浅析预应力技术的应用及注意问题

预应力技术在桥梁工程施工中得到广泛应用,根据预应力筋张拉先后顺序,桥梁工程中分先张法和后张法两种方法。先张法是指在台座上或钢模上先张拉预应力筋并用夹具临时固定，再浇注混凝土，待混凝土达到一定强度后，放张预应力筋使混凝土产生预加应力的施工方法。后张法是指在混凝土达到一定强度的构件或结构中，张拉预应力筋并用锚具永久固定，使混凝土产生预压应力的施工方法。
一、先张法和后张法的基本施工工艺：
（一）先张法
先张法施工工艺简单，能大批量生产、经济和质量稳定，但施工前得建立临时张拉台座。台座是生产先张法预应力混凝土梁板的主要构件，用于承受张拉预应力钢筋时的反力，台座的稳定性、安全性、可靠性、经济性将直接影响到先张法预制场正常顺利的运转。先张法施工工艺基本流程高级工程师职称评审,建筑设计论文,理工类论文,期刊查询
1、张拉台座制作
2、张拉力筋
3、钢筋骨架制作
4、灌注混凝土
5、养护、拆模
6、放张
（二）后张法
后张法梁施工时，对构件的混凝土施加预应力时，强度一般不低于设计强度等级的85%。力筋张拉前必须完成梁内预留孔道、制束、制锚、穿束和张拉机具设备的准备工作。但后张法生产预应力混凝土梁，不需要大型的张拉台座，便于在桥梁工地现场施工，而且又适宜于配置曲线形预应力筋的重、大型构件制作，因此在公路桥梁上应用广泛。后张法施工工艺基本流程
1、制作构件、预留孔道：包括支模、预埋孔道管、浇捣混凝土及养护。
2、穿筋张拉：待养护混凝土到其强度设计值的75%以上时，穿人预应力钢筋并用千斤顶直接架于构件端部张拉钢筋至张拉控制应力，混凝土因弹性压缩获得预压力。
3、锚固钢筋：张拉完毕后，在张拉端用锚具锚住钢筋，以保持张拉时的预应力。
4、孔道灌浆：用灌浆机从预留注浆孔中高压注浆，以保证预应力筋与混凝土间产生足够的黏结力。
二、先张法和后张法对比
先张法与后张法的一个重要区别在于钢筋是否放张
(1)先张法?
即先张拉钢筋后浇注混凝土.其主要张拉程序为:在台座上按设计要求将钢筋张拉到控制应力→用锚具临时固定→浇注混凝土→待混凝土达到设计强度75%以上切断放松钢筋。其传力途径是依靠钢筋与混凝土的粘结力阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力。? 先张法施工简单,靠粘结力自锚,不必耗费特制锚具,临时锚具可以重复使用(一般称工具式锚具或夹具),大批量生产时经济,质量稳定.适用于中小型构件工厂化生产。?
(2)后张法?
①有粘结预应力混凝土?
先浇混凝土,待混凝土达到设计强度75%以上,再张拉钢筋(钢筋束)。其主要张拉程序为:埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆(防止钢筋生锈)。其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力,这种做法使钢筋与混凝土结为整体,称为有粘结预应力混凝土。
有粘结预应力混凝土由于粘结力(阻力)的作用使得预应力钢筋拉应力降低,导致混凝土压应力降低,所以应设法减少这种粘结.这种方法设备简单,不需要张拉台座,生产灵活,适用于大型构件的现场施工。
②无粘结预应力混凝土?
其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料→包上塑料纸或套管(预应力钢筋与混凝土不建立粘结力)→浇混凝土养护→张拉钢筋→锚固。
施工时跟普通混凝土一样,将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土,不必预留孔洞,穿筋,灌浆,简化施工程序,由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大,降低造价,适用于跨度大的曲线配筋的梁体。
优点是张拉钢筋时，只需夹具．它的锚固是依靠预应力钢筋与混凝土的粘结力自锚于混凝土之中。缺点是需要专门的张拉台座，基建投资大。
三、施工中注意问题
1、要重视检查张拉机具
预应力是靠张拉机具来施加应力，其使用状态直接影响到施加预应力的效果，技术人员要检查：①油泵与压力表应一一对应，在施工过程中不允许随意拆开使用；②持荷后要注意观察压力表指针是否有回针、抖动现象 , 若有则说明油封不严，不可用它再进行张拉，应进行修理调试；③应认真检查张拉后夹片锚固情况，如有掉角、裂片等损伤，应退锚查找原因，此情况多为千斤顶头长期预压变形出现坑槽从而在张拉时损伤夹片；④张拉设备在工作 200 次或 0.5 年后（如预应力工程量较大，则应以次数限制）应重新检校。
2、要重点检查钢筋骨架中预应力筋的位置
　　预应力筋（或管道）的位置准确性直接关系到梁或板各截面的应力分部情况，所以，由于施工因素造成预应力筋（或管道）位置的改动将会对施工预应力效果产生不利影响，甚至影响到梁的起拱值。因而在施工过程中要严格检查预应力筋的各点坐标，并监督施工人员采取有效措施固定预应力筋（或波纹管），避免其在砼施工过程中被扰动。
3、应足够重视应力集中区
　　在后张法锚固结构中，锚具底部巨大的预加压力将通过锚具及其下面的垫板传递给砼，由于垫板面积不大，砼将承受很大的局部应力，若施工未达到设计要求，施加预应力后就会在承压区产生局部纵向裂缝进而造成剪切破坏。设计通常在应力集中区配置间接钢筋予以加强，但又造成浇筑砼时振捣困难，因而在施工过程中不但要检查间接钢筋是否符合设计要求，还要监督施工人员采取措施充分振捣该区砼密实。在负弯矩锚垫板预埋的角度及预留张拉工作区应严格遵照设计图纸执行。锚垫板预埋角度不正或张拉工作区预留过短，都会使张拉轴线与锚垫板平面不垂直，使预应力筋产生竖向受力，导致锚具滑移，同时易造成实际初始应力不足，对结构直接构成危害。因此可以说负弯矩张拉成功与否在某种程度上取决于负弯矩应力区预制质量的好坏。故在梁板预制过程中，应着重检查应力集中区域的施工，给后续工程创造良好的工作基础。
总之无论是先张法还是后张法，它们德应用都能改善结构的使用性能，延缓裂缝的出现，减小裂缝宽度；，提高构件的疲劳承载力，使高强钢材和高强混凝土得到应用：有利于减轻结构自重，节约材料，取得经济效益。