混凝土

一是构件受拉区最外围可以存在拉应力并保证其截面不出现裂缝;二是构件受拉区最外围可不仅为拉应力并且其截面可以出现裂缝。

2.3无粘结预应力钢筋混凝土

无粘结预应力钢筋混凝土是指将预应力钢筋的外表涂抹润滑防锈材料，如油脂、沥青等，以防止在施工中破坏涂层，达到在张拉时可以沿纵向发生相对滑移的后张预应力钢筋混凝土。

3  预应力钢筋混凝土的优缺点

3.1预应力钢筋混凝土的优点

采用预应力钢筋混凝土有着较多的优点，主要有以下几点：延迟裂缝的出现，有效提高构件的抗裂性和抗渗性;提高构件的刚度，减小构件的变形;降低钢筋中应力循环幅度，提高疲劳强度;减小构件界面尺寸，节约材料，降低造价[1]。

3.2预应力钢筋混凝土的缺点

虽然预应力钢筋混凝土有着上述的诸多优点，它还是存在着一些缺点。由于预应力钢筋混凝土的制作工艺较为复杂，质量要求较高，因此需要配备一些专业设备和专业的施工队伍。另外，构件中的预应力反拱较难控制，会随着混凝土的徐变增大而增大，存在着一些隐患。

4  預应力钢筋混凝土在施工中的常见问题及解决方法

与普通钢筋混凝土相比，预应力钢筋混凝土节点处的处理最为复杂，若是在施工中存在疏漏，则会对工程质量产生不良影响，造成较为严重的后果。

4.1混凝土质量控制

结构施工质量的好坏关键在于混凝土施工质量，若是混凝土质量不过关，那么用作预应力钢筋混凝土的原料就会影响后续工序的展开。影响混凝土施工质量的因素有很多，包括水泥强度和水灰比、骨料级配、外加剂品种及掺量等，因此在施工过程中，务必要按照施工配合比严格控制混凝土原料的质量和掺量[2]。

4.2滑丝

滑丝是指预应力钢筋在张拉和锚固时个别力筋产生滑移现象。因此在安装时要将张拉锚固区的钢束除锈去污并且清理锚垫板喇叭口中的污物，在安装工作夹片时调整端头平整，锚固过程尽量做到平稳。

4.3断丝

滑丝是指预应力钢筋在张拉和锚固时个别力筋产生断裂现象。造成断丝的主要原因有很多，主要是由于个别钢绞线的强度过低或是存在暗伤、锈坑等情况。因此在施工前要按照技术指标对钢绞线进行检验并做好锚垫板的水平定位工作。

5  预应力钢筋混凝土的经济性分析

虽说采用预应力钢筋混凝土能够确保节约混凝土和钢材，但不同的结构在采用预应力钢筋混凝土时在节约钢材和降低成本上的效果并不尽相同。因为预应力钢筋混凝土对材料的强度和质量要求相对较高，因此各原料的价格相较传统施工方法都有着一定的提高，另外，预应力钢筋混凝土在施工过程中需要额外的临时支架和模板，也是一笔不可忽略的费用，所以应当在比较了技术经济分析和节约效果后再决定是否采用预应力施工方法。

6 预应力混凝土梁的弯剪性能

已有研究旨在了解钢和合成纤维混杂对预应力混凝土梁弯剪性能的影响。不同纤维增强对预应力混凝土梁性能的影响分两个阶段进行评估。首先，进行断裂试验以了解纤维在材料层面的影响。其次，进行了足尺预应力混凝土梁的试验，以评估混杂纤维的加入对弯剪性能的影响。试验基体由用纤维增强混凝土（FRC）浇注的梁组成，纤维用量为混凝土体积的0.35%、0.70%和1.0%。在四点弯曲配置下，所有梁试件均在剪跨比（a/d）为5的条件下进行试验，将混杂纤维增强试件的结果与钢和聚烯烃纤维增强梁的结果进行了比较。试验结果表明，混杂纤维的加入增强了开裂后的响应，提高了能量吸收能力。随着混杂纤维的加入，破坏模式从弯曲-剪切（脆性）转变为弯曲（韧性）模式。失效模式的改变发生在钢和混杂纤维的剂量为0.35%和合成（聚烯烃）纤维的剂量为0.70%时[1]。

7 铁路预应力混凝土轨枕裂纹检测的振型曲率平方法

这项史无前例的研究旨在证明在全尺寸铁路预应力混凝土轨枕中定位裂纹损伤和严重程度的可能性。使用了动态模式形状曲率平方方法。这种方法采用从使用冲击激励的实验模态分析中提取的结构偏转形状。铁路混凝土轨枕暴露在第一个裂缝中，并使用符合英国标准的实验装置（用于基准测试目的）承受超过第一个裂缝荷载1.5倍的荷载。发现枕木的第一次开裂已经导致结构部件的非显著刚度降低，这从以下事实中得到证明，即固有频率偏移只有几个百分点，并且没有观察到偏转模式形状的明显差异。此外，单独的振型曲率不能指示铁路轨枕中裂纹的形成。然而，偏转形状的相对稀疏的线框使得传感器网格的似是而非的密度能够被进一步分析用于损伤检测。此项研究发展了曲率平方法来量化和定位铁路轨枕的损伤。为了提高裂纹定位的精度，首先发展了标准化损伤指数分布和不同损伤定位置信度的阈值化方法。根据试验数据的实际裂缝测量结果，可以合理地检测出大部分位于轨枕跨中的裂缝的准确位置。对这种方法的新认识可以促进利用运行模态信号进行铁路轨枕裂纹检测的车载技术的新发展[2]。

参考文献

[1]修德庆.预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用[J].建材与装饰，2020（02）：257-258.

[2]闫海.路桥工程建设中的预应力施工技术[J].工程建设与设计，2020（01）：221-222+225.