世紀之初預應力混凝土工程面臨的挑戰(zhàn)

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1、對無粘結預應力筋腐蝕問題的調查和研究。
    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筋樓蓋進行了調查。在預應力筋曲線底部位置鑿小洞并刮去塑料油脂，對預應力筋的腐蝕程度進行了調查，發(fā)現(xiàn)預應力筋從完全沒有腐蝕到產生嚴重腐蝕的狀態(tài)均存在。其結論為： 
    (1)無粘結筋存在油脂干枯受腐蝕嚴重問題，主要原因是澆注砼時，端部密封不嚴使水滲入造成預應力筋腐蝕。
    (2)對這棟樓普遍調查表明，腐蝕最嚴重的狀態(tài)以最不利估計，不會超過預應力筋總數(shù)的10%。
    (3)由于樓蓋計算安全度普遍很高，用三維空間結構分析的樓蓋體系比按規(guī)范設計的預應力筋強度超過45%，還沒有對結構安全性造成直接的急迫的危害。
    (4)無粘結筋的腐蝕問題依然是一個必需引起注意的普遍問題。
    1.1　預應力的探傷問題
    (1)利用聲納技術檢查預應力筋(無粘結和有粘結筋)的損傷情況。加拿大、英國、美國均已著手進行這
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“內窺鏡”簡易儀器進行探測，只要在檢查部位打一個小洞用“內窺鏡”可看到灌漿保滿性。
    1.2　有粘結預應力砼灌漿技術的改進。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到遠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
    1.3　預應力技術新工藝——介于先張拉法和后張拉法之間的工藝
    新的預應力工藝是在澆搗砼尚未凝固的時候施加預應力，砼在壓力的情況下固結。這種施加預應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%。抗裂度不變。該方法已在重達30噸的橋梁構件中使用。
    1.4　預應力砼路面技術應用
    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。預應力砼可解決這個問題。使用預應力砼路面幾百米才設置接縫(甚至不需要接縫)。同時預應力砼路面不開裂。使用對角線和曲線形預應力筋、錨固在預制的邊梁上，使得連續(xù)澆砼得以進行。預制邊梁可作為滑模，預應力筋可代替(甚至全部代替)普通鋼筋。預應力砼路面有廣闊發(fā)展前景。印度以每年10%的增長速度使用預應力砼路面。
    1.5　預應力砼結構在建筑工程中進一步使用
    與會專家普遍認為預應力砼結構在橋梁建筑中取得更大成就和進展。相比之下，建筑領域應用的不夠廣泛。預應力砼結構能夠體現(xiàn)建筑技術最主要的二個特征即使用靈活和經濟合理性。但在很多國家由于技術、建筑、規(guī)范和教育諸多原因，使得很多用預應力技術為更優(yōu)方案的工程設計，沒有采用預應力技術。這是很可惜的。專家呼吁，在建筑領域應在更多國家、地區(qū)、在更多工程使用預應力技術。
    1.6　預應力砼技術在深基坑開挖、邊坡穩(wěn)定、大面積重荷載基礎底板、高層建筑轉換梁和轉換板、加固工程、大型結構吊裝就位等領域應用也很普遍，會議在這些方面展示了不少工程實例。
    2、預應力砼結構抗震問題
    當前國際砼結構工程界對預應力砼結構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，結合砼結構(包括預應力砼結構)在地震中的實際表現(xiàn)進行了調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內容簡介如下：
    (一)日本經驗：預應力砼結構在日本大坂——神戶地震中的表現(xiàn)良好，題為《預應力砼結構的動力性能》對該地震區(qū)域100棟預應力砼結構進行調查和研究。文中指出，這100棟房子其中10棟是預制預應力砼結構，90棟是現(xiàn)澆預應力砼結構。100棟中，僅有一棟受到嚴重損壞，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行線性動力分析和非線性動力計算分析。計算分析結果和現(xiàn)場結構的地震反映表現(xiàn)類似，其結論是按照1981年日本建筑規(guī)范按強柱弱梁強度型的設計的預應力砼建筑抗震機理和性能良好。
    日本大坂——神戶地震表明，預應力結構在地震區(qū)是能夠應用的，和普通鋼筋砼結構一樣，需要的是合適的設計和施工。
    (二)采用豎向預應力加固普通鋼筋砼柱提高砼結構抗震性能。
    在1995年日本神戶——大坂地震中，地震水平加速度達到重力加速度的量值，相當多的普通鋼筋砼柱被破壞。采用豎向預應力砼柱，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原。——實際地震破壞多發(fā)生大震之后的結構變形帶來非結構部分的破壞，采用預應力結構，在地震卸荷之后能迅速復原，避免結構及非結構的破壞。
    (三)新西蘭經驗——預制預應力砼有良好的抗震性能，在新西蘭得到廣泛應用。
    新西蘭是地震高發(fā)區(qū)，對于結構抗震要求相當嚴格。采用預制預應力砼結構，最大優(yōu)點是能在構件選擇的部位在地震作用時發(fā)生屈服，產生塑性鉸，提高整個結構的延性和耗能能力，而避免損壞。因而具有良好抗震性能。采用能量設計方法和預制構件合適的安裝方法建造的預制預應力砼結構在新西蘭得到普遍使用，具有工程質量