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【摘 要】由于预应力混凝土具有比普通混凝土更高的承载能力等特点,在我国桥梁建设施工当中已经被广泛应用与发展。预应力混凝土是利用高强度的钢材和强度等级较高的混凝土加以比较先进的加工生产工艺和设计理念制作而成。桥梁预应力混凝土结构是通过利用钢材的高强度性能有效防止与控制桥梁混凝土结构出现裂缝的可能性,同时可以减轻桥梁混凝土结构的自重和增大桥梁结构的跨度、刚度、抗剪能力以及耐疲劳性能等。但目前就预应力混凝土桥梁施工而言,仍然存在诸多的质量问题,为了能够有效地保障桥梁施工与运营的安全,本文将对预应力混凝土桥梁施工质量控制的措施作一些简要的分析与讨论。
【关键词】预应力混凝土;桥梁施工;施工质量;控制措施
1 预应力混凝土桥梁施工的特点分析
预应力混凝土桥梁施工既需要考虑到施工过程中的桥梁结构受力分布情况又要充分依据现场施工的条件方可进行施工作业。例如,大跨度预应力混凝土的连续梁结构桥或斜拉桥等通常需要采用悬臂挂篮无支架的施工技术方法。此方法主要是在已完成桥墩的两侧平衡悬臂并分节段浇筑高强度混凝土,随后进行一系列张拉、不断移动挂篮等的施工工序,重复循环施工以逐步完成桥梁的施工。需要注意的是后续节段主要是依靠前面已完成浇筑阶段提供支撑力,每一个节段都能够发挥出预应力的作用效果,以实现桥墩两侧荷载平衡。
通常,预应力混凝土桥梁施工与普通的钢筋混凝土结构施工相比主要有以下几点优势:
1.1 预应力混凝土桥梁可以在其施工过程当中改善桥梁结构在运营阶段的使用性能,主要是通过对受拉或受弯混凝土构件采用预应力,可以有效控制其裂缝出现和发展的可能性,同时也可以降低桥梁混凝土结构在使用荷载下的分段挠度方面取得良好的效果。因此,预应力混凝土桥梁结构可以将跨度进一步增大,刚度逐步提高。
1.2 预应力混凝土桥梁施工可以提高结构整体的抗剪性能,即混凝土构件受到纵向预应力的情况下可以有效地延缓其出现斜裂缝的可能性,以达到提高整体抗剪性能的目的。
1.3 预应力混凝土桥梁构件如果将其自身存在的荷载卸去,其预应力可以使得原本可能出现的裂缝实现闭合,这样一来就大大增强了混凝土构件在卸载后的结构弹性恢复能力,此方面性能大大超越了普通钢筋混凝土构件所能够达到的实际效果。
1.4 预应力混凝土构件在抗使用疲劳强度方面主要是依靠相较于混凝土抗拉强度更高的钢材所控制的。因为桥梁结构在运营过程中要受到不同的使用荷载,桥梁结构必须经受反复的变形与恢复过程,预应力主要可以起到降低构件在使用过程中的应力循环幅度。由此可见预应力混凝土结构的疲劳破坏主要由其预应力钢筋的疲劳程度所决定。因此,预应力混凝土桥梁结构构件可以提高桥梁结构的耐疲劳强度性能。
1.5 预应力混凝土桥梁施工能够在利用高强度钢材的同时合理地进行结构自重的减轻,并且充分发挥强度钢材可以有效控制结构裂缝和挠度等质量问题,而普通的钢筋混凝土结构构件就不可能完成对高强度钢材强度性能方面的发挥。
1.6 预应力混凝土桥梁施工另一个作用意义在于其预应力钢筋对混凝土结构构件的作用荷载作为平衡整体结构全部或部分荷载的反向作用力,以利于成为能够调整桥梁混凝土结构内部的作用力分布和控制结构变形的手段和方法。
以上提到的是预应力混凝土桥梁结构施工主要的优点,但是由于其施工工艺本身就具有工艺程序较为复杂、要求施工质量高等特点,就需要在施工队伍的选择上要求更为严格、更为专业,且在应用的专业设备上要绝对达到标准。其中预应力混凝土构件的预应力反拱难以得到有效控制的问题,主要它会随着混凝土构件徐变的增大而逐渐加大,间接地影响到桥梁结构后面的运营性能。通常情况下,预应力混凝土结构施工的开工阶段需要的费用开支都比较大,尤其是对于桥梁跨径小、构件数量少的工程项目成本更是成为一个阻碍施工的重要影响因素。
2 预应力混凝土桥梁施工质量控制的措施
通常,我们所能了解到的预应力混凝土桥梁施工质量控制的内容主要包括桥梁结构的整体变形控制、结构应力控制和结构稳定性能的控制。预应力混凝土桥梁施工质量控制的主要目的是使得桥梁结构施工能够达到最理想的状态,即桥梁施工实际状态能够与设计状态最大程度的实现吻合。如要实现此目的就必须尽可能地对能够对桥梁施工质量控制造成影响的因素作进一步的分析、归纳和总结。通过以往的施工经验来看,主要的施工质量控制影响因素主要有结构设计参数、现场施工工艺和施工监测等。预应力混凝土桥梁结构设计参数包括结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载和预应力或索力等,由于结构设计参数是最主要的控制施工依据,而结构设计参数的精确性就要求具有一定的设定标准加以规范。现场施工工艺的控制主要是要求施工工艺要严格按照既定要求且要考虑现场非理想化的施工条件所带来的施工难度与误差,使得现场施工状态始终处于被控制之中。现场施工监测是针对桥梁结构施工现场质量控制最为重要的措施手段之一,通常现场施工监测的内容包括结构应力检测和变形监测两部分,而主要造成现场施工监测误差的原因主要有硬件设备、监测方法以及现场环境等。
鉴于存在以上影响预应力混凝土桥梁施工质量的因素,笔者主要根据自身多年来的施工经验归纳总结一下几点关于施工质量控制措施,以供同行朋友们交流学习、共同进步。
首先,对于任何建筑施工工程都必须对施工材料的采购作严格的质量控制把关,有必要对建材供应商进行质量对比以便采用信誉和质量都具有保障的生产供货厂家。预应力混凝土桥梁施工所需要采取的材料质量控制把关的条件是要要求供应商提供出厂合格证明和质量检测报告说明,而对进入现场的材料必需进行有关的进场试验和施工前试验检验,试验合格通过后方可进场和使用;
其次,预应力混凝土在对钢材施加预应力之前必需对结构构件进行全面检验,张拉加工过程中混凝土构件的强度和外观尺寸均应符合设计的要求,力求做好混凝土构件预应力张拉加工前的准备工作;
第三,混凝土施工是预应力混凝土桥梁施工的重点,尤其是混凝土施工过程中对于构件温度控制与养生两方面是质量控制的关键。良好的温度控制必须是在保证混凝土强度的前提下,通过采取优化混凝土配合比、分块分层浇筑和埋设冷却水管等措施手段以达到有效控制混凝土构件质量安全的目标。究其混凝土构件产生不同裂缝的原因,笔者认为其构件具体的养生措施可以在每层混凝土浇筑完毕后,待混凝土终凝后及时在构件表面进行蓄水养生,推迟混凝土构件表面温度的散失时间,或可以根据实际情况制定其他切实可行有效地养生措施。
第四,主要是针对上文提到的施工质量控制影响因素作好全面地熟悉和掌握工作,并加以分析制定专项的措施方案,尤其是能够将施工质量的实际状态最大程度地与理想设计状态相吻合作为最终目的,这样做利于有效控制现场实际施工质量。
3 结束语
随着我国近几年来社会经济的高速发展,预应力混凝土桥梁建设施工也得到了长足的发展空间,其应用范围越来越广泛,且涉及到的科学领域也越来越多,施工质量控制的难度就越来越大。因此,我们应主要加快针对提高预应力混凝土桥梁施工技术水平科研工作的进程。预应力张拉加工技术是我国预应力混凝土桥梁施工技术的主要内容之一,在实际的预应力混凝土桥梁施工过程中必须要安装既定的技术规范规程进行施工,笔者认为可以主要遵照上文的措施内容严把施工质量控制,以保证工程质量。
参考文献
[1]向木生,张世飙,张开银,沈典栋,沈成武;大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术;中国公路学报;2002,15(4):112 - 103
[2]杨宗放;现代预应力混凝土施工[M];北京:中国建筑工业出版社;2002,10(04):124 - 147
[3]骆礼平;预应力混凝土桥梁施工问题研究;现代商贸工业;2010,15(03):201 - 198
【关键词】预应力混凝土;桥梁施工;施工质量;控制措施
1 预应力混凝土桥梁施工的特点分析
预应力混凝土桥梁施工既需要考虑到施工过程中的桥梁结构受力分布情况又要充分依据现场施工的条件方可进行施工作业。例如,大跨度预应力混凝土的连续梁结构桥或斜拉桥等通常需要采用悬臂挂篮无支架的施工技术方法。此方法主要是在已完成桥墩的两侧平衡悬臂并分节段浇筑高强度混凝土,随后进行一系列张拉、不断移动挂篮等的施工工序,重复循环施工以逐步完成桥梁的施工。需要注意的是后续节段主要是依靠前面已完成浇筑阶段提供支撑力,每一个节段都能够发挥出预应力的作用效果,以实现桥墩两侧荷载平衡。
通常,预应力混凝土桥梁施工与普通的钢筋混凝土结构施工相比主要有以下几点优势:
1.1 预应力混凝土桥梁可以在其施工过程当中改善桥梁结构在运营阶段的使用性能,主要是通过对受拉或受弯混凝土构件采用预应力,可以有效控制其裂缝出现和发展的可能性,同时也可以降低桥梁混凝土结构在使用荷载下的分段挠度方面取得良好的效果。因此,预应力混凝土桥梁结构可以将跨度进一步增大,刚度逐步提高。
1.2 预应力混凝土桥梁施工可以提高结构整体的抗剪性能,即混凝土构件受到纵向预应力的情况下可以有效地延缓其出现斜裂缝的可能性,以达到提高整体抗剪性能的目的。
1.3 预应力混凝土桥梁构件如果将其自身存在的荷载卸去,其预应力可以使得原本可能出现的裂缝实现闭合,这样一来就大大增强了混凝土构件在卸载后的结构弹性恢复能力,此方面性能大大超越了普通钢筋混凝土构件所能够达到的实际效果。
1.4 预应力混凝土构件在抗使用疲劳强度方面主要是依靠相较于混凝土抗拉强度更高的钢材所控制的。因为桥梁结构在运营过程中要受到不同的使用荷载,桥梁结构必须经受反复的变形与恢复过程,预应力主要可以起到降低构件在使用过程中的应力循环幅度。由此可见预应力混凝土结构的疲劳破坏主要由其预应力钢筋的疲劳程度所决定。因此,预应力混凝土桥梁结构构件可以提高桥梁结构的耐疲劳强度性能。
1.5 预应力混凝土桥梁施工能够在利用高强度钢材的同时合理地进行结构自重的减轻,并且充分发挥强度钢材可以有效控制结构裂缝和挠度等质量问题,而普通的钢筋混凝土结构构件就不可能完成对高强度钢材强度性能方面的发挥。
1.6 预应力混凝土桥梁施工另一个作用意义在于其预应力钢筋对混凝土结构构件的作用荷载作为平衡整体结构全部或部分荷载的反向作用力,以利于成为能够调整桥梁混凝土结构内部的作用力分布和控制结构变形的手段和方法。
以上提到的是预应力混凝土桥梁结构施工主要的优点,但是由于其施工工艺本身就具有工艺程序较为复杂、要求施工质量高等特点,就需要在施工队伍的选择上要求更为严格、更为专业,且在应用的专业设备上要绝对达到标准。其中预应力混凝土构件的预应力反拱难以得到有效控制的问题,主要它会随着混凝土构件徐变的增大而逐渐加大,间接地影响到桥梁结构后面的运营性能。通常情况下,预应力混凝土结构施工的开工阶段需要的费用开支都比较大,尤其是对于桥梁跨径小、构件数量少的工程项目成本更是成为一个阻碍施工的重要影响因素。
2 预应力混凝土桥梁施工质量控制的措施
通常,我们所能了解到的预应力混凝土桥梁施工质量控制的内容主要包括桥梁结构的整体变形控制、结构应力控制和结构稳定性能的控制。预应力混凝土桥梁施工质量控制的主要目的是使得桥梁结构施工能够达到最理想的状态,即桥梁施工实际状态能够与设计状态最大程度的实现吻合。如要实现此目的就必须尽可能地对能够对桥梁施工质量控制造成影响的因素作进一步的分析、归纳和总结。通过以往的施工经验来看,主要的施工质量控制影响因素主要有结构设计参数、现场施工工艺和施工监测等。预应力混凝土桥梁结构设计参数包括结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载和预应力或索力等,由于结构设计参数是最主要的控制施工依据,而结构设计参数的精确性就要求具有一定的设定标准加以规范。现场施工工艺的控制主要是要求施工工艺要严格按照既定要求且要考虑现场非理想化的施工条件所带来的施工难度与误差,使得现场施工状态始终处于被控制之中。现场施工监测是针对桥梁结构施工现场质量控制最为重要的措施手段之一,通常现场施工监测的内容包括结构应力检测和变形监测两部分,而主要造成现场施工监测误差的原因主要有硬件设备、监测方法以及现场环境等。
鉴于存在以上影响预应力混凝土桥梁施工质量的因素,笔者主要根据自身多年来的施工经验归纳总结一下几点关于施工质量控制措施,以供同行朋友们交流学习、共同进步。
首先,对于任何建筑施工工程都必须对施工材料的采购作严格的质量控制把关,有必要对建材供应商进行质量对比以便采用信誉和质量都具有保障的生产供货厂家。预应力混凝土桥梁施工所需要采取的材料质量控制把关的条件是要要求供应商提供出厂合格证明和质量检测报告说明,而对进入现场的材料必需进行有关的进场试验和施工前试验检验,试验合格通过后方可进场和使用;
其次,预应力混凝土在对钢材施加预应力之前必需对结构构件进行全面检验,张拉加工过程中混凝土构件的强度和外观尺寸均应符合设计的要求,力求做好混凝土构件预应力张拉加工前的准备工作;
第三,混凝土施工是预应力混凝土桥梁施工的重点,尤其是混凝土施工过程中对于构件温度控制与养生两方面是质量控制的关键。良好的温度控制必须是在保证混凝土强度的前提下,通过采取优化混凝土配合比、分块分层浇筑和埋设冷却水管等措施手段以达到有效控制混凝土构件质量安全的目标。究其混凝土构件产生不同裂缝的原因,笔者认为其构件具体的养生措施可以在每层混凝土浇筑完毕后,待混凝土终凝后及时在构件表面进行蓄水养生,推迟混凝土构件表面温度的散失时间,或可以根据实际情况制定其他切实可行有效地养生措施。
第四,主要是针对上文提到的施工质量控制影响因素作好全面地熟悉和掌握工作,并加以分析制定专项的措施方案,尤其是能够将施工质量的实际状态最大程度地与理想设计状态相吻合作为最终目的,这样做利于有效控制现场实际施工质量。
3 结束语
随着我国近几年来社会经济的高速发展,预应力混凝土桥梁建设施工也得到了长足的发展空间,其应用范围越来越广泛,且涉及到的科学领域也越来越多,施工质量控制的难度就越来越大。因此,我们应主要加快针对提高预应力混凝土桥梁施工技术水平科研工作的进程。预应力张拉加工技术是我国预应力混凝土桥梁施工技术的主要内容之一,在实际的预应力混凝土桥梁施工过程中必须要安装既定的技术规范规程进行施工,笔者认为可以主要遵照上文的措施内容严把施工质量控制,以保证工程质量。
参考文献
[1]向木生,张世飙,张开银,沈典栋,沈成武;大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术;中国公路学报;2002,15(4):112 - 103
[2]杨宗放;现代预应力混凝土施工[M];北京:中国建筑工业出版社;2002,10(04):124 - 147
[3]骆礼平;预应力混凝土桥梁施工问题研究;现代商贸工业;2010,15(03):201 - 198