预应力损失及施工工艺控制对策探讨

张宇旭

黄石理工学院（435003）

预应力损失及施工工艺控制对策探讨

张宇旭

黄石理工学院（435003）

本文首先对预应力损失原因进行了总结和分析，并从施工工艺角度出发提出了减少预应力损失的有效控制措施。

应力损失；施工工艺；控制

0 引言

预应力的施工一般是通过张拉锚固在混凝土构件上的钢筋，由于钢筋的弹性回缩，就使混凝土受到压力即产生预应力[1]。如何尽可能减少预应力损失，建立有效预应力值是研究和发展预应力混凝土施工工艺的首要任务。

1 预应力损失的主要原因分析

1.1 张拉锚具变形和钢筋内缩

无论先张法临时固定预应力钢筋还是后张法张拉完毕锚固预应力钢筋时，在张拉端由于锚具的压缩变形，锚具与垫板之间、垫板与垫板之间、垫板与构件之间的所有缝隙被挤紧，或由于钢筋、钢丝、钢铰线在锚具内的滑移，使得被拉紧的预应力钢筋松动缩短从而引起预应力损失[1]。

1.2 预应力与管道壁之间的摩擦

后张法预应力钢筋的预留孔道有直线形和曲线形。由于孔道的制作偏差、孔道壁粗糙等原因，张拉预应力筋时，钢筋将与孔壁发生接触摩擦。距离张拉端越远，摩擦阻力的累积值越大,从而使构件每一截面上预应力钢筋的拉应力值逐渐减小，这种预应力值差额称为摩擦损失。

1.3 预应力钢筋与张拉设备之间的温差

制作先张法构件时，为了缩短生产周期，常采用蒸汽养护，促使混凝土快硬。当新浇的混凝土尚未结硬时，加热升温，预应力钢筋伸长，但两端的台座因与大地相接，温度基本不高，台座间距离保持不变，即由于预应力钢筋与台座间形成温差，使预应力钢筋内部紧张程度降低，预应力下降。当停止升温养护时，混凝土已结硬与预应力钢筋结成整体，钢筋应力不能恢复原值，于是产生了预应力损失。

1.4 预应力钢筋的应力松弛

松弛是钢材在受力后在固定长度下随着时间所发生的应力降低，即预应力值的损失。先张法当预应力钢筋固定于台座上或后张法当预应力钢筋锚固于构件上,都可看作钢筋长度不变，因而将发生预应力钢筋的应力松弛损失。

2 预应力施工工艺的主要控制措施

2.1 锚具变形、钢筋回缩引起的预应力损失控制措施

减小锚具变形、钢筋回缩引起的应力损失除超张拉外，在施工中应加强对锚具、夹片的质量检测工作，确保它们的硬度符合标准；同时，在安装工艺上应保持夹片干净，且夹片在孔内平整。

减小钢筋回缩值可以相应减少预应力损失值。钢筋回缩值只考虑张拉端影响，而锚固端幅由于张拉时已经挤紧，不作考虑;可采用一端张拉或两端依次张拉减小钢筋回缩值。

2.2 预应力钢筋与孔道壁摩擦引起的预应力损失控制措施

采用刚度较大的预留孔道，使之成型顺直,抽管后及时清孔。准确布设预留孔道的定位网位置，保证孔道本身无局部弯曲；同时在预埋锚垫板时，要确保端部锚垫板与孔道垂直,防止预应力筋紧贴孔壁而增大摩擦力；另外，还要保证预留孔不漏浆，在混凝土振捣时，插入式振动棒不能触及成孔所用的波纹管或橡胶管，防止其位置错动;尽量采用两端同步张拉或超张拉、多次张拉施工工艺。

2.3 预应力松弛引起的预应力损失控制措施

1）采用高强度低松弛预应力筋；低松弛钢丝及低松弛钢绞线均经过特殊处理,其在恒应力下抵抗位错转移的能力大为提高。

2）对于高强度预应力钢铰线在正式使用前进行预张拉处理。

3）采取超拉力工艺。

4）后张法施加预应力后应尽早压浆，通过凝结后的水泥浆将预应力传至混凝土，并防止预应力钢筋锈蚀，亦可防止预应力筋松弛。

2.4 预应力钢筋与张拉设备间温差引起的预应力损失控制措施

1）采用两阶段升温法来减小温差损失。先升温20～25℃，恒温养护至混凝上强度达到7～10 N/mm2后，混凝土与预应力钢筋之间已具有足够的粘结力而结成整体,再第二次升温至规定养护温度；二次升温时，二者可共同变形，不再引起预应力损失。

2）在钢模上生产预应力构件，预应力钢筋和钢模同时被加热，无温差。

2.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失控制措施

根据混凝土收缩及徐变产生的机理，在施工中应采取相应的措施来减少由于混凝土收缩及徐变引起的预应力损失，主要措施有如下:

1）在进行配合比设计时，宜选用高强度等级水泥，在保证混凝土R28强度的情况下，水泥用量不宜过大；同时掺加外加剂，减小水灰比。

2）选用级配良好的骨料，增加骨料重量。在混凝土施工中应加强混凝土的振捣，提高混凝土的密实性，构件成形后注意覆盖，洒水养护，使水泥水化作用充分，保证混凝土在湿度大的情况下硬化。

3）根据混凝土徐变特性，对于己经成型的混凝土梁应尽早安装架设，并施加二期恒载。

3 小结

由于张拉工艺、钢材及混凝土材料的性能等种种原因，使混凝土构件中实际的预应力损失达15%～30%。预应力混凝土施工中的预应力损失是多方面的,要根据各种不同施工方法认真分析研究预应力损失原因,另外在预应力筋张拉前也应事先对张拉设备进行严格的检验和测试,保证预应力值建立的准确性。

[1]刘丽云.浅析预应力混凝土施工中的应力损失的研究与对策[J].工程与建设,2007,21(5):746～747.

[2]张利霞,乔美荣.浅析预应力损失的控制[J].河北建筑工程学院学报,2008,26(2):26～30.