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摘 要: 路桥工程在我国的众多行业中占据着非常关键的位置,能够便利人们的出行,促进交通经济的发展。在科学技术的快速进步下,人们对路桥的施工技术提出了更高的要求,预应力技术在路桥施工中应用的越来越广泛,能够有效提高路桥的质量,延长路桥的使用寿命。本文对预应力技术的概念、存在的问题、具体应用进行了详细的分析,以最少的施工成本实现最大的经济效益,促进路桥事业的健康稳定发展。
关键词: 预应力技术;路桥施工;应用分析
一、预应力技术的相关概念
在路桥施工的过程中,应用预应力技术,主要是在路桥的混凝土施工中实现。在混凝土工程中,预应力技术的应用主要体现在,对混凝土构件的构建。在混凝土的施工过程中应用预应力技术,是通过利用混凝土构建中产生的预应力状态,实现对混凝土中外荷载拉应力的减小或者抵消作用。换一种说法就是,预应力技术的应用是利用混凝土中的高抗压强度,弥补预应力抗拉强度的不足,实现对受拉区混凝土开裂推迟的目的。预应力技术在路桥施工中的应用,主要是构建预应力混凝土结构,利用预应力混凝土结构较高强度的混凝土和钢材,保证预应力混凝土在路桥施工的过程中,具有较强的抗裂能力、较大的刚度、较好的抗疲劳性能和抗渗性能、较高的强度和抗剪能力等特点,可以实现对路桥施工过程中混凝土和钢材等施工材料的节约,对施工中的结构截面尺寸进行减小,降低路桥混凝土结构的自重,防止混凝土开裂并且可以减少挠度等目的。在路桥施工的过程中,应用预应力混凝土技术可以提高路桥的经济效益,保证路桥的建筑形式更加轻巧和美观,增加了路桥工程的使用寿命。
二、路桥工程中预应力技术应用问题
1、铺垫板面问题
在路桥工程预应力张拉过程中,在力度控制不足的情况下,铺垫板面与孔道轴向位置容易出现一定的偏移现象,预应力轴线与板面的偏差会呈现明显的垂直状态。这些问题使预应力滑丝断裂的风险大大增加,对整体路桥工程质量造成一定程度的影响,路桥的稳定性大大降低,产生比较明显的安全隐患。
2、锚板混凝土形变问题
在路桥工程混凝土浇筑过程中,施工人员必须在掌握实际施工需求的基础上,控制混凝土振捣设备运行频率,振捣混凝土后,稀疏状态呈现的比较明显。在控制混凝土强度的时候,会出现一定的问题,偏离实际需求,在压力作用下,混凝土出现变形、开裂、位移等现象。
3、混凝土钢筋管道堵塞问题
在路桥工程混凝土浇筑过程中,对基础施工人员的要求较高,必须在掌握整体施工流程规范的基础上,合理控制混凝土浇筑量,然而在实际的施工过程中,张力的控制存在很大的问题,大大增加了混凝土钢筋管道堵塞的频率。另外,在施工的过程中,由于其他因素的影响,施工人员对施工规范的认识和了解往往不够透彻和详细,施工工艺达不到预期的要求,使混凝土钢筋管道弯曲的风险大大增加,不利于混凝土钢筋管道的正常运行。
三、预应力技术在公路桥梁施工中的具体应用
1、预应力钢绞线的选择
目前我国预应力技术施工中常用的钢材主要包括:低松弛钢绞线、矫直回火预应力钢丝、普通预应力钢绞线以及有预应力钢筋等几种。低松弛钢绞线是一种新型的预应力技术施工钢材,具有便于施工、经济高效、实用价值高,以及能够在使用过程中提高建筑构件轻便性和美观程度的特点,并逐渐显现出了其独特的优势,因而在路桥施工中得到了广泛的应用,尤其是在一些较为重要的工程上,例如,大型桥梁、高架公路、高速公路、高层大跨度建筑物以及核电站等等。在路桥施工中,预应力钢绞线的应用能够有效提高施工工程的社会效益和经济效益,节省建筑施工材料和成本,这一优势也是其他类型钢材所不具有的。在预应力技术施工中,应从以下几个方面来进行钢材的选择,即伸长率的参数、断裂荷载度、刚才松散程度、表面状态以及钢绞线的几何参数等,在选择钢绞线时要注意钢材的松弛性、延伸率、尺寸和品種规格等等。
2、预应力锚具的选择
预应力技术分为后张法和先张法。预应力技术后张法中所使用的锚具,通常分为摩阻锚固和机械锚固两种。机械锚固类的锚具主要应用于预应力钢材端部,通过机械加工,成为具备工作条件的锚固。这类锚具通常应用于集束型高强钢丝以及锚旋高强度粗钢筋中,同样也可应用于多根钢绞线或者单根钢绞线等特殊的锚旋中,其主要特点在于该类锚具有连接方便且应力损失小等特点,在预应力灌浆前可以进行重复放松或者张扣等操作。摩阻锚固类的锚具类型和品种都较为丰富,且应用范围更加广泛,这类锚具能够通过楔形锚具,拉紧预应力钢材从而形成锚旋,其锚固力吨位较大,且富于变化,穿索操作的过程也较为简便,但会造成较大的预应力损失,如果需要进行重复连接或者拉张就会显得不方便。
3、预应力技术在加固工程中的应用
普通的路桥加固措施就可以起到提高路桥承载能力的作用,而提高路桥承载能力的主要措施是改善构件结构性能以及补强构件,从而起到延长路桥使用寿命的作用,以满足日益增长的交通运输需要。目前,路桥施工中常用的加固措施主要包括:加固桥体外预应力,加固桥面补强层以及改变桥面结构受力体系等。在实际的路桥施工过程中,可将预应力先施加到构件上,使构件的受拉部位产生拉应力,从而减小预应力构件在初弯矩时的拉应变,以达到提高构件极限承载力的目标,充分发挥加固钢筋的作用。
4、预应力技术在受弯结构中的应用
预应力技术应用于受弯结构中,具有碳纤维强度高和施工简单的特点,因而在路桥工程施工得到较为广泛的应用。碳纤维的最终盈利直接取决于混凝土的应变增量,如果初始应变较大,则会破坏碳纤维应力程度较差的构件,使碳纤维强度较高的优势无法得到发挥。所以,在路桥施工时,可在粘贴碳纤维片材的同时对其施加一定程度的预应力,从而使碳纤维片材自身具有一定的初始拉应力,实现碳纤维应力的提高,防止破坏碳纤维强度,以充分发挥出其高强度的优势。
5、预应力构件张拉前裂缝的防治
较大的收缩或温差会使预应力构件出现张拉前的裂缝,或者出现外部荷载导致钢筋砼结构出现裂缝的问题,然而,裂缝问题的发生会严重影响路桥工程施工的质量,因而应尽量加以避免。张拉前裂缝的问题通常主要发生在预应力构件的表面,如预应力构件的箍筋位置,或是构件的侧面或是顶面。为有效避免这一问题的发生,在路桥施工过程中应对构件内外的温度差进行有效控制,避免因温差过大而引起裂缝问题,具体的措施为:适当延长外壁较薄的预应力构件的拆模时间,避免台座与预制构件之间出现粘连,使构件不会受到自身热胀冷缩现象的影响。
四、结语
综上所述,预应力技术具有非常明显的优势,能够节省人力物力,以最少的施工成本实现最大的经济效益,在路桥施工中具有非常广泛的应用。在实际的施工过程中,需要对存在的问题进行详细的分析,同时在相关理论的指导下,选择合适的钢绞线和锚具,加强预应力技术在加固工程和受弯结构中的应用。通过一系列切实有效的措施,使路桥质量得到明显提高,在国民经济发展中发挥更加积极有效的作用。
参考文献
[1] 路桥施工中预应力技术的应用[J]. 赵艳明. 中国新技术新产品. 2018(01).
[2] 预应力技术在路桥施工中的应用[J]. 侯家富. 四川水泥. 2018(02).
[3] 路桥施工中预应力技术的应用[J]. 郑学刚,陈星. 建材与装饰. 2017(49).
[4] 公路桥梁预应力施工中存在的问题及解决措施[J]. 魏巧永. 交通世界. 2017(12).
[5] 体外预应力技术在桥梁维修加固中的应用[J]. 樵继川. 交通世界. 2017(12) .
关键词: 预应力技术;路桥施工;应用分析
一、预应力技术的相关概念
在路桥施工的过程中,应用预应力技术,主要是在路桥的混凝土施工中实现。在混凝土工程中,预应力技术的应用主要体现在,对混凝土构件的构建。在混凝土的施工过程中应用预应力技术,是通过利用混凝土构建中产生的预应力状态,实现对混凝土中外荷载拉应力的减小或者抵消作用。换一种说法就是,预应力技术的应用是利用混凝土中的高抗压强度,弥补预应力抗拉强度的不足,实现对受拉区混凝土开裂推迟的目的。预应力技术在路桥施工中的应用,主要是构建预应力混凝土结构,利用预应力混凝土结构较高强度的混凝土和钢材,保证预应力混凝土在路桥施工的过程中,具有较强的抗裂能力、较大的刚度、较好的抗疲劳性能和抗渗性能、较高的强度和抗剪能力等特点,可以实现对路桥施工过程中混凝土和钢材等施工材料的节约,对施工中的结构截面尺寸进行减小,降低路桥混凝土结构的自重,防止混凝土开裂并且可以减少挠度等目的。在路桥施工的过程中,应用预应力混凝土技术可以提高路桥的经济效益,保证路桥的建筑形式更加轻巧和美观,增加了路桥工程的使用寿命。
二、路桥工程中预应力技术应用问题
1、铺垫板面问题
在路桥工程预应力张拉过程中,在力度控制不足的情况下,铺垫板面与孔道轴向位置容易出现一定的偏移现象,预应力轴线与板面的偏差会呈现明显的垂直状态。这些问题使预应力滑丝断裂的风险大大增加,对整体路桥工程质量造成一定程度的影响,路桥的稳定性大大降低,产生比较明显的安全隐患。
2、锚板混凝土形变问题
在路桥工程混凝土浇筑过程中,施工人员必须在掌握实际施工需求的基础上,控制混凝土振捣设备运行频率,振捣混凝土后,稀疏状态呈现的比较明显。在控制混凝土强度的时候,会出现一定的问题,偏离实际需求,在压力作用下,混凝土出现变形、开裂、位移等现象。
3、混凝土钢筋管道堵塞问题
在路桥工程混凝土浇筑过程中,对基础施工人员的要求较高,必须在掌握整体施工流程规范的基础上,合理控制混凝土浇筑量,然而在实际的施工过程中,张力的控制存在很大的问题,大大增加了混凝土钢筋管道堵塞的频率。另外,在施工的过程中,由于其他因素的影响,施工人员对施工规范的认识和了解往往不够透彻和详细,施工工艺达不到预期的要求,使混凝土钢筋管道弯曲的风险大大增加,不利于混凝土钢筋管道的正常运行。
三、预应力技术在公路桥梁施工中的具体应用
1、预应力钢绞线的选择
目前我国预应力技术施工中常用的钢材主要包括:低松弛钢绞线、矫直回火预应力钢丝、普通预应力钢绞线以及有预应力钢筋等几种。低松弛钢绞线是一种新型的预应力技术施工钢材,具有便于施工、经济高效、实用价值高,以及能够在使用过程中提高建筑构件轻便性和美观程度的特点,并逐渐显现出了其独特的优势,因而在路桥施工中得到了广泛的应用,尤其是在一些较为重要的工程上,例如,大型桥梁、高架公路、高速公路、高层大跨度建筑物以及核电站等等。在路桥施工中,预应力钢绞线的应用能够有效提高施工工程的社会效益和经济效益,节省建筑施工材料和成本,这一优势也是其他类型钢材所不具有的。在预应力技术施工中,应从以下几个方面来进行钢材的选择,即伸长率的参数、断裂荷载度、刚才松散程度、表面状态以及钢绞线的几何参数等,在选择钢绞线时要注意钢材的松弛性、延伸率、尺寸和品種规格等等。
2、预应力锚具的选择
预应力技术分为后张法和先张法。预应力技术后张法中所使用的锚具,通常分为摩阻锚固和机械锚固两种。机械锚固类的锚具主要应用于预应力钢材端部,通过机械加工,成为具备工作条件的锚固。这类锚具通常应用于集束型高强钢丝以及锚旋高强度粗钢筋中,同样也可应用于多根钢绞线或者单根钢绞线等特殊的锚旋中,其主要特点在于该类锚具有连接方便且应力损失小等特点,在预应力灌浆前可以进行重复放松或者张扣等操作。摩阻锚固类的锚具类型和品种都较为丰富,且应用范围更加广泛,这类锚具能够通过楔形锚具,拉紧预应力钢材从而形成锚旋,其锚固力吨位较大,且富于变化,穿索操作的过程也较为简便,但会造成较大的预应力损失,如果需要进行重复连接或者拉张就会显得不方便。
3、预应力技术在加固工程中的应用
普通的路桥加固措施就可以起到提高路桥承载能力的作用,而提高路桥承载能力的主要措施是改善构件结构性能以及补强构件,从而起到延长路桥使用寿命的作用,以满足日益增长的交通运输需要。目前,路桥施工中常用的加固措施主要包括:加固桥体外预应力,加固桥面补强层以及改变桥面结构受力体系等。在实际的路桥施工过程中,可将预应力先施加到构件上,使构件的受拉部位产生拉应力,从而减小预应力构件在初弯矩时的拉应变,以达到提高构件极限承载力的目标,充分发挥加固钢筋的作用。
4、预应力技术在受弯结构中的应用
预应力技术应用于受弯结构中,具有碳纤维强度高和施工简单的特点,因而在路桥工程施工得到较为广泛的应用。碳纤维的最终盈利直接取决于混凝土的应变增量,如果初始应变较大,则会破坏碳纤维应力程度较差的构件,使碳纤维强度较高的优势无法得到发挥。所以,在路桥施工时,可在粘贴碳纤维片材的同时对其施加一定程度的预应力,从而使碳纤维片材自身具有一定的初始拉应力,实现碳纤维应力的提高,防止破坏碳纤维强度,以充分发挥出其高强度的优势。
5、预应力构件张拉前裂缝的防治
较大的收缩或温差会使预应力构件出现张拉前的裂缝,或者出现外部荷载导致钢筋砼结构出现裂缝的问题,然而,裂缝问题的发生会严重影响路桥工程施工的质量,因而应尽量加以避免。张拉前裂缝的问题通常主要发生在预应力构件的表面,如预应力构件的箍筋位置,或是构件的侧面或是顶面。为有效避免这一问题的发生,在路桥施工过程中应对构件内外的温度差进行有效控制,避免因温差过大而引起裂缝问题,具体的措施为:适当延长外壁较薄的预应力构件的拆模时间,避免台座与预制构件之间出现粘连,使构件不会受到自身热胀冷缩现象的影响。
四、结语
综上所述,预应力技术具有非常明显的优势,能够节省人力物力,以最少的施工成本实现最大的经济效益,在路桥施工中具有非常广泛的应用。在实际的施工过程中,需要对存在的问题进行详细的分析,同时在相关理论的指导下,选择合适的钢绞线和锚具,加强预应力技术在加固工程和受弯结构中的应用。通过一系列切实有效的措施,使路桥质量得到明显提高,在国民经济发展中发挥更加积极有效的作用。
参考文献
[1] 路桥施工中预应力技术的应用[J]. 赵艳明. 中国新技术新产品. 2018(01).
[2] 预应力技术在路桥施工中的应用[J]. 侯家富. 四川水泥. 2018(02).
[3] 路桥施工中预应力技术的应用[J]. 郑学刚,陈星. 建材与装饰. 2017(49).
[4] 公路桥梁预应力施工中存在的问题及解决措施[J]. 魏巧永. 交通世界. 2017(12).
[5] 体外预应力技术在桥梁维修加固中的应用[J]. 樵继川. 交通世界. 2017(12) .