【摘 要】上世纪90年代，我国公桥的建设飞速发展，对科技水平和结构设计不管提出新的要求，预应力混凝土结构设计得到了快速的应用和发展。相对传统的公桥房屋结构，预应力度法具有适应性范围广、自重轻、安全系数高、建设工期短、后期维护管理简单等优点，在我国现阶段建设过程中使用较广。本研究就预应力度法的概念、特点、设计方法以及在实践中的使用情况进行简单的阐述。
【关键词】预应力度法；结构设计；实践使用
应力硅或部分预应力硷，在预应力硷结构的设计和计算中，需要引入一个代表施加预应力量的技术名称，统称为“预应力度”，定义为有效预压应力与使用荷载产生的应力之比。“预应力度法”是设计有粘结或无粘结高效预应力结构技术的快速方法。目前，国内外体外预应力可以灵活应用于各种结构设计，并与各种传统的桥梁施工方法相结合，形成许多高效、新颖的施工方法。本文对力度法进行设计应用方面，作了初步探讨。
1.预应力度法定义及特点
1.1预应力度法的定义
众所周知，在进行公桥或者房屋建筑工程时，结构构件都会受到不同程度的拉力，该部位在建筑成型后可能会产生裂缝。裂缝的存在，不仅使构件的刚度大幅度下降，而且绝不能使用在不允许开缝的结构，影响整体结构的稳定性和安全性。在这种情况下，为了解决工程中存在的安全隐患，工程师通过实验，发现如果在建筑结构构件承受拉力之前，对模块内的钢筋预先施加通过计算好的拉力，就能够很好的增加构件的刚度，从而有效的提高构件的耐久性，将裂缝出现的时间大大的延迟，甚至不会出现裂缝，这种预先施加的拉力就是预应力。因为预应力对建筑服役期的表现效果有非常好的改善，使预应力与混凝土的混合使用越来越广泛。预应力的使用在生活中很早得到了体现，例如在我国古代常见的木桶，用环箍对木片施加预压应力，以抵消水产生的拉应力；在搬书时，我们双手夹住书是手施加预压应力，抵消书自重产生的拉应力；以及雨伞的伞骨对伞面的预压应力。
1.2预应力度法的特点
在工程建筑时，使用预应力度法最直观的好处就是大幅度提高结构构件自身的刚性，产生拉应力的混凝土首先要抵消该预应力，使得构件的拉应力减小；施工时，预应力混凝土充分发挥高强材料的特性，具有可靠的强度以及抗裂性能，预应力锚具施工车辆在运营中噪音小，维修工作量少，实施构造结构简单、自重较轻，减轻了施工过程的复杂难度；对施工的技术、设备要求也比较低，实施难度小，较少的使用预留管道、穿灌浆等复杂工序；预应力混凝土可充分利用材料可塑性的特点，在建筑上有丰富多采的表现潜力，更易达到与周围环境相协调的简洁而美观的型式，实现经济性和美观的统一；在建筑服役期，预应力损失较小，在需要的时候预应力筋可以进行补拉，张拉摩擦损失小；在抗疲劳和抗震方面，无粘结预应力筋与混凝土纵向可相对滑移，使用阶段应力幅度小，无疲劳问题，当地震荷载引起大幅度位移时，纵向预应力钢筋具有锚栓作用，阻碍着构件斜裂缝的出现与开展。
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2.预应力度法的应用
2.1在国外的应用
预应力度法的使用首先在美国兴起，在欧洲国家得到发展，1928年德国建成世界上第一座体外预应力桥梁Sal Ansieben，1934年德国人迪申格尔（F.Dischinger）申请了体外预应力技术的专利。第二次世界大战以后，西欧国家因遭受战争破坏，战后修复迫在眉睫，钢材的奇缺客观上为预应力混凝土的发展提供了非常有利的环境。而在非洲、拉丁美洲一些第三世界国家亦为避免从国外输入昂贵的钢材，也常优先考虑预应力混凝土方案[2]。预应力可以灵活应用于各种桥梁结构设计，并与各种传统的桥梁施工方法相结合，形成许多高效、新颖的桥梁施工方法，常见的施工方法有：落地支架法、移动模架法、悬臂浇筑法、整孔预制拼装法、转体施工法、节段预制拼装法、顶推施工法等。
2.2在国内的应用
我国预应力的使用起步较晚，自50年代中期开始推广预应力混凝土，主要用于混凝土桥梁的修建或者工厂厂房的大型构件，在民间建筑中使用较少；经历20年的发展，预应力混凝土开始推广，在民用建筑得到较好的普及；民用和公桥建设技术的逐渐成熟，使我国预应力的进入一个发展的高峰期；进入20世纪后期，大量的公共建筑、高层商厦以及大跨度桥梁都开始采用预应力混凝土技术；经过60多年的探索发展，我国在预应力混凝土方面已经形成一套独特的体系，将预应力分为现浇后张有粘结、无粘结预应力；现浇后张有粘结、无粘结预应力混凝土技术。在预应力混凝土的施工技术与施工管理方面，已经积累了丰富得经验。目前，我国发明了预应力智能张拉与压浆技术，结合新型高强度复合材料，在港珠澳大桥、连申线航道、金沙江特大桥等多个国家级重点工程都得到了很好的应用，并体现出优良的使用效果。
2.3预应力度法的设计
经过长时间的发展，预应力度法的施工方法根据施工环境的不同，可以分为先张法和后张法。先张法（pretensioning method）顾名思义就是先张拉钢筋后浇筑混凝土，后张法（posttensioning method）恰恰相反，即先张拉钢筋后浇注混凝土。先张法技术简单、使用方便，效率和质量都有很好的保证，靠钢筋好混凝土的粘结力自锚，不必耗费复杂锚具，临时锚具可以重复使用。但是在建设过程中，就需要专门的张拉台座，对基础建设的要求比较高，较苛刻的使用条件局限了它的使用环境，后张力的施工过程比较复杂，对于技术能力要求高，锚具都是一次性的，投资相对较大，但是不需要台座的限制，可以现场生产大型预应力混凝土构件，减去了运输的麻烦，适用于多种建筑工程。在具体施工过程开始时，首要的就是要打好工程地基，确保地基具有良好的承载能力，同时避免混凝土垫层的松软现象出现；还要按照施工要求计算预应力的大小，对钢筋进行专业检测，对钢筋承载力有一个估算，防止出现不合格预应力混凝土模块；施工过程中，工作人员要即时跟进，随时进行校正，对所有工作进行监测，确保不留隐患，其中，最值得注意的问题就是预应力钢筋张拉力度的把握和时间的控制，预防预留钢筋管道阻塞以及警惕服役期建筑的徐变过大使预应力损失。
结语
随着经济发展的迅速以及科技水平的不断提高，预应力技术在国内外的应用愈来愈广泛，相应的结构型式千变万化。我们国家的建设技术在保持自己的优良性的同时，也要积极与国外沟通学习，对我们的预应力概念以及实践要不断更新和扩充，力求使建设更加简单化、多元化，在技术方面更具适用性和适用性，对我国的发展建设具有重要价值。
参考文献：
[1] 刘冬梅，施溪溪.基于预应力度法的预应力混凝土结构的设计[J].安徽水利水电职业技术学院学报.2008，3.8（1）.
[2] 舒国明，王廷臣.基于预应力度法的体外预应力加固桥梁配筋设计[J].公路交通技术.2006，6.（3）.
论文作者:白锐
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/8
标签：预应力论文; 混凝土论文; 应力论文; 构件论文; 钢筋论文; 技术论文; 桥梁论文; 《低碳地产》2016年13期论文;