預(yù)應(yīng)力混凝土工程面臨的問題

　　由荷蘭和美國工程師組成小組對一座建于80年代的二十八層使用無粘結(jié)筋樓蓋進(jìn)行了調(diào)查。在預(yù)應(yīng)力筋曲線底部位置鑿小洞并刮去塑料油脂，對預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕程度進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋從完全沒有腐蝕到產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕的狀態(tài)均存在。其結(jié)論為：   

　　(1)無粘結(jié)筋存在油脂干枯受腐蝕嚴(yán)重問題，主要原因是澆注砼時，端部密封不嚴(yán)使水滲入造成預(yù)應(yīng)力筋腐蝕。   

　　(2)對這棟樓普遍調(diào)查表明，腐蝕最嚴(yán)重的狀態(tài)以最不利估計，不會超過預(yù)應(yīng)力筋總數(shù)的10%。   

　　(3)由于樓蓋計算安全度普遍很高，用三維空間結(jié)構(gòu)分析的樓蓋體系比按規(guī)范設(shè)計的預(yù)應(yīng)力筋強度超過45%，還沒有對結(jié)構(gòu)安全性造成直接的急迫的危害。   

　　(4)無粘結(jié)筋的腐蝕問題依然是一個必需引起注意的普遍問題。   

　　1.2　預(yù)應(yīng)力的探傷問題   

　　(1)利用聲納技術(shù)檢查預(yù)應(yīng)力筋(無粘結(jié)和有粘結(jié)筋)的損傷情況。加拿大、英國、美國均已著手進(jìn)行這項工作并取得重要成果。   

　　(2)灌漿飽和性的檢查。   

　　德國SUSPA公司使用專門的“內(nèi)窺鏡”簡易儀器進(jìn)行探測，只要在檢查部位打一個小洞用“內(nèi)窺鏡”可看到灌漿保滿性。   

　　1.3　有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼灌漿技術(shù)的改進(jìn)。水灰比降到0.27-0.3，有很高的流動性和很低的泌水率，并且不需要壓力就能達(dá)到遠(yuǎn)比普通灌漿好的效果。該工作由荷蘭水泥工業(yè)協(xié)會(VNC)研究完成。灌漿材料除水泥外另加入某些超塑性添加劑等材料   

　　1.4　預(yù)應(yīng)力技術(shù)新工藝——介于先張拉法和后張拉法之間的工藝   

　　新的預(yù)應(yīng)力工藝是在澆搗砼尚未凝固的時候施加預(yù)應(yīng)力，砼在壓力的情況下固結(jié)。這種施加預(yù)應(yīng)力需 要用特殊的可滑動的模板及能把壓力傳給砼的裝置，該方法由烏克蘭的工程師發(fā)明。該種方法可使同樣配筋率情況下提高梁的承載力25-34%、柱的承載力75%?？沽讯炔蛔儭Ｔ摲椒ㄒ言谥剡_(dá)30噸的橋梁構(gòu)件中使用。   

　　1.5　預(yù)應(yīng)力砼路面技術(shù)應(yīng)用   

　　越來越多的高等級路面使用砼，以其取代瀝青路面，其重要特點是維修費用低?，F(xiàn)在每年建造約有2500KM的普通鋼筋砼路面的主要問題是由于接縫多使得車輛行駛不舒服。預(yù)應(yīng)力砼可解決這個問題。使用預(yù)應(yīng)力砼路面幾百米才設(shè)置接縫(甚至不需要接縫)。同時預(yù)應(yīng)力砼路面不開裂。使用對角線和曲線形預(yù)應(yīng)力筋、錨固在預(yù)制的邊梁上，使得連續(xù)澆砼得以進(jìn)行。預(yù)制邊梁可作為滑模，預(yù)應(yīng)力筋可代替(甚至全部代替)普通鋼筋。預(yù)應(yīng)力砼路面有廣闊發(fā)展前景。印度以每年10%的增長速度使用預(yù)應(yīng)力砼路面。   

　　1.6　預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)在建筑工程中進(jìn)一步使用   

　　與會專家普遍認(rèn)為預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)在橋梁建筑中取得更大成就和進(jìn)展。相比之下，建筑領(lǐng)域應(yīng)用的不夠廣泛。預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)能夠體現(xiàn)建筑技術(shù)最主要的二個特征即使用靈活和經(jīng)濟合理性。但在很多國家由于技術(shù)、建筑、規(guī)范和教育諸多原因，使得很多用預(yù)應(yīng)力技術(shù)為更優(yōu)方案的工程設(shè)計，沒有采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。   

　　這是很可惜的。專家呼吁，在建筑領(lǐng)域應(yīng)在更多國家、地區(qū)、在更多工程使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。   

　　1.7　預(yù)應(yīng)力砼技術(shù)在深基坑開挖、邊坡穩(wěn)定、大面積重荷載基礎(chǔ)底板、高層建筑轉(zhuǎn)換梁和轉(zhuǎn)換板、加固工程、大型結(jié)構(gòu)吊裝就位等領(lǐng)域應(yīng)用也很普遍，會議在這些方面展示了不少工程實例。   

　　2 預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)抗震問題   

　　當(dāng)前國際砼結(jié)構(gòu)工程界對預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)抗震問題給予很大的重視。日本方面，在1995年神戶——大坂地震之后，結(jié)合砼結(jié)構(gòu)(包括預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu))在地震中的實際表現(xiàn)進(jìn)行了調(diào)查并作了大量研究工作。其它國家也作了不少研究工作，現(xiàn)就本次會議這方面的有關(guān)內(nèi)容簡介如下：   

　　(一)日本經(jīng)驗：預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)在日本大坂——神戶地震中的表現(xiàn)良好，題為《預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的動力性能》對該地震區(qū)域100棟預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查和研究。文中指出，這100棟房子其中10棟是預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，90棟是現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。100棟中，僅有一棟受到嚴(yán)重?fù)p壞，其余99棟狀態(tài)非常好。作者將這100棟房子分為五類以現(xiàn)場的記錄的地震波對這五種類型房子進(jìn)行線性動力分析和非線性動力計算分析。計算分析結(jié)果和現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的地震反映表現(xiàn)類似，其結(jié)論是按照1981年日本建筑規(guī)范按強柱弱梁強度型的設(shè)計的預(yù)應(yīng)力砼建筑抗震機理和性能良好。   

　　日本大坂——神戶地震表明，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在地震區(qū)是能夠應(yīng)用的，和普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)一樣，需要的是合適的設(shè)計和施工。   

　　(二)采用豎向預(yù)應(yīng)力加固普通鋼筋砼柱提高砼結(jié)構(gòu)抗震性能。   

　　在1995年日本神戶——大坂地震中，地震水平加速度達(dá)到重力加速度的量值，相當(dāng)多的普通鋼筋砼柱被破壞。采用豎向預(yù)應(yīng)力砼柱，可以提高柱的抵抗水平荷載的能力，同時在地震之后又能很快的復(fù)原。 ——實際地震破壞多發(fā)生大震之后 的結(jié)構(gòu)變形帶來非結(jié)構(gòu)部分的破壞，采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，在地震卸荷之后能迅速復(fù)原，避免結(jié)構(gòu)及非結(jié)構(gòu)的破壞。   

　　(三)新西蘭經(jīng)驗——預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼有良好的抗震性能，在新西蘭得到廣泛應(yīng)用。   

　　新西蘭是地震高發(fā)區(qū)，對于結(jié)構(gòu)抗震要求相當(dāng)嚴(yán)格。采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，最大優(yōu)點是能在構(gòu)件選擇的部位在地震作用時發(fā)生屈服，產(chǎn)生塑性鉸，提高整個結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力，而避免損壞。因而具有良好抗震性能。采用能量設(shè)計方法和預(yù)制構(gòu)件合適的安裝方法建造的預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)在新西蘭得到普遍使用，具有工程質(zhì)量高、節(jié)約現(xiàn)場勞動力及模板以及縮短工程工期各方面效益。   

　　總之，預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)(預(yù)制的和現(xiàn)澆的)不僅是樓蓋結(jié)構(gòu)，還是抗側(cè)力的框架結(jié)構(gòu)都可以在地震區(qū)使用，其設(shè)計主要要求是“強柱弱梁”，在地震時，使塑性鉸主要發(fā)生在樓蓋部位。