论文部分内容阅读
[摘 要]本文主要分析了预应力技术的应用现状、预应力技术的特点，并重点分析了路桥施工中预应力施工技术，为桥梁施工质量提供了有效地保障。
[关键词]路桥建设；预应力技术；稳定性
中图分类号：TU558 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0101-01
1 预应力技术简析
预应力技术，即在桥梁结构施工时，借助预应力筋（预应力钢束）对钢筋砼结构预先施加拉应力，以此改善结构的使用性能，且混凝土结构具有较强的抗压能力，这样不仅可以弥补混凝土结构抗拉特性，且可以有效地减少混凝土结构裂缝，延缓了结构开裂时间，使构件的耐久性增强，使预应力砼具有抗裂能力好，抗渗性能强，刚度大，强度高，抗剪能力和抗疲劳性好的优点，从而有效增加路桥工程施工质量和寿命，促进了路桥建设的可持续发展。
2 路桥施工中预应力技术的应用
2.1 优化选择施工材料与工具
1）优化选择钢绞线。
在路桥预应力施工选材时，需要根据预加应力大小选取合适类型的预应力筋、普通钢绞线、低松弛性钢绞线。其中低松弛预应力钢绞线施工方便、价格较低、实用性较强等得到了越来越多的应用。但是在预应力筋选材时，需要注意以下几项因素：钢材表面状态、松散状态、伸长率参数、断裂荷载度与几何参数，确保预应力筋的质量符合设计要求。
2）优化选择应力锚具。
在选取预应力锚具时，需要根据结构受力特点进行选取合适的锚具。预应力张拉分为先张与后张，需要应用锚具的是后张拉施工方法。同时根据锚具的受力特点，分为机械锚固与摩擦锚固类型。这两种类型的锚具具有不同的特征，摩阻类型的锚具因为其品种比较多，所以，其应用的空间相对来说也非常广泛，通常情况下，其锚固力以及吨位充满各种变化，因此，其可以被用来开展高速度的作业。
2.2 加固作业中的预应力
在路桥加固作业中的预应力主要分为横桥向预应力加固、纵桥向预应力加固、竖向预应力加固。在桥梁结构中，若钢筋混凝土梁两端的间距较小，则无法在梁的两端进行预应力张拉作业，这时可以采用横向预应力加固施工方法。这种加载方法主要是在主梁下缘的对称中线处进行安装加固的预应力筋，且需要在距离梁端的合适的位置弯起预应力筋，然后借助支点在主梁的端部的锚固钢板上进行有效地锚固，其呈“U”字形的锚固钢板套在主梁端部的下翼缘上。
纵向预应力加固技术，即在桥梁中沿着梁板纵向施加预应力筋加固施工的方法。在纵向预应力筋加固前，需要沿着梁板的纵向布置预应力筋，并在梁端部设置导向块的位置将纵向预应力筋弯起，然后将纵向预应力筋锚固在主梁的腹板或顶板上，再张拉预应力筋，从而有效地减小梁端的剪力。
竖向预应力加固技术主要是在梁板的两侧对称布置预应力筋进行加固施工方法。根据笔者施工经验可知，竖向预应力加固技术多在梁的端肋侧锚固，在预应力筋中部向上竖直张拉，用小横梁在梁肋底部固定预应力筋。
2.3 受弯构件中的预应力
在桥梁受弯构件中预应力施工时，若张拉力的控制不合理，这对桥梁的承载力造成了严重的影响。通常，在受弯结构的预应力筋张拉工艺中，钢筋的张拉力是主要的，使用预应力筋的伸长量来衡量张拉力的大小。
在对钢筋、钢丝束张拉时，应该按照以下的张拉力进行：0—初应力—1.05бcon（持荷2min）—бcon（锚固）；在1.05бcon超张拉过程中，可适当的增大设计张拉值，但是不得超过最大张拉应力，如下表1所示。对低松弛力筋张拉时：0—初应力—бcon（需要持荷2min确保张拉效果，然后进行锚固）。
2.4 箱梁钢绞线施工中的预应力
箱梁钢绞线预应力施工是桥梁预应力施工之一，它的施工质量对箱梁整体的承载能力占据非常重要的作用。而在箱梁预应力施工中，预应力筋的张拉顺序是对预应力效果起重要作用。在箱梁中，对横向预应力筋张拉顺序为从上而下进行张拉施工，而在腹板中则要从下向上进行张拉作业。在预应力筋张拉施工结束后，需要对预应力筋管道进行压注混凝土浆液。在灌注混凝土时，需要提前查询天气状况，若遇到降雨，需要采取避雨措施，减少雨水对预应力筋的腐蚀。
2.5 桥梁预应力工程应用实例
太（原）澳（门）公路广东省顺德碧江至中山沙溪段东升2#高架桥地处珠三角中心繁华地区，因该桥1-7#墩施工范围内地上附着物较为复杂，为减少占地面积，避免因占地面积过大引发的征地等其他问题，实现经济效益和社会效益，因此，该段桥梁墩柱采用单柱薄壁墩和预应力盖梁施工方案，预应力盖梁不但能节省材料，降低结构截面尺寸，减轻结构自重，满足薄壁墩的施工要求，还能有效的提高结构刚度，满足桥梁施工质量要求。预应力钢束采用GB/T5224-2003标准生产的高强低松弛钢绞线，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.95*105MPa，公称直径为15.2mm，公称截面积为140mm，设计锚下张拉控制力为1339.2MPa。钢绞线选择通过ISO9002认证标准的交通部定点大厂家供货，先抽取样品送具有资质的质检单位进行检测，检测合格后才订货。锚具符合《预应力筋锚具、夹片和连接器》（GB/T14370-2000）的规定及相关行业标准，预应力管道成孔采用镀锌双波波管。在施工过程中，对其施工的质量进行严格控制和检验，包括原材进场、制作与安装、施加预应力、后张孔道压浆、锚具防护及封锚等阶段的施工方案和技术指标都严格按照相关规范及评定标准进行。该桥自2009年通车以来，未发生任何质量事故，得到业主及社会各界的一致好评。
3 结束语
综上所述，桥梁随着交通流量的大量增长，以及受环境、荷载、施工等因素的共同影响造成其承载能力逐渐降低，这就需要提高对桥梁的施工质量，以提高桥梁结构的承载特性。而预应力施工技术，不仅可以有效地提高桥梁的承载能力，且可以降低桥梁的高度，延缓混凝土结构出现裂缝的时间，提高桥梁结构的稳定性、耐久性。
参考文献
[1] 何饶.浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在问题[J].科技风，2008（21）：8-10.
[2] 田丰源.如何解决路桥工程施工预应力应用中存在的问题[J].硅谷，2009（24）：20-23.
[关键词]路桥建设；预应力技术；稳定性
中图分类号：TU558 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0101-01
1 预应力技术简析
预应力技术，即在桥梁结构施工时，借助预应力筋（预应力钢束）对钢筋砼结构预先施加拉应力，以此改善结构的使用性能，且混凝土结构具有较强的抗压能力，这样不仅可以弥补混凝土结构抗拉特性，且可以有效地减少混凝土结构裂缝，延缓了结构开裂时间，使构件的耐久性增强，使预应力砼具有抗裂能力好，抗渗性能强，刚度大，强度高，抗剪能力和抗疲劳性好的优点，从而有效增加路桥工程施工质量和寿命，促进了路桥建设的可持续发展。
2 路桥施工中预应力技术的应用
2.1 优化选择施工材料与工具
1）优化选择钢绞线。
在路桥预应力施工选材时，需要根据预加应力大小选取合适类型的预应力筋、普通钢绞线、低松弛性钢绞线。其中低松弛预应力钢绞线施工方便、价格较低、实用性较强等得到了越来越多的应用。但是在预应力筋选材时，需要注意以下几项因素：钢材表面状态、松散状态、伸长率参数、断裂荷载度与几何参数，确保预应力筋的质量符合设计要求。
2）优化选择应力锚具。
在选取预应力锚具时，需要根据结构受力特点进行选取合适的锚具。预应力张拉分为先张与后张，需要应用锚具的是后张拉施工方法。同时根据锚具的受力特点，分为机械锚固与摩擦锚固类型。这两种类型的锚具具有不同的特征，摩阻类型的锚具因为其品种比较多，所以，其应用的空间相对来说也非常广泛，通常情况下，其锚固力以及吨位充满各种变化，因此，其可以被用来开展高速度的作业。
2.2 加固作业中的预应力
在路桥加固作业中的预应力主要分为横桥向预应力加固、纵桥向预应力加固、竖向预应力加固。在桥梁结构中，若钢筋混凝土梁两端的间距较小，则无法在梁的两端进行预应力张拉作业，这时可以采用横向预应力加固施工方法。这种加载方法主要是在主梁下缘的对称中线处进行安装加固的预应力筋，且需要在距离梁端的合适的位置弯起预应力筋，然后借助支点在主梁的端部的锚固钢板上进行有效地锚固，其呈“U”字形的锚固钢板套在主梁端部的下翼缘上。
纵向预应力加固技术，即在桥梁中沿着梁板纵向施加预应力筋加固施工的方法。在纵向预应力筋加固前，需要沿着梁板的纵向布置预应力筋，并在梁端部设置导向块的位置将纵向预应力筋弯起，然后将纵向预应力筋锚固在主梁的腹板或顶板上，再张拉预应力筋，从而有效地减小梁端的剪力。
竖向预应力加固技术主要是在梁板的两侧对称布置预应力筋进行加固施工方法。根据笔者施工经验可知，竖向预应力加固技术多在梁的端肋侧锚固，在预应力筋中部向上竖直张拉，用小横梁在梁肋底部固定预应力筋。
2.3 受弯构件中的预应力
在桥梁受弯构件中预应力施工时，若张拉力的控制不合理，这对桥梁的承载力造成了严重的影响。通常，在受弯结构的预应力筋张拉工艺中，钢筋的张拉力是主要的，使用预应力筋的伸长量来衡量张拉力的大小。
在对钢筋、钢丝束张拉时，应该按照以下的张拉力进行：0—初应力—1.05бcon（持荷2min）—бcon（锚固）；在1.05бcon超张拉过程中，可适当的增大设计张拉值，但是不得超过最大张拉应力，如下表1所示。对低松弛力筋张拉时：0—初应力—бcon（需要持荷2min确保张拉效果，然后进行锚固）。
2.4 箱梁钢绞线施工中的预应力
箱梁钢绞线预应力施工是桥梁预应力施工之一，它的施工质量对箱梁整体的承载能力占据非常重要的作用。而在箱梁预应力施工中，预应力筋的张拉顺序是对预应力效果起重要作用。在箱梁中，对横向预应力筋张拉顺序为从上而下进行张拉施工，而在腹板中则要从下向上进行张拉作业。在预应力筋张拉施工结束后，需要对预应力筋管道进行压注混凝土浆液。在灌注混凝土时，需要提前查询天气状况，若遇到降雨，需要采取避雨措施，减少雨水对预应力筋的腐蚀。
2.5 桥梁预应力工程应用实例
太（原）澳（门）公路广东省顺德碧江至中山沙溪段东升2#高架桥地处珠三角中心繁华地区，因该桥1-7#墩施工范围内地上附着物较为复杂，为减少占地面积，避免因占地面积过大引发的征地等其他问题，实现经济效益和社会效益，因此，该段桥梁墩柱采用单柱薄壁墩和预应力盖梁施工方案，预应力盖梁不但能节省材料，降低结构截面尺寸，减轻结构自重，满足薄壁墩的施工要求，还能有效的提高结构刚度，满足桥梁施工质量要求。预应力钢束采用GB/T5224-2003标准生产的高强低松弛钢绞线，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.95*105MPa，公称直径为15.2mm，公称截面积为140mm，设计锚下张拉控制力为1339.2MPa。钢绞线选择通过ISO9002认证标准的交通部定点大厂家供货，先抽取样品送具有资质的质检单位进行检测，检测合格后才订货。锚具符合《预应力筋锚具、夹片和连接器》（GB/T14370-2000）的规定及相关行业标准，预应力管道成孔采用镀锌双波波管。在施工过程中，对其施工的质量进行严格控制和检验，包括原材进场、制作与安装、施加预应力、后张孔道压浆、锚具防护及封锚等阶段的施工方案和技术指标都严格按照相关规范及评定标准进行。该桥自2009年通车以来，未发生任何质量事故，得到业主及社会各界的一致好评。
3 结束语
综上所述，桥梁随着交通流量的大量增长，以及受环境、荷载、施工等因素的共同影响造成其承载能力逐渐降低，这就需要提高对桥梁的施工质量，以提高桥梁结构的承载特性。而预应力施工技术，不仅可以有效地提高桥梁的承载能力，且可以降低桥梁的高度，延缓混凝土结构出现裂缝的时间，提高桥梁结构的稳定性、耐久性。
参考文献
[1] 何饶.浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在问题[J].科技风，2008（21）：8-10.
[2] 田丰源.如何解决路桥工程施工预应力应用中存在的问题[J].硅谷，2009（24）：20-23.