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【摘 要】本文从路桥施工中预应力施工技术的概述入手,通过分析预应力技术在路桥施工中存在的问题,重点介绍了公路桥梁预应力技术施工工艺,以期我国路桥交通工程的发展提供一些参考意见。
【关键词】预应力技术;混凝土;路桥施工
引言
预应力混凝土施工技术自身具备比较好的抗裂能力以及较高的抗渗透性,并且强度较高,如果可以妥善的应用预应力技术进行施工,可以提升路桥的整体质量而且可以有效提升路桥承载力,这几项特点都比较符合当前我国路桥建筑施工的实际需求,所以预应力技术在目前我国路桥建筑中使用十分广泛,对延长公路的使用寿命以及增强公路承载力方面具有十分重要的意义。本文将主要对路桥施工过程中预应力技术在实际应用过程中需要注意的问题进行分析。
一、路桥施工中预应力技术概述
预应力技术主要使用于混凝土配件的制造,这样会使混凝土处于预应力状态,以达到减小荷载、抵消荷载、产生拉应力的目的。混凝土的强度提高了,可以有效补偿抗拉强度不足导致的损失,进而推迟受压力区域的混凝土的开裂时间。预应力结构主要选择的是高强度的钢材和混凝土,这样可以使混凝土更具抗裂性、高刚度和抗渗性,进而实现降低挠度和结构自重,节约钢材和混凝土原料,减少结构横截面面积,延长开裂时间的目标。
从机械结构的角度来看,预应力的含义是预先使构件产生应力,以提高其抗性和承受弹性变形的程度。即是在构件承受外力之前,对受力区提前施加压力。其工作原理类似木桶的环箍,在木桶没盛水之前利用环箍箍牢桶壁,以给桶壁施加一个环形的压力。在倒入水之后,若水压引起的拉应力低于环箍施加的压应力,木桶就会保持稳定,不会发生开裂的问题。同理,在弯曲构件施压之前先给构件施加一个预应力,就会产生一个与因外力施压产生的弯曲相反的弯曲,将其造成的变形抵消,让构件在正确的方向进行弯曲,以此给构件多一层保护,延长它的使用寿命。
二、预应力技术在路桥工程施工中的应用
1、选择预应力钢绞线
选择预应力技术施工的钢材普通预应力钢绞线、预应力钢筋、低松弛钢绞线、以及矫直回火预应力钢丝等,是我国在预应力技术施工中常使用的钢材。低松弛钢绞线的经济高效、实用、施工便捷,提高了建筑构件美观程度和操作的轻便性,从而得到广泛应用。其作为一种新型的预应力钢材,在高层大跨度建筑物、高速公路、高架公路以及大型的桥梁工程中使用的程度更为广泛。预应力钢绞线在桥梁施工中的应用能够节省建筑成本和施工材料,從而提高经济效益和社会效益。断裂荷载度、伸长率的参数、表面状态、几何参数以及钢材的松散程度等,这些都是适合选择预应力钢材时应该考虑的参数,钢材的尺寸、规格品种、延伸率和松弛性是钢绞线在标准选择上应该考虑的参数。
2、选择预应力锚具
在路桥预应力技术应用中,分为先张法与后张法。通常将机械锚固与摩阻锚固作为预应力混凝土后张法施工应用的锚具。选用机械锚固类锚具主要是在预应力钢材的端部,利用机械加工从而形成可以工作的条件进行锚固。通常情况下主要在锚旋高强度粗钢筋以及集束型高强钢丝中应用这种类型的锚具,如遇特殊情况,在锚旋单根钢绞线或者多根钢绞线中也会应用到这种锚具。这种锚具的特点为较小应力损失及便于连接,在灌浆作业进行前预应力可以重复进行拉张及放松作业。摩阻锚固类锚具具有较多的品种类型,在路桥施工中具有较为广阔的应用空间。通过楔形锚具拉紧预应力钢材进而起到形成锚旋的作用。其锚固力具有多样化及较大的吨位,具有便捷的穿梭过程,其缺点主要是具有较大的应力损失,不便进行重复拉张及连接。
3、加固工程中预应力技术的应用
现阶段主要通过提高路桥承载力来达到加固路桥工程的作用。提高路桥承载力主要利用构件补强及结构性能改善来实现,从而实现路桥使用年限、延长及满足交通运输需求的作用。通常情况下,主要应用的加固方式有桥面结构受力体系改变、桥面补强层加固及桥体外预应力加固等,从而在初弯矩时使构件拉应力降低,达到构件极限承载能力提高的作用,并充分发挥出钢筋加固的作用。
4、受弯结构中预应力技术的应用
在路桥工程施工中,碳纤维因其便于施工及强度较高等特点被大量应用。混凝土的应变增量对碳纤维的最终盈利具有决定性作用。如当初始应变力增大时,较小应力的碳纤维构件就会遭到损坏,这种情况下,根本无法充分发挥碳纤维高强度的特点。基于此,在碳纤维片材粘贴过程中进行预应力的施加,使碳纤维片材具有初始拉应力,从而达到碳纤维应力提高的作用。同时,还能起到防止损坏及充分发挥碳纤维高强度的作用。
三、预应力技术质量控制措施
1、连接安装波纹管。在进行波纹管连接的时候,为了让波纹管承受住混凝土的压力,不至于出现接缝处露浆。这就需要在连接安装时,若两段波纹管的型号相同,那接头管就需要选在大一号的同型产品。这里注意接头管的长度不能大于 0.3m。
2、定位预应力筋。在施工过程中,对钢筋定位时,需要重点计算和设计钢筋的数量和位置。施工进行的时候,为了保证施工最终结果的有效性,一定要按照预先设计的图纸进行,不能出现位置或者是数量变动。详细来说的话,在布设预应力筋的时候,必须和模板保持垂直,而且承压板一定要安装牢固,保证浇筑时产生的位移在一个可以控制的范围内。
3、张拉及灌浆质量。这个阶段的质量控制点集中在如何让张拉应力满足施工要求以及浆体的饱满。所以,在施工时,可以适当利用施工技术和工艺,让张拉应力不超过规范的设计要求,孔道灌浆需要严格计算以保证浆体饱满;每一个施工环节都需要控制水的用量,不能肆意用水。混凝土浆体在进行搅拌的时候,用水量不能超过设计要求、搅拌完成后的浆体要尽快使用,不能长时间放置不管,最好可以做到搅拌量和使用量相等。
4、避免露浆现象出现。为了避免出现灌浆过程露浆或者是异物进入管道导致堵塞现象的发生,需要对孔道外露口、接口以及连接处进行严密的封堵;安装钢绞线时,需要注意对预应力钢筋的保护,避免出现外部损伤的情况;预应力钢绞线不能像一般搭接钢筋一样进行焊接施工,如果焊接不可避免,建议采取一定保护措施。
5、张拉质量控制。虽说在施工前有详细的设计方案,但受到实际施工条件的影响,现实情况往往会和设计结果出现误差,这时候需要在相似施工条件下进行试验,得到实际的参数,接着调整设计方案,保证预应力施工的质量。设计远远小于实际受力的话,在构建抗裂性能减弱的条件下,预应力筋将会承载更高的负载,长时间处于这种状态,预应力筋会出现裂纹,造成安全隐患。在进行张拉施工时,在控制张力的同时,需要对伸长值进行调整,偏差保证在±6%之内的。
结束语
综上所述,随着科技的大力发展,在我国当前的公路桥梁施工过程中应当想方设法做好相应的预应力施工技术管理。这不但会直接关系到预应力施工质量能否达到设计的规范要求,还在很大程度上直接影响到整个工程的施工质量,更是关乎到安全问题。鉴于此,相关的工作人员在施工的过程一定要把握好每一个细节,需要从预应力施工的各个方面和各个角度重视对预应力施工的质量控制,为打造优质的公路和桥梁做出应有的贡献,为人们的出行提供便利。
参考文献:
[1]范文伟;预应力技术在路桥施工中的作用 [J]. 施工技术,2013;(2):171
[2]刘伟;浅析路桥施工中预应力技术的应用 [J]. 价值工程,2010;(3):110
[3]金龙云;浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].科技传播,2011;(4):186
【关键词】预应力技术;混凝土;路桥施工
引言
预应力混凝土施工技术自身具备比较好的抗裂能力以及较高的抗渗透性,并且强度较高,如果可以妥善的应用预应力技术进行施工,可以提升路桥的整体质量而且可以有效提升路桥承载力,这几项特点都比较符合当前我国路桥建筑施工的实际需求,所以预应力技术在目前我国路桥建筑中使用十分广泛,对延长公路的使用寿命以及增强公路承载力方面具有十分重要的意义。本文将主要对路桥施工过程中预应力技术在实际应用过程中需要注意的问题进行分析。
一、路桥施工中预应力技术概述
预应力技术主要使用于混凝土配件的制造,这样会使混凝土处于预应力状态,以达到减小荷载、抵消荷载、产生拉应力的目的。混凝土的强度提高了,可以有效补偿抗拉强度不足导致的损失,进而推迟受压力区域的混凝土的开裂时间。预应力结构主要选择的是高强度的钢材和混凝土,这样可以使混凝土更具抗裂性、高刚度和抗渗性,进而实现降低挠度和结构自重,节约钢材和混凝土原料,减少结构横截面面积,延长开裂时间的目标。
从机械结构的角度来看,预应力的含义是预先使构件产生应力,以提高其抗性和承受弹性变形的程度。即是在构件承受外力之前,对受力区提前施加压力。其工作原理类似木桶的环箍,在木桶没盛水之前利用环箍箍牢桶壁,以给桶壁施加一个环形的压力。在倒入水之后,若水压引起的拉应力低于环箍施加的压应力,木桶就会保持稳定,不会发生开裂的问题。同理,在弯曲构件施压之前先给构件施加一个预应力,就会产生一个与因外力施压产生的弯曲相反的弯曲,将其造成的变形抵消,让构件在正确的方向进行弯曲,以此给构件多一层保护,延长它的使用寿命。
二、预应力技术在路桥工程施工中的应用
1、选择预应力钢绞线
选择预应力技术施工的钢材普通预应力钢绞线、预应力钢筋、低松弛钢绞线、以及矫直回火预应力钢丝等,是我国在预应力技术施工中常使用的钢材。低松弛钢绞线的经济高效、实用、施工便捷,提高了建筑构件美观程度和操作的轻便性,从而得到广泛应用。其作为一种新型的预应力钢材,在高层大跨度建筑物、高速公路、高架公路以及大型的桥梁工程中使用的程度更为广泛。预应力钢绞线在桥梁施工中的应用能够节省建筑成本和施工材料,從而提高经济效益和社会效益。断裂荷载度、伸长率的参数、表面状态、几何参数以及钢材的松散程度等,这些都是适合选择预应力钢材时应该考虑的参数,钢材的尺寸、规格品种、延伸率和松弛性是钢绞线在标准选择上应该考虑的参数。
2、选择预应力锚具
在路桥预应力技术应用中,分为先张法与后张法。通常将机械锚固与摩阻锚固作为预应力混凝土后张法施工应用的锚具。选用机械锚固类锚具主要是在预应力钢材的端部,利用机械加工从而形成可以工作的条件进行锚固。通常情况下主要在锚旋高强度粗钢筋以及集束型高强钢丝中应用这种类型的锚具,如遇特殊情况,在锚旋单根钢绞线或者多根钢绞线中也会应用到这种锚具。这种锚具的特点为较小应力损失及便于连接,在灌浆作业进行前预应力可以重复进行拉张及放松作业。摩阻锚固类锚具具有较多的品种类型,在路桥施工中具有较为广阔的应用空间。通过楔形锚具拉紧预应力钢材进而起到形成锚旋的作用。其锚固力具有多样化及较大的吨位,具有便捷的穿梭过程,其缺点主要是具有较大的应力损失,不便进行重复拉张及连接。
3、加固工程中预应力技术的应用
现阶段主要通过提高路桥承载力来达到加固路桥工程的作用。提高路桥承载力主要利用构件补强及结构性能改善来实现,从而实现路桥使用年限、延长及满足交通运输需求的作用。通常情况下,主要应用的加固方式有桥面结构受力体系改变、桥面补强层加固及桥体外预应力加固等,从而在初弯矩时使构件拉应力降低,达到构件极限承载能力提高的作用,并充分发挥出钢筋加固的作用。
4、受弯结构中预应力技术的应用
在路桥工程施工中,碳纤维因其便于施工及强度较高等特点被大量应用。混凝土的应变增量对碳纤维的最终盈利具有决定性作用。如当初始应变力增大时,较小应力的碳纤维构件就会遭到损坏,这种情况下,根本无法充分发挥碳纤维高强度的特点。基于此,在碳纤维片材粘贴过程中进行预应力的施加,使碳纤维片材具有初始拉应力,从而达到碳纤维应力提高的作用。同时,还能起到防止损坏及充分发挥碳纤维高强度的作用。
三、预应力技术质量控制措施
1、连接安装波纹管。在进行波纹管连接的时候,为了让波纹管承受住混凝土的压力,不至于出现接缝处露浆。这就需要在连接安装时,若两段波纹管的型号相同,那接头管就需要选在大一号的同型产品。这里注意接头管的长度不能大于 0.3m。
2、定位预应力筋。在施工过程中,对钢筋定位时,需要重点计算和设计钢筋的数量和位置。施工进行的时候,为了保证施工最终结果的有效性,一定要按照预先设计的图纸进行,不能出现位置或者是数量变动。详细来说的话,在布设预应力筋的时候,必须和模板保持垂直,而且承压板一定要安装牢固,保证浇筑时产生的位移在一个可以控制的范围内。
3、张拉及灌浆质量。这个阶段的质量控制点集中在如何让张拉应力满足施工要求以及浆体的饱满。所以,在施工时,可以适当利用施工技术和工艺,让张拉应力不超过规范的设计要求,孔道灌浆需要严格计算以保证浆体饱满;每一个施工环节都需要控制水的用量,不能肆意用水。混凝土浆体在进行搅拌的时候,用水量不能超过设计要求、搅拌完成后的浆体要尽快使用,不能长时间放置不管,最好可以做到搅拌量和使用量相等。
4、避免露浆现象出现。为了避免出现灌浆过程露浆或者是异物进入管道导致堵塞现象的发生,需要对孔道外露口、接口以及连接处进行严密的封堵;安装钢绞线时,需要注意对预应力钢筋的保护,避免出现外部损伤的情况;预应力钢绞线不能像一般搭接钢筋一样进行焊接施工,如果焊接不可避免,建议采取一定保护措施。
5、张拉质量控制。虽说在施工前有详细的设计方案,但受到实际施工条件的影响,现实情况往往会和设计结果出现误差,这时候需要在相似施工条件下进行试验,得到实际的参数,接着调整设计方案,保证预应力施工的质量。设计远远小于实际受力的话,在构建抗裂性能减弱的条件下,预应力筋将会承载更高的负载,长时间处于这种状态,预应力筋会出现裂纹,造成安全隐患。在进行张拉施工时,在控制张力的同时,需要对伸长值进行调整,偏差保证在±6%之内的。
结束语
综上所述,随着科技的大力发展,在我国当前的公路桥梁施工过程中应当想方设法做好相应的预应力施工技术管理。这不但会直接关系到预应力施工质量能否达到设计的规范要求,还在很大程度上直接影响到整个工程的施工质量,更是关乎到安全问题。鉴于此,相关的工作人员在施工的过程一定要把握好每一个细节,需要从预应力施工的各个方面和各个角度重视对预应力施工的质量控制,为打造优质的公路和桥梁做出应有的贡献,为人们的出行提供便利。
参考文献:
[1]范文伟;预应力技术在路桥施工中的作用 [J]. 施工技术,2013;(2):171
[2]刘伟;浅析路桥施工中预应力技术的应用 [J]. 价值工程,2010;(3):110
[3]金龙云;浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].科技传播,2011;(4):186