預(yù)應(yīng)力混凝土是在第二次世界大戰(zhàn)后迫切要求恢復(fù)戰(zhàn)爭(zhēng)創(chuàng)傷,使西歐迅速發(fā)展起來的,半個(gè)世紀(jì)以來從理論、材料、工藝到土建工程中的應(yīng)用,都取得了巨大的發(fā)展。尤其是隨著部分預(yù)應(yīng)力概念的逐步成熟,突破了混凝土不能承受拉與開裂的約束,大大擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍,目前預(yù)應(yīng)力混凝土已成為國(guó)內(nèi)外土建工程主要的一種結(jié)構(gòu)材料,而且預(yù)應(yīng)力技術(shù)已擴(kuò)大應(yīng)用到型鋼、磚、石、木等各種結(jié)構(gòu)材料,并用以處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中用常規(guī)技術(shù)難以解決的各種疑難問題。我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土的起步比西歐大約晚10年,但發(fā)展迅速,應(yīng)用數(shù)量龐大,我國(guó)近年來在土木工程投資、建設(shè)規(guī)模方面居世界前列,在混凝土工程技術(shù)、預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用方面取得了巨大的進(jìn)步。近二三十年來,我國(guó)預(yù)應(yīng)力橋梁發(fā)展很快,無論在橋型、跨度以及施工方法與技術(shù)方面都有突破性的發(fā)展,不少預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的修建技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
從我國(guó)已建成的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁來看,大多都采用4050級(jí)混凝土,繼而采用減水劑等添加劑制各種塑性混凝土,并發(fā)展了泵送混凝土工藝。隨著橋梁跨度的增加,為減小橋梁結(jié)構(gòu)的自重,混凝土逐漸向高強(qiáng)、輕質(zhì)方向發(fā)展。在國(guó)外,日本早在七十年代采用80級(jí)混凝土修建了多座跨徑為45m的簡(jiǎn)支梁預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋,俄國(guó)在主跨136m的富林格爾橋上采用了輕質(zhì)混凝土。我國(guó)目前在高強(qiáng)、輕質(zhì)混凝土方面已經(jīng)有所成就,如已建成冊(cè)重慶大佛寺長(zhǎng)江大橋,是一座主跨450m的雙塔、雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋。由重慶大佛寺大橋試驗(yàn)中心研制成功的60號(hào)微硅粉高強(qiáng)混凝土首次在該橋主梁澆注使用,作為混凝土的改性材料,微硅粉高強(qiáng)混凝土具有易澆注、整體密實(shí)、長(zhǎng)期穩(wěn)定及強(qiáng)度高等特點(diǎn),可提高建筑的內(nèi)在質(zhì)量,在橋梁建筑市場(chǎng)上具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。目前使用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要為高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線及高強(qiáng)度粗鋼筋三大類。橋梁上使用的預(yù)應(yīng)力鋼材一直在朝著高強(qiáng)度、低松弛、大直徑的方向發(fā)展。80年代中期以前,我國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼的性能比國(guó)際上落后較多,但近20年來由于我國(guó)的工業(yè)、建橋技術(shù)的進(jìn)步,差距逐漸縮小,預(yù)應(yīng)力鋼材生產(chǎn)過程由于工廠的不斷改進(jìn)而成為性能更好,更經(jīng)濟(jì)的材料。
預(yù)應(yīng)力錨具與所錨固的預(yù)應(yīng)力筋相對(duì)應(yīng)分為粗鋼筋錨具,鋼絲索錨具及鋼絞線錨具三類,近年來用于鋼絞線錨具固成群錨體系被廣泛采用,隨著質(zhì)量不斷提高,其錨固性能也越來越好,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),它可使同樣配筋的情況下,梁的承載力提高25%34%,拉的承載力提高75%,抗裂度不變,這樣就可以節(jié)省大量的建筑材料。
如前所述,我國(guó)預(yù)應(yīng)力的起步比西歐大約晚10年,但發(fā)展快,據(jù)1995年的不完全統(tǒng)計(jì),采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件建造的城鎮(zhèn)住宅和農(nóng)村房屋超過30億m2,建造的40m跨徑內(nèi)的鐵路橋30000孔,新建的公路橋和城市橋梁20m跨徑以上的占到85%以上,改革開放以來,我國(guó)高強(qiáng)鋼材生產(chǎn)好轉(zhuǎn),為發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土,追趕國(guó)際水平創(chuàng)造了條件,近十幾年以來,在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土方面取得了較大的進(jìn)展。各種橋梁結(jié)構(gòu)的形式,跨徑和施工方法都有了很大進(jìn)步,現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不僅運(yùn)用在橋梁,還普遍運(yùn)用在工業(yè)民用建筑,主要是大跨度、高層次的建筑中,例如航站樓、劇場(chǎng)、大型的樓堂屋蓋頂?shù)鹊取?/p>
在二十世紀(jì)八十年代中期,我國(guó)主要推廣的冷拉鋼筋,冷拉鋼絲及中強(qiáng)鋼為預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件為主,預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件為我國(guó)面廣量大的土木工程建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn),從那時(shí)以后(二十世紀(jì)八十年代中期以后)隨著材料工業(yè)的發(fā)展,強(qiáng)錨體系的改進(jìn)、計(jì)算手段的進(jìn)步,我國(guó)在杜拱辰等老一輩預(yù)應(yīng)力專家和一大批青年專家學(xué)者開展將預(yù)應(yīng)力由拘件發(fā)展到體系的探索,經(jīng)過他們的努力,已順利實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力由構(gòu)件到體系的跨越。
為順應(yīng)住宅建筑向大戶型,套內(nèi)無粱,無柱,無隔墻的發(fā)展趨勢(shì),克服雙向均勻布置預(yù)應(yīng)力筋的雙向配筋多、造價(jià)高、施工困難等弊端??傊?,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的誕生,為許多工程領(lǐng)域從設(shè)計(jì)、施工、材料運(yùn)用開辟了一個(gè)新紀(jì)元,它大大地提高了建筑工程質(zhì)量,節(jié)約了材料,降低了成本,開辟了許多從來不可能超越的領(lǐng)域,今天,可以這樣認(rèn)為,越重要的工程、大的工程,如大跨徑橋,大跨度屋蓋,大容積夠體無不從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造施工都強(qiáng)制性地要考慮預(yù)應(yīng)力這一概念,使用這一材料,采用這一工藝。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的工作原理是通過對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)合理布置道張拉預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生外荷載效應(yīng)相反的等效荷載,該等效荷載可以抵消部分或全部外荷載,使結(jié)構(gòu)受張的實(shí)際剩余荷載明顯減少,從而可實(shí)現(xiàn)無梁版跨度和所受外荷載相同時(shí),截面尺寸明顯減少;截面尺寸和所受外荷載相同時(shí),結(jié)構(gòu)跨越的跨度明顯增大的目的。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)材料主材是鋼筋,高強(qiáng)鋼絲,鋼絞線,混凝土,但是要將這些高質(zhì)量、高強(qiáng)度的材料發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的效應(yīng),在其形成過程中使用特殊的設(shè)備、器具、配件,用特殊的工藝,這些器具配件就是預(yù)應(yīng)力錨具,這項(xiàng)工藝就是預(yù)應(yīng)力(張拉)工藝,后,它們存在于預(yù)應(yīng)力工程結(jié)構(gòu)之中,因而預(yù)應(yīng)力工程的組成部分,這就形成了今天存在的錨具產(chǎn)業(yè)。
國(guó)家建設(shè)部及交通鐵道部于二00二年發(fā)文規(guī)定二十米的建筑梁必須采用預(yù)應(yīng)力工藝。
南京澳泰新型建材有限公司(原南京下關(guān)預(yù)應(yīng)力錨具廠)是生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力錨具的專業(yè)廠家,自八十年代開始,在南京東南大學(xué)預(yù)應(yīng)力研究所和預(yù)應(yīng)力開發(fā)部,特別是在中國(guó)科學(xué)院院士、博士生導(dǎo)師、結(jié)構(gòu)工程專家呂志濤教授的直接指導(dǎo)下開發(fā)、研制生產(chǎn)錨具系列產(chǎn)品,為東南大學(xué)和南京工業(yè)大學(xué)土木工程系的研究生、博士生在研究國(guó)際
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