建筑業10項新技術之預應力技術

預應力技術

 

1 技術內容

 

預應力技術分為先張法預應力和后張法預應力，先張法預應力技術是指通過臺座或模板的支撐張拉預應力筋，然后綁扎鋼筋澆筑混凝土，待混凝土達到強度后放張預應力筋，從而給構件混凝土施加預應力的方法，該技術目前在構件廠中用于生產預制預應力混凝土構件；后張法預應力技術是先在構件截面內采用預埋預應力管道或配置無粘接、緩粘接預應力筋，再澆筑混凝土，在構件或結構混凝土達到強度后，在結構上直接張拉預應力筋從而對混凝土施加預應力的方法，后張法可以通過有粘結、無粘結、緩粘結等工藝技術實現，也可采用體外束預應力技術。為發揮預應力技術高效的特點，可采用強度為1860MPa級以上的預應力筋，通過張拉建立初始應力，預應力筋設計強度可發揮到1000~1320MPa，該技術可顯著節約材料、提高結構性能、減少結構撓度、控制結構裂縫并延長結構壽命。先張法預應力混凝土構件，也常用1570MPa的預應力鋼絲。預應力技術內容主要包括材料、預應力計算與設計技術、安裝及張拉技術、預應力筋及錨頭保護技術等。

 

2 技術指標

 

預應力技術用于混凝土結構樓蓋，可實現較小的結構高度跨越較大跨度。對平板及夾心板，其結構適用跨度為7~15m，高跨比為1/40~1/50；對密肋樓蓋或扁梁樓蓋，其適用跨度為8~18m，高跨比為1/20~1/30；對框架梁、連續梁結構，其適用跨度為12~40m，高跨比為1/18~1/25。在高層或超高層建筑的樓蓋結構中采用該技術可有效降低樓蓋結構高度，實現大跨度，并在保證凈高的條件下，降低建筑層高，降低總建筑高度；或在建筑總限高不變條件下，可有效增加建筑層數，具有節省材料和造價，提供靈活空間等優點。在多層大跨度樓蓋中采用該技術可提高結構性能、節省鋼筋和混凝土材料、簡化梁板施工工藝、加快施工速度、降低建筑造價。目前常用預應力筋強度為1860MPa級鋼絞線，施工張拉應力不超過預應力筋公稱強度的0.75。詳細技術指標參見現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010、《無粘結預應力混凝土結構技術規程》JGJ92等標準。

 

3 適用范圍

 

該技術可用于多、高層房屋建筑的樓面梁板、轉換層、基礎底板、地下室墻板等，以抵抗大跨度、重荷載或超長混凝土結構在荷載、溫度或收縮等效應下產生的裂縫，提高結構與構件的性能，降低造價；也可用于筒倉、電視塔、核電站安全殼、水池等特種工程結構；還廣泛用于各類大跨度混凝土橋梁結構。

 

4 工程案例

 

首都國際機場、上海浦東國際機場、深圳寶安機場等多座航站樓；上海虹橋交通樞紐、西安北站、鄭州北站等多座高鐵城鐵車站站房；百度、京東、上海臨港物流園等大面積多層建筑；上海虹橋國家會展中心、深圳會展、青島會展等大跨會展建筑；北京頤德家園、寧波浙海大廈、長沙國金大廈等高層建筑；還有福建福清、廣東臺山、海南昌江核電站安全殼等特種工程和大量橋梁工程。