预应力混凝土的特点及应用

2 预应力混凝土的特点
2． 1 预应力混凝土的优点
1） 刚度大、抗裂性好。由于对构件施加了预应力，构件在荷 载作用下，不出现 裂 缝 或 使 裂 缝 推 迟 出 现，大 大 提 高 了 构 件 的 刚 度，降低甚至消除 了 使 用 荷 载 下 构 件 的 挠 度。 因 此，预 应 力 混 凝 土构件可跨越大的空间，建造大的跨度。2） 充分利用了高强度钢 材和高强度混凝 土 的 性 能，减 小 了 构 件 的 截 面 尺 寸，节 省 了 钢 材 和混凝土，降低了 结 构 的 自 重，具 有 良 好 的 经 济 效 益。 预 应 力 混 凝土结构可比普通钢筋混凝土结构节省 20% ～ 40% 的混凝土、 30% ～ 60% 的主筋钢材。而与钢结构相比，则可节省一半以上的 造价。3） 提高了构件的抗剪承载力。由于预压应力延缓了构件 斜裂缝的产生，增 加 了 剪 压 区 面 积，从 而 提 高 了 构 件 的 抗 剪 承 载 力。试验表明，纵向 预 应 力 钢 筋 起 着 锚 栓 的 作 用，阻 碍 着 斜 裂 缝 的出现与开展。同时，预应力混凝土梁的曲线钢筋合力的竖向分 力将部分抵消剪力，大大提高了构件的抗剪承载力。4） 具有良好 的裂缝闭合性能。预应力混凝土构件在荷载作用下基本处于弹 性工作状态，当结 构 部 分 或 全 部 卸 载 时，预 应 力 混 凝 土 的 结 构 具 有良好的闭合性能，从而提高了截面的刚度，减小了结构的变形， 进一步改善了结构的耐久性。5） 提高了构件的抗疲劳强度。预 应力混凝土可 以 有 效 降 低 钢 筋 中 应 力 循 环 的 幅 度，增 加 疲 劳 寿 命。这对于承受动力荷载为主的桥梁结构是很有利的。6） 充分 利用了高强度钢材的工作性能。在普通钢筋混凝土结构中，由于
2． 2 预应力混凝土的缺点
1） 预应力混凝土结构的设计、施工工艺比较复杂，对质量要 求较高，因而需要专业的设计、施工人员。2） 需要专门的张拉机 具及灌浆设备，这些设备价格较高，花费的费用较大。3） 预应力 混凝土结构的开 工 费 用 较 大，宜 成 批 生 产，对 构 件 数 量 较 少 的 工 程，成本较高。4） 预应力混凝土反拱不易控制，随着混凝土徐变 增大，影响使用效果。
裂 缝 的 宽 度 和 挠 度 的 限 制，高 强 度 钢 材 的 强 度 不 可 能 被 充 分 利 用，而在预应力混 凝 土 结 构 中，对 高 强 度 钢 材 预 先 施 加 较 高 的 应 力，使高强度钢材 在 结 构 破 坏 前 能 够 达 到 屈 服 强 度 ，充 分 发 挥 了 高强钢材的工作性能。7） 具有良好的抗震性能。研究资料表明， 预应力混凝土结 构 在 地 震 中 会 发 生 屈 服，产 生 塑 性 铰，提 高 了 整 个结构的延性和 耗 能 能 力，从 而 避 免 了 结 构 被 破 坏，因 而 具 有 良 好的抗震性能。
1 预应力Байду номын сангаас凝土的概念及分类
预应力混凝土利用了高强度钢筋及高强度混凝土，通过施加 外力，使混凝土结构或构件在承受荷载前，受到的拉应力减小，甚 至处于压应力的 状 态 下，以 推 迟 混 凝 土 裂 缝 的 出 现 和 开 展，从 而 提高了构件的抗裂性能和刚度。预应力混凝土根据预加应力值 大小对构件截面裂缝控制程度的不同分为全预应力混凝土、部分 预应力混凝土和无粘结预应力混凝土； 根据施工方式不同分为预 制预应力混凝土、现浇预应力混凝土和叠合预应力混凝土； 按预 加应力的不同分为先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土。
3 预应力混凝土应用和发展
1） 预应力混凝土的应用。 预应力混凝土技术自 20 世纪 50 年代引入中国，被广泛应用 于房屋建筑、道路桥梁及其他特殊建筑设施。经过半个世纪的应 用发展，我国已在 预 应 力 混 凝 土 技 术 方 面 积 累 了 宝 贵 的 经 验 ，建 造了一批具有国际先进水平的预应力混凝土结构。其中代表性 的预应力结构有： a． 建筑方面： 广东国际大厦、青岛中银大厦、首 都国际机场新航站楼等； b． 铁路桥梁结构方面： 攀枝花金沙江铁 路连续钢构桥，杭州钱塘江二桥，黄石大桥、虎门大桥等； c． 其他 建筑结构方面： 中央、天津、南京、上海等电视塔、阿尔及利亚球形 水塔、秦山、大亚湾核电站安全壳等。 2） 我国预应力混凝土发展成就。 在设备生产方面，我国生产的高强度低松弛钢绞线强度已达 到 1 860 MPa 级，属国际先进水平，产量在 15 万 t 以上，加上原有 的 1 570 MPa 级钢绞线，总产量超过 20 万 t，可以满足国内高效预 应力混凝土的使用需要，并可出口。锚具年产量在 300 万孔以 上，属于世界上的 生 产 大 国。在 预 应 力 混 凝 土 规 程 规 范 方 面，主 要有《混凝土结 构 设 计 规 范》《无 粘 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 技 术 规 程》《预应力筋用锚具、夹具和连接器》等国家产品标准和应用技 术规程。还有《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》《预应力用液压 千斤顶》《预应力用电动油泵》《预应力钢筋、钢丝镦头器》《预应 力混凝土用金属螺旋管》等技术规程和产品标准。 3） 预应力混凝土发展趋势。 未来预应力混凝土在以往房屋建筑工程、桥梁工程及大跨度 结构中使用的同时，还会在一些新兴领域中广泛使用，这些领域主
摘 要： 阐述了预应力混凝土的概念及分类，全面总结了预应力混凝土的优缺点，并对预应力混凝土的应用与发展作了说明，为预
应力混凝土技术的推广与应用提供了技术支持。
关键词： 预应力混凝土，特点，应用，发展
中图分类号： TU378
文献标识码： A
0 引言
预应力混凝 土 以 其 自 身 显 著 的 优 点，被 广 泛 应 用 于 房 屋 建 筑、道路桥梁及其他特殊建筑设施。我国引进预应力混凝土技术 已经有半个多世 纪，在 过 去 的 半 个 世 纪 中，我 国 在 预 应 力 混 凝 土 技术方面积 累 了 宝 贵 的 经 验，在 预 应 力 混 凝 土 原 材 料、设 计、制 作、施工等方面取 得 了 很 多 成 就。相 信 在 不 久 的 将 来，随 着 我 国 预应力混凝土技术不断发展，预应力混凝土的应用领域也将更为 广泛。本文分析了预应力混凝土的特点及在我国的应用和发展。
第 39 卷 第 6 期 2013 年2 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 39 No． 6 Feb． 2013
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文章编号： 1009-6825（ 2013） 06-0021-02
谈预应力混凝土的特点及应用
漆强强 谷 琦 薛文庆
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