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[摘 要]在公路桥梁等工程在国内快速发展的同时,在工程施工时运用预应力技术也愈加普遍,由于预应力技术的应用,使得道路桥梁的质量更上一层楼。本文以公路桥梁预应力技术的运用为基础,就预应力技术的使用中存在的问题展开深入探讨,希望对今后的公路桥梁工程施工有一定的借鉴意义。
[关键词]公路桥梁;预应力技术;运用;问题及措施
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)48-0182-01
公路桥梁作为公共基础的设施,更是交通运输的重中之重,但是在公路桥梁的施工过程中,还需要攻克一些难题,比如设计时承载力不足等。面对难题,预应力技术也就应运而生,在提高桥梁的承载力问题上,预应力技术已经取得良好的效果,所以应用领域也逐渐扩大,对于多跨连续梁和路桥加固工程以及山体锚固等都有显著的作用,所以发展前景良好。
一、预应力技术加固在路桥的应用理论
1.在多跨连续梁和杆件受弯时的运用
许多大型桥梁因为工程的需要结构比较复杂,而对于多跨的桥梁,它的整个梁结构各段所承受的弯矩是不同的,例如在垮的中间部分梁受到向下的弯矩作用,梁呈现上压下拉的状态,而在跨的两端的支座部分,梁受到相反的弯矩作用,即上拉下压。在现在的桥梁施工中,多利用混凝土结构,而众所周知的是,混凝土的抗弯能力和抗拉性能都较弱,所以在多跨连续梁的项目中,对于混凝土结构使用预应力技术可以对混凝土的抗拉和抗剪性能有一定的提升,使得在跨中和支座部分受弯矩较大的位置更加坚固,桥梁整体的质量也会有提升。
2.在混凝土路面的运用
在混凝土的路面内加入预应力钢筋可以对混凝土增加一种约束,约束能使预应力钢筋和混凝土骨料之间的结合更紧实,从而使混凝土结构减少甚至避免裂隙的产生。当前,预应力技术还在逐渐完善的阶段。预应力技术运用于混凝土路面的作用是使其受到的拉压力更小,同时能够展现出优越的抗压能力。当然,预应力技术还有很大的提升空间,比如在混凝土路面长时间的受到车流的活动荷载的影响和温度的变化对路面的应力的改变作用,未来的针对混凝土路面使用的预应力技术还应该考虑得更加精细,可以增加纵向的约束避免产生横向裂隙,增加横向约束避免产生纵向裂隙。预应力技术还有很多的具体细节需要研究,譬如在混凝土路面不是平直的路段由于本身其他力的作用影响,对于使用预应力技术会造成更多的难题。
3.在钢筋混凝土构造的运用
由于在最开始时其运用的混凝土结构有一个很大缺点就是开裂,它的弊病对于整个结构的使用性能的影响非常大,同时也影响其视觉效果。产生裂隙的混凝土不可避免的会导致其他杂质的渗入,例如水进入的侵蚀,它会严重影响混凝土结构的强度。在钢筋混凝土构造中加入预应力技术,可以有效避免混凝土的开裂。在当前的桥梁结构中,钢筋混凝土结构不仅仅会受到压力的作用,同时还会有拉力、剪力和弯矩等,因此对于材料的性能要求很严格。在应当受拉的混凝土结构上施加一定的压力,就是在钢筋混凝土结构中对钢筋部分拉力作用,这样做的目的是在混凝土结构受拉力时,必须抵消掉之前预加的压力,能够有效减少结构的拉力作用。只要受到的拉力不超过一定的范围,这样就不会对混凝土结构造成影响,不会产生裂隙。预应力技术就是这样在混凝土结构中起到保护作用。
通过理论,可以了解到预应力技术在公路桥梁建设中的可行性,下面通过实例分析,进一步研究预应力技术在工程实例中的运用和注意事项。
二、预应力技术加固在路桥的应用实例
1.项目概述
某桥梁跨度20m,为钢筋混凝土材质,制式为简支T型梁桥,桥的上部分是5片T型梁,T型梁的具体尺寸如下图1所示,其中有12根钢筋,2根受压钢筋和10根受拉钢筋。桥梁的剖面图及具体尺寸见下图2、3。
2.其利用预应力技术要注意的事项
(1)在T型梁的主梁方面,要运用预应力钢丝绳并在外层附加聚合物砂浆的方式来加固
(2)将单个的T型梁连接良好形成整体,这样能增加桥梁承受荷载的能力
(3)在T型梁翼板的损坏接缝处浇筑混凝土进行修复
(4)要对桥面进行重新的铺装,铺装防水混凝土和钢筋网,并在桥面的铺装与T型梁之间放置竖向钢筋与铺装的钢筋网进行焊接,使桥梁的结构形成整体。
三、应用预应力技术出现的问题及应对方案
实例表明工程中使用预应力技术进行加固是可以实现的,但在施工的具体过程中,也会出现一些棘手的问题,对于出现问题的合理解决方案是十分必要的,有如下几个问题:
1.钢筋管道阻塞的问题和应对方案
当前我国的交通设施已经发展到较为偏远的山区,城市间的公路建设已经较为完备,所以相关的施工项目人员多数情况下为野外作业,所以在项目跟进时有效的保护和及时的跟踪检查工作可能不到位,这都有可能导致刚及管道的堵塞,从而会导致预应力钢筋不能通过预应力结构,还可能达不到设计的预想的张拉性能,这会直接导致拖累整体工程的进度,也会增加项目的成本。
所以,想要避免钢筋管道堵塞问题的出现,这就需要对施工项目人员进行严格的要求,指导其按照规范正确的安装管道,并且使用有效的方案避免管道发生弯曲、错动、扭动等问题。还需要注意的是,要避免野蛮施工,要成立专门的项目部门并指定专业人员对整个项目的全程进行跟进,监督项目进展。对于预先留有孔道的构件,对于抽芯的时机要进行合理把控,达到最佳时机使混凝土足够时长达到应有的强度要求,同时也不会由于时间过晚导致芯发生锈蚀不能从管道顺利拔出导致影响管道质量的情况发生。
2.张拉力控制问题
我国的路桥工程引进预应力技术的时间较晚,尽管有许多其它国籍的成熟经验可以参考,但是由于在施工环节仍然有偷工减料的现象,整个行业行为没有具体贵详尽的规范,其中由于这些导致的张拉控制问题就尤其突出。1.5级油压是目前许多公路桥梁工程在施工时所采用的计量张拉力的单位。但随着科学的不断进步,科学计量也越来越精确,有许多专家已经认为1.5级油压作为路桥的张拉计量并不准确,应经不能满足现在的高精度的要求,它可能会产生很大的误差。同时,由于规范还不完善,许多施工人员不能足够重视张拉力的控制,在没有进行或没有完成培训时就进行张拉的作业,这样会导致项目的张拉力有时高有时低,不能满足工程项目要求,这些原因不仅仅会影响张拉力的控制,还可能会对项目整体的构造产生一定的偏差。
所以,要对张拉力进行合理的控制,可以让预应力技术在路桥工程中起到良好的作用,就要按照规范来施工,应培养有专业知识的施工人员,采购专业的设备,在项目施工过程中规范严谨作业。
钢绞线在张拉时,会受到管道弯曲、错动等引起的摩擦力的影响,当钢绞线张拉时,它会沿着管道发生移动,这与张拉力方向相反,所以各段的伸长量都不相同,其长度可以通过下表公式计算得出:
结语
随着公路桥梁建设的不断深入,施工的地点也逐渐偏远化,这给项目工作的开展带来了挑战,但预应力技术的出现极大的改善了这一局面。预应力技术在公路桥梁项目中的广泛运用使施工质量上身到了新的高度。但与此同时我们也要重视在预应力技术的应用过程中出现的问题,应当严格的遵循设计方案,明确目标,细化责任,质量控制严格,步步有严格检验,这样才能提高项目质量,对于我国预应力技术的进一步推广和发展做出贡献。
参考文献
[1] 俞建辉,王建国.浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].中国高新技术企业,2010(3):45-47.
[2] 马剑飞.大跨径预应力连续梁桥施工控制关键技术研究[D].武汉:武汉理工大学,2006.
[关键词]公路桥梁;预应力技术;运用;问题及措施
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)48-0182-01
公路桥梁作为公共基础的设施,更是交通运输的重中之重,但是在公路桥梁的施工过程中,还需要攻克一些难题,比如设计时承载力不足等。面对难题,预应力技术也就应运而生,在提高桥梁的承载力问题上,预应力技术已经取得良好的效果,所以应用领域也逐渐扩大,对于多跨连续梁和路桥加固工程以及山体锚固等都有显著的作用,所以发展前景良好。
一、预应力技术加固在路桥的应用理论
1.在多跨连续梁和杆件受弯时的运用
许多大型桥梁因为工程的需要结构比较复杂,而对于多跨的桥梁,它的整个梁结构各段所承受的弯矩是不同的,例如在垮的中间部分梁受到向下的弯矩作用,梁呈现上压下拉的状态,而在跨的两端的支座部分,梁受到相反的弯矩作用,即上拉下压。在现在的桥梁施工中,多利用混凝土结构,而众所周知的是,混凝土的抗弯能力和抗拉性能都较弱,所以在多跨连续梁的项目中,对于混凝土结构使用预应力技术可以对混凝土的抗拉和抗剪性能有一定的提升,使得在跨中和支座部分受弯矩较大的位置更加坚固,桥梁整体的质量也会有提升。
2.在混凝土路面的运用
在混凝土的路面内加入预应力钢筋可以对混凝土增加一种约束,约束能使预应力钢筋和混凝土骨料之间的结合更紧实,从而使混凝土结构减少甚至避免裂隙的产生。当前,预应力技术还在逐渐完善的阶段。预应力技术运用于混凝土路面的作用是使其受到的拉压力更小,同时能够展现出优越的抗压能力。当然,预应力技术还有很大的提升空间,比如在混凝土路面长时间的受到车流的活动荷载的影响和温度的变化对路面的应力的改变作用,未来的针对混凝土路面使用的预应力技术还应该考虑得更加精细,可以增加纵向的约束避免产生横向裂隙,增加横向约束避免产生纵向裂隙。预应力技术还有很多的具体细节需要研究,譬如在混凝土路面不是平直的路段由于本身其他力的作用影响,对于使用预应力技术会造成更多的难题。
3.在钢筋混凝土构造的运用
由于在最开始时其运用的混凝土结构有一个很大缺点就是开裂,它的弊病对于整个结构的使用性能的影响非常大,同时也影响其视觉效果。产生裂隙的混凝土不可避免的会导致其他杂质的渗入,例如水进入的侵蚀,它会严重影响混凝土结构的强度。在钢筋混凝土构造中加入预应力技术,可以有效避免混凝土的开裂。在当前的桥梁结构中,钢筋混凝土结构不仅仅会受到压力的作用,同时还会有拉力、剪力和弯矩等,因此对于材料的性能要求很严格。在应当受拉的混凝土结构上施加一定的压力,就是在钢筋混凝土结构中对钢筋部分拉力作用,这样做的目的是在混凝土结构受拉力时,必须抵消掉之前预加的压力,能够有效减少结构的拉力作用。只要受到的拉力不超过一定的范围,这样就不会对混凝土结构造成影响,不会产生裂隙。预应力技术就是这样在混凝土结构中起到保护作用。
通过理论,可以了解到预应力技术在公路桥梁建设中的可行性,下面通过实例分析,进一步研究预应力技术在工程实例中的运用和注意事项。
二、预应力技术加固在路桥的应用实例
1.项目概述
某桥梁跨度20m,为钢筋混凝土材质,制式为简支T型梁桥,桥的上部分是5片T型梁,T型梁的具体尺寸如下图1所示,其中有12根钢筋,2根受压钢筋和10根受拉钢筋。桥梁的剖面图及具体尺寸见下图2、3。
2.其利用预应力技术要注意的事项
(1)在T型梁的主梁方面,要运用预应力钢丝绳并在外层附加聚合物砂浆的方式来加固
(2)将单个的T型梁连接良好形成整体,这样能增加桥梁承受荷载的能力
(3)在T型梁翼板的损坏接缝处浇筑混凝土进行修复
(4)要对桥面进行重新的铺装,铺装防水混凝土和钢筋网,并在桥面的铺装与T型梁之间放置竖向钢筋与铺装的钢筋网进行焊接,使桥梁的结构形成整体。
三、应用预应力技术出现的问题及应对方案
实例表明工程中使用预应力技术进行加固是可以实现的,但在施工的具体过程中,也会出现一些棘手的问题,对于出现问题的合理解决方案是十分必要的,有如下几个问题:
1.钢筋管道阻塞的问题和应对方案
当前我国的交通设施已经发展到较为偏远的山区,城市间的公路建设已经较为完备,所以相关的施工项目人员多数情况下为野外作业,所以在项目跟进时有效的保护和及时的跟踪检查工作可能不到位,这都有可能导致刚及管道的堵塞,从而会导致预应力钢筋不能通过预应力结构,还可能达不到设计的预想的张拉性能,这会直接导致拖累整体工程的进度,也会增加项目的成本。
所以,想要避免钢筋管道堵塞问题的出现,这就需要对施工项目人员进行严格的要求,指导其按照规范正确的安装管道,并且使用有效的方案避免管道发生弯曲、错动、扭动等问题。还需要注意的是,要避免野蛮施工,要成立专门的项目部门并指定专业人员对整个项目的全程进行跟进,监督项目进展。对于预先留有孔道的构件,对于抽芯的时机要进行合理把控,达到最佳时机使混凝土足够时长达到应有的强度要求,同时也不会由于时间过晚导致芯发生锈蚀不能从管道顺利拔出导致影响管道质量的情况发生。
2.张拉力控制问题
我国的路桥工程引进预应力技术的时间较晚,尽管有许多其它国籍的成熟经验可以参考,但是由于在施工环节仍然有偷工减料的现象,整个行业行为没有具体贵详尽的规范,其中由于这些导致的张拉控制问题就尤其突出。1.5级油压是目前许多公路桥梁工程在施工时所采用的计量张拉力的单位。但随着科学的不断进步,科学计量也越来越精确,有许多专家已经认为1.5级油压作为路桥的张拉计量并不准确,应经不能满足现在的高精度的要求,它可能会产生很大的误差。同时,由于规范还不完善,许多施工人员不能足够重视张拉力的控制,在没有进行或没有完成培训时就进行张拉的作业,这样会导致项目的张拉力有时高有时低,不能满足工程项目要求,这些原因不仅仅会影响张拉力的控制,还可能会对项目整体的构造产生一定的偏差。
所以,要对张拉力进行合理的控制,可以让预应力技术在路桥工程中起到良好的作用,就要按照规范来施工,应培养有专业知识的施工人员,采购专业的设备,在项目施工过程中规范严谨作业。
钢绞线在张拉时,会受到管道弯曲、错动等引起的摩擦力的影响,当钢绞线张拉时,它会沿着管道发生移动,这与张拉力方向相反,所以各段的伸长量都不相同,其长度可以通过下表公式计算得出:
结语
随着公路桥梁建设的不断深入,施工的地点也逐渐偏远化,这给项目工作的开展带来了挑战,但预应力技术的出现极大的改善了这一局面。预应力技术在公路桥梁项目中的广泛运用使施工质量上身到了新的高度。但与此同时我们也要重视在预应力技术的应用过程中出现的问题,应当严格的遵循设计方案,明确目标,细化责任,质量控制严格,步步有严格检验,这样才能提高项目质量,对于我国预应力技术的进一步推广和发展做出贡献。
参考文献
[1] 俞建辉,王建国.浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].中国高新技术企业,2010(3):45-47.
[2] 马剑飞.大跨径预应力连续梁桥施工控制关键技术研究[D].武汉:武汉理工大学,2006.