摘要:得益于我国工程技术的持续创新与发展,预应力技术在土木工程建设领域中得到有效应用。相较于常规混凝土结构而言,预应力混凝土结构在刚度、耐久性、使用性能等方面存在显著优势。基于以上理由,本文着手从预应力技术在土木工程中的应用分析,来总结预应力技术的发展前景。
关键词:土木工程;前景;预应力技术;应用
自上世纪八十年代预应力概念提出后,如何在土木工程领域进行预应力技术的有效应用,已然成为领域内相关学者专家的重点探讨内容。得益于预应力技术材料节约、抗裂性能强、安全性高、自重低、刚度强等特点,促使预应力技术在我国土木工程领域得到广泛应用。而随着我国土木工程事业的持续发展,预应力技术势必拥有更为理想的发展前景。正因此,探讨预应力技术在土木工程施工中的有效应用,对助力我国土木工程创新发展有重要影响。
一、预应力技术概述
现阶段预应力技术的应用在土木工程施工中较为常见,一般将预应力技术合理应用于混凝土施工中,可实现以预应力状态来提升混凝土结构稳定性,避免混凝土结构在外荷载拉应力的影响下出现大面积开裂现象[1]。通常情况下,预应力技术应用适用于混凝土强度要求高的土木工程中,相较于常规混凝土结构的构建,预应力混凝土结构在抗剪强度、抗压性及其抗渗能力等方面存在较大优势。同时,通过预应力技术与混凝土施工的有机融合,可通过合理控制混凝土材料用量来达到降低成本的目的。另外,依托于预应力技术应用可通过合理控制自重来降低出现开裂、挠度问题的概率,在保证土木工程混凝土施工符合质量要求的技术上,进一步加强对土木工程美观性的控制。
二、预应力技术在土木工程中的实践应用
(一)应用于转换层结构
纵观现阶段土木工程建设以上下两层形式构建同一个层面情况较为常见,若在多方面因素的影响下,施工期间需将上下两层按照相关要求进行不同框架的转变,则形成可发挥转换效用的转换层结构[2]。而在作用力不同的影响下,转换层中不同层面存在压力存在一定差异,继而增大土木工程框架出现破损、损坏的概率。以综合大楼的构建为例,通常涉及到将办公楼、餐饮楼等设置于同一个楼的不同楼层中,为此需借助转换层结构的应用来保证大楼各楼层的稳定性,但是在技术限制、受力不均衡等因素的影响下,使得建筑转换层结构面临相应安全威胁。而得益于预应力技术应用,可通过预应力状态的形成来合理调整结构承载力,并通过对转换成结构承载压力的均衡来提高其运行稳定性[3]。
(二)应用于平板结构
土木工程建设中平板施工涉及到较为繁琐的框架,并且受到光线分布不均衡等影响,使得工程施工难度增大,并对土木工程整体美观性的把控产生负面影响[2]。而在平板结构施工中融合应用预应力技术,可以在促进工程空间拓展的同时,进一步消除光线不均衡分布对土木工程施工造成的影响。另外,预应力技术应用还有助于对混凝土框架的简化与完善,并为土木工程功能及其作用的体现打下良好基础[4]。
(三)应用于多跨连续桥梁建设
在地理环境、地质特点等方面的影响下,使得我国土木工程建设中多跨连续梁的应用较为常见。以性质不同为依据进行多跨连续梁划分,具体包括负弯矩正弯矩两种,其中多跨连续梁跨中部分多体现为正弯矩,而多跨连续梁支座部分则体现为负弯矩[5]。为保证多跨连续梁工程施工质量达到预期标准,可借助预应力技术来提升加固效果。为避免因正弯矩承载力较低而影响到工程整体稳定性,可依托于碳纤维粘贴来实现对多跨连续梁进行預应力加固,在促进土木工程施工流程简化的同时,通过提升其平稳性来促进多跨连续梁运行年限的延长。
(四)应用于受弯结构
因预应力技术应用存在施工便捷、稳定性强、强度高等优势特点,促使土木工程受弯结构施工中该技术得到广泛应用。在具体施工期间,依据工程建设要求的分析,以受弯构件为载体进行碳纤维的粘贴,可在进一步提升结构稳定性的同时,确保其受弯结构在土木工程中发挥出应有的作用。需注意,若施工期间,已有相应初始内应力形成于混凝土内部中,且受弯构件已完成初始压应变及其抗应变结构施工,若受压应力控制措施的应用不合理,极易增大受弯构件出现安全与质量问题的概率。因此,需在碳纤维粘贴作业前加大预应力处理力度,以确保受弯构件初始应力在碳纤维粘贴时得到抵消[6]。
(五)应用于钢结构
在土木工程钢结构施工期间,依托于预应力技术应用进行预应力网壳结构的构建,可进一步提升钢结构运行稳定性,并保证其结构成本控制在预期范围内。在实际施工期间,结合工程实际情况将预应力适当增设于网壳周边或局部区域,所形成的预应力网壳结构在技术经济指标、受力性能等方面优势较为显著,且空间网壳结构中合理应用预应力技术,可在进一步拓展网壳结构应用范围的同时,通过对结构受力状态的合理调整来提高钢结构施工质量。
三、土木工程中预应力技术发展前景
因预应力技术优点诸多、特点鲜明,在土木工程领域拥有着较为广阔的发展前景。首先,预应力技术将在土木工程建设中发挥出更大效用,随着预应力技术的持续创新与改进,在未来大跨度公共建筑、大开间住宅等类型建筑施工中,以及高层超高层建筑荷载控制中预应力技术将成为不可或缺的一部分。可在解决土木工程施工难题中发挥自身独特优势,不仅有助于对工程结构内力的合理控制,亦可实现对土木工程伸缩缝、开裂等问题的有效规避。另外,在土木工程结构创新等方面,预应力技术同样发挥着重要作用。例如在悬挂建筑施工中将传统柱结构转变为预应力拉杆结构,可在有效控制施工成本的同时,实现以新型结构来支撑土木工程的稳定运行。其次,随着预应力材料的创新与优化,进一步推动土木工程发展。随着预应力技术在我国土木工程领域中的持续深入应用,会逐渐诞生更多预应力新材料与技术。以预应力混凝土为例,现代化土木工程建设中预应力混凝土的应用至关重要,而随着土木工程对质量控制愈发严格,预应力混凝土的高质量高性能研究逐渐受到人们重视。以预应力钢材的应用为例,土木工程施工中所需的钢绞线材料在高吨位索的需求下,钢绞线材料迎来大直径、大截面研制的契机。同时,不锈钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线势必会成为未来土木工程建设中主要材料之一。另外,现代化土木工程建设中对耐久性强、轻质、高性能纤维塑料筋的应用需求逐渐增大,并且近几年我国逐渐加大对碳纤维加筋塑料、芳纶纤维加筋塑料等材料的研究力度。
结束语:
综上所述,预应力技术应用是否合理与土木工程建设质量的把控之间存在密切关联,尽管现阶段对于预应力技术的应用与研究仍有待深入,但是预应力技术应用取得的总体成效较为乐观,并且在重荷载大跨度等类型土木工程中的应用发挥着重要作用。合理将预应力技术应用于土木工程建设中,可在加强建筑结构稳定性控制的同时,通过施工材料与施工流程等方面的合理缩减来达到土木工程施工成本控制的目的。
参考文献
[1] 吴商瑛. 关于土木工程预应力技术应用及发展探析[J]. 现代物业:中旬刊, 2019(9):1.
[2] 朱红振, 张志博. 浅析预应力混凝土的发展与应用[J]. 建材与装饰:上旬, 2016(8):1.
[3] 魏中领. 土木工程预应力技术的应用及实施要点研究[J]. 商品与质量, 2019, 000(045):80.
[4] 陈亚萌, 许鹏, 李飞. 土木工程预应力技术的应用及实施要点研究[J]. 名城绘, 2019(5):1.
[5] 肖海广. 土木工程预应力技术的应用及实施要点研究[J]. 商品与质量, 2019, 000(019):264.
[6] 庞启飞. 土木工程预应力技术的应用及实施要点研究[J]. 装饰装修天地, 2019, 000(016):67.