第ｌ２期 北 方 交 通 ・４３・ 混凝土预应力张拉的探讨 赵幼林 （二秦高速张家１３管理处，张家１３ ０７５０００） 摘要：根据混凝土“设计强度”和“配置强度”的对比分析，通过目前施工中多种控制预应力张拉时间的措施 分析，提出了以混凝土配制强度控制预应力桥梁张拉时间的可行性和重要性。 关键词：预应力混凝土；配制强度；预应力张拉时间；设计强度 中图分类号：Ｕ４４８．３５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１０）１２—００４３－０２ １ 前言 ２ 混凝土配制强度与设计强度等级值的关系 合理的预应力张拉时间的选择，可以有效减少 混凝土设计强度等级值，是指１５０ｒａｍ×１５０ｍｍ 混凝土早期收缩徐变引起的预应力损失。《公路桥 ×１５０ｍｍ的立方体抗压强度标准值。混凝土配制 涵施工技术规范》（ＪＴＪ０４１－－２０００）第ｌ２．１０．３节第 强度与设计强度等级值的关系： 一条，明确提出“张拉时，构件的混凝土强度应符合 ｆｃｕ．０≥ｆｃ ｌｋ＋１．６４５ ｃｒ 设计要求，设计未规定时，不应低于设计强度等级值 式中：ｆ￣ｕ为混凝土配制强度；，ｏ ． 为混凝土立方的７５％”的规定。但由于混凝土“设计强度”本身只 体抗压强度标准值； 为混凝土强度标准差。 是一个设计参数，施工中一般采用配制强度作为实 确定混凝土配制强度的关键，是确定混凝土强 际的混凝土强度标准，配制强度要大于设计强度许 度标准差。标准差是与施工工艺和施工条件密切相 多。因此，若仅仅满足“７５％设计强度”的数值要 关的一个参数，一般根据近期的同一品种混凝土数据 求，是不合理的。 统计分析得出。在没有经验数据时，《公路桥涵施工 近年来的施工采用了一些不合理的手段（如故 技术规范》（ＪＴＪ０４１－－２０００）附录Ｆ一４，提供了参考 意加大配制强度），以提高混凝土的早期强度，达到 值：当混凝土强度等级高于３５时，盯＝６．０ＭＰａ。预应 提前张拉、节约工期的目的。针对这些现状，为有效 力桥梁混凝土强度等级一般不小于Ｃ４０ＭＰａ，因此，配 控制预应力张拉时的混凝土强度，有的设计者提出 制强度与设计强度等级的数值关系如表１所列。 了“８０％～１００％的设计强度”各不相同的张拉条 从表１可以看出：理论上的７５％设计强度实际 件，同时辅以混凝土龄期甚至弹性模量的控制要求。 只占配制强度的６０％，即使我们将张拉时混凝土强 虽然设计者对《施工规范》进行了一定的补 度提高到１００％设计强度，其数值也近占配置强度 充，但由于没有统一的标准，造成施工中预应力施 的８５％。在实际的工作中，承包人为确保工程质 工时间一度的混乱，不易保证质量。而采用混凝 量，实际的 值一般都大于６．ＯＭＰａ。 土配制强度来控制预应力施加时间，兼顾了混凝 因此，施工中采用设计强度的某一数值，作为张 土龄期和弹性模量要求，可以使标准统一，更能保 拉时间控制指标，不符合实际。配制强度能更好地 证质量。 反映混凝土实际强度，能与预应力张拉结合更紧密。 Ｃｒａｃｋ ａｎｄ ｉｔｓ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｔｅｅｌ Ｂｒｉｄｇｅ Ｐａｖｅｍｅｎｔ ｄｕｒｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｔａｇｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｂｒｉｄｇｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｈｏｗ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｂｒｉｄｇｅｓ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｔａｇｅ；Ｓｔｅｅｌ ｂｒｉｄｇｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ；Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ；Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ・４４・ 北 方 交 通 ２０１０ 表１ 配制强度与设计强度等级的理论数据 强度。主要考虑以下因素： 关系表（单位：ＭＰａ） （１）配制强度不等同于混凝土实际强度。一般 情况下，混凝土２８ｄ实际平均强度略大于配制强度。 （２）混凝土弹性模量与强度之间存在相反性。 根据相关研究成果，在不掺加外加剂情况下，弹性模 量增长滞后于强度增长约１０％。因此，采用８５％配 制强度的指标，也能充分考虑弹性模量的增长要求。 表２ 混凝土弹性模量与强度之间的相关性 ３ 张拉时间混凝土强度与龄期的合理选择 混凝土 各龄期混 占２８ｄ龄期各龄期混凝占弹性模量 预应力张拉时不仅要求混凝土强度满足局部承 龄期（ｄ） 凝土的抗 混凝抗压强 土的弹性模标准值３．４５ 拉强度（ＭＰａ）度比值（％） 量（ＭＰａ） 的比值（％） 压要求，更为重要的是，张拉时混凝土要有较高的弹 性模量，这样可以减少收缩徐变所带来的预应力损 失。徐变与加荷时的混凝土强度成反比。加荷时混 凝土的龄期愈短，徐变愈大；龄期愈长，徐变愈小。 故原则上，越推迟施加预应力的时间，徐变就会愈 小，预应力损失就越小。 要达到８５％的配制强度，龄期一般至少要３ｄ 过早地施加预应力，对混凝土早期收缩会存在 （南方）或５ｄ（北方）。在这个龄期之后张拉预应 较大影响。混凝土收缩主要有干缩、碳化收缩、自收 力，能有效减少早期收缩和徐变。而这样的龄期要 缩。当混凝土具有一定强度后，水化作用本身产生 求，也在施工工期允许范围之内。 温度应力、收缩应力。此时若施加预应力，混凝土结 中、小桥梁混凝土强度等级一般较低。而此类 构内部产生的压应力，限制了水泥石的粘滞流动作 桥梁混凝土质量控制普遍不高，不均匀性较大。若 用。这种限制作用，附加产生温度应力、收缩应力。 提高预应力张拉时的混凝土强度，对预应力结构的 外加荷载和继续水化作用共同产生的内应力，容易 耐久性更有利。 使混凝土结构过早出现裂纹。 ５结速语 不少研究证明，高性能混凝土和高强混凝土的 混凝土施工配制强度是在设计强度基础上，考 自收缩比普通混凝土要大得多，很多采用这种结构 虑一定的保证率后混凝土的实际强度，用来作为现 的混凝土，在主要水化作用期间就出现裂缝。如果 场预应力张拉时间的主要控制指标，具有非常明确 再施加预应力，将会加重裂缝的发展。 的现实意义。通过实践分析研究认为，采用８５％配 ４用配制强度控制预应力的张拉时间 制强度来作为预应力张拉时间的控制指标是综合考 根据以上分析，用混凝土配制强度控制预应力 虑了施工工艺、混凝土弹性模量、收缩、徐变、龄期等 张拉是可行的。一般情况下，可以采用８５％配制强 多种因素后，提出的一个较为合理的指标值。 度，作为预应力张拉时间的主要控制指标。调整后 参考文献 的指标，相当于原《桥涵施工规范》中的１００％设计 ［１］ＪＴＪ０４１—２０００，公路桥涵施工技术规范［ｓ］． Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｐｒｅ—ｓｔｒｅｓｓ Ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ ｏｆ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｂｒｉｄｇｅ ｇｉｒｄｅｒ ｉｓ ｃｏｎｔｒｏＵｅｄ ｂｙ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａ。 ｄｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｙｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｔｉｍｅ ｄｕｒｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎ ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；Ｃｏｎｆｉｕｇｒａｔｉｏｎ ｓｒｔｅｎｇｔｈ；Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｔｉｍｅ；Ｄｅｓｉｇｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ