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摘要:公路桥梁工程是我国基础设施建设中的重要组成部分,为了保证人民的生命安全,推迟出现裂缝,提高构件的刚度,增加了结构的耐久性,延长其使用寿命,我们要不断提高公路桥梁预应力施工技术,大力发展预应力技术,使预应力技术能够更好的在桥梁工程中发挥作用。本文主要阐述了有关我国公路桥梁施工中预应力技术。
关键词:公路桥梁;预应力技术;施工技术
中图分类号:X734文献标识码: A
一、公路桥梁施工中预应力技术应用的现状
在我国公路桥梁施工中,预应力技术存在的问题主要有波纹管堵塞堵管,主要就是指在混凝土浇筑时出现的问题,在波纹管出现堵塞的现象是有很严重的问题的,可能会导致后期预应力钢绞线穿柬无法通过,或者是张拉预应力的时候钢绞线实际伸长的值与设计的计算值有着很大的差别,如果出现这种情况,就会给施工造成很多的困扰,严重的很拖延工期,造成人力的耗费。进而影响工程的成本的增加。而引起堵管的原因首先就是在施工方,在建设施工的过程中,没有严格按照施工规范进行安装,造成了波纹管定位的不精确,才会引起的弯折扭曲的现象,也有可能是在混凝士浇筑的施工过程中,由于负责振捣的人员在振捣混凝土时操作的不规范,进而造成波纹管局部的破裂,这样的行为会影响混凝土水泥浆渗漏到波纹管中,造成堵管的现象。其次就是波纹管自身的质量存在严重的问题,才会引起漏浆堵管的发生。
二、预应力技术在公路桥梁应用中的问题
1、预应力钢筋张拉伸长量不足
在实际施工中还经常出现预应力钢筋伸长量不足的现象,其主要原因包括两点,一是预应力钢筋预留管道不顺直,在控制张拉应力不发生变化的前提下,预应力钢筋的平均张拉应力瘦摩擦力影响而降低,导致钢筋伸长量不足。二是实际工程中采用的预应力钢筋的弹性模量与理论计算时所采用的弹性模量数据有一定的误差,可能使计算出的伸长量与实际伸长量不同。
2、预应力钢筋管道堵塞问题
由于部分工程中施工人员专业技术和经验存在缺陷,在预应力混凝土的浇筑过程中有时会出现野蛮施工的情况,甚至还有一部分工程没有对混凝土做好及时的养护措施,都很有可能引起预应力钢筋预留管道出现堵塞,使得预应力钢筋的张拉工作不能够顺利进行,影响到预应力钢筋张拉的实际效果,导致预应力钢筋的理论计算值与实际拉长值存在较大的误差,为桥梁的施工工期和预算产生较大影响。
3、预应力混凝土张拉前出现裂隙的问题
钢筋混凝土结构在使用荷载作用下出现裂隙是不可避免的,对于部分预应力 b 类构件也是容许出现一定程度裂隙的,但是在预制场内预制构件时则应可能减少出现裂隙。混凝土构件张拉前出現的裂隙往往是由于干缩和温差造成的,裂缝通常出现在构件表面处,也常出现在箍筋位置,宽度较小、分布不均,梁板类构件多沿构件短方向分布。
三、预应力技术施工
1、钢绞线的位置
横梁端部的横肋与墩顶的导向槽共同决定着钢绞线的位置,由该索形及张拉应力决定了等效荷载的大小跨中转向横肋、墩顶导向槽钢绞线存在偏折。在实际施工中,若墩顶的导向槽亦或横梁端部横肋存在些许偏差,将导致钢绞线承受巨大的挤压应力。因此,实践中在对锚端部的横梁锚垫板以及墩顶预埋处位置及方向我们会予以事先标明准确,施工过程严格按照设计图的要求,对横肋和墩顶的导向槽进行制作。在此过程中,既要保证弯折处的曲率半径,又要打磨端部,使之平滑,防止张拉时端部对钢绞线的挤压和卡滑。
2、钢绞线的下料、穿束及张拉
在公路桥梁加固施工过程中,因为张拉完毕后锚垫板与钢管中要灌浆,形成有粘结段,因此在下料时就应将粘结段钢绞线油脂清洗干净。钢绞线穿索过程中,除却充分考虑到因钢绞线的下垂可能会产生的严重影响,还需考虑张拉伸长的影响,使得两端伸长部分要一致,才能让各粘结段上的粘结力大致相等。从实践来看,具体施工过程中要对钢绞线长度与位置实施控制是很难的,因为钢绞线的长度一般在150m以上,中间通过多个墩顶导向槽及跨中转向装置,无法在箱梁内进行12根钢绞线的整束穿索,为有效地解决这一客观问题,实践中最常用的就是单根穿索法。因此,预应力的建设在一定程度上可能受到钢绞线的影响,所以必须保证钢绞线在全桥长范围内不缠绕。实际施工中,预先将钢绞线、工作锚板孔、密封盖小孔分别编号,同时还要在单根穿索过程中尽可能地使用多根钢绞线,并将其拧成一束,每隔一段就用与密封罩小孔对应的橡胶垫限制钢绞线的位置,在张拉完毕后发现,采用该方法使得每束钢绞线顺直且无缠绕现象。
3、预应力张拉
桥梁的加固采用单根两端同时张拉,张拉过程分两部分:初应力和控制应力张拉。(1)初应力的张拉,要达到钢绞线从松驰状态到张拉完成后直顺不缠绕,因此在张拉之前先需要进行初应力张拉,初应力的质量决定了整个加固效果的好坏。钢绞线在松驰状态下,下垂量还是很大,为保证两端粘结段长度大致相等,初应力的张拉要两端对称进行;为了达到钢绞线绷紧且不缠绕,又要保证在控制应力张拉时钢绞线不错位,初应力过大或过小都达不到预紧的目的。在加固施工中,初应力宜为张拉控制应力10%。(2)控制应力张拉钢绞线应符合设计要求,在预应力混凝土施工中需要对控制应力进行准确的控制,并以伸长值进行校核。张拉前应对构件的几何尺寸、混凝土浇筑质量、孔道位置及孔道是否畅通、灌浆孔和排气孔是否符合要求、构件端部预埋铁件位置等进行全面检查。如果实际施工行为不规范,张拉力控制会对桥梁的使用质量产生很大的影响。张拉前必须对各种机具、设备及仪表进行校验及标定。校验应由具有专业资质的检测部门进行,采用标准压力机检测。压力表精度不应低于1.5级,校验设备精度不低于2%。在很多施工中所采用的计量方式多是1.5级油压,这种方式存在的误差较大,必需严格控制。实施张拉时,预应力筋的张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时,可采取分批、分阶段对称张拉。对曲线预应力筋或长度大于25m的直线预应力筋,宜在两端张拉;对长度小于25m直线预应力筋,可在一端张拉。
4、灌浆
对于后张预应力筋混凝土结构而言,经常会产生预应力筋及混凝土结构问题,同时还可能出现预应力筋生锈或者腐蚀等问题,如果不及时采取有效的措施予以处理,则很可能会对预应力混凝土及其结构带来严重的影响。实际中为有效地解决这一问题,通常采用压力灌浆的方法进行处理,并对预应力管道与预应力筋之间的孔隙进行有效地填充。一般而言,如果后张预应力筋有出于非水平倾斜状态,多跨度弯曲状态,则很可能会导致预应力筋受到一定的伤害。如果预应力筋经常处于高压状态,则其很容易会出现腐蚀或者生锈病害,当预应力筋遭受腐蚀以后,该位置会出现缺损或者断面现象,进而会对混凝土结构的耐久性与安全性产生严重的影响。
结束语
在当今公路桥梁工程施工领域当中,预应力技术是用途最为广泛、发展速度最快,最具发展潜力的一门技术学科。预应力技术可以提高桥梁的抗裂性、刚度、节省材料,减小自重、减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力、提高受压构件的稳定性、耐疲劳性能等,预应力作为结构构件连接的手段,促进大跨结构新体系与施工方法的发展。但因预应力技术施工工艺相对复杂,对质量要求高,预应力反拱度不易控制、且需要配备一支技术较熟练的专业队伍,预应力混凝土结构的开工费用较大,对构件数量少的工程成本较高。故在其施工中仍存在着一些问题。明确其施工流程,抓好每道工序、各个环节的质量控制,从而有效保障公路桥梁工程施工的质量,推进我国现代化建设稳步前行。
参考文献
[1]程善德.预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].科技创新与应用,2013.
[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D60 -2004)[S]. 北京: 人民交通出版社,2004.
[3]杨晓翔.公路桥梁施工中预应力技术应用[J].中国高新技术企业,2010.
关键词:公路桥梁;预应力技术;施工技术
中图分类号:X734文献标识码: A
一、公路桥梁施工中预应力技术应用的现状
在我国公路桥梁施工中,预应力技术存在的问题主要有波纹管堵塞堵管,主要就是指在混凝土浇筑时出现的问题,在波纹管出现堵塞的现象是有很严重的问题的,可能会导致后期预应力钢绞线穿柬无法通过,或者是张拉预应力的时候钢绞线实际伸长的值与设计的计算值有着很大的差别,如果出现这种情况,就会给施工造成很多的困扰,严重的很拖延工期,造成人力的耗费。进而影响工程的成本的增加。而引起堵管的原因首先就是在施工方,在建设施工的过程中,没有严格按照施工规范进行安装,造成了波纹管定位的不精确,才会引起的弯折扭曲的现象,也有可能是在混凝士浇筑的施工过程中,由于负责振捣的人员在振捣混凝土时操作的不规范,进而造成波纹管局部的破裂,这样的行为会影响混凝土水泥浆渗漏到波纹管中,造成堵管的现象。其次就是波纹管自身的质量存在严重的问题,才会引起漏浆堵管的发生。
二、预应力技术在公路桥梁应用中的问题
1、预应力钢筋张拉伸长量不足
在实际施工中还经常出现预应力钢筋伸长量不足的现象,其主要原因包括两点,一是预应力钢筋预留管道不顺直,在控制张拉应力不发生变化的前提下,预应力钢筋的平均张拉应力瘦摩擦力影响而降低,导致钢筋伸长量不足。二是实际工程中采用的预应力钢筋的弹性模量与理论计算时所采用的弹性模量数据有一定的误差,可能使计算出的伸长量与实际伸长量不同。
2、预应力钢筋管道堵塞问题
由于部分工程中施工人员专业技术和经验存在缺陷,在预应力混凝土的浇筑过程中有时会出现野蛮施工的情况,甚至还有一部分工程没有对混凝土做好及时的养护措施,都很有可能引起预应力钢筋预留管道出现堵塞,使得预应力钢筋的张拉工作不能够顺利进行,影响到预应力钢筋张拉的实际效果,导致预应力钢筋的理论计算值与实际拉长值存在较大的误差,为桥梁的施工工期和预算产生较大影响。
3、预应力混凝土张拉前出现裂隙的问题
钢筋混凝土结构在使用荷载作用下出现裂隙是不可避免的,对于部分预应力 b 类构件也是容许出现一定程度裂隙的,但是在预制场内预制构件时则应可能减少出现裂隙。混凝土构件张拉前出現的裂隙往往是由于干缩和温差造成的,裂缝通常出现在构件表面处,也常出现在箍筋位置,宽度较小、分布不均,梁板类构件多沿构件短方向分布。
三、预应力技术施工
1、钢绞线的位置
横梁端部的横肋与墩顶的导向槽共同决定着钢绞线的位置,由该索形及张拉应力决定了等效荷载的大小跨中转向横肋、墩顶导向槽钢绞线存在偏折。在实际施工中,若墩顶的导向槽亦或横梁端部横肋存在些许偏差,将导致钢绞线承受巨大的挤压应力。因此,实践中在对锚端部的横梁锚垫板以及墩顶预埋处位置及方向我们会予以事先标明准确,施工过程严格按照设计图的要求,对横肋和墩顶的导向槽进行制作。在此过程中,既要保证弯折处的曲率半径,又要打磨端部,使之平滑,防止张拉时端部对钢绞线的挤压和卡滑。
2、钢绞线的下料、穿束及张拉
在公路桥梁加固施工过程中,因为张拉完毕后锚垫板与钢管中要灌浆,形成有粘结段,因此在下料时就应将粘结段钢绞线油脂清洗干净。钢绞线穿索过程中,除却充分考虑到因钢绞线的下垂可能会产生的严重影响,还需考虑张拉伸长的影响,使得两端伸长部分要一致,才能让各粘结段上的粘结力大致相等。从实践来看,具体施工过程中要对钢绞线长度与位置实施控制是很难的,因为钢绞线的长度一般在150m以上,中间通过多个墩顶导向槽及跨中转向装置,无法在箱梁内进行12根钢绞线的整束穿索,为有效地解决这一客观问题,实践中最常用的就是单根穿索法。因此,预应力的建设在一定程度上可能受到钢绞线的影响,所以必须保证钢绞线在全桥长范围内不缠绕。实际施工中,预先将钢绞线、工作锚板孔、密封盖小孔分别编号,同时还要在单根穿索过程中尽可能地使用多根钢绞线,并将其拧成一束,每隔一段就用与密封罩小孔对应的橡胶垫限制钢绞线的位置,在张拉完毕后发现,采用该方法使得每束钢绞线顺直且无缠绕现象。
3、预应力张拉
桥梁的加固采用单根两端同时张拉,张拉过程分两部分:初应力和控制应力张拉。(1)初应力的张拉,要达到钢绞线从松驰状态到张拉完成后直顺不缠绕,因此在张拉之前先需要进行初应力张拉,初应力的质量决定了整个加固效果的好坏。钢绞线在松驰状态下,下垂量还是很大,为保证两端粘结段长度大致相等,初应力的张拉要两端对称进行;为了达到钢绞线绷紧且不缠绕,又要保证在控制应力张拉时钢绞线不错位,初应力过大或过小都达不到预紧的目的。在加固施工中,初应力宜为张拉控制应力10%。(2)控制应力张拉钢绞线应符合设计要求,在预应力混凝土施工中需要对控制应力进行准确的控制,并以伸长值进行校核。张拉前应对构件的几何尺寸、混凝土浇筑质量、孔道位置及孔道是否畅通、灌浆孔和排气孔是否符合要求、构件端部预埋铁件位置等进行全面检查。如果实际施工行为不规范,张拉力控制会对桥梁的使用质量产生很大的影响。张拉前必须对各种机具、设备及仪表进行校验及标定。校验应由具有专业资质的检测部门进行,采用标准压力机检测。压力表精度不应低于1.5级,校验设备精度不低于2%。在很多施工中所采用的计量方式多是1.5级油压,这种方式存在的误差较大,必需严格控制。实施张拉时,预应力筋的张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时,可采取分批、分阶段对称张拉。对曲线预应力筋或长度大于25m的直线预应力筋,宜在两端张拉;对长度小于25m直线预应力筋,可在一端张拉。
4、灌浆
对于后张预应力筋混凝土结构而言,经常会产生预应力筋及混凝土结构问题,同时还可能出现预应力筋生锈或者腐蚀等问题,如果不及时采取有效的措施予以处理,则很可能会对预应力混凝土及其结构带来严重的影响。实际中为有效地解决这一问题,通常采用压力灌浆的方法进行处理,并对预应力管道与预应力筋之间的孔隙进行有效地填充。一般而言,如果后张预应力筋有出于非水平倾斜状态,多跨度弯曲状态,则很可能会导致预应力筋受到一定的伤害。如果预应力筋经常处于高压状态,则其很容易会出现腐蚀或者生锈病害,当预应力筋遭受腐蚀以后,该位置会出现缺损或者断面现象,进而会对混凝土结构的耐久性与安全性产生严重的影响。
结束语
在当今公路桥梁工程施工领域当中,预应力技术是用途最为广泛、发展速度最快,最具发展潜力的一门技术学科。预应力技术可以提高桥梁的抗裂性、刚度、节省材料,减小自重、减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力、提高受压构件的稳定性、耐疲劳性能等,预应力作为结构构件连接的手段,促进大跨结构新体系与施工方法的发展。但因预应力技术施工工艺相对复杂,对质量要求高,预应力反拱度不易控制、且需要配备一支技术较熟练的专业队伍,预应力混凝土结构的开工费用较大,对构件数量少的工程成本较高。故在其施工中仍存在着一些问题。明确其施工流程,抓好每道工序、各个环节的质量控制,从而有效保障公路桥梁工程施工的质量,推进我国现代化建设稳步前行。
参考文献
[1]程善德.预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].科技创新与应用,2013.
[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D60 -2004)[S]. 北京: 人民交通出版社,2004.
[3]杨晓翔.公路桥梁施工中预应力技术应用[J].中国高新技术企业,2010.