李鹏 张宪伟

摘要：在建筑工程建设的混凝土分项工程中，预应力混凝土材料相比于普通混凝土材料有很多优点。同时，随着人们消费观念的改变，对住房和工作环境及消费水平的要求也越来越高，预应力混凝土材料技术在建筑工程中的应用，可以轻松的实现这些要求。本文通过说明预应力混凝土材料技术的优点，阐述了预应力混凝土材料技术在建筑工程中的应用，根据工程实际经验预测了预应力混凝土材料技术的发展趋势。

关键词：预应力混凝土，材料，技术应用

中图分类号：TU37 文献标识码： A

前言

相较于普通钢筋混凝土材料技术，预应力混凝土材料技术具有可以减少混凝土和钢筋的用量，减少建筑工程的造价费用，这种由预应力产生的间接的节约常常是显著的，这些间接的节约包括减少维修工作或者完全避免维修，而且由于没有永久性开裂而增加耐久性，以致延长了使用寿命；减少支承结构和基础承担的静重；可以达到较大的跨径和减少支承；减低结构的高度或者有相同高度的较大跨径。因此，预应力混凝土已广泛地应用于工业与民用建筑及交通运输建筑中。比如，需防止海水腐蚀的海上采油平台，需耐高温高压的核电站大型压力容器等，采用预应力混凝土材料更有它的优越性，而非其它普通钢筋混凝土材料所能比拟的。

预应力混凝土材料技术应用的优点

2.1构件抗裂能力提高

混凝土构件时抗压性能强的构件，但其抗裂性能差，相关规范对其因徐变过程产生的裂缝有严格的规定。普通的混凝土材料施工工序是按照传统的工艺进行的，其开裂荷载的大小仅由混凝土极限抗拉强度决定，导致普通混凝土的抗裂能力较低。而预应力混凝土构件在施工过程中对预应力材料进行张拉，使得混凝土受拉区的预应力早已存在。在外荷载作用下，只有当混凝土的预应力被全部抵消转而受拉且拉应变超过混凝土的极限拉应变时，构件才会开裂。预应力混凝土材料技术在建筑工程中的应用使得混凝土构件的抗裂能力提高，使得建筑工程的施工质量更有保证。

2.2构件刚度增大

混凝土够的构件的稳定性是施工过程中必须保证的，控制构件的稳定性能的是构件的刚度。构件刚度的增加还可以增加结构的抗震性能。预应力混凝土构件在正常使用阶段，混凝土基本上处于弹性阶段工作，在荷载效应标准组合下可能不开裂或只有很小的裂缝，因而构件的刚度比普通钢筋混凝土构件有所增大，保证了混凝土构件的稳定性和抗震性能。

2.3高强度材料利用率提高

建筑工程造价中对建筑材料的预算有很大的支出，建筑材料的利用率的提高不仅可以减少不必要的浪费，还可以提高工程建设的经济效益。对比普通钢筋混凝土构件不能充分利用高强度材料，预应力混凝土对高强度材料的利用率大大提高。在预应力混凝土构件中，预应力钢筋或预应力钢绞线先被预拉，而后在外荷载作用下钢筋拉应力进一步增大，因此始终处于高拉应力状态，这样就能够有效利用高强度钢筋。而且钢筋的强度高，可以减小需要的截面面积。与此同时，为了配合高强度钢筋的性能，应该尽可能采用高强度等级的混凝土，以便获得较经济的构件截面尺寸。

2.4构件应用范围扩大

受普通钢筋混凝土材料的化学物理性质的限制，混凝土构件的应用范围仅限于房建工程、普通构筑物等工程项目的建设。由于采用高强度的预应力混凝土材料，预应力混凝土结构轻巧，刚度大，变形小，可用于大跨度、重荷载及承受反复荷载的结构。另外，由于预应力混凝土改善了构件的抗裂性能，因而可用于有防水、抗渗透及抗腐蚀要求的环境，对于建设海底隧道或者海上油田开发的油田井有很大帮助。

2.5缩短工期

大量工程实例证明，预应力混凝土材料技术在建筑工程的应用，与常规想象不同的是可以缩短混凝土工程的工期。这是因为，当混凝土强度达到设计强度的75%时即可进行预应力筋的张拉，张拉过程中可以照常进行上一层楼面的施工。张拉完成后，即可拆除模板，而预应力张拉不占施工工期，节省了时间。由于以上预应力无梁结构施工省人力、省模板及铺材、模板周转加快、施工周期缩短（从而人工费用减少）的特点，有过体验的土建施工单位，更乐于这种结构的施工。

预应力混凝土材料技术发展前景

3.1多层大跨中发展前景

随着人们对物质文化生活的质量需要迅速提高，建筑结构正面临着新一轮的挑战。人们总是想在有限的建筑面积和空间内获得最好的使用功能和最佳的投资回报。建筑结构正在向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展。预应力混凝土正以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点，迎合了近代建筑市场的需求和建筑结构的发展趋向。

3.2高层建筑结构中发展前景

无粘结预应力混凝土平板和预应力混凝土扁梁用于高层建筑的楼层，具有降低层高，简化模板，加快施工等明显效果，受到建设单位、设计和施工单位的普遍欢迎。因此，预应力混凝土近年来在高层建筑中的应用于有很大发展。另一方面，预应力混凝土不仅用于楼盖，有时还用来解决大跨度，大空间部位柱网转换时的转换梁，转换桁架，以及复杂柱网情况下的转换板。此外预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。例如，8-18m跨度的预应力混凝土空心板，外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板。

3.3装配整体式结构中发展前景

随着大柱网、大开间多层建筑和高层建筑迅猛发展，装配整体式结构体系可以把预制与现浇二者的优点结合起来，避免纯装配式建筑对产品尺寸的高精度要求，整体性差和节点耗钢量大等缺点。预制梁、板、柱现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构体系预期会迅速发展，长跨预应力混凝土空心板、T形板、大型预应力混凝土墙板等必将逐步兴起。这种装配整体式结构又避免了现浇结构现场湿作业工程量大，受制于现场施工及气候条件，耗用大量模板、支撑等缺点。

3.4桥梁结构中发展趋势

在桥梁结构领域中，预应力技术主要有预应力悬臂分段施工技术，分段顶推施工技术，移动模架逐孔施工技术，块体节段拼装技术，大节段预制吊装技术等。预应力技术既是一种结构手段，又是与施工方法结合形成一整套以节段式施工为主体的预应力施工方法或专利，。这些施工技术与预应力技术是紧密相关的，现有桥梁的改造、加固技术亦是研究开发方向。

3.5新材料技术开发

预应力混凝土材料除了现在使用的高强度钢材以外，未来新型的预应力混凝土钢筋都是高强度、自重轻、弹性模量大的聚碳纤维，玻璃纤维和聚醋纤维类非金属预应力混凝土钢筋。这些新型材料技术在建筑工程的预应力混凝土构件中的运用，会更好地增强混凝土构件的结构稳定性能，使建筑工程的施工质量更上一个台阶。因此，预应力混凝土材料技术的发展从来都是预应力混凝土技术革命的先行者。

结语

预应力混凝土材料技术在建筑工程中的应用是符合建设部新颁发的建筑业10项新技术及其应用的相关文件的。工程实践经验和理论研究可以知道，预应力材料技术已经是一项比较成熟的一项工程技术了，并以其独有的优势，在建筑工程有着强大的生命力和竞争力。随着我国建筑业的飞速发展，施工技术及施工队伍素质的不断提高，预应力混凝土必将迎来更加美好的应用前景。随着新的预应力混凝土材料的出现，预应力混凝土构件的性能将会更加稳定，适用性更广。

参考文献

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