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随着我们国家经济的发展,我们的基础设施建设,特别是运输行业的建设越来越火热。桥梁就是运输行业的重点,现在我们对桥梁的需求不仅仅在数量上,我们也越来越强调桥梁的承载力和耐久性。在这个大的环境下,体外预应力就被引进到桥梁建设上来,并广泛的用于旧桥的加固以及新桥的建设上。
体外预应力简介
体外预应力筋一般由钢绞线束组成,钢绞线束的外面用塑料管包裹,再在其间隙中填充灌浆材料。它不像一般的预应力钢筋布置在混凝土内,它与周围混凝土的粘结不像一般的预应力那么强,只相当于粘结在两个转向块之间的钢丝。当梁体产生挠曲的时候钢束就离中心轴近了从而减少了预加负弯矩,这样就引发了类似于受压混凝土的二次效应。
新桥建设上的体外预应力运用
体外预应力一般采用转向块和中间横隔梁来改变钢束的走向,从而形成折线型的布筋方式,这与一般的预应力采用的直线或曲线布筋方式有所不同。就像一般的预应力一样,体外预应力通常布置在梁的下方,在梁体上预加负弯矩以抵抗荷载产生的负弯矩。
在新桥建设上体外预应力相对于传统的预应力而言有如下的优点:施工速度快,特别是在整体施工的时候;有效的防止了因施工而导致的预埋管道失效的问题,无需预留预应力备用孔道;便于维修和替换,可以在转向块间直接穿孔替换;因为一般的预应力箱梁的腹板厚度是钢筋的布置控制,所以同等的荷载设计下,体外预应力的箱梁腹板的厚度可以的到减少。但同时也有耐久性不太好的缺点。
体外预应力与后张法类似,可以将转向块看作是预留的孔道。但是也有以下的不同:转向块以及锚固处应力集中较大,要采取局部加强措施;在考虑摩擦力的时候只考虑转向块处等处的作用,暴露在体外的部分不计;因为没有孔道的粘结力,使力筋上力的传递不像一般的预应力那么均匀,所以体外筋的承载能力较低。
旧桥加固上的体外预应力运用
体外预应力一般多用于钢筋混凝土简支梁桥和组合梁桥的加固上,体外预应力加固体系由水平筋、斜筋、上锚固点、滑块、承托、水平筋固定支座等部件组成。
在旧桥加固上上体外预应力相对于传统的预应力而言有如下的优点:较大幅度的提高了旧桥的承载力,能产生较大的负弯矩,而且自身所附加的荷载较小;相对于其他的加固方法而言体外预应力简单易行,只需在梁体的外部施工;中途不长时间中断交通,施工只限于桥面以下,或者小部分的桥面;对桥体本身的损伤较少,基本上不影响桥下净空。
体外预应力施工工艺
梁体以及横隔板的施工
端部锚固点和横隔板上的孔道确定了钢绞线的空间位置,而钢绞线的位置对预应力的作用效果至关重要,因此要严格按图施工,严格控制放样误差。除此之外我们还要注意孔道的光滑度以及转向处的圆滑度,以确保后期钢绞线的张拉顺利。
钢绞线下料与穿束
这个阶段的核心就是钢绞线长度的控制,要预先考虑到钢绞线的下垂以及张拉后钢绞线的伸长。而且由于钢绞线的数量较多,施工现场一般比较混乱,如果不对钢绞线采用编号一次单根钢绞线穿孔的话,很容易导致钢绞线相互缠绕或者穿错孔道的现象。
张拉钢绞线
体外预应力采用对称单根两端同时张拉的方法,整个过程可分为以下两个阶段
1、预拉
为了减少钢绞线的下垂以及尽量保证钢绞线在两端的预留量相近,采用总张拉力的1/5为预张拉力,在张拉过程中保证在钢绞线不相互缠绕。同时注意预张拉力不能超出一定的范围,否则就达不到预张拉的目的。
2、正常张拉
将钢绞线中的应力逐步增加到预应力的设定值,在此过程中要特别注意夹片锚具以及转向块的变化,很有可能因为施工的质量问题,而使混凝土的局部破坏。
压浆
像后张法的张拉后管道压浆一样,在有连接段的孔道与钢绞线中间要用浆体填实。与后张法不同的是,体外预应力的粘结段的粘结力要求非常大,一般要超过设计的张拉力。而且粘结段对于整个体系来说非常重要,所以在施工过程中要特别注意控制其质量。
总结及展望
我国正在进行大规模的基础设施建设,桥梁是其中不可或缺的一部分,同时体外预应力的出现,大大的减少了箱梁腹板的厚度,减轻了结构的自重;以及体外筋本身具有施工快可预制等优点,体外预应力一定会成为我们国家桥梁建设的一个重点,并将为我们国家的经济建设做出贡献。体外预应力在国外已经被广泛的运用,施工工艺和制造经验已经相当成熟。在拥有这么多优点的同时也有一些不足,可能成为未来科研的主要方向。如钢绞线的锈蚀问题,施工质量的进一步控制等等。
(作者单位:西南交通大学土木工程学院土木工程专业)
体外预应力简介
体外预应力筋一般由钢绞线束组成,钢绞线束的外面用塑料管包裹,再在其间隙中填充灌浆材料。它不像一般的预应力钢筋布置在混凝土内,它与周围混凝土的粘结不像一般的预应力那么强,只相当于粘结在两个转向块之间的钢丝。当梁体产生挠曲的时候钢束就离中心轴近了从而减少了预加负弯矩,这样就引发了类似于受压混凝土的二次效应。
新桥建设上的体外预应力运用
体外预应力一般采用转向块和中间横隔梁来改变钢束的走向,从而形成折线型的布筋方式,这与一般的预应力采用的直线或曲线布筋方式有所不同。就像一般的预应力一样,体外预应力通常布置在梁的下方,在梁体上预加负弯矩以抵抗荷载产生的负弯矩。
在新桥建设上体外预应力相对于传统的预应力而言有如下的优点:施工速度快,特别是在整体施工的时候;有效的防止了因施工而导致的预埋管道失效的问题,无需预留预应力备用孔道;便于维修和替换,可以在转向块间直接穿孔替换;因为一般的预应力箱梁的腹板厚度是钢筋的布置控制,所以同等的荷载设计下,体外预应力的箱梁腹板的厚度可以的到减少。但同时也有耐久性不太好的缺点。
体外预应力与后张法类似,可以将转向块看作是预留的孔道。但是也有以下的不同:转向块以及锚固处应力集中较大,要采取局部加强措施;在考虑摩擦力的时候只考虑转向块处等处的作用,暴露在体外的部分不计;因为没有孔道的粘结力,使力筋上力的传递不像一般的预应力那么均匀,所以体外筋的承载能力较低。
旧桥加固上的体外预应力运用
体外预应力一般多用于钢筋混凝土简支梁桥和组合梁桥的加固上,体外预应力加固体系由水平筋、斜筋、上锚固点、滑块、承托、水平筋固定支座等部件组成。
在旧桥加固上上体外预应力相对于传统的预应力而言有如下的优点:较大幅度的提高了旧桥的承载力,能产生较大的负弯矩,而且自身所附加的荷载较小;相对于其他的加固方法而言体外预应力简单易行,只需在梁体的外部施工;中途不长时间中断交通,施工只限于桥面以下,或者小部分的桥面;对桥体本身的损伤较少,基本上不影响桥下净空。
体外预应力施工工艺
梁体以及横隔板的施工
端部锚固点和横隔板上的孔道确定了钢绞线的空间位置,而钢绞线的位置对预应力的作用效果至关重要,因此要严格按图施工,严格控制放样误差。除此之外我们还要注意孔道的光滑度以及转向处的圆滑度,以确保后期钢绞线的张拉顺利。
钢绞线下料与穿束
这个阶段的核心就是钢绞线长度的控制,要预先考虑到钢绞线的下垂以及张拉后钢绞线的伸长。而且由于钢绞线的数量较多,施工现场一般比较混乱,如果不对钢绞线采用编号一次单根钢绞线穿孔的话,很容易导致钢绞线相互缠绕或者穿错孔道的现象。
张拉钢绞线
体外预应力采用对称单根两端同时张拉的方法,整个过程可分为以下两个阶段
1、预拉
为了减少钢绞线的下垂以及尽量保证钢绞线在两端的预留量相近,采用总张拉力的1/5为预张拉力,在张拉过程中保证在钢绞线不相互缠绕。同时注意预张拉力不能超出一定的范围,否则就达不到预张拉的目的。
2、正常张拉
将钢绞线中的应力逐步增加到预应力的设定值,在此过程中要特别注意夹片锚具以及转向块的变化,很有可能因为施工的质量问题,而使混凝土的局部破坏。
压浆
像后张法的张拉后管道压浆一样,在有连接段的孔道与钢绞线中间要用浆体填实。与后张法不同的是,体外预应力的粘结段的粘结力要求非常大,一般要超过设计的张拉力。而且粘结段对于整个体系来说非常重要,所以在施工过程中要特别注意控制其质量。
总结及展望
我国正在进行大规模的基础设施建设,桥梁是其中不可或缺的一部分,同时体外预应力的出现,大大的减少了箱梁腹板的厚度,减轻了结构的自重;以及体外筋本身具有施工快可预制等优点,体外预应力一定会成为我们国家桥梁建设的一个重点,并将为我们国家的经济建设做出贡献。体外预应力在国外已经被广泛的运用,施工工艺和制造经验已经相当成熟。在拥有这么多优点的同时也有一些不足,可能成为未来科研的主要方向。如钢绞线的锈蚀问题,施工质量的进一步控制等等。
(作者单位:西南交通大学土木工程学院土木工程专业)