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【摘 要】路桥施工过程中,预应力混凝土技术对于避免或减少混凝土结构裂缝具有重要意义。在施工过程中,既要确保工程质量和安全,同时要有效控制施工成本,尽量减低施工难度,提升技术应用水平,确保工程质量。本文主要研究的是路桥工程中预应力混凝土技术的应用。
【关键词】路桥工程;预应力混凝土技术;应用
1、预应力混凝土施工工艺
预应力施工工艺主要包括三个阶段,第一是准备阶段,在施工前要根据桥梁的施工要求将千斤顶以及压力表进行标准认定,而且需要计量部门给出具体的标准,然后使用进行校正后的计量工具来绘制压力曲线和张力曲线,并计算出张拉应力以及所对应的压力表数。当预应力钢绞线进入施工现场之后要及时的进行检测,当质量合格之后才能够作为材料使用。切断钢绞线要采用砂轮进行切割,这样才能够保障切口的平整。然后要对钢绞线的使用部位进行编束,一般是每个1.5到2米之间就要绑扎一道,并使用编号进行编制。
第二是穿束的阶段,当混凝土的强度接近9成之后,就可以使用钢绞线进行穿束,在传束之前还要将波纹管中的垃圾处理掉,并使用塑料布包裹住钢绞线头进行穿束,在穿束的过程中要注重用力的均匀,当钢绞线穿好后就可以使用锚具进行张拉。
第三就是张拉阶段,张拉工具要根据具体的设计要求,一般采用的是双向对称式张拉,其张拉的程序分别是0~0.1fK~0.2fK~1.03fK~锚固,其中fk代表的是张拉的控制应力。当张拉应力达到了0.1fk之后就要继续拉升达到0.2fk,最后达到相应的设计标准并使用锚进行固定。张拉钢绞线时要注意闲杂人员进入现场,千斤顶的后面更不能够留人,张拉过程和工序要严格标准执行,这样才能够提升张拉工序的安全性和质量。
2、预应力混凝土结构的施工特点
预应力混凝土结構的施工,必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件,而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥,往往采用悬劈挂篮无支架施工方法,即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土,后期节段是靠己浇节段来支撑,各节段经历浇筑、张拉、不断地加载(移动挂篮)等过程,逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法,使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一,且每一节段均充分发挥了预应力的作用,实现了荷载平衡。节段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果,是预应力等效荷载观点的直接体现,它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展,开辟了新的途径。
预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比,具有下列主要优点:
(1)改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力,可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度;采用预应力,也能降低甚至消除使用荷载下的挠度,因此,可跨越大的空间,建造大跨结构。
(2)提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成,提高其受剪承载力。
(3)改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去,预应力就会使裂缝完全闭合,大大改善结构构件的弹性恢复能力。
(4)提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度,而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲劳)所控制的。
(5)能充分利用高强度钢材,减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中,由于裂缝和挠度问题,如使用高强度钢材,不可能充分发挥其强度。例如,1860Mpa级的高强钢绞线,如用于普通钢筋混凝土结构中,钢材强度发挥不到20%,其结构性能早己满足不了使用要求,裂缝宽,挠度大;而采用预应力技术,不仅可控制结构使用阶段性能,而且能充分利用高强度钢材的潜能。
3、路桥工程中的预应力混凝土技术应用
3.1、预应力混凝土的结构设计
路桥工程施工过程中的预应力技术应用,非常重要的一点就是预应力混凝土结构设计,其标准在于满足路桥施工的实际需求,并在严格按照施工设计规范之要求下,对预应力混凝土的结构进行设计。一般而言,在对预应力混凝土的结构进行设计时,应当考虑到该结构的承载能力及实际使用情况。在预应力技术应用过程中,尤其是施工阶段的结构强度验算和材料应力验算一定要非常的准确,这是对预应力混凝土结构设计的关键和基础。
3.2、预应力筋的制作安装
(1)预应力筋下料。预应力筋的下料长度应通过计算确定,除要按照设计图,加孤线值的长度外,还要考虑每端预留千斤顶、限位板、工作长度等。钢绞线下料应采用砂轮锯切割,不得采用电弧切割。集束绑扎时,每束钢绞线必须理顺直,不得打结、扭曲,一般一米为一段进行分段绑扎牢固,以免钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀,造成张拉应力不够或超张拉,摩阻力值增大,易发生断丝、滑丝等现象。
(2)预应力筋编束。预应力筋编束时,应逐根理顺,绑扎牢固,防止相互缠绕。可在每束预应力筋的两侧端头编制同一号码,以利于在张拉过程中出现断丝、滑移等情况时有针对性地采取措施。(3)预应力筋的安装及保护。预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道。
3.3、混凝土控制
混凝土是现代化建设中的关键,其原材料的质量必须符合要求,配置搅拌时结合要求选择适合的比例。同时应制定应急方案,做好泵送、运输、供电等方面的设备准备工作。浇筑时遵循正确的程序,保持匀速浇筑,上下层的距离在1.3m以上。振捣工作应同步进行,为提高混凝土质量,减少失误率,专门派经验丰富的员工负责,使用振动棒时避免和模板等碰触。一旦发现破损,应及时更换。工程采用二次振捣法,以增强混凝土的密实度,振捣相隔时间控制在20~30min之间。
3.4、应力监测
应力是反映主梁受力状态的直接表现,也是反映大桥安全的主要参数。因此,在施工控制中必须随时监测主梁应力的变化,并与理论计算结果做比较。具体如下:在选定的控制截面中埋设传感器,在每个悬臂施工节段混凝土浇筑前、浇筑后、预应力张拉后几个主要工况进行测量。控制截面选择在0#块与1#块结合面附近的0#块内、L/4截面。传感器读数和数据处理的几点注意事项:(1)在混凝土浇筑前期,由自重产生的应变很小,而温度变化引起的应变往往较大,甚至达到几个数量级,这是有可能的;(2)随着混凝土不断浇筑,混凝土自重产生的应变增量增大,而由温差引起的变化值只可能在最大温差引起的范围内变化,对此要有充分认识并高度重视;(3)混凝土收缩、徐变相当于降温,因此,收缩、徐变会引起的应变值增大,即传感器读数减小;(4)鉴于温度变化对传感器读数的敏感性,在测时传感器读数时,必须同时测量并记录温度值。
3.5、温度(含水化热)监测
温度是影响主梁挠度最主要的因素之一,温度变化包括日照温度和季节温度变化两部分。日温变化比较复杂,尤其是日照作用,会引起主梁顶底板温度差,使主梁发生挠曲,同时,也会引起墩身偏移。季节温差对主梁挠度的影响比较简单,其变化是均匀的,可采集各节段在各施工阶段的温度,输入计算机。
总之,随着我国经济的快速发展,路桥工程建设速度逐渐加快。在路桥工程施工过程中,混凝土裂缝问题一直是存在的主要质量隐患。为避免混凝土过早出现接缝,通过采用预应力混凝土技术,有利于提高结构的刚度和抗裂性能,对路桥工程质量具有重要作用。
参考文献:
[1]金屹东,鲁卫英.预应力混凝土技术在城市路桥施工中的应用研究[J].商品混凝土,2013,07:124-125.
[2]魏光雄.预应力混凝土技术在路桥工程中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,10:337-338.
[3]房兴华.路桥工程中预应力混凝土技术的应用[J].中国建筑金属结构,2013,18:90.
【关键词】路桥工程;预应力混凝土技术;应用
1、预应力混凝土施工工艺
预应力施工工艺主要包括三个阶段,第一是准备阶段,在施工前要根据桥梁的施工要求将千斤顶以及压力表进行标准认定,而且需要计量部门给出具体的标准,然后使用进行校正后的计量工具来绘制压力曲线和张力曲线,并计算出张拉应力以及所对应的压力表数。当预应力钢绞线进入施工现场之后要及时的进行检测,当质量合格之后才能够作为材料使用。切断钢绞线要采用砂轮进行切割,这样才能够保障切口的平整。然后要对钢绞线的使用部位进行编束,一般是每个1.5到2米之间就要绑扎一道,并使用编号进行编制。
第二是穿束的阶段,当混凝土的强度接近9成之后,就可以使用钢绞线进行穿束,在传束之前还要将波纹管中的垃圾处理掉,并使用塑料布包裹住钢绞线头进行穿束,在穿束的过程中要注重用力的均匀,当钢绞线穿好后就可以使用锚具进行张拉。
第三就是张拉阶段,张拉工具要根据具体的设计要求,一般采用的是双向对称式张拉,其张拉的程序分别是0~0.1fK~0.2fK~1.03fK~锚固,其中fk代表的是张拉的控制应力。当张拉应力达到了0.1fk之后就要继续拉升达到0.2fk,最后达到相应的设计标准并使用锚进行固定。张拉钢绞线时要注意闲杂人员进入现场,千斤顶的后面更不能够留人,张拉过程和工序要严格标准执行,这样才能够提升张拉工序的安全性和质量。
2、预应力混凝土结构的施工特点
预应力混凝土结構的施工,必须同时考虑施工时结构受力情况和现场施工条件,而采取相应的施工方法。如对于大跨度预应力混凝土连续梁、T型钢构、斜拉桥,往往采用悬劈挂篮无支架施工方法,即在桥墩两边平衡悬臂分节段浇筑混凝土,后期节段是靠己浇节段来支撑,各节段经历浇筑、张拉、不断地加载(移动挂篮)等过程,逐步完成全桥的施工。自架设体系的悬臂施工法,使这种桥型的结构性能和施工特点达到高度的协调统一,且每一节段均充分发挥了预应力的作用,实现了荷载平衡。节段悬臂施工法是预应力混凝土桥梁施工技术发展的结果,是预应力等效荷载观点的直接体现,它为大跨度桥梁在世界各地的迅速发展,开辟了新的途径。
预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比,具有下列主要优点:
(1)改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力,可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度;采用预应力,也能降低甚至消除使用荷载下的挠度,因此,可跨越大的空间,建造大跨结构。
(2)提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成,提高其受剪承载力。
(3)改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去,预应力就会使裂缝完全闭合,大大改善结构构件的弹性恢复能力。
(4)提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度,而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲劳)所控制的。
(5)能充分利用高强度钢材,减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中,由于裂缝和挠度问题,如使用高强度钢材,不可能充分发挥其强度。例如,1860Mpa级的高强钢绞线,如用于普通钢筋混凝土结构中,钢材强度发挥不到20%,其结构性能早己满足不了使用要求,裂缝宽,挠度大;而采用预应力技术,不仅可控制结构使用阶段性能,而且能充分利用高强度钢材的潜能。
3、路桥工程中的预应力混凝土技术应用
3.1、预应力混凝土的结构设计
路桥工程施工过程中的预应力技术应用,非常重要的一点就是预应力混凝土结构设计,其标准在于满足路桥施工的实际需求,并在严格按照施工设计规范之要求下,对预应力混凝土的结构进行设计。一般而言,在对预应力混凝土的结构进行设计时,应当考虑到该结构的承载能力及实际使用情况。在预应力技术应用过程中,尤其是施工阶段的结构强度验算和材料应力验算一定要非常的准确,这是对预应力混凝土结构设计的关键和基础。
3.2、预应力筋的制作安装
(1)预应力筋下料。预应力筋的下料长度应通过计算确定,除要按照设计图,加孤线值的长度外,还要考虑每端预留千斤顶、限位板、工作长度等。钢绞线下料应采用砂轮锯切割,不得采用电弧切割。集束绑扎时,每束钢绞线必须理顺直,不得打结、扭曲,一般一米为一段进行分段绑扎牢固,以免钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀,造成张拉应力不够或超张拉,摩阻力值增大,易发生断丝、滑丝等现象。
(2)预应力筋编束。预应力筋编束时,应逐根理顺,绑扎牢固,防止相互缠绕。可在每束预应力筋的两侧端头编制同一号码,以利于在张拉过程中出现断丝、滑移等情况时有针对性地采取措施。(3)预应力筋的安装及保护。预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道。
3.3、混凝土控制
混凝土是现代化建设中的关键,其原材料的质量必须符合要求,配置搅拌时结合要求选择适合的比例。同时应制定应急方案,做好泵送、运输、供电等方面的设备准备工作。浇筑时遵循正确的程序,保持匀速浇筑,上下层的距离在1.3m以上。振捣工作应同步进行,为提高混凝土质量,减少失误率,专门派经验丰富的员工负责,使用振动棒时避免和模板等碰触。一旦发现破损,应及时更换。工程采用二次振捣法,以增强混凝土的密实度,振捣相隔时间控制在20~30min之间。
3.4、应力监测
应力是反映主梁受力状态的直接表现,也是反映大桥安全的主要参数。因此,在施工控制中必须随时监测主梁应力的变化,并与理论计算结果做比较。具体如下:在选定的控制截面中埋设传感器,在每个悬臂施工节段混凝土浇筑前、浇筑后、预应力张拉后几个主要工况进行测量。控制截面选择在0#块与1#块结合面附近的0#块内、L/4截面。传感器读数和数据处理的几点注意事项:(1)在混凝土浇筑前期,由自重产生的应变很小,而温度变化引起的应变往往较大,甚至达到几个数量级,这是有可能的;(2)随着混凝土不断浇筑,混凝土自重产生的应变增量增大,而由温差引起的变化值只可能在最大温差引起的范围内变化,对此要有充分认识并高度重视;(3)混凝土收缩、徐变相当于降温,因此,收缩、徐变会引起的应变值增大,即传感器读数减小;(4)鉴于温度变化对传感器读数的敏感性,在测时传感器读数时,必须同时测量并记录温度值。
3.5、温度(含水化热)监测
温度是影响主梁挠度最主要的因素之一,温度变化包括日照温度和季节温度变化两部分。日温变化比较复杂,尤其是日照作用,会引起主梁顶底板温度差,使主梁发生挠曲,同时,也会引起墩身偏移。季节温差对主梁挠度的影响比较简单,其变化是均匀的,可采集各节段在各施工阶段的温度,输入计算机。
总之,随着我国经济的快速发展,路桥工程建设速度逐渐加快。在路桥工程施工过程中,混凝土裂缝问题一直是存在的主要质量隐患。为避免混凝土过早出现接缝,通过采用预应力混凝土技术,有利于提高结构的刚度和抗裂性能,对路桥工程质量具有重要作用。
参考文献:
[1]金屹东,鲁卫英.预应力混凝土技术在城市路桥施工中的应用研究[J].商品混凝土,2013,07:124-125.
[2]魏光雄.预应力混凝土技术在路桥工程中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,10:337-338.
[3]房兴华.路桥工程中预应力混凝土技术的应用[J].中国建筑金属结构,2013,18:90.