预应力技术在工程中的应用.docx

土木工程研究方法论论文 —预应力技术在工程中的应用 学院：土木建筑工程学院 预应力技术在工程中的应用 【内容摘要】 本文章首先会介绍预应力预应力技术的相关知识。之后会重点论述预应力技术在如今工程的应用。本文会从桥梁，房建，隧道三个方面对预应力技术的应用进行探讨。 【关键词】 预应力，技术应用，预应力混凝土。 【引言】 预应力是在加预应力过程中所引入的应力，在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋，施加预压应力，提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。本论文就对预应力技术在工程的应用做一个论述。 【正文】一、预应力结构 首先我们先来了解一下预应力结构。在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力结构。最早接触预应力结构是在结构设计联赛趣味组的比赛中。比赛内容为，用一定数量纸张及其他工具制作桥梁，承重最多的获胜。 结构联赛趣味组桥梁预应力设计示意图 我们在把桥体做完后，为了增加强度，我用绳子给桥的两端添加了一个斜向下的拉力（形式与下图相似），此拉力使整个桥面成拱形，给桥面的下面施加了一个压应力，从而很大程度的增加桥面的钢度。当时还不了解预应力，但是近期通过对资料的查阅，我们了解到预应力技术是一项在目前应用比较广泛的技术。 二、预应力混凝土 了解了预应力结构，我们再继续了解一下预应力混凝土，为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法预应力混凝土（图）在混凝土结构或构件承受使用荷载前，通过施加外力，使得构件受到的拉应力减小，甚至处于压应力状态下的混凝土构件。预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。 预应力混凝土（图） 根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同分类：1.全预应力混凝土2.部份预应力混凝土3.无粘结预应力钢筋。 三、预应力的应用 了解预应力的相关知识，我们来了解一下预应力在现实工程中的应用。 1、道路桥梁中的应用 （1）预应力技术在受弯构件中的应用 在具体施工中，由于碳纤维所拥有的高强度、施工简单等特征，我们大多采用粘贴碳纤维片材对钢筋混凝土受弯构件进行加固。从工程力学的角度看，在采用碳纤维片加固之前，结构就已经聚集了初始内力，混凝土已经有了初始压应变和拉应变，其应变增量决定了碳纤维片材的最终应力。当混凝首座预应力（图）土压应变达到其极限压应变时，构件由达到极限承载力。如果初始应变过大，构件破坏时碳纤维片材的应力就较小，使碳纤维片材强度高的特点得不到充分发挥，因此，我们在粘贴碳纤维片材之前，采用预应力技术，先对碳纤维片材施加预应力，从而提高受弯构件破坏时碳纤维片材的应力，充分发挥碳纤维片材的作用。 （2）一般预应力技术在加固施工中的应用 随着我国经济的高速发展，公路桥梁交通运输量迅速增长，除了交通量的增长之外还有轴载的加重。道路桥梁造价昂贵，我们在建造的时候都会千方百计保证工程质量，但是由于长期受自然环境和使用环境的影响，桥梁难免会产生损坏现象，为了保证交通的安全和促使道路桥梁发挥应有的作用，恢复或提高现有道路桥梁的承载能力，延长其使用年限，道路桥梁加固和维修成为一个十分突出的问题。道路桥梁加固主要是补强构件和改善结构性能，通常采用的方法有桥面补强层加固法、增大截面与配筋加固法、体外预应力加固法、粘贴钢板加固法、改变结构受力体系加固法、增加横向联系加固法、粘贴碳纤维加固法等。实际上是通过施加预应力改变结构的内力，从而提高构件的承载能力，使加固钢筋的作用得到充分发挥。 （3）预应力技术在混凝土多跨连续梁的应用 多跨连续梁有正弯矩区域和负弯矩区域，一般情况下，跨中为正弯矩，支座处为负弯矩。当桥梁的抗弯承载力和抗剪承载力达不到要求时，就需要进行加固处理，当跨中正弯矩区抗弯承载力不足时，可以采用施工比较容易的粘贴碳纤维的方法加固。 2、房屋建筑中的应用（1）、多高层建筑中的预应力砼技术 采用部位：楼面结构。 基本形式：预应力平板（无梁楼盖）：在地下室广泛使用。预应力平板（板柱剪力墙），住宅别墅较多使用，预应力扁梁大板，商场、写字楼、教学楼广泛使用。预应力密肋板：车站，体育馆使用较多。经济跨度：当采用平板时为7?12m；当采用扁梁平板时为9?15m；当采用密肋板时为11?15m。平板跨度约为9.0m的住宅，其基本材料指标是：预应力筋4?5kg/m2,普通钢筋16?20kg/m2，混凝土厚度约180?200mm。 主要作用及效果：降低结构层高