预应力混凝土结构施工技术与质量管理

张萌

摘要：近年来，随着科学技术的发展，我国在混凝土施工过程中技术已经逐渐趋于成熟，然而在实际施工过程中还存在很多问题。在本次研究中我们主要针对预应力混凝土结构施工过程进行阐述，并且分析了影响预应力混凝土结构施工的一些因素。针对如何有效控制预应力混凝土结构施工质量提出有效的解决措施，进一步提高建筑工程质量。

关键词：预应力混凝土结构；施工；技术；质量管理

一、预应力混凝土

在工程建筑过程中混凝土是重要的建筑材料之一，然而由于其具备较低的抗拉能力。目前主要用于受拉区构件，当用作受拉或者受弯构件时说，受拉区域的混凝土在一定应力作用下很容易出现开裂的问题，导致构件裂缝超出合理的构建刚度要求。为能够改善混凝土的受力性能，控制混凝土裂缝的产生，进一步防止构件出现较大程度的变形，很多建筑工作者长期通过实验探索出预加应力的有效方法，且预应力混凝土结构在结构承受一定荷载的情况下，人为对其荷载作用的受拉区施加预应力能够从一定程度或者全部抵消使用荷载，利用这种方法主要是能够通过较高的混凝土抗压能力，弥补其抗拉能力的缺失，即预应力混凝土。 近年来预应力混凝土结构实现了快速发展，并且广泛应用于建筑工程的多个方面，比如桥梁，压力管道，建筑等，尤其对于一些高层建筑抗震结构来说也取得了较大成果。目前，预应力混凝土已经广泛适用于土建工程，作为重要的结构材料大多用于公共建筑，高层，大跨度的桥梁等一些现代工程中。相比传统的钢筋混凝土来说具有较多优势，能够显著提升构件的抗渗透性能以及抗裂性能，转变传统的受力性能，进一步提高构件强度，有效防止构件出现变形减少混凝土梁的主拉应力和剪力，提高耐损力度和安全稳定性，并且能够节约生产材料，据统计能够节约30%的混凝土和40%的钢材料。但在实际使用时，预应力混凝土还存在一些问题，比如需要较为繁琐的施工工序，而且施工技术要求较高，需要借鉴专业设备，而且很难控制预应力反拱，随着混凝土徐变程度增加也会从一定程度上影响结构使用效果，施工周期通常较长，相应的施工成本也较大。

二、预应力混凝土的施工工艺分析

预应力混凝土实际上是通过张拉构件进而实现的张拉构件，之后会产生一定的回弹力，回弹力是通过混凝土和钢筋之间的粘结力，进一步将这种作用力传递给混凝土，进而使混凝土受到压力之后产生预应力，预应力混凝土需要按照其施加力的时间将其分为两种，分别是先张法和后张法。具体来看，在先张法施工时将台座上张拉预应力筋达到一定长度后，在台座传力架上，固定预应力筋将张拉好的预应力筋周围进行混凝土的浇筑，等到其达到一定强度后切断预应力筋，由于预应力筋本身具有弹性回缩的性能，可以使混凝土受到预压。而先张法主要是通过混凝土与预应力筋的粘接力进一步传到预期强度，这种预应力在后张法施工中，首先需要进行混凝土构件的浇筑。在预应力筋的位置留出孔道，等到混凝土达到一定强度后将预应力筋穿入孔道中，利用构件将其作为受力台座，完成张拉之后利用锚具将预应力筋锚固在构件上使混凝土能够获得压应力，最终在预留孔道中完成水泥砂浆，以确保钢筋不会受到腐蚀作用，同时还可以将混凝土的筋束与混凝土连成整体。在后张法中钢筋回弹力需要利用构件端部的锚具才能够使其产生预压应力。

三、影响混凝土施工质量的因素

结构参数。在具体施工过程中，结构参数是施工控制的重要资料，结果参数的准确性将进一步影响结果准确性。具体来看，结构参数包括构件的尺寸，弹性模量以及重量，施工荷载等因素。施工监测是贯穿于整个施工过程的，能够提高施工质量。在建筑过程中，通常会采用一些具体的检测工具来完成实时检测。因此，在实际施工时需要考虑施工条件，监测设备安装测量等的误差对实际工程的影响。温度变化是影响结构变形的因素，如果温差较大时，会使结构出现较大程度的变形，进一步产生裂缝，不利于工程施工。在先張法中构件中台座和预应力间的温差还会导致预应力损失。因此，在实际生活中尽量避免较大的温差产生，混凝土的材料出现收缩或者徐变作用。徐变是指在一定荷载下随时间延长作用力方向的构件会出现一定程度的变形，徐变会使其内力重分布，使结构出现较大程度的变形，进一步会使预应力损失，而混凝土收缩是指在空气中混凝土结硬进而使其收缩，会使混凝土产生内部应力导致结构变形或者产生裂缝，从一定程度上将影响混凝土构件的耐久性和强度。对于预应力混凝土结构来说由于出现了混凝土的徐变和收缩，会损失产生的应力。因此在实际施工时需要有效控制好混凝土材料收缩和徐变作用，减少其带来的误差。

四、有效控制预应力混凝土结构的施工质量

做好工作人员的控制。在具体施工中，需要对施工单位的资质进行严格审查，并且从其设备，技术以及人员资质上进行检查。在施工前需要阅读设计图纸，并且了解设计人员的设计意图，仔细阅读设备说明书，并且能够掌握关键技术要点和一些注意事项。做好锚固体系的质量控制工作。由于锚具体系是整个混凝土施工过程中的重要内容，有效的锚固体系包括锚具，连接器等，并且需要注意的是预应力的锚固体系，需要符合国家相关标准。锚具是确保预应力混凝土结构安全可靠的关键技术，需要对锚具进行外观检查，不能出现尺寸，腐蚀裂纹等问题，尤其还需要检查锚具的强度，锚固能力，必要时需要进行现场实验，对一些重要的锚具来说还需要进行破坏性检测。

混凝土质量控制。预应力混凝土中通常是以水泥作为胶结料，这种混凝土具有高强度以及收缩和徐变小等优势，同时质量较轻，具备较高性能也是其主要指标。预应力结构采用高强度的混凝土，能够充分使用一些强钢材，减少自重以及截面积，进一步能够减小结构上所承受的荷载，是一些大跨径的施工要求。而在高强度的混凝土具有较小徐变，收缩变形和较高的弹性模量，能够避免出现预应力损失的问题。除此之外，高强度的混凝土还有良好的抗拉强度，粘结性和承压强度，能够避免在施工过程中出现裂缝，有利于完成和预应力筋的锚固过程。在施工要求上对于混凝土需要尽早进行预应力施加，提高施工进度。通常预应力构件混凝土强度需要高于c30，可以采用光面钢丝，热处理后的钢筋作为预应力筋，其强度应当高于c40，同时在具体施工中针对预应力混凝土构件中不能添加对钢筋有腐蚀性作用的物质，包括氯化钠等。

预应力钢筋的控制。有效控制预应力钢筋的大小，主要是受到张拉控制应力影响的。由于在具体使用中会出现不同程度的预应力损失，因此需要采用较强的钢筋强度。此外，还需要混凝土和钢筋有良好的粘结性能。钢筋需要具备良好加工性能和塑性。

合理控制混凝土浇筑。在进行混凝土浇筑之前，由于部分工程为了能够提高混凝土早期强度，通常采用添加早强剂的方式，在浇筑第三天便开始张拉预应力，然而这种方法在实际施工中是不可取的。由于混凝土的强度以及相应的弹性模量是不同步增长的，过早进行张拉则会损失预应力，导致构件承载力不够，可能会出现严重的裂缝问题。

预应力孔道灌浆。在灌浆过程中对浆料的强度，粘结力具有一定要求，还需要其具有较小的密水性和较强的流动性，可以采用普通水泥和硅酸盐水泥，水灰比为0.4到0.45之间。后张法预应力施工是孔道灌浆的关键环节，应当在张拉预应力一天之内完成灌浆，如无法及时灌浆则需要采取着措施以免预应力筋受到腐蚀。

小结

随着经济建设的发展，人们对于建筑结构的要求越来越高，预应力混凝土结构在工程建筑中被广泛应用，相比普通钢筋混凝土来说工艺较为复杂，而且技术水平高。在具体施工中需要落实好每一道工序，分析影响其质量的关键因素，并采取有效的质量控制措施，进一步提高工程质量。

参考文献

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[2]段浩. 建筑工程中预应力混凝土工程标准施工技术[J]. 中国标准化，2017（18）.

（作者单位：山东瑞源混凝土有限公司）