前言

由于预应力混凝土技术应用优势众多，因此在当下的建筑施工过程中得到了广泛应用。其产生的本质目的是为了改进钢筋混凝土构件在建筑施工过程中存在的缺点，因此对于工民建工程发展具有一定推动作用。

一、预应力混凝土构件概念

预应力混凝土构件的概念，在于了解两个材料的性质，即钢筋和混凝土，而该混凝土就是充分发挥这两种材料的优点，使钢筋混凝土可以承受比原来更大的荷载。简单来说普通混凝土存在明显缺陷，即抗压力而不抗拉力，也就是抗得住压力，可一旦存在拉力作用就很容易开裂，在建筑工程中，很难找到不受拉力作用的构件，比如梁在承受压力的时候，跨中上方混凝土受到压力，下方混凝土则会产生一个拉应力，此时梁下方容易开裂，导致构件刚度下降。

但是钢筋的特性不一样，在受拉力作用的时候，有一个弹性阶段，只要拉力在钢筋弹性阶段以内，钢筋的应力和应变成比例地增长，若此时卸去拉力，钢筋可以恢复原状，这样的话，在制作钢筋混凝土构件时，把混凝土受拉力部分的钢筋提前施加一个拉力，在此基础上浇灌混凝土并制作混凝土构件，此时钢筋在整个构件中会试图收缩恢复成最初的长度，但是混凝土会限制钢筋，钢筋收缩会对混凝土产生预压力，但是这一部分混凝土在实际工程中却负责承受拉力，因此钢筋传给砼的压力成为储备力，使构件能够部分或者全部抵消承受荷载产生的拉应力，从而弥补混凝土抗拉能力的不足，此时钢筋提供的预加力又称为预应力^[1]。

二、类型和优点

在实际工程中，对于预加应力混凝土的准确选择也是非常重要的，具体可分类为：全预应力混凝土和部分预应力混凝土、无黏结预加应力混凝土，以下分别对该混凝土类型和优点介绍。

（一）全预应力混凝土和部分预应力混凝土

全预应力混凝土梁在受到压力情况下砼中不会产生拉应力，也不会发生开裂，能有效提高工程结构的耐用性、稳定性，但费用较高。

部分预应力混凝土是在钢筋混凝土构件中添加一些预应力钢筋，是为了减小裂缝宽度，但未消除裂缝。其中，部分预应力混凝土受拉应力控制。由于混凝土结构的预应力较小，可以避免长期反向拱，因此该类混凝土可以控制建筑施工中出现的裂缝和变形，节省建筑钢材用量，适量降低工程费用^[2]。

（二）无黏结预加力混凝土

该类混凝土可直接应用于普通钢筋混凝土的施工。这种钢材像普通钢材一样铺设，并做好张拉端的细部构造，然后浇筑混凝土，当混凝土硬化到设计规定强度时，将预应力钢筋拉伸固定。在这样的操作下可以进一步简化工序，从而达到缩短工期和节约成本的最终目的。

三、在工民建工程中的应用

（一）先张法

简言之，在浇筑混凝土前先拉伸钢筋，待混凝土达到设计要求强度后再切断钢筋。浇筑构件前，先对所使用的预应力钢筋进行张拉，用工具临时固定在台座或钢模板上，然后浇筑砼，等砼达到设计规定强度，然后将预应力筋切断，在此时预应力筋会产生弹性回缩。借助于混凝土和钢筋之间的粘结，它将在混凝土上产生预加载应力。

先张法的预制场地要坚实平整，要有良好的排水系统，并有防冻融措施；张拉台座要有足够的强度和刚度，张拉台座抗倾覆系数不小于1.5，抗滑移系数不小于1.3；台座还应考虑构件的预拱度，有时需适当设置反拱；同时张拉多根预应力筋时，各筋的初应力要相同，应在张拉应力稳定的情况下锚固；超张拉的预应力筋应在放张至90%的张拉应力控制值时安装普通钢筋、模板及预埋件；禁止人员站在张拉钢筋的两端，防止钢筋突然断裂和反弹伤人；浇筑混凝土时严禁碰触预应力筋。

（二）后张法

该方法在先浇灌混凝土之前，预先留出预加应力筋孔道的位置，等到混凝土达到一定强度值后再张拉该钢筋，之后用锚具进行固定。具体要先制作构件并预留应力筋孔道，在孔道内穿入预应力钢筋，等到构件砼强度达到设计规定值后，进行拉展和固定，然后在孔道内灌浆。张拉之后的钢筋能够通过锚固来传递预应力，从而实现预加载的效果，多应用于大型预应力构件和现浇混凝土结构中。

后张法施工中我们要注重施工细节，一是预应力管道的规格要正确，安装位置要准确、牢固，接缝要严密不漏浆，安装好后要做好两端的封堵工作，浇筑完砼要及时检查管道是否通畅，有问题及时处理；二是张拉端的构造钢筋的规格，数量要正确，位置要准确，安装要牢固，锚垫板要和预应力筋的合力中心重合；三是预应力筋下料要准确，严禁用电弧切割，在浇筑之前穿入的，浇筑砼时要注意抽转，如果砼用蒸汽养护，严禁在浇筑砼之前穿入预应力筋；四是在浇筑砼时，振动棒不能碰触预应力管道，张拉端位置必须振捣密实，必要时要辅以人工插捣。

（三）工程实例分析

某一高层建筑，总建筑面积达到了2.1万平方米，地下1层，地上16层。地下室顶板应用无粘结预应力结构，屋面应用后张法有粘结性预应力结构，预应力梁7榀，最大跨度达24.5m。地下室设计为车库，应用无粘结预应力筋，锚具I级，混凝土强度C40。大跨度裙房为了减少挠度和梁高则应用后张法有粘结预应力作业。为了使预应力梁张拉空间得到满足，结构内部设计了后浇孔。另外，后张预应力梁作业中，曲线预应力筋孔道设置了灌浆孔、溢浆孔、排水孔和排气孔，在张拉端设置了加强螺旋筋和网片筋。预应力施工技术在该工程中的应用取得的良好的效果。

结束语：

近年来预应力混凝土对解决工民建工程中建筑物存在的挠度和裂缝问题有很大作用，使施工质量得到保证，进一步提升了建筑施工技术水平，增加了企业效益，对建筑行业发展起到了一定推动作用。

参考文献：

[1]刘兴法. 预应力混凝土箱梁温度应力计算方法[J]. 土木工程学报, 1986(01):46-56.

[2]楼庄鸿. "论预应力混凝土梁桥的裂缝." 公路交通科技 (2000).