张全兵
(阳泉金联置业建设有限责任公司，山西阳泉 045000)
探讨预应力技术在建筑施工中的有效应用
张全兵
(阳泉金联置业建设有限责任公司，山西阳泉 045000)
简述了预应力混凝土的特点，从原材料与设备选取、切割预应力筋、混凝土浇筑、预应力筋张拉等方面，阐述了预应力施工技术要点，并分析了预应力技术在建筑工程中的应用现状，指出应用预应力技术有利于提高建筑的耐久性，延长建筑的使用年限。
建筑施工，预应力技术，预应力筋，灌浆作业
预应力技术在我国的建筑施工中十分常见，通俗的讲，预应力技术实则是运用于混凝土工程，使混凝土结构产生预应力状态，以减弱外荷载导致的拉应力，减少混凝土开裂，延长建筑使用年限等。预应力技术在建筑施工中的应用，不仅具有跨越能力大、受力性能好、耐用性能久、观赏价值高、使用性能优等优点，更是对我国建筑技术而言的一次重大的技术革新与飞跃。
1 预应力技术概况
建筑施工中的预应力技术应用，主要应用于混凝土工程，使混凝土结构产生预应力状态，减轻外荷载造成的拉应力。预应力技术主要是运用在混凝土结构中，而预应力混凝土结构，是通过混凝土的高抗压与低抗拉两大特点之间的互补来实现受拉区混凝土延缓开裂。应用到建筑施工中的混凝土结构，一般都使用高强度混凝土和钢筋，达到高度的抗压、抗渗等，虽然混凝土结构抗压能力强，但它抗拉能力弱，所以，运用预应力钢筋可以实现对混凝土抗拉力的预防。
2 预应力混凝土特点与施工流程
2.1 预应力混凝土特点
首先，预应力混凝土结构抗裂能力较弱，在预应力作用下，混凝土结构受到内在的预压应力需要由外在的荷载所产生的拉应力来相互抵消，如果没有外在的荷载产生拉应力，那么混凝土就容易出现开裂的现象。其次，预应力混凝土结构抗压能力较强，预应力对混凝土结构的改造，使得预应力混凝土在标准外力荷载下也不会出现开裂，一般情况而言，外力荷载不会超出混凝土最大刚度，从而能良好的进行抗压。第三，预应力混凝土结构抗腐、抗渗能力较强，由于混凝土结构自身重量小、跨度大，因此能广泛运用于建筑施工中。
2.2 预应力技术施工流程
首先，在建筑施工中，要严格把控原材料和设施设备的质量，质量因素是预应力施工技术顺利开展的首因，如，向生产厂家索要产品合格证明、产品性能检验报告等，并在材料设备投入使用前进行复检，要保证材料和设备合格才能投入使用，预应力筋上的夹具、锚具、连接器等，需要符合国家标准，组装检查后方可投入使用。在预应力混凝土施工过程中，要事先设计好预应力钢筋的分布图，分析出建筑整体所能承受的极限应力，以此调整钢筋分布，防止不必要的损失。
其次，根据建筑设计需要，切割长度适中的预应力筋，预应力筋的主要作用是为了方便施工，通过给建筑结构施加压应力，来保证结构中的压应力得以长时间保存，用长度适中的预应力筋，来制作预应力筋下料及固定端锚具，制作完成后，检验其规格，尺寸、数量，确保符合施工要求，其中，钢绞线下料长度要与其在梁结构构件内的有效长度相同，完成下料工作后，对其规格、数量进行及时检查，以降低下料施工的误差。
第三，穿束预应力筋，将预应力筋穿入管内，将波纹管绑扎在固定架上，穿束预应力筋时，人工单根穿束，穿束端以胶布包缠好，在穿束过程中，要保证将预应力筋对波纹管的损害程度尽量降到最低，在完成预应力筋穿束的后，检查波纹管的完好程度，如有破损，要立即用防水胶带包缠。
第四，混凝土浇筑施工，混凝土浇筑施工前，要对每次的浇筑施工进行详细的施工方案设计，并对施工人员进行技术交底，混凝土浇筑施工应在符合设计规定后执行，在完成预应力钢筋穿束施工后，复检已安装好的各管线，在预应力混凝土结构的浇筑施工中，需要采取直径较小的振动棒对张拉端、梁、柱节点等位置进行振捣施工，以确保梁内混凝土的密实度。
第五，预应力筋张拉，这一施工流程是为了在建筑构建中提前加拉力，使预应力张拉部件承受一定的拉应力，进而变形，来承受钢结构本身的荷载，张拉施工前，除底模不能拆除外，将预应力筋张拉端端部模板与侧模拆除，并将张拉端部混凝土清理干净，剥离多余的预应力套管，张拉施工前，选用吨位为0.1倍～0.2倍设计的张拉机械进行预应力张拉施工，张拉施工时，孔内浆液与混凝土强度需达到设计强度的80%［1］，在进行最后张拉时，先进行20 min～30 min的稳定，选用整体张拉等方式进行张拉，确定锚索张拉符合设计应力。
最后，需要注意以下几项事项:第一，在预应力技术分项工程中，预应力筋是其中最重要的原材料之一，因此，在预应力筋投入使用前，一定要注意其质量是否过关。第二，在注浆施工过程中，要认真观测，如果出现灌浆泵工作不正常或不出浆等问题，应及时做出问题分析，提出相应对策，确保灌浆作业顺利完成。第三，在灌浆结束时，要特别注意清水的添加，避免管路浆液和浆液泵之间产生凝固，所以在注入清水时，应适量。
3 建筑施工中的预应力技术应用
预应力技术在建筑施工中的应用主要表现为在建筑结构中的应用、在多跨连续梁建设中的应用、在受弯结构中的应用等。在建筑结构中，预应力技术运用于在平面结构可以增加建筑空间，解决光线的分布问题，能优化建筑格局的使用功能;此外，将预应力技术运用于转换层结构中，用预应力混凝土材料代替普通材料，实现转化层结构的稳固。在多跨连续梁中，特别是在桥梁建设施工中，如果抗弯承受力和抗剪承载力达不到施工要求，此时就得对桥梁进行加固，预应力技术使施工更加便利，通过粘贴碳纤维来加固抗弯能力，提高多跨连续梁的稳固性。在受弯结构中，如果混凝土内部产生了初始内应力，混凝土受压区应变超过极限，那么混凝土构件的承载极限就会被赶超，所以要在碳纤维片材具有初始抗应力时粘贴碳纤维，来防止混凝土构件遭受破坏。
以悉尼歌剧院为例，悉尼歌剧院的建筑物主要由4块大壳组成，其贝壳型屋顶，是由2 194块弯曲形的混凝土预制件用钢缆拉紧而拼成，立体的悉尼歌剧院，与蓝色的海洋、蔚蓝的天空相辉映，达到人文与自然的完美结合，给人一种冷峻中透出干净的感觉，而平面上的悉尼歌剧院，同样让人叹为观止，其外观可见的三组巨大壳片，筑在南北长186 m、东西宽97 m的现浇钢筋混凝土基座上。可以预见，造型奇特的悉尼歌剧院给建筑施工提出了巨大挑战和难题，因为其毫无规律的壳状屋顶、弯曲度各有不同的扇形结构之间相互接触，很难达到质量上的要求，在施工中，其运用预制件制作混凝土的部件，来达到建筑品质的管控。此外，由于歌剧院自身的特点，使得其内部结构难以用柱和梁来承受屋顶的压力，设计师运用折合式混凝土结构墙来支撑屋顶。悉尼歌剧院的设计，是20世纪杰出的建筑代表，为世界各国建筑业的发展提供了宝贵的借鉴和技术支撑，不仅是悉尼的灵魂，更是人类智慧的结晶。
事实上，在预应力技术的应用中，也会遇见一些问题，如堵管问题、温差过大导致的散热保温问题等，在进行预应力混凝土结构施工时，应仔细核实施工的各个关键部位，特别是对预应力控导的检查，防止发生堵塞问题，发生堵管问题时，以预应力筋曲线坐标为根据，将漏浆孔道堵塞的位置标注出来，要避开梁的主筋位置进行开孔，使钢绞线能顺利穿过波纹管。众所周知，混凝土裂缝是建筑的质量通病，特别是在道路施工中最易出现［2］，当发生表面裂缝时，通过控制构建内外的温差来减少此类情况的发生，例如，夏季时，优先选择低水化热水泥进行施工。当前，预应力建筑施工的工艺可谓不断创新，目前，预埋金属波纹管已普遍取代了原来的抽拔橡胶管成孔技术，同时，灌浆技术也不断得到突破，如真空灌浆术的运用大大改善了孔道灌浆的密实性，再有，无粘结预应力筋与非预应力筋的使用同步，大大降低了建筑施工成本，提高了施工结构水平，加快了施工速度等。当然，科技在进步，在预应力技术对建筑施工的作用上，肯定还有更大的发掘空间。
4 结语
预应力技术对施工的规范性有着严格的要求，预应力技术在建筑施工中的应用能有效提高建筑施工质量，有利于建筑结构施工。大量的施工工程实践表明，预应力技术在建筑施工中取得的效果极为乐观，随着科学技术的发展，我国建筑业发展中的预应力技术将会发挥出更大的优势。
［1］ 谢 弛.浅析预应力技术在建筑施工中的应用［J］.中国新技术新产品，2014(10):128.
［2］ 朱育杰.刍议建筑施工中预应力技术的应用［J］.建筑工程技术与设计，2015(30):106.
On effective application of prestressed technique in architectural construction
Zhang Quanbing
(Yangquan Jinlian Property Construction Co.，Ltd，Yangquan 045000，China)
The paper indicates the features of the prestressed concrete，illustrates the technical points for the prestressed construction technique from the raw material and equipment selection，cutting of prestressed reinforcement，concrete grouting，and prestressed tension，analyzes the application of the prestressed technique in the architectural projects，and points out the technique can improve buildings’durability and prolong their life span.
architectural construction，prestressed technique，prestressed reinforcement，grouting work
TU757
A
1009-6825(2016)35-0096-03
2016-09-24
张全兵(1975-)，男，工程师
