公路桥梁施工中预应力技术探讨

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  【摘要】随着公路桥梁施工技术在我国的大力推广,公路桥梁施工中预应力技术的发展问题不断的在公路桥梁施工中出现,而在这其中新形势下公路桥梁施工中预应力技术探讨发展的效果,是直接关系到公路桥梁施工中预应力技术探讨的最后效果的关键因素之一。因此,本文主要就公路桥梁施工中预应力技术探讨进行分析。
  【关键词】公路; 桥梁;预应力
  中图分类号:U448文献标识码: A
   一、前言 
  如何做好新形势下公路桥梁施工中预应力技术探讨研究发展工作,为公路桥梁施工中预应力技术探讨研究,实现可持续发展提供坚实的安全保障,是现在公路桥梁施工中预应力技术探讨研究面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
   二、 预应力技术概况
  1928年,一位名叫欧仁·费莱西奈的法国工程师成功发明出一种叫做张拉锚固的新工艺,这种技术可靠且经济,将高强钢丝加入到预应力混凝土结构中,从此开启现代预应力技术的先河[1]。1937年,世界上第一座预应力混凝土桥梁诞生,此后,随着预应力筋及张拉锚固性能的不断提升,预应力技术也处于不断创新之中,预应力混凝土结构成为当今世界最有发展前途,也最重要的结构之一。我国的预应力工程中,预应力筋的材料主要有四种,分别是钢丝、钢绞线、钢筋、非金属预应力筋。若是依照施工工艺或施工方法来分类,预应力筋又分为有粘结、无粘结、缓粘结与体外预应力筋。预应力锚固体系在经过几十年发展后,技术已经趋于完善,能够满足公路桥梁的建设需求。
  1、预应力技术
  预应力技术只要指的是在混凝土工程中,能使混凝土在构造结构上产生预应力,而且能够降低外部荷载造成的拉应力,通俗的讲就是我们在混凝土施工过程中,它们所带来的高强度的抗压性能够弥补抗压强度的缺失和遗漏,并且延缓混凝土的承受能力,是工程质量能够得到提高,我们在路桥施工中,主要运用的是高强的混凝土和钢材。这样才能保证我们预应力混凝土具有很好的渗透性和抗压性。这些特性在很大程度上能够提高我们的施工效果,因为它能降低结构的重量,并且具有很好的抗裂性。这种技术还能有效的节约工程开支,在质量保证的前提下,我们还能满足人们的心里需求,并且延长使用期限。
  2、预应力技术的重要性
  (一)增强构件承载能力
  在施工过程中,我们一般的混凝土只要按设计要求进行配比,强度足够高,这样就有承载外部荷载的能力,但是在路桥施工中,我们的弯构件比较多,在侧面构件一般的混凝土承载能力非常弱,这样就会导致混凝土面层出现裂痕,严重的话会发生形变,影响工程质量。在混凝土侧面承受压力的时候,内部会产生很大的力,这样就会超出混凝土的承载力,为了提高我们的混凝土承载能力,我们就会在施工过程中运用外贴碳纤维来改善混凝土的侧向承载能力,所以我们就会采用预应力技术,我们运用外贴碳纤维这种方式来改善承弯构件的强度,这样就会控制出现裂缝,而且延长使用寿命,对我们路桥施工质量也有很重要的作用。在承重构件这一方面,我们的施工工作也非常重要,为了确保我们在路桥施工中的工作顺利进行,我们在承重构件的强度上有很高的要求,我们单纯的采用外贴碳纤维这种方法是不行的,预应力技术就会有效的提高构件的承载能力,在薄弱的构件上,这种技术能提高整体的承重构件强度,这样对施工质量这方面还是有着积极的作用。
  (二)延长路桥使用寿命
  在路桥施工过程中,质量是基础,桥面我们一般都是吊装拼接而成,每一个部分的承载里都是不一样的,所以在重力作用下,桥面的内部会产生很大的应力,如果外力超过了这个承载力极限。那么就会很容易出现桥面裂缝,这样就会缩短桥面的使用寿命,直接影响到桥面的质量问题。因此,我们在路桥施工中要采用预应力技术,这样才能有效的改善我们桥面的强度,提高桥面的承载力,降低桥面的不稳定性,保證工程质量。我们在路桥施工中采用预应力技术不仅能够降低桥面的厚度,还能提高桥面的耐久性和降低材料的使用,这样才能使后续的工作顺利的开展,这种技术不仅保证了施工质量,还能有效的控制施工成本,增加使用寿命,也降低了后期的维修成本,对我们路桥行业是起到了非常积极的作用。
  三、市政桥梁预应力施工材料安装和检测
  1、安装流程
  (一)SBG塑料波纹管的连接。施工人员要采用与设计波纹管直径相配套的OLG塑料连接管连接,然后才用封口胶将连接口缠死,以免出现漏浆现象。安装SBG塑料波纹管时,应当在不影响波纹管顺利就位并确保钢筋成型稳固的基础上,将波纹管固定住,然后结合施工设计所提供的坐标预点把焊钢筋时采用的水平固定支承架将其固定好,点焊之前要先采用铅笔将其标识清楚,以便可以识别,在确保复测坐标不会出现问题后,才能将波纹管安放好。此外,为了避免砼施工时出现漏浆情况,波纹管在定位之后还需要逐个检查接头位置,看有没有密封好、定位筋施焊的位置有没有孔洞出现。
  (二)安装预埋件。安装时的角度和位置一定要满足施工规范的要求,而且必须焊接牢固,尤其是在钢束设计断部和锚垫板之间一定要垂直,孔洞也需严格对中。
  (三)制作和安装钢绞线。钢绞线下料时应该采用砂轮机切割机进行切割,且下料前还需采用铁丝把切割口两边绑扎好,并用胶带固结牢固。
  2、检验预应力施工材料
  为了保证工程施工的质量,施工人员还需开展详细的检验工作,这是由于施工材料类型、大小很不一样,而且检测频率也不同。在检测钢筋原材料时,还应当根据同炉号以及同规格等各项参数进行分批,另外在检测钢筋化学成分以及物理性能时,一旦有一项指标不达标,就需要采取双倍的样品进行复检。复检完后,如果检验数据还是不合格,就可认为其质量不合格,一般质量不合格的产品,还需做处理报告,以免再次投入到使用中去。
  施工人员在对水泥质量进行检测时,常可将其划分为两种,一种是对袋装水泥进行检测,另一种则是对散装的水泥进行检测,在检测散装水泥质量时,必须是同一水泥厂而且是同一批号的同一种类的产品,另外还要结合其参考系数分批进行检测。每批验收水泥重量一般为200 t,如果水泥重量不超过两百吨,也需按照一批次对其进行检测。另外检测砂、碎石的质量时也要对统一规格、生产地以及生产时间相同的列为一验收批,并且需按照批次进行检测。
  四、预应力施工的准备与施加
  1、预应力施工的准备
  在市政桥梁工程施工中,在进行预应力施工前,必须先进行设备的检查,采用压力表与千斤顶配套进行校验。压力表和千斤顶的使用应严格按照标定进行,如要互换应作另外的标定。对构件的锚端砼密实度进行检查,对于疏散或空洞较大的应进行处理,只有当处理部位的砼强度在90%以上才能进行张拉,且要仔细检查对孔口锚下垫板的垂直度。
  2、预应力的施加
  针对伸长量可分为一次和二次张拉。若单端伸长量在20cm以上应采用二次张拉,反之,若低于20cm应采用一次张拉。且只有在砼强度在90%以上才能进行张拉。其中,不合格的为:(一)由锚具造成的滑移量在3mm以上;(二)实测伸长值的两端之和大于计算伸长量的±6%:(三)在一束中的断丝量大于1条;(四)断丝量在总根数的1%以上;(五)锚具内夹片错牙超过10mm;通过分析各梁的预应力,发现该桥梁的预应力是符合预应力施工要求的。
  3、预应力施工的退锚、灌浆及封锚
  在市政桥梁工程预应力施工中在张拉过程中若发现滑丝、断束及断丝等等情况,必须采用单孔卸锚器YC- 20D 千斤顶进行单束卸锚。在预应力施工的灌浆过程中,必须掌握以下两点内容:(一)配合比。采用普硅酸盐水泥进行压浆,水灰比应控制在0.3~0.35 之间;(二)灌浆。压浆的压力应控制在0.5~0.7MPa之间,若压浆管长度超出30m后应相应提高0.1~0.2MPa。压浆应按先下后上的顺序,若有串孔,则要采用同时压浆的方法。
  五、预应力技术在道路桥梁施工中的应用
  1、预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中的应用。混凝土裂缝是钢筋混凝土结构中的防不胜防的质量通病,特别是在道路桥梁中的大型钢筋混凝土结构和构件当中,更是极其容易出现裂缝。而在钢筋混凝土结构中运用预应力技术,可以避免结构和构件过早出现裂缝的情况,效果十分明显。具体应用就是在道路桥梁钢筋混凝土结构和构件的加载或者使用之前,给其受拉区的混凝土预先施加压力,即是在其混凝土的受拉区内进行钢筋的张拉,然后通过钢筋自身的回缩力,使得混凝土受拉区预先受到钢筋给其施加的压力。由于当此混凝土结构或构件在受到外荷载施加的拉力时,必须要先抵消受拉区混凝土当中的预压力,然后才能使混凝土受到拉力,这样就非常有效地限制了混凝土的伸长,以此来达到延缓甚至不出现裂缝的目的。
  2、预应力技术在混凝土路面中的应用。在道路桥梁的混凝土路面中应用预应力技术,是在近年来才逐渐兴起并普及的一项创举其作用原理与预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中的应用大致相似,同样也是通过预应力钢筋的配置来对混凝土路面进行一定的约束,从而达到延缓甚至不出现裂缝的目的。当然,要在混凝土路面中应用好预应力技术,前期的理论研究工作更加的覆辙,要通过对交通荷载以及温、湿度的变化引起的路面混凝土板的翘曲约束和路面混凝土板收缩期间的板底擦约束等因素进行深入地研究,从而能够道路桥梁的混凝土路面施工中合理地施加纵向预应力来避免混凝土路面的横向收缩开裂,目前此技术已经逐渐走向成熟。
  3、预应力技术在路桥钢筋混凝土结构中的应用。混凝土裂缝是钢筋混凝土结构中的防不胜防的质量通病,特别是在道路桥梁中的大型钢筋混凝土结构和构件当中,更是极其容易出现裂缝。而在钢筋混凝土结构中运用预应力技术,可以避免结构和构件过早出现裂缝的情况,效果十分明显。具体应用就是在道路桥梁钢筋混凝土结构和构件的加载或者使用之前,给其受拉区的混凝土预先施加压力,即是在其混凝土的受拉区内进行钢筋的张拉,然后通过钢筋自身的回缩力,使得混凝土受拉区预先受到钢筋给其施加的压力。由于当此混凝土结构或构件在受到外荷载施加的拉力时,必须要先抵消受拉区混凝土当中的预压力,然后才能使混凝土受到拉力,这样就非常有效地限制了混凝土的伸长,以此来达到延缓甚至不出现裂缝的目的。
  六、 预应力施工中的问题及解决方法
  对于公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制来说,预应力筋数量应该严格的按照设计的要求来进行铺设,再铺设中要保持其位置准确,平面顺直,互不扭绞。对于张拉端的设置来说,也要有效的保证预应力筋與锚板的垂直,再对待承压板安装上来说,在对承压板安装好以后,要做好固定措施,防止混凝土浇筑时移位。同时,在预应力筋位置上面,时常会出现施工洞及预留洞口,这时候,我们应当对预应力筋的位置不要移动,可以针对以上的情况,再洞口进行有效的布置。做好质量控制。
  其次,在施工中,预应力筋和波纹管安装质量十分重要,公路桥梁施工施工中,做好预应力筋和波纹管安装,注重要装质量的保证,是保证预应力体系质量的重要基础,因此,在施工过程中,做好预应力筋和波纹管安装,严格控制施工过程,加强施工的管理,控制好施工的质量,从而保证灌注混凝土后波纹管不漏不堵,在运用中不偏不变形。
  在公路桥梁施工中,在预应力混凝土结构中,预应力筋的防腐蚀与结构混凝土的工作问题也是影响其工程质量的主要问题之一,一方面,二者在工作过程中通过压力灌浆充满预应力筋预埋孔道和预应力筋之间的空隙予以解决,因此,在这样的情况下,当预应力的后张力筋失去平衡,或者与结构混凝土没有处在非水平的倾斜状态。这样就很容易造成二者处在一个多跨度的弯曲状态,这样一来,原来的水泥浆再冷却凝固以后,便容易形成形成无水泥浆存在的一个空的空间里面,从而使得该处的预应力筋失去了原有水泥混凝土的保护,极大的影响预应力混凝土结构的安全和耐久性。
  对于这种情况,我们应当适当的做出解决措施,控制施工的质量,一般老说,这样的情况下,对于灌浆的要求最高,灌浆的好坏直接关系到问题的发生,所以,要加强预应力筋的防腐蚀性能、预应力构筑物的安全性能和耐久性,必须加强对施工中灌装质量的质量保证,因此,在预应力孔道灌浆施工中,我们针对质量问题,首先是在孔道中水泥浆未充满,有空隙的情况下,要加大灌浆力度,其次,就是水泥浆体硬化后收缩与孔道壁分离和水泥浆硬化后强度不满足规范要求等方面进行解决,对于以上的各种情况,加强施工中的质量控制。确保灌浆的质量,保证其密实度。
  七、结束语
  综上所述,本文所提到的公路桥梁施工中预应力技术探讨的研究工作,希望可以对公路桥梁施工中预应力技术探讨的发展提供参考价值。随着公路桥梁施工中预应力技术探讨的不断开展, 对公路桥梁施工中预应力技术探讨的研究工作也将成为保障公路桥梁施工中预应力技术探讨的重要工作。
  参考文献:
  [1] 成扬. 公路桥梁施工中预应力技术探讨[J]. 内蒙古公路与运输.2011(06):24-25.
  [2] 万为. 公路桥梁施工中预应力技术探讨[J]. 黑龙江交通科技.2014(06):138.
  [3] 刘矿军. 公路桥梁施工中预应力技术应用[J]. 黑龙江交通科技.2012(04):90.
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