先张法与后张法预应力混凝土的施工工艺与特点
发表时间：2019-11-08T15:16:06.740Z 来源：《基层建设》2019年第23期作者：陈斌
[导读] 摘要：普通混凝土最大的缺点就是抗拉性能差，在承受拉力的建筑工程施工中，很容易造成混凝土受拉区出现裂缝，最终导致混凝土结构发生破坏，对人们的生命财产造成严重危害，预应力混凝土有提高构件的抗裂性，提高构件的刚度，节约材料，降低造价，扩大钢筋混凝土结构的应用范围等优点。
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摘要：普通混凝土最大的缺点就是抗拉性能差，在承受拉力的建筑工程施工中，很容易造成混凝土受拉区出现裂缝，最终导致混凝土结构发生破坏，对人们的生命财产造成严重危害，预应力混凝土有提高构件的抗裂性，提高构件的刚度，节约材料，降低造价，扩大钢筋混凝土结构的应用范围等优点。是大跨度、高层建筑、大型承重结构施工中不可缺少的结构之一。
关键词：先张法；后张法；预应力；混凝土；施工工艺；特点
1预应力混凝土的基本原理
在一定荷载作用下的构件，尽管普通钢筋、结构具有对高强度钢筋受拉区进行施加压预应力的优势，但也存在着很多缺陷和不足，主要表现在：和高强度混凝土相比，普通混凝土的抗拉强度偏小，极限拉应变数值偏小，但是与混凝土相比，钢筋的极限拉应变力要高出很多，因此会导致构件在应用过程中极易产生裂缝。对钢筋混凝土构件来说，混凝土在受拉过程中存在规定的极限范围，一旦高于規定范围，则混凝土便极易产生裂缝现象，和钢筋对比，混凝土的受拉极限约为钢筋的0.125～0.25倍。因此在选用原材料过程中，尽管选用高强度钢筋能够有效提高极限受拉强度，不过一旦高于强钢筋的极限强度，相应的应变力便会增大至约2mm。而对于混凝土结构，加入钢筋应变力小，则混凝土极易产生裂缝现象。为有效处理普通型钢材混凝土的不足和缺陷，建议在高强钢筋、高强混凝土构成的结构中施加适当的预应力，以便增强整个结构的承载能力和刚度，同时好地预防结构裂缝现象的产生。如果要求混凝土构件具有一定的预应力，可以选用适当的施工设备或施工机械张拉高强钢筋，由此混凝土中便会产生预应力。
2预应力混凝土的类型
在实际施工过程中，可以将预应力混凝土划分为整体、局部的预应力混凝土和黏结性预应力混凝土。对于整体、局部的预应力混凝土，可具体分为全预应力混凝土以及预应力混凝土。全预应力混凝土的结构构建方法可以有效地避免混凝土边缘受拉，使混凝土在相关荷载作用中不会产生拉应力。此外，相比于局部预应力混凝土，全预应力混凝土在结构裂缝方面有着很严格的要求，不允许产生任何的裂缝，而局部预应力混凝土对于结构缝隙的要求较低，只需使裂缝在标准范围之内就可以满足要求。因此，施工人员要以实际施工情况为基础，选择具有充足预应力的钢筋来满足全预应力混凝土的实际要求。对于黏结性预应力混凝土，可以分为有黏结预应力混凝土和无黏结预应力混凝土2种类型，针对有黏结预应力混凝土，黏结力会对施工过程产生一定程度的影响，从而使预应力混凝土的拉应力下降；针对无黏结预应力混凝土，可以有效地简化施工流程，降低造价并节省材料，带来较大的经济效益。无黏结预应力混凝土与一般的混凝土的使用过程没有太大的差异，在相应的位置上可以直接采用浇筑施工的方式对钢筋混凝土进行施工。
3预应力混凝土结构技术要点
3.1先张法施工技术
在建筑中使用预应力混凝土结构时，在浇筑前需要对混凝土的预应力筋进行拉张操作、加长台座的方式，保障良好的施工效果。首先，施工开始前拉张预应力筋，预应力筋的应力值达到标准值后才能进行下一步操作。其次，将锚具放置在台座支墩上方位置，进行混凝土模版（板）安装。再次，模版（板）安装过程中，需要同时制作预应力混凝土结构零件与钢筋，完成混凝土最后的浇筑作业。最后，在浇筑作业完成后，需要对混凝土进行科学合理的养护，需要注重混凝土的保温与保湿工作，控制混凝土的含水量，待检测结束预应力混凝土结构的各项指标达到标准后，放松混凝土内部预应力筋。使用先张法施工技术，可以将混凝土结构与预应力筋结合在一起，传递混凝土中的压力，避免了传统混凝土在施工大面积出现裂缝的问题。
3.2后张法施工技术
后张法的施工技术要点主要是将预应力施加在混凝土的构件上，所以，后张法施工技术的前提是混凝土构件的浅筑（浇筑）作业。后张法技术的作业流程是，后张预应力钢筋安装、套管（波纹管）安装、安装模板、混凝土的浇筑，混凝土的养护，如图1所示：
在这一过程中需要注意后张预应力筋的穿入方式分为先穿与后穿两种方式。使用后张法技术时，首先在确定混凝土的各项指标达到正常标准时，对预应力筋进行拉张作业，在作业的构成中对混凝土的应力值实时的监测，当混凝土应力值达到预期标准时，停止拉张作业。先张法与后张法技术的不同之处在于，先张法是在混凝土浇筑前进行拉张作业，后对混凝土进行浇筑。后张法是在混凝土浇筑后，进行拉张作业，对混凝土应力值进行监测的。预应力筋的锚接位置可以在梁两侧，通过梁两侧的锚具传递预应力，预应力筋在空气外与空气长期的接触会产生氧化反应，所以需要将预应力筋与套管（波纹管）之间的缝隙使用水泥浆灌实。
4先张法和后张法的预应力损失及应对措施
1）预应力混凝土制作完成之后，由于使用材料、环境、温度、施工因素的影响，张拉预应力筋的应力值会有一定减小，减小的值就是预应力损失。以下列举出6点预应力损失以及初步应对措施：
（1）由于张拉端锚具变形或预应力筋收缩而引起的预应力损失σl1。措施：选用性能质量好的锚具，尽量少用垫板。
（2）预应力钢筋与预留孔道壁之间的相互摩擦而引起的预应力损失σl2。措施：在后张法或者较长的构件中，常常采用两端张拉的方
法来减小钢筋与孔道壁的摩擦引起的损失；采用超张拉：张拉过程一般为
（3）在混凝土养护加热时，预应力筋受热伸长但两端台座与地基相连，温度和台座间的距离一般保持不变，会导致张拉应力下降。在降温时混凝土与钢筋形成整体，预应力损失不能恢复产生的预应力损失σl3。措施：采用分阶段升温养护，先将混凝土在常温中养护到达一定强度之后在进行升温，可以在钢摸上张拉钢筋，当构件与钢摸同时升温时二者没有温度差。
（4）在预应力钢筋长度不变的情况下其应力与值与时间成反比，这种情况称为预应力损失σl4。措施：采用超张拉法来减少预应力损
失，其过程为
（5）混凝土随时间增长发生的收缩和徐变引起的预应力损失σl5。措施：减小混凝土的收缩和徐变如减小水灰比、减小构件的截面尺
