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摘要：文章主要探讨了新世纪我国土木工程预应力技术在土木工程中的应用，并提出了未来发展方向。
关键词：土木工程；预应力；应用；发展
中图分类号： S969 文献标识码： A
引 言
随着人们消费观念的改变，对住房和工作环境及消费水平的要求也越来越高，采用预应力技术有许多结构和施工上的优点，如减少截面尺寸、控制裂缝和挠度，控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担等轻松的实现了这些要求。通过调整结构的预应力度，构造处理得当，预应力结构的抗震性能得到保证，由于减小了转换构件的尺寸，减轻结构自重。因此，预应力施工在我国土木工程中得到广泛运用和发展。
1预应力技术应用
1.1 预应力平板结构
普通钢筋混凝土梁板结构体系，需在柱间及隔墙下设置框架梁和次梁，这必然導致室内明梁纵横交错，降低了楼层的有效高度，影响了美观和使用；室内明梁的存在，隔墙布置的任意性受到限制，室内功能的重新调整比较困难，若设计中楼盖体系采用普通钢筋混凝土平板结构或预应力平板结构，以上问题则迎刃而解。
为提高整个楼盖的抗裂性能，减薄板厚，减轻结构自重，提高其使用功能，采用近年来在大量工程中得以广泛应用的现代高效预应力混凝土结构技术，将整个楼盖设计为后张部分预应力混凝土无梁平板结构是一个良好的选择。这种预应力无梁平板，除在楼板周边保留必要的边梁和在局部少数有隔墙的地方及洞口边缘保留梁之外，室内明梁全部取消，仅在必要的地方设暗梁以改善楼板的受力性能，每单元整个室内顶板为一整块的平面。
这种结构具有各种预应力结构的许多共性，其优点主要有：
（1）有利于减少地下室埋深及基坑开挖深度
对于有地下室的大型建筑或高层建筑，常常把地下室作为车库或商场。底板、顶板均可做成预应力平板；局部配电房，发电机房等需层高较高者，可局部下挖，使之达到设备高度要求，这样一来在地下室，降低了层高，减少了水压力，减少了底板支模工序及基坑开挖深度，减少了外墙砼用量，降低造价。
（2）利于增加建筑物楼层的净空高度或者减少层高
对于6—9m跨度的楼盖体系若采用普通钢筋混凝土梁—板结构，梁板需要占去700—1000mm的净空，若采用预应力楼板后，室内明梁取消，板厚为180—200mm（托板部分总高度300—350mm），这样在净空部变的情况下，每层可以减小500mm以上的层高。
（3）利于改善结构的使用功能。预应力楼板对用途的改变极容易适应，在任意位置均可以设置隔墙，方案是多样的，可给用户最大的自由度，使房屋使用功能及档次得到很大的提高，是房屋销售的一大卖点。
（4）减少钢筋用量 ，降低造价
在预应力混凝土结构种预应力筋可产生一个向上等效荷载，同时在板中产生一个轴向压力，使平板刚度提高，挠度大大减少，抗裂性能也大为提高。
（5）施加预应力后楼板的模板就可以拆除，施工方便，速度快
a.预应力混凝土平板结构取消了许多梁，模板用量明显减少；而且模板安装简单方便，节省时间。
b. 采用预应力混凝土平板结构后，楼面结构的普通钢筋用量将减少，而且减少的大多是绑扎费时费力的梁钢筋，平板钢筋绑扎快捷方便，预应力筋与普通钢筋的绑扎可以交叉进行，节省时间。
c.当混凝土强度达到设计强度的75%时即可进行预应力筋的张拉，张拉过程中可以照常进行上一层楼面的施工。张拉完成后，即可拆除模板，而预应力张拉不占施工工期，节省时间。
1.2 有梁大板框架（或剪力墙）结构
有梁大板结构是柱子于柱子之间布明梁，大板上布置隔墙的结构体系。这种结构于平板结构有很多相似之处，柱距比较大，由于省去了次梁，避免了室内错综复杂的次梁，内景好，增加净空，抗裂好，省材料省模板和拆模人工，施工快速等优点。若这种大板配合预应力宽扁梁使用，则也能很大限度的减低层高或提升层净高，如9米跨的预应力宽扁梁可以做到450mm高，比做普通预应力梁650mm少200mm高，比普通混凝土梁800mm少350mm.
2转换层结构
我国高层建筑发展迅速，多为多功能综合性建筑，需要大柱网、大空间的公共设施在下部，从受力的角度讲这是不合理的，解决这种矛盾的最常用方式就是设置结构转换层。随着预应力技术的逐渐成熟，预应力材料及施工费不断下降，即使用材料等强代换的概念从经济上来比较预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构，在许多情况下后者并不比前者经济。
我国建筑转换层结构中采用预应力技术的情况越来越多，大多数转换层结构形式有成功地采用预应力技术的例子：比如我国宁波浙海大厦，地上52层，地下2层，在6层处设置了2000mm的预应力厚板和3500×3200mm的暗梁作为该超高层建筑的转换层；上海乾鸿苑大厦由九座塔楼组成，塔楼在60米左右不等，塔楼扭转48度，上下层错位，采用厚970mm长约140m宽为40m—70m不等的不规则梯形预应力厚板作为该多塔高层的转换层。
3 特种结构
3.1 大悬挑结构
体育建筑在各大中城市兴起，体育建筑的形式多样，风格各异，使预应力技术的应用丰富多彩。如南京为承办第三届城运会兴建的四座体育馆，关键结构部位都是采用预应力技术，随着钢结构的发展，许多雨蓬采用钢结构，可以获得更大跨度，但是造价和维修费用都比较高，所以在适当跨度内预应力混凝土结构还是有很大的优势。
3.2 储罐与筒仓
一般储罐与筒仓对抗裂要求比较高，预应力技术广泛用于这种结构主要利用预应力主动轴力来抵抗混凝土拉应力来提高抗裂性能；尤其是圆筒结构，环壁的混凝土只受环向轴力作用，正是预应力最适合的结构形式。绕丝后张预应力混凝土水池在国内应用了几十年，主要采用预压应力来抵消由于水对筒壁产生环向拉应力。这样用高强钢材提高了抗裂性能就可以在同等抗裂条件下减小截面尺寸，带来可观的经济效益。
4 工程实例分析
本工程屋面层局部大跨度梁采用粘结预应力混凝土梁结构，共有l5榀预应力梁，其中三层有3榀预应力梁。预应力梁最大跨度为22m，梁最大截面为600mm×1300mm，本工程预应力钢筋采用II级松弛φJ15.24钢绞线，预应力钢铰线抗拉强度标准值为Fptk=1860MPa，张拉控制应力Qcon=1302MPa，单根预应力钢筋张拉控制应力端采用夹片锚具，固定一律采用I类锚具，其中张拉端采用夹片锚具，固定端采用挤压锚具。本工程特点主要如下：
（1）本工程采用预应力技术，每层面积很大，只有个别梁采用预应力，穿插施工时间长，施工时要与土建施工密切配合。
（2）部分预应力梁需要在结构内部设后浇孔作为张拉的空间，这是大面积建筑中局部采用预应力时常见的情况，土建施工时需按图纸留设后设后浇孔。
（3）后张有粘结预应力梁增加了埋设波纹管、孔道灌浆两个工序，为避免张拉时由于局部压力过大，造成在张拉端混凝土的破损，应采取在张拉端设置加强螺旋筋等措施。
5 预应力发展发展趋势
（1）混凝土将继续朝高强、高性能方向发展；免振混凝土、密筋混凝土可能在结构中试用；
（2）大直径、大截面钢绞线的研制、生产；超过2000级的高强钢绞线也可能推出；镀锌、环氧涂层钢绞线将被采用；不锈钢绞线的应用将有大的增长；耐久、轻质(重量只有钢材的20%)、更高强(>2000)的高性能纤维加强塑料筋将较多地获得应用；碳纤维加劲塑料()、玻璃纤维加劲塑料、芳纶纤维加劲塑料。
（3）新型无粘结预应力筋及体外预应力配筋将得到开发和应用；
（4）预应力混凝土结构的耐久性、抗火、抗震、抗爆等性能研究及它们的设计方法研究。
参考文献：
[1]华洁，浅谈土木工程预应力技术应用及发展[J]民营科技，2008（07）
[2]王成生，土木工程预应力技术未来发展趋势[J]广东建材，2010（03）
关键词：土木工程；预应力；应用；发展
中图分类号： S969 文献标识码： A
引 言
随着人们消费观念的改变，对住房和工作环境及消费水平的要求也越来越高，采用预应力技术有许多结构和施工上的优点，如减少截面尺寸、控制裂缝和挠度，控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担等轻松的实现了这些要求。通过调整结构的预应力度，构造处理得当，预应力结构的抗震性能得到保证，由于减小了转换构件的尺寸，减轻结构自重。因此，预应力施工在我国土木工程中得到广泛运用和发展。
1预应力技术应用
1.1 预应力平板结构
普通钢筋混凝土梁板结构体系，需在柱间及隔墙下设置框架梁和次梁，这必然導致室内明梁纵横交错，降低了楼层的有效高度，影响了美观和使用；室内明梁的存在，隔墙布置的任意性受到限制，室内功能的重新调整比较困难，若设计中楼盖体系采用普通钢筋混凝土平板结构或预应力平板结构，以上问题则迎刃而解。
为提高整个楼盖的抗裂性能，减薄板厚，减轻结构自重，提高其使用功能，采用近年来在大量工程中得以广泛应用的现代高效预应力混凝土结构技术，将整个楼盖设计为后张部分预应力混凝土无梁平板结构是一个良好的选择。这种预应力无梁平板，除在楼板周边保留必要的边梁和在局部少数有隔墙的地方及洞口边缘保留梁之外，室内明梁全部取消，仅在必要的地方设暗梁以改善楼板的受力性能，每单元整个室内顶板为一整块的平面。
这种结构具有各种预应力结构的许多共性，其优点主要有：
（1）有利于减少地下室埋深及基坑开挖深度
对于有地下室的大型建筑或高层建筑，常常把地下室作为车库或商场。底板、顶板均可做成预应力平板；局部配电房，发电机房等需层高较高者，可局部下挖，使之达到设备高度要求，这样一来在地下室，降低了层高，减少了水压力，减少了底板支模工序及基坑开挖深度，减少了外墙砼用量，降低造价。
（2）利于增加建筑物楼层的净空高度或者减少层高
对于6—9m跨度的楼盖体系若采用普通钢筋混凝土梁—板结构，梁板需要占去700—1000mm的净空，若采用预应力楼板后，室内明梁取消，板厚为180—200mm（托板部分总高度300—350mm），这样在净空部变的情况下，每层可以减小500mm以上的层高。
（3）利于改善结构的使用功能。预应力楼板对用途的改变极容易适应，在任意位置均可以设置隔墙，方案是多样的，可给用户最大的自由度，使房屋使用功能及档次得到很大的提高，是房屋销售的一大卖点。
（4）减少钢筋用量 ，降低造价
在预应力混凝土结构种预应力筋可产生一个向上等效荷载，同时在板中产生一个轴向压力，使平板刚度提高，挠度大大减少，抗裂性能也大为提高。
（5）施加预应力后楼板的模板就可以拆除，施工方便，速度快
a.预应力混凝土平板结构取消了许多梁，模板用量明显减少；而且模板安装简单方便，节省时间。
b. 采用预应力混凝土平板结构后，楼面结构的普通钢筋用量将减少，而且减少的大多是绑扎费时费力的梁钢筋，平板钢筋绑扎快捷方便，预应力筋与普通钢筋的绑扎可以交叉进行，节省时间。
c.当混凝土强度达到设计强度的75%时即可进行预应力筋的张拉，张拉过程中可以照常进行上一层楼面的施工。张拉完成后，即可拆除模板，而预应力张拉不占施工工期，节省时间。
1.2 有梁大板框架（或剪力墙）结构
有梁大板结构是柱子于柱子之间布明梁，大板上布置隔墙的结构体系。这种结构于平板结构有很多相似之处，柱距比较大，由于省去了次梁，避免了室内错综复杂的次梁，内景好，增加净空，抗裂好，省材料省模板和拆模人工，施工快速等优点。若这种大板配合预应力宽扁梁使用，则也能很大限度的减低层高或提升层净高，如9米跨的预应力宽扁梁可以做到450mm高，比做普通预应力梁650mm少200mm高，比普通混凝土梁800mm少350mm.
2转换层结构
我国高层建筑发展迅速，多为多功能综合性建筑，需要大柱网、大空间的公共设施在下部，从受力的角度讲这是不合理的，解决这种矛盾的最常用方式就是设置结构转换层。随着预应力技术的逐渐成熟，预应力材料及施工费不断下降，即使用材料等强代换的概念从经济上来比较预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构，在许多情况下后者并不比前者经济。
我国建筑转换层结构中采用预应力技术的情况越来越多，大多数转换层结构形式有成功地采用预应力技术的例子：比如我国宁波浙海大厦，地上52层，地下2层，在6层处设置了2000mm的预应力厚板和3500×3200mm的暗梁作为该超高层建筑的转换层；上海乾鸿苑大厦由九座塔楼组成，塔楼在60米左右不等，塔楼扭转48度，上下层错位，采用厚970mm长约140m宽为40m—70m不等的不规则梯形预应力厚板作为该多塔高层的转换层。
3 特种结构
3.1 大悬挑结构
体育建筑在各大中城市兴起，体育建筑的形式多样，风格各异，使预应力技术的应用丰富多彩。如南京为承办第三届城运会兴建的四座体育馆，关键结构部位都是采用预应力技术，随着钢结构的发展，许多雨蓬采用钢结构，可以获得更大跨度，但是造价和维修费用都比较高，所以在适当跨度内预应力混凝土结构还是有很大的优势。
3.2 储罐与筒仓
一般储罐与筒仓对抗裂要求比较高，预应力技术广泛用于这种结构主要利用预应力主动轴力来抵抗混凝土拉应力来提高抗裂性能；尤其是圆筒结构，环壁的混凝土只受环向轴力作用，正是预应力最适合的结构形式。绕丝后张预应力混凝土水池在国内应用了几十年，主要采用预压应力来抵消由于水对筒壁产生环向拉应力。这样用高强钢材提高了抗裂性能就可以在同等抗裂条件下减小截面尺寸，带来可观的经济效益。
4 工程实例分析
本工程屋面层局部大跨度梁采用粘结预应力混凝土梁结构，共有l5榀预应力梁，其中三层有3榀预应力梁。预应力梁最大跨度为22m，梁最大截面为600mm×1300mm，本工程预应力钢筋采用II级松弛φJ15.24钢绞线，预应力钢铰线抗拉强度标准值为Fptk=1860MPa，张拉控制应力Qcon=1302MPa，单根预应力钢筋张拉控制应力端采用夹片锚具，固定一律采用I类锚具，其中张拉端采用夹片锚具，固定端采用挤压锚具。本工程特点主要如下：
（1）本工程采用预应力技术，每层面积很大，只有个别梁采用预应力，穿插施工时间长，施工时要与土建施工密切配合。
（2）部分预应力梁需要在结构内部设后浇孔作为张拉的空间，这是大面积建筑中局部采用预应力时常见的情况，土建施工时需按图纸留设后设后浇孔。
（3）后张有粘结预应力梁增加了埋设波纹管、孔道灌浆两个工序，为避免张拉时由于局部压力过大，造成在张拉端混凝土的破损，应采取在张拉端设置加强螺旋筋等措施。
5 预应力发展发展趋势
（1）混凝土将继续朝高强、高性能方向发展；免振混凝土、密筋混凝土可能在结构中试用；
（2）大直径、大截面钢绞线的研制、生产；超过2000级的高强钢绞线也可能推出；镀锌、环氧涂层钢绞线将被采用；不锈钢绞线的应用将有大的增长；耐久、轻质(重量只有钢材的20%)、更高强(>2000)的高性能纤维加强塑料筋将较多地获得应用；碳纤维加劲塑料()、玻璃纤维加劲塑料、芳纶纤维加劲塑料。
（3）新型无粘结预应力筋及体外预应力配筋将得到开发和应用；
（4）预应力混凝土结构的耐久性、抗火、抗震、抗爆等性能研究及它们的设计方法研究。
参考文献：
[1]华洁，浅谈土木工程预应力技术应用及发展[J]民营科技，2008（07）
[2]王成生，土木工程预应力技术未来发展趋势[J]广东建材，2010（03）