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【摘 要】文章首先介绍了预应力施工技术,指出了预应力技术在路桥施工应用的作用及存在的问题,并在此基础上分析了预应力技术在路桥施工中的具体应用,以供参考。
【关键词】公路桥梁;预应力技术;预应力施工
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、预应力技术在路桥施工中的作用
1、 应用于设计
在设计预应力结构之前,应当考虑到路桥施工所需的条件,根据其所需要求进行设计。如在设计时在对路桥结构的抗压能力阈值和使用时的状态进行充分的了解,并对施工过程中材料的应力和结构的强度进行验算。其中在进入施工阶段的设计验算阶段时,要着重注意结构在受压条件下的安全度,保证施工阶段结构的预应力、材料应力、混凝土截面的最大压、拉应力不超过可承受的最大值。而在进入预应力混凝土结构的受压挠度验算时,也要保证结构的挠度值不超过最高值,在这种精确的计算和测量下,才能够更好地提高路桥施工质量。
2、应用于管理
预应力结构要想在路桥施工工程中被很好的利用,除了在设计阶段中进行严格的预算和验算控制,还需针对混凝土的结构特点进行合理的施工管理。首先要进行的是材料管理,根据施工工程提出的要求对所要使用的材料进行检验,以保证质量符合要求。如预应力结构对于使用的预应力筋有着较高的质量要求,所以必须对预应力筋进行严格管理,保证其不受阳光、酸雨、二氧化硫等物质的侵蚀,延长预应力筋的使用寿命。而在对预应力筋进行切割时也应注意,要用切断机或砂轮锯进行切断,而不是使用电弧切割的方式,这样会对预应力筋造成损害。除了对施工材料进行有序管理的同时,也要注意在施工过程中对预应力施工技术的管理。既要掌握施工过程中各环节的控制要点,又要注意构件制作的过程中应当把握的技术关键点、预应力筋的技术管理、封锚与灌浆技术的要点等工作重点,只有这样才能保障路桥施工的水准。
3、应用于施工
在封錨与灌浆的施工过程中应注意要准确按照所需要求进行,预应力灌浆技术是一个可以在预应力筋被施加高压之时对其进行永久性保护的关键环节,所以必须在施工过程中在预应力筋弯曲后对其进行快速灌浆,要注意水泥的比例、灌浆的速度、灌浆前孔道的洁净湿润,以保证孔道内的水泥泥浆扎实、饱满,从而提高路桥施工的水平。
三、预应力技术应用于路桥施工的常见问题及解决对策
1、孔道堵塞问题及其解决措施
预应力钢筋不能通过预留孔道原因主要是预留口道的堵塞或坍塌,这样的情况下,会在一定程度上影响张拉效果和整体工程的质量。产生上述问题的原因有很多,其中最主要的就是施工过程中没有等到水泥完全凝固就进行抽芯,或者是抽芯太迟产生胶管被拔断的情况。当在施工中如遇到这样的问题,可先根据预应力的曲线坐标找到出现断裂的具体位置,然后用冲击钻避开主要的位置进行钻孔,使钢绞线可以自由的通过以及可以进行自由的伸缩,为了不出现堵管的问题,要在施工之前对波纹管进行仔细的检查,对波纹管要安装的位置确认好,并且做好套管接头的密闭性的检查工作,保证波纹管在浇筑混凝土的时候而不会遭到破坏。
2、预应力构件张拉前出现问题及解决措施
由于温差收缩所造成预应力构件在张拉的时候产生的裂缝问题,在使用荷载作用下钢筋栓结构出现裂缝,这样的问题在公路桥梁的建筑中知识不可避免的。但是,在预制场内的结构中可以避免其产生裂缝,这些裂缝主要出现在构建顶面到构建侧面,为了预防温差所产生的裂缝,最主要的方法就是控制好构件内外的温度差,包庇构件的柴米时间要适当的有所延长,使构件不会手袋自身热胀冷缩的影响。
3、波纹管堵塞问题及其解决对策
路桥工程施工中预应力技术的施工质量控制是很重要的,预应力钢筋预埋阶段的质量控制苛刻保证曲线的形状,这就要求各个控制点的高程定为要必须牢固准确,在相关施工的时候不能影响和破坏预应力钢筋的波纹套管,一点发现问题,一定要及时处理。其次就是预应力钢筋在张拉和灌浆的控制是为了保证其控制张拉力应力所满足的要求。在施工过程中水量一定要严格控制,对于没有及时使用的已经凝固的水泥,杜绝通过加水的方法增加其流动性。在浆体在搅拌的过程中,对水泥、外加添加剂和其他的辅助材料都应严格进行质量把关。 四、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,从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,并充分發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。
结束语
预应力技术作为提高公路桥梁质量的重要方法之一,已经在我国得到了很好的发展,技术指标也更加成熟,是非常优秀的公路桥梁施工技术。在未来公路桥梁建设的过程中,人们将逐渐提升公路使用要求,路面承压、使用寿命将受到更加严格的挑战,预应力技术需要抓住机遇,积极研发新型技术,为我国公路桥梁建设做出贡献。
参考文献:
[1]成扬.公路桥梁施工中预应力技术探讨[J].内蒙古公路与运输,2011(6):24-25.
[2]陆廷超.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].科技创新与应用,2012(1):132.
[3]陈尊.公路桥梁施工中预应力技术措施及质量控制[J].科技创业家,2012(16):56.
【关键词】公路桥梁;预应力技术;预应力施工
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、预应力技术在路桥施工中的作用
1、 应用于设计
在设计预应力结构之前,应当考虑到路桥施工所需的条件,根据其所需要求进行设计。如在设计时在对路桥结构的抗压能力阈值和使用时的状态进行充分的了解,并对施工过程中材料的应力和结构的强度进行验算。其中在进入施工阶段的设计验算阶段时,要着重注意结构在受压条件下的安全度,保证施工阶段结构的预应力、材料应力、混凝土截面的最大压、拉应力不超过可承受的最大值。而在进入预应力混凝土结构的受压挠度验算时,也要保证结构的挠度值不超过最高值,在这种精确的计算和测量下,才能够更好地提高路桥施工质量。
2、应用于管理
预应力结构要想在路桥施工工程中被很好的利用,除了在设计阶段中进行严格的预算和验算控制,还需针对混凝土的结构特点进行合理的施工管理。首先要进行的是材料管理,根据施工工程提出的要求对所要使用的材料进行检验,以保证质量符合要求。如预应力结构对于使用的预应力筋有着较高的质量要求,所以必须对预应力筋进行严格管理,保证其不受阳光、酸雨、二氧化硫等物质的侵蚀,延长预应力筋的使用寿命。而在对预应力筋进行切割时也应注意,要用切断机或砂轮锯进行切断,而不是使用电弧切割的方式,这样会对预应力筋造成损害。除了对施工材料进行有序管理的同时,也要注意在施工过程中对预应力施工技术的管理。既要掌握施工过程中各环节的控制要点,又要注意构件制作的过程中应当把握的技术关键点、预应力筋的技术管理、封锚与灌浆技术的要点等工作重点,只有这样才能保障路桥施工的水准。
3、应用于施工
在封錨与灌浆的施工过程中应注意要准确按照所需要求进行,预应力灌浆技术是一个可以在预应力筋被施加高压之时对其进行永久性保护的关键环节,所以必须在施工过程中在预应力筋弯曲后对其进行快速灌浆,要注意水泥的比例、灌浆的速度、灌浆前孔道的洁净湿润,以保证孔道内的水泥泥浆扎实、饱满,从而提高路桥施工的水平。
三、预应力技术应用于路桥施工的常见问题及解决对策
1、孔道堵塞问题及其解决措施
预应力钢筋不能通过预留孔道原因主要是预留口道的堵塞或坍塌,这样的情况下,会在一定程度上影响张拉效果和整体工程的质量。产生上述问题的原因有很多,其中最主要的就是施工过程中没有等到水泥完全凝固就进行抽芯,或者是抽芯太迟产生胶管被拔断的情况。当在施工中如遇到这样的问题,可先根据预应力的曲线坐标找到出现断裂的具体位置,然后用冲击钻避开主要的位置进行钻孔,使钢绞线可以自由的通过以及可以进行自由的伸缩,为了不出现堵管的问题,要在施工之前对波纹管进行仔细的检查,对波纹管要安装的位置确认好,并且做好套管接头的密闭性的检查工作,保证波纹管在浇筑混凝土的时候而不会遭到破坏。
2、预应力构件张拉前出现问题及解决措施
由于温差收缩所造成预应力构件在张拉的时候产生的裂缝问题,在使用荷载作用下钢筋栓结构出现裂缝,这样的问题在公路桥梁的建筑中知识不可避免的。但是,在预制场内的结构中可以避免其产生裂缝,这些裂缝主要出现在构建顶面到构建侧面,为了预防温差所产生的裂缝,最主要的方法就是控制好构件内外的温度差,包庇构件的柴米时间要适当的有所延长,使构件不会手袋自身热胀冷缩的影响。
3、波纹管堵塞问题及其解决对策
路桥工程施工中预应力技术的施工质量控制是很重要的,预应力钢筋预埋阶段的质量控制苛刻保证曲线的形状,这就要求各个控制点的高程定为要必须牢固准确,在相关施工的时候不能影响和破坏预应力钢筋的波纹套管,一点发现问题,一定要及时处理。其次就是预应力钢筋在张拉和灌浆的控制是为了保证其控制张拉力应力所满足的要求。在施工过程中水量一定要严格控制,对于没有及时使用的已经凝固的水泥,杜绝通过加水的方法增加其流动性。在浆体在搅拌的过程中,对水泥、外加添加剂和其他的辅助材料都应严格进行质量把关。 四、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,从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,并充分發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。
结束语
预应力技术作为提高公路桥梁质量的重要方法之一,已经在我国得到了很好的发展,技术指标也更加成熟,是非常优秀的公路桥梁施工技术。在未来公路桥梁建设的过程中,人们将逐渐提升公路使用要求,路面承压、使用寿命将受到更加严格的挑战,预应力技术需要抓住机遇,积极研发新型技术,为我国公路桥梁建设做出贡献。
参考文献:
[1]成扬.公路桥梁施工中预应力技术探讨[J].内蒙古公路与运输,2011(6):24-25.
[2]陆廷超.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].科技创新与应用,2012(1):132.
[3]陈尊.公路桥梁施工中预应力技术措施及质量控制[J].科技创业家,2012(16):56.