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浅谈预应力混凝土的应用与发展前景

作者：张琳

来源：《中国科技博览》2013年第21期

[摘 要]预应力混凝土经过上半个世纪的发展，现在在世界范围内已成为土建工程中重要的结构材料，应用范围从以往的房屋建筑、桥梁、轨枕、电杆、压力水管、储罐、水塔等，扩大到高层建筑、地下建筑、高耸建筑、水工建筑、海洋结构、机场跑道、核电站、压力容器、大吨位船舶等发面。今年来，我国预应力混凝土的发展登上了一个崭新的台阶。 [关键词]路面；桥梁；建筑；施工工艺；抗震性能

中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0268-01 1、预应力混凝土桥梁发展及展望

我国近年来在土木工程投资方面建设规模方面均居世界前列。在混凝土工程技术，预应力技术应用方面取得了巨大进步。近来二三十年来我国预应力混凝土桥梁发展很快无论在桥型，跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。本文着重从其组成材料和特性上探讨预应力混凝土发展现状及前景。

改章开放以来，我国公路事业，特别是高等级公路建设取得了举世瞩目的成果，尤其是近年来加快公路建设为重点的交通基础建设，使公路建设事业翻开了新的篇章。公路桥梁建设技术水平迈进了世界先进行列，高速公路里程迅猛增长，路网水平不断提高，公路运输对推动国民经济发展的服务功能、拉动能力不断增强。公路发展已成为国家经济发展中重要的组成部分。普通结构的大中型预应力混凝土桥梁已经在全国范围普及，为了适应高速公路平面线性的高标准要求，斜桥、弯桥、坡桥或同时皆有斜弯坡的桥梁比例普遍增多。预应力混凝土桥梁的施工技术得到了广泛的推广，更普遍地采用先进技术、先进设备，新工艺新技术新材料，使我国桥梁建设水平普遍提高一个新的台阶。我国地大物博，人口众多，矿产资源丰富，随着我国加入世贸组织，与国际经济市场接轨，必将对交通运输事业提出更高的要求，公路桥梁建设也必将会有更加广阔的前景。

为适应我国经济的发展，缓解交通问题给人们生产生活带来的不便，预应力混凝土结构的应用范围将更加广阔，因此我们应加强提高预应力技术水平的科研工作。和发达国家相比，我们预应力混凝土工程的研究相对落后。设计和施工的分离也是影响我国预应力混凝土结构迅速发展的因素之一。因此有必要进行新技术开发研究，并做好设计和施工之间的联系，以提高我国的预应力技术水平。

2、预应力混凝土路面发展及现状

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预应力混凝土技术在我国，乃至全世界都比较广泛的运用于工民建及桥梁建设中。但在路面建设中都还处于研究试验阶段。预应力混凝土路面技术是20世纪40年代发展起来的，最先由德国进行理论上的研究。随后法国进行了实践性研究。法国于1947年修了一条长409.5m名为Orly跑道，它是该技术最终确立的标志。英国、德国、美国、日本、比利时、荷兰、奥地利等国家先后也修筑了一些不长的试验路。其中著名的是美国1980年在O’hare国际机场上修筑的预应力混凝土罩面。我国预应力混凝土路面技术的研究工作起步较晚，1997年才建成了由东南大学交通学院和江苏省交通厅共同设计的我国第一条预应力混凝土试验路面该试验路面全长100m采用双向单幅路面板构造，这是我国从理论到实践走出的第一步。 3、我国房屋建筑中预应力技术发展展望

（1）预应力混凝土在房屋建筑中将扮演重要角色；预应力混凝土正在以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点，迎合了近代建筑结构的发展趋势。 （2）高层建筑结构中预应力混凝土发展趋向；预应力混凝土在高层建筑结构中的应用有很大发展，尤其是无粘结预应力扁梁用于高层建筑的楼盖，具有降低层高，节约钢材，简化模板，加快施工等明显效果，受到建设、设计、和施工单位的普遍欢迎。

（3）预制现浇结合的装配整体式结构将加速发展；众所周知，先张法预制预应力混凝土构件具有工厂化规模生产的各种优点，如质量控制水平高，构建耐久性好，模板周转率高，损耗小，与现场浇注的后张法预应力混凝土相比，省去了留管灌浆工序或无粘结结束的注油挤塑工序，省去了管道、涂包和锚具费用。

（4）预应力混凝土结构设计理论讲有重大进展；

（5）预应力混凝土具有节材、节能、节地、改善建筑与结构功能等优点，但应该看到，我国当前的预应力混凝土房屋建筑设计水平普遍还比较低，设计理论也亟待完善和提高。 预应力混凝土结构抗震问题

当前国际混凝土结构工程界对预应力混凝土结构的抗震问题给予了重视。日本在1995年神户大阪地震之后，结合混凝土结构（包括预应力混凝土结构）在地震中的实际表现进行了调查并作了大量研究工作，其它国家也作了不少研究工作。研究表明预应力结构在地震区是能够应用的，和普通钢筋混凝土结构一样，需要的是合理的设计和施工。采用竖向预应力加固普通钢筋混凝土结构可提高结构抗震性能。采用竖向预应力的混凝土结构，可以提高结构抵抗水平荷载的能力，并在地震之后又能很快的复原。在地震作用下，预制的预应力混凝土结构会发生屈服，产生塑性铰，提高整个结构的延性和耗能能力而避免损坏，因而具有良好抗震性能。 社会效益

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从国内路面的现状来看，普通钢筋混凝土路面接缝较多，易造成行车不舒适，还常发生挤碎、拱起、错台、哪泥等病害这给道路的养护带来很大的麻烦和经济负担，有时还会导致交通事故，给国家和人民的生命财产带来巨大损失。预应力混凝土路面由于使用了预应力钢筋，从而使路面板可大大加长，一般可达100m左右。这使得路面接缝减少，不但改善了行车舒适性，还可降低养护费用。同样，由于预应力的作用，使混凝土板增强了抗拉能力，从而提高了路面的抗疲劳度，从而降低了挤碎、拱起、错台、卿泥等病害的发生，还可延长路面使用权用年限。可见，预应力混凝土路面技术具有较好的社会效益。、 可行性

20世纪80年代以来，我国的预应力技术得到了迅猛发展〔表现在有高校和研究院进行专项的研究和人才培养，有专业化的设计、施工企业，有专门生产预应力钢筋，锚夹具等材料和设备的厂家。建设部在该技术的标准，政策与管理方面都做了大量工作，并且取得了很好的效果。可见，发展预应力混凝土路面的基础—理论、人才、经验已经具备，所以，发展预应力混凝土路面技术是可行的，它是预应力技术运用的又一发展方向从国外经验来看，走专业化道路是发展预应力

混凝土路面技术革新最有效途径，而且专业化公司以提供科研、设计、施工、机械设备、养护等一条龙服务的效果最佳。 参考文献

[1] 项海帆.桥梁工程的宏伟发展前景.桥梁漫笔.北京中国铁道出版社， 1997.

[2] 中国公路学会桥梁与结构工程学会.中国公路学会桥梁与结构工程学会论文集.北京：人民交通出版社，2001.

[3] F莱昂哈特〔德〕预应力混凝土【北京】水利电力出版社，1989.