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摘要:在桥梁施工中,我们应当注意按照规范施工,采用合适的张拉工艺,保证孔道和锚具的质量,避免工程出现质量问题,同时,加强对预应力技术的完善和改进工作,提高预应力桥梁建设水平。本文探讨了桥梁施工中预应力技术的运用。
关键词:桥梁施工;预应力;技术;运用
中图分类号: U445 文献标识码: A 文章编号:
桥梁施工中,因预应力技术具有节省材料、自重轻、减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力、结构简单、安全可靠、便于安装等优点, 在国内公路桥梁建设中得到广泛应用。
一、预应力技术在桥梁上的应用
预应力技术在公路桥梁上一般运用于空心板、T型 梁、连续箱梁、连续刚构、300~500m 的混凝土斜拉桥以及更大跨径的斜拉桥,除此之外预应力技术还用到公路桥梁顶推法施工、边坡或山体锚固、大件提升等方面。
1、预应力在混凝土空心板中的应用
公路桥梁跨径13 ~25m,采用预应力混凝土空心板、所使用的预应力钢筋、一般为高强、低松弛钢绞线。先张法采用单根钢绞线;后张法采用扁锚或群锚(圆锚),中等张拉吨位。预制安装或支架现浇并编有标准图冷拔低碳钢丝一般不采用了。在实际使用中,也有将预应力混凝土空心板跨径做到25~35m。对于这种跨径;一是材料用量较大;二是钢度偏小,所以空心板跨径到25m 为宜。
2、预应力在混凝土T型 梁中的应用
预应力混凝土简支T 梁跨径一般20~50m,采用高强、低松弛钢绞线,后张法、群锚、中等张拉吨位;预制拼装。有配套架桥设备,并编有标准图。
随着行车条件要求的提高,以往的简支改桥面连续,最近已采用现浇梁端湿接缝,在支负弯矩区桥面板中配扁锚预应力钢绞线,形成桥面连续进了一步的“准连续”结构。
3、预应力在混凝土箱梁中的应用
跨径30~60m,采用等截面连续箱梁,强、低松弛钢绞线。纵向预应力采用中等或偏大的张拉吨位,根据施工方法,可采用连接锚具连续配置纵向预应力钢束;当箱梁悬臂板悬出长度在4.0m 以上,要配置桥面板横向预应力钢束一般采用扁锚3~5根钢绞线为一束箱梁的施工方法,我国一般采用支架现浇或滑模逐孔浇筑。跨径70~200m 采用变截面连续箱梁,除了按一般连续箱梁配置纵、横预应力钢束以外,在箱梁腹板中配置精轧螺纹粗钢筋的竖向预应力称为三向预应力混凝土结构。施工方法多采用悬臂浇筑,也可以预制拼装。目前,国内修建30 ~ 60m 等截面的”双向”预应力结构较多,大跨径、变截面连续箱梁相对较少,据我所知我国连续箱梁跨径仅到165m。
二、桥梁施工中预应力技术施工工艺
1、锚固及锚具处理工艺
在预应力施工工艺中,锚固端部横梁、墩顶导向槽、跨中转向横肋三个部分,确定了预应力钢绞线的空间位置,索形及张拉应力则决定了等效荷载的大小。因为跨中转向横肋与墩顶导向槽钢绞线存在偏折,对锚固端横梁处的锚垫板预埋位置及方向要求必须准确。转向横肋、墩顶导向槽必须严格按照图纸要求制作,在保证其弯折处的曲率半径精确的同时,还要将转向横肋和墩顶导向槽的端部打磨平滑,防止张拉时钢绞线被挤压或者卡滑。
2、 预应力筋的下料与处理工藝
因为在张拉完毕之后,锚垫板与钢管中要灌浆形成粘结段,以固定预应力筋,所以在下料的时候,一定要将粘结段的钢绞线清洗干净,去除PE 层和油脂。对于粘结段长度和位置的控制,需要预先考虑到穿束过程中钢绞线下垂的影响,又要考虑张拉伸长的影响,保证两端粘结段的粘结力大致相等。
3、预应力筋的穿索工艺
由于预应力筋的长度一般都在150 m 以上,在穿束的时候,中间要经过多个墩顶导向槽和跨中转向装置,如果要在箱梁内进行12 根钢绞线的整束穿索非常困难,一般在预应力筋的穿索时,都采用单根穿索的办法。在穿索时,一定要注意钢绞线在全桥长的范围内都不能缠绕,否则将会使预应力不能按要求实现。一般来说,在实际施工中,都采用预先将钢绞线、锚板孔、密封盖小孔分别编号,然后对12 根钢绞线分别采用单束穿索的办法,一一对应限制钢绞线的位置,从而避免产生钢绞线缠绕的情况。
4、预应力筋张拉工艺
预应力筋的张拉包括预紧张拉和高应力张拉两个过程。在我们实际施工中,虽然采用编号一一对应限制钢绞线位置的办法,可以有效避免产生缠绕的情况,但还必须避免钢绞线在张拉过程中产生缠绕。预紧张拉就是为了避免产生张拉缠绕,而在高应力张拉之前使钢绞线顺直的办法。预紧张拉的好坏直接影响了整个钢绞线张拉的效果。由于钢绞线很长,下垂量很大,预紧张拉一定要两端对称进行,这样才能保证钢绞线两端粘结长度不会相差太大。
此外,要注意在预紧张拉的时候,既要使钢绞线绷紧而不缠绕,又要保证钢绞线不错位,所以必须注意预紧力的大小,过大或过小都有可能造成钢绞线缠绕或者错位的情况,一般来说,预紧张拉力采用15%的设计张拉力。
在预紧张拉之后,并不能立即进行高应力张拉,而需要对梁体构件的几何尺寸、灌浆孔和排气孔是否符合要求、构件端部预埋铁件位置是否准确、孔道位置是否正确、混凝土浇筑质量是否合格、孔道是否有堵塞情况等进行仔细的检查,这些细节问题都有可能引起钢绞线张拉不合格。此外,还需要对各种机械、设备、仪表进行校验,张拉设备应当配套校验配套使用。
5、压浆
预应力桥梁施工之中,体外索锚固定横梁一般采用局部粘结的方式,其粘结力都有设计标准,一般来说,在保证压浆密实的情况下,粘结段的粘结力达到设计张力的108%才能满足锚固要求,所以压浆工作是一道极为重要的工序,必须进行1∶ 1 的模型试验才能正式施工。而压浆施工必须在张拉完成后24 h 内进行,为了保证压浆过程的均匀稳定和压浆压力适度,一般采用手动压浆机。
三、预应力技术在桥梁工程施工中应用的质量控制措施
预埋阶段主要是控制曲线形状质量,即各控制点的标高定位应牢固、准确,明确相关工序是否会对波纹管产生影响或破坏,保证标高控制点、曲线形状及其他相关工序不会对孔导管产生影响,且对于发现的问题应做及时的处理;为确保张拉应力满足设计要求,伸长值变化在规范和设计范围内,就需要在灌浆和张拉阶段实施质量控制,来对灌浆进行转却的计量,从而保障饱满的孔道浆体;为减少或表面因异物或漏浆进入而导致的管控堵塞情况的发生,要求必须对预应力孔道的接口处、灌浆孔、孔道、外漏灌浆孔、排气孔管连接处、排气孔端实施严格的密封,尤其是对于下层孔道的排气孔、灌浆孔管长度达,且已经伸出平面等情况,就需要进行加固来强化其性能。锚具和预应力管道往往被设置于有较为密集钢筋分布的部位,因此振捣工作的进行就比较困难。故为保障振捣的有效性,保证混凝土的密实性能,就需要在通过严格使用钢筋棒,在易发生塑性沉缩裂缝的位置进行适度的振捣,且辅以人工振捣和模板外的敲振。在混凝土浇筑完毕后,应立即进行对孔道的检查与清理,从而对灌浆孔、张拉断、排气孔管口加以封堵,避免进入其他杂质,保障灌浆和后续张拉工作的顺利开展;为防止刺破预应力筋外皮现象的发生,在绑扎的时候应严禁对普通钢筋出现猛插、猛放的动作。在焊接施工的过程当中,预应力筋严禁应用于搭接线,且在预应力筋周边进行实施相应的保护措施后,才可进行下一步的焊接工作。
对于板面筋的绑扎应当在铺设好预应力筋之后,从而便于对预应力筋进行穿筋定位。值得注意的是,在浇筑混凝土的过程当中,应特别注意梁柱节点、张拉端等关键位置,务必保证对混凝土振捣的密实性;在保证混凝土流动性方面一定不能采用增加水的方法,应当对水泥、浆水及外加剂用量进行严格的控制;应当确保每次搅拌好浆体的适量,刚好够用为最佳;在压浆之前,如管道内存在水分或其他杂物的残留,就应当通过应用空压机将其残留排除管道外,方可进行压浆工作。
参考文献:
[1] 黄忆彬. 钻孔灌注桩在桥梁施工中的质量控制措施[J]. 沿海企业与科技. 2010(01)
[2] 黄银香. 公路桥梁施工中预应力技术探析[J]. 中国新技术新产品. 2010(08)
[3] 何天宾. 公路桥梁施工中预应力技术探讨[J]. 中国新技术新产品. 2010(06)
[4] 冯旭. 某公路预应力混凝土桥梁施工技术要点[J]. 中国新技术新产品. 2010(04)
关键词:桥梁施工;预应力;技术;运用
中图分类号: U445 文献标识码: A 文章编号:
桥梁施工中,因预应力技术具有节省材料、自重轻、减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力、结构简单、安全可靠、便于安装等优点, 在国内公路桥梁建设中得到广泛应用。
一、预应力技术在桥梁上的应用
预应力技术在公路桥梁上一般运用于空心板、T型 梁、连续箱梁、连续刚构、300~500m 的混凝土斜拉桥以及更大跨径的斜拉桥,除此之外预应力技术还用到公路桥梁顶推法施工、边坡或山体锚固、大件提升等方面。
1、预应力在混凝土空心板中的应用
公路桥梁跨径13 ~25m,采用预应力混凝土空心板、所使用的预应力钢筋、一般为高强、低松弛钢绞线。先张法采用单根钢绞线;后张法采用扁锚或群锚(圆锚),中等张拉吨位。预制安装或支架现浇并编有标准图冷拔低碳钢丝一般不采用了。在实际使用中,也有将预应力混凝土空心板跨径做到25~35m。对于这种跨径;一是材料用量较大;二是钢度偏小,所以空心板跨径到25m 为宜。
2、预应力在混凝土T型 梁中的应用
预应力混凝土简支T 梁跨径一般20~50m,采用高强、低松弛钢绞线,后张法、群锚、中等张拉吨位;预制拼装。有配套架桥设备,并编有标准图。
随着行车条件要求的提高,以往的简支改桥面连续,最近已采用现浇梁端湿接缝,在支负弯矩区桥面板中配扁锚预应力钢绞线,形成桥面连续进了一步的“准连续”结构。
3、预应力在混凝土箱梁中的应用
跨径30~60m,采用等截面连续箱梁,强、低松弛钢绞线。纵向预应力采用中等或偏大的张拉吨位,根据施工方法,可采用连接锚具连续配置纵向预应力钢束;当箱梁悬臂板悬出长度在4.0m 以上,要配置桥面板横向预应力钢束一般采用扁锚3~5根钢绞线为一束箱梁的施工方法,我国一般采用支架现浇或滑模逐孔浇筑。跨径70~200m 采用变截面连续箱梁,除了按一般连续箱梁配置纵、横预应力钢束以外,在箱梁腹板中配置精轧螺纹粗钢筋的竖向预应力称为三向预应力混凝土结构。施工方法多采用悬臂浇筑,也可以预制拼装。目前,国内修建30 ~ 60m 等截面的”双向”预应力结构较多,大跨径、变截面连续箱梁相对较少,据我所知我国连续箱梁跨径仅到165m。
二、桥梁施工中预应力技术施工工艺
1、锚固及锚具处理工艺
在预应力施工工艺中,锚固端部横梁、墩顶导向槽、跨中转向横肋三个部分,确定了预应力钢绞线的空间位置,索形及张拉应力则决定了等效荷载的大小。因为跨中转向横肋与墩顶导向槽钢绞线存在偏折,对锚固端横梁处的锚垫板预埋位置及方向要求必须准确。转向横肋、墩顶导向槽必须严格按照图纸要求制作,在保证其弯折处的曲率半径精确的同时,还要将转向横肋和墩顶导向槽的端部打磨平滑,防止张拉时钢绞线被挤压或者卡滑。
2、 预应力筋的下料与处理工藝
因为在张拉完毕之后,锚垫板与钢管中要灌浆形成粘结段,以固定预应力筋,所以在下料的时候,一定要将粘结段的钢绞线清洗干净,去除PE 层和油脂。对于粘结段长度和位置的控制,需要预先考虑到穿束过程中钢绞线下垂的影响,又要考虑张拉伸长的影响,保证两端粘结段的粘结力大致相等。
3、预应力筋的穿索工艺
由于预应力筋的长度一般都在150 m 以上,在穿束的时候,中间要经过多个墩顶导向槽和跨中转向装置,如果要在箱梁内进行12 根钢绞线的整束穿索非常困难,一般在预应力筋的穿索时,都采用单根穿索的办法。在穿索时,一定要注意钢绞线在全桥长的范围内都不能缠绕,否则将会使预应力不能按要求实现。一般来说,在实际施工中,都采用预先将钢绞线、锚板孔、密封盖小孔分别编号,然后对12 根钢绞线分别采用单束穿索的办法,一一对应限制钢绞线的位置,从而避免产生钢绞线缠绕的情况。
4、预应力筋张拉工艺
预应力筋的张拉包括预紧张拉和高应力张拉两个过程。在我们实际施工中,虽然采用编号一一对应限制钢绞线位置的办法,可以有效避免产生缠绕的情况,但还必须避免钢绞线在张拉过程中产生缠绕。预紧张拉就是为了避免产生张拉缠绕,而在高应力张拉之前使钢绞线顺直的办法。预紧张拉的好坏直接影响了整个钢绞线张拉的效果。由于钢绞线很长,下垂量很大,预紧张拉一定要两端对称进行,这样才能保证钢绞线两端粘结长度不会相差太大。
此外,要注意在预紧张拉的时候,既要使钢绞线绷紧而不缠绕,又要保证钢绞线不错位,所以必须注意预紧力的大小,过大或过小都有可能造成钢绞线缠绕或者错位的情况,一般来说,预紧张拉力采用15%的设计张拉力。
在预紧张拉之后,并不能立即进行高应力张拉,而需要对梁体构件的几何尺寸、灌浆孔和排气孔是否符合要求、构件端部预埋铁件位置是否准确、孔道位置是否正确、混凝土浇筑质量是否合格、孔道是否有堵塞情况等进行仔细的检查,这些细节问题都有可能引起钢绞线张拉不合格。此外,还需要对各种机械、设备、仪表进行校验,张拉设备应当配套校验配套使用。
5、压浆
预应力桥梁施工之中,体外索锚固定横梁一般采用局部粘结的方式,其粘结力都有设计标准,一般来说,在保证压浆密实的情况下,粘结段的粘结力达到设计张力的108%才能满足锚固要求,所以压浆工作是一道极为重要的工序,必须进行1∶ 1 的模型试验才能正式施工。而压浆施工必须在张拉完成后24 h 内进行,为了保证压浆过程的均匀稳定和压浆压力适度,一般采用手动压浆机。
三、预应力技术在桥梁工程施工中应用的质量控制措施
预埋阶段主要是控制曲线形状质量,即各控制点的标高定位应牢固、准确,明确相关工序是否会对波纹管产生影响或破坏,保证标高控制点、曲线形状及其他相关工序不会对孔导管产生影响,且对于发现的问题应做及时的处理;为确保张拉应力满足设计要求,伸长值变化在规范和设计范围内,就需要在灌浆和张拉阶段实施质量控制,来对灌浆进行转却的计量,从而保障饱满的孔道浆体;为减少或表面因异物或漏浆进入而导致的管控堵塞情况的发生,要求必须对预应力孔道的接口处、灌浆孔、孔道、外漏灌浆孔、排气孔管连接处、排气孔端实施严格的密封,尤其是对于下层孔道的排气孔、灌浆孔管长度达,且已经伸出平面等情况,就需要进行加固来强化其性能。锚具和预应力管道往往被设置于有较为密集钢筋分布的部位,因此振捣工作的进行就比较困难。故为保障振捣的有效性,保证混凝土的密实性能,就需要在通过严格使用钢筋棒,在易发生塑性沉缩裂缝的位置进行适度的振捣,且辅以人工振捣和模板外的敲振。在混凝土浇筑完毕后,应立即进行对孔道的检查与清理,从而对灌浆孔、张拉断、排气孔管口加以封堵,避免进入其他杂质,保障灌浆和后续张拉工作的顺利开展;为防止刺破预应力筋外皮现象的发生,在绑扎的时候应严禁对普通钢筋出现猛插、猛放的动作。在焊接施工的过程当中,预应力筋严禁应用于搭接线,且在预应力筋周边进行实施相应的保护措施后,才可进行下一步的焊接工作。
对于板面筋的绑扎应当在铺设好预应力筋之后,从而便于对预应力筋进行穿筋定位。值得注意的是,在浇筑混凝土的过程当中,应特别注意梁柱节点、张拉端等关键位置,务必保证对混凝土振捣的密实性;在保证混凝土流动性方面一定不能采用增加水的方法,应当对水泥、浆水及外加剂用量进行严格的控制;应当确保每次搅拌好浆体的适量,刚好够用为最佳;在压浆之前,如管道内存在水分或其他杂物的残留,就应当通过应用空压机将其残留排除管道外,方可进行压浆工作。
参考文献:
[1] 黄忆彬. 钻孔灌注桩在桥梁施工中的质量控制措施[J]. 沿海企业与科技. 2010(01)
[2] 黄银香. 公路桥梁施工中预应力技术探析[J]. 中国新技术新产品. 2010(08)
[3] 何天宾. 公路桥梁施工中预应力技术探讨[J]. 中国新技术新产品. 2010(06)
[4] 冯旭. 某公路预应力混凝土桥梁施工技术要点[J]. 中国新技术新产品. 2010(04)