混凝土工程挑戰管理的論文
混凝土工程挑戰管理的論文
1對無粘結預應力筋腐蝕問題的調查和研究
1.1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於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並颳去塑膠油脂，對預應力筋的腐蝕程度進行了調查，發現預應力筋從完全沒有腐蝕到產生嚴重腐蝕的狀態均存在。其結論為：
(1)無粘結筋存在油脂乾枯受腐蝕嚴重問題，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，腐蝕最嚴重的狀態以最不利估計，不會超過預應力筋總數的10%。
(3)由於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範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。
1.2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並取得重要成果。
(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。
1.3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，並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協會(VNC)研究完成。灌漿材料除水泥外另加入某些超塑性新增劑等材料
1.4預應力技術新工藝——介於先張拉法和後張拉法之間的工藝
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噸的橋樑構件中使用。
1.5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。現在每年建造約有2500KM的普通鋼筋砼路面的主要問題是由於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定接縫(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、錨固在預製的邊樑上，使得連續澆砼得以進行。預製邊梁可作為滑模，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展前景。印度以每年10%的增長速度使用預應力砼路面。
1.6預應力砼結構在建築工程中進一步使用
與會專家普遍認為預應力砼結構在橋樑建築中取得更大成就和進展。相比之下，建築領域應用的不夠廣泛。預應力砼結構能夠體現建築技術最主要的二個特徵即使用靈活和經濟合理性。但在很多國家由於技術、建築、規範和教育諸多原因，使得很多用預應力技術為更優方案的工程設計，沒有采用預應力技術。這是很可惜的。專家呼籲，在建築領域應在更多國家、地區、在更多工程使用預應力技術。
1.7預應力砼技術在深基坑開挖、邊坡穩定、大面積重荷載基礎底板、高層建築轉換梁和轉換板、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例項。
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——大坂地震之後，結合砼結構(包括預應力砼結構)在地震中的實際表現進行了調查並作了大量研究工作。其它國家也作了不少研究工作，現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——神戶地震中的表現良好，題為《預應力砼結構的動力效能》對該地震區域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棟是預製預應力砼結構，90棟是現澆預應力砼結構。100棟中，僅有一棟受到嚴重損壞，其餘99棟狀態非常好。作者將這100棟房子分為五類以現場的記錄的地震波對這五種型別房子進行線性動力分析和非線性動力計算分析。計算分析結果和現場結構的地震反映表現類似，其結論是按照1981年日本建築規範按強柱弱梁強度型的設計的預應力砼建築抗震機理和效能良好。
日本大坂——神戶地震表明，預應力結構在地震區是能夠應用的，和普通鋼筋砼結構一樣，需要的是合適的設計和施工。
(二)採用豎向預應力加固普通鋼筋砼柱提高砼結構抗震效能。
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。採用豎向預應力砼柱，可以提高柱的抵抗水平荷載的能力，同時在地震之後又能很快的復原。——實際地震破壞多發生大震之後的結構變形帶來非結構部分的破壞，採用預應力結構，在地震卸荷之後能迅速復原，避免結構及非結構的破壞。
(三)紐西蘭經驗——預製預應力砼有良好的抗震效能，在紐西蘭得到廣泛應用。
紐西蘭是地震高發區，對於結構抗震要求相當嚴格。採用預製預應力砼結構，最大優點是能在構件選擇的部位在地震作用時發生屈服，產生塑性鉸，提高整個結構的延性和耗能能力，而避免損壞。因而具有良好抗震效能。採用能量設計方法和預製構件合適的安裝方法建造的預製預應力砼結構在紐西蘭得到普遍使用，具有工程質量高、節約現場勞動力及模板以及縮短工程工期各方面效益。
總之，預應力砼結構(預製的和現澆的)不僅是樓蓋結構，還是抗側力的框架結構都可以在地震區使用，其設計主要要求是“強柱弱梁”，在地震時，使塑性鉸主要發生在樓蓋部位。
3預應力砼技術在一些典型建築工程使用的例項。
(一)日本阿沙加市政中心體育館。直徑110m的拱型層頂，覆蓋土重50-60KN/m2。採用預製預應力拱梁——板結構，組裝時用30根環形預應力大束，每束張拉力為8070KN。根據荷載進行三次張拉。工程進行了動力分析，並有數百個應力和應變試點，檢測結果和計算吻合。該工程是日本最大的地下拱型運動場建築。該工程獲得國際預應力協會1998年大獎。
(二)法國斯特拉斯堡歐洲議會中心。
法國斯特拉斯堡歐洲議會中心建築是一座應用現代砼和預應力結構技術實現新型的建築藝術的'優秀建築例子。
該議會中心21層高為72m，直徑為94m，從地震要求，該工程必須是一座無伸縮縫的環形建築。而只有建造對樓板施加環向預應力才能滿足結構在地震作用時應力和變形要求，從而實現建築美學對該建築物造型的要求。同時該建築物的高度不能超過附近的教堂，採用預應力樓板減少結構高度。
由於該建築在環向和徑向都有剪力牆，為使樓板建立有效的預應力，環形樓板分為四組，分別澆注和張拉，砼採用C30，僅4-5天達到C21-C23MPa即可張拉。
該工程環形預應力工藝採用了遊動型錨具等新型工藝，保證預應力施工的質量和速度。
(三)泰國曼谷AmanAtrium大廈。
該大廈為28層(包括3層地下室)商業綜合建築，建築面積為6萬m2。建築長度為80m，開間為8.2m，橫斷面中間跨為9.7m，向二邊各挑出4.9m的平臺。建築的內部佈置和外部造型要求使用預應力平板。採用直徑為12.7mm無粘結預應力束，在橫向集中在柱上扁梁布束，縱向均勻佈置。板厚20cm，以長度方向平均計算縱、橫向各為2.9束/m.80m方向沒有伸縮縫，僅設定後澆帶。
(四)馬來西亞一座高310m計76層，建築面積為230000m2的建築，用預應力扁梁(跨度17m)和預應力板結構，板跨度為6m、板厚14cm，為有粘結預應力4羓15@1500。
(五)日本Ohgishima儲汽罐拱型屋面的設計和施工。
該油灌直徑為45m，高度為37.8m。從技術經濟指標上，採用預應力園拱屋面為優，截面高度為600mm(支座處為1250mm)。從施工角度屋頂如採用原位澆搗，高達37.5m，模板支撐工程量大、耗費很多。該工程採用地面澆注、整體提升的方法。設計要計算拱型屋頂自重作用、提升過程和安裝就位的應力以及預應力筋產生的應力(特別是環形應力)。工程採用在半徑為20.0m-21.5m處設定5*26羓15.2預應力筋。設計還進行了動力計算(水平動力系數0.15，地震加速度150gal)。整體提升使用16臺VSL公司的千斤頂，拱頂總重為40500KN。
(六)西班牙巴塞諾拿貿易中心
跨度為70m的預應力T型屋架。
貿易中心主體為二個大型大跨度建築，其跨度均為70m，其長度一跨為70m，另一跨為23m，加上輔助建築，總面積為47672m2。70m跨度的T型屋架，沿屋架方向是變高度和變寬度，最大高度為4m。中間主助寬度為0.35m，到二端支座寬度為0.4-0.8。中間主助配有10*15羓15的預應力筋。屋架的支座和二側寬度各為10m和20m的砼框架相連。屋架地面預製，然後提升。
4會議給我們的啟示
(一)積極參加國際砼技術交流。我國是發展中國家，近年來發展速度和發達國家建築市場幾乎飽和相比，我國土木工程投資方面、建設規模方面在世界上可排入前列。在砼工程技術、預應力技術應用方面近年有巨大進步，完成大量傑出的土木工程設計和施工。但在該次會議中我們僅有十多位代表參加會議，文章也寥寥無幾，沒有一個工程入選1998年預應力砼協會大獎(大獎工程共有27項)，這和我們這個土木建設大國不相稱。日本有200多名代表參加，會議上發表大量論文。建議我國砼工程界要積極總結經驗，參加國際交流，要趕上世界經濟技術一體化的潮流。2002年國際砼工程大會在日本召開，到時我國應有強大陣容的代表和豐富的著述參加會議。爭取2006年國際砼大會在我國召開也是有可能的。
(二)統一砼學術團體組織，加強砼技術和預應力技術研究、發展全國性的技術交流和組織工作。國際預應力協會和歐洲砼協會已合併為國際砼協會，以更有利於技術交流和發展。我國這方面組織單位多、力量分散。建議應成立統一的組織，其工作不能侷限於每年(或每二年)開一、二次交流會議。應組織在關鍵技術問題攻關，提出設計施工建議，組織推廣技術工作等等。
(三)加強科研工作，和發達國家相比，我們砼工程(包括預應力砼工程)的研究相對落後，憑藉我們已有的強大隊伍，和一些單位在預應力技術推廣應用中的創收實力完全可以承擔和完成重要的科研任務。
(四)成立大型強有力的預應力砼工程公司。國際上已有若干著名大型預應力砼公司(如法國Freyssinet、瑞士VSL、荷蘭DIANA、德國DSI、英國BBR等)實力雄厚，承擔國際上重大預應力砼工程，並擔負新技術開發研究。我國大規模土木工程、建設規模和分散的預應力工程設計施工狀態很不適應。在當前國企和科研體系改制過程中，成立大型預應力砼公司是非常必要的，當前國際上幾家大型預應力公司已經虎視耽耽，已登陸佔領我國市場，當然我們應歡迎他們的到來，同時也要以此為契機加速我國自己的隊伍建設和發展壯大自己的力量。