浅谈预应力钢筋混凝土结构施工技术
摘要:预应力混凝土是一种将高强钢材和高强混凝土能动的结合在一起的建筑材料，具有强度高、自重轻、刚度大、抗裂性高、耐久性好、稳定性高的优点，与普通混凝土相比，可以有效的加大结构跨度，满足大柱网、大开间建筑的使用功能需要。 本文主要介绍预应力钢筋混凝土结构施工技术的有关内容。
关键词预应力；钢筋；混凝土；结构；施工技术；
中图分类号：tu375 文献标识码：a 文章编号：
引言
近十几年来，现浇后张结构正日益广泛地应用于房建方面（大跨度厂房和综合文体建筑），对填补技术空白、追赶国际水平作出了不少贡献。就我国现阶段预应力混凝土工艺：现浇与预制、后张与先张结构、有粘结与无粘结筋的应用，各有利弊，必须合理应用。
一、工程实例
田湾核电站3、4号机组为两台百万千瓦级压水堆wwer-1000型机组，反应堆厂房安全壳采用双层钟罩型结构，由反应堆底板、内外筒体墙、内外穹顶组成。反应堆安全壳剖面示意图见图1。
安全壳内壳为预应力钢筋混凝土结构，预应力系统采用后张拉体系。预应力系统分布于核岛内安全壳底板、筒体墙、穹顶部位，分为水平和倒u型两种，水平预应力钢束计70束，其中筒体墙57束，穹顶13束，筒体墙水平钢束导管以筒体墙中心为圆心、r=22.95m为半径绕筒体墙360°环形布置，水平钢束导管的喇叭口分别位于同一个扶壁柱的两侧；倒u型钢束为50束，由筒体一侧经过穹顶到达筒体另一侧，导管两端喇叭口分布于+4m的廊道底板上，倒u形钢束在穹顶部位分两层互成90°布置。水平和倒u型钢束共120束（见图1：预应力钢束布置图），每根钢束由55根公称直径为15.7mm的高强低松驰的钢绞线组成。张拉后孔道灌浆对钢束进行保护，按设计要求设置监测钢束。
预应力工程施工包括：管道预埋，钢绞线穿束，钢束张拉，孔道灌浆(灌蜡)。在预应力穿束、张拉开始前6个月，需完成预应力搅拌站的建造及浆体配合比试验、浆体性能试验，穿束、张拉前3个月需完成全比例模拟灌浆试验及摩擦试验，上述试验必须合格，方可进行预应力穿束、张拉、灌浆施工。wwer-1000型机组中，竖向预应力孔道倒u型的设计，给穿束带来了很大难度；水平钢束360度包角设计，扶壁柱处交汇管道复杂，增加了管道埋设的难度；预应力锚固件的安装精度要求高，在混凝土施工中需特别加强控制，以保证位置的准确。55束钢绞线设计采用大吨位的千斤顶张拉，对张拉质量控制、技术要求都很高。
预应力损失计算
１ 引言
由于受施工状况、材料性能与环境条件等因素得影响，预应力结构中预应力钢筋得预拉应力在施工与使用过程中将会逐渐减少。这种减少得应力称为结构预应力损失[2］。设计中所需得钢筋预应力值就是扣除相应阶段得应力损失后钢筋中实际存在得有效应力值()。设钢筋初始张拉得预应力为(称为张拉控制应力)，相应得应力损失值为，那么预应力钢筋得有效应力为：
因此,要使结构获得所需得有效应力（）,除需要根据承受外荷载得情况与结构得使用性能确定张拉控制应力（)外,关键就是能准确估算出预应力损失值。
引起结构预应力损失得因素就是很多，要准确地估算预应力损失值就是非常困难得。根据目前得研究成果,预应力损失按损失完成时间分为瞬时损失与长期损失两大类。瞬时损失就是指施加预应力时短时内完成得损失,例如锚具变形与钢筋滑移、混凝土弹性压缩、分批张拉等引起得损失；长期损失指得就是考虑了材料得时间效应所引起得预应力损失，主要包括混凝土得收缩、徐变、与钢筋预应力松弛引起得损失。有关瞬时损失得计算在理论上已基本达成了一至得计算原则。但就是,对于长期损失得计算由于存在得不确定因素较多,有些因素（如混凝土得收缩、徐变及钢筋松弛)引起得预应力损失值就是随着时间得增长与环境得变化而不断变化得；还有些因素之间互相影响导致预应力值降低,例如混凝土收缩、徐变使构件缩短,钢筋回缩引起预应力值降低;反过来，预应力值降低又将减小徐变损失;钢筋得松弛也将引起徐变损失得减小等。各国学者、专家根据自己得试验结果及有关假设与推导提出了不同得得计算理论。
预应力损失估计准确与否，对预应力结构安全性能与使用性能（如结构得抗裂性、裂逢、挠度与反拱等）将有很大得影响。预应力损失估计过大,结构中得混凝土将承受过高得持续压应力，产生过大得反拱度,对结构安全与使用产生不利得影响，同时造成材料得浪费;反之，则会造成局部预压应力不足,导致结构过早开裂，达不到预压得效果,甚至影响结构得安全性[１5］。由此可见,准确地估计与计算预应力损失在预应力结构设计中就是非常重要得一环。
预应力混凝土预应力损失及计算方法
预应力混凝土是一种在混凝土构件承受使用荷载之前，预先对其施加压力的混凝土结构。通过这种方式，可以有效地提高混凝土构件的抗裂性能、刚度和承载能力。然而，在实际工程中，由于多种因素的影响，预应力会产生一定的损失。准确计算和理解这些预应力损失对于保证预应力混凝土结构的安全性和可靠性至关重要。
预应力损失主要包括以下几个方面：
锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失
当预应力筋在锚固过程中，由于锚具的变形、钢筋与锚具之间的相对滑移以及混凝土的压缩等原因，会导致预应力的损失。这种损失通常发生在预应力筋的锚固端，其大小与锚具的类型、锚具的尺寸、预应力筋的直径以及张拉控制应力等因素有关。
预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失
在预应力筋的张拉过程中，由于预应力筋与孔道壁之间存在摩擦力，使得预应力筋在沿孔道长度方向上的应力逐渐减小。这种摩擦损失与孔道的形状、长度、预应力筋的类型以及施工工艺等因素有关。
混凝土加热养护时受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失 在混凝土构件进行加热养护时，如果预应力筋已经张拉完成，由于钢筋与养护设备之间存在温差，会导致钢筋伸长，从而引起预应力的损失。
预应力筋的应力松弛引起的预应力损失
预应力筋在长期保持高应力状态下，会产生应力松弛现象，即应力随时间逐渐降低。这种损失与预应力筋的类型、初始应力水平、时间以及环境温度等因素有关。
混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失
混凝土在硬化过程中会发生收缩，在长期荷载作用下会产生徐变。这些变形会导致预应力筋的回缩，从而引起预应力的损失。收缩和徐变引起的预应力损失与混凝土的配合比、养护条件、构件的尺寸以及加载龄期等因素有关。
接下来，我们来探讨一下预应力损失的计算方法。
对于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失，其计算公式通常为：
＼（＼sigma_{l1} ＝ a\times\frac{l}｛E_{s}｝＼）
1 预应力损失的计算
预应力损失的大小影响到已建立的预应力，当然也影响到结构的工作性能，因此，如何计算预应力损失值，是预应力混凝土结构设计的一个重要内容。引起预应力损失的原因很多，而且许多因素相互制约、影响，精确计算十分困难。我国新的《混凝土结构设计规范》GB50010-2002经历四年半修订,已顺利完成。此次修订对原规范GBJ10-89进行补充和完善，增加和改动了不少内容。现就其中预应力损失计算部分谈谈自己的理解，供大家参考指正。
1.预应力损失基本计算
在预应力损失值的计算原则方面，各国规范基本一致，均采用分项计算然后叠加以求得总损失。全部损失由两部分组成，即瞬时损失和长期损失。其中，瞬时损失包括摩擦损失，锚固损失（包括锚具变形和预应力筋滑移）和混凝土弹性压缩损失。长期损失包括混凝土的收缩，徐变和预应力钢材的松弛等三项，它们需要经过较长时间才能完成。我国新规范采用分项计算然后按时序逐项叠加的方法。下面将分项讨论引起预应力损失的原因，损失值的计算方法。
1.1孔道摩擦损失σl2
孔道摩擦损失是指预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。包括长度效应（kx）和曲率效应（μθ）引起的损失。宜按下列公式计算：
σl2=σcon(1-1/ekx+μθ)
当(kx+μθ)≤0.2时(原规范GBJ10-89为0.3)，σl2可按下列近似公式计算：
σl2=(kx+μθ)σcon
1．张拉端 2.计算截面
式中:
X--张拉端至计算截面的孔道长度(m),可近似取该段孔道在纵轴上的投影长度；
θ--张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad); 2 K--考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数，按规范取值；
μ--预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数，按规范取值。
对摩擦损失计算用的K，μ值取为定值，是根据当前国内有关试验值确定的，与原规范GBJ10-89不同，与国外相比，μ值较高，是由于铁皮管质量不高或预压力筋与混凝土直接接触，从而增大摩擦力的缘故。
