路桥施工中预应力技术的应用

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  [摘 要]社会经济发展十分迅速,人们的生活水平也得到很大提升,车辆运输工具给路面的承载力就逐渐升高,这就导致路桥车流量增高,自然对路桥的耐久力和承载力有了更高要求。此时预应力技术凭借其高强度、高抗渗性能和高刚度等优势得以防范应用。本文对预应力技术进行概述,并对路桥施工中预应力技术存在的问题进行总结,最后分析路桥施工中预应力技术的应用。
  [关键词]预应力技术 路桥施工 应用
  中图分类号:TF724.5 文献标识码:TF 文章编号:1009―914X(2013)34―0531―01
  引言:经济的快速发展使交通压力越来越大,因此路桥建设的发展趋势逐渐加快,路桥的耐用性和承载力就有待提高,提高和保证路桥质量就成为施工和公路建设面临的重要问题。最近几年来,预应力混凝土结构技术已经得到广泛应用,具有如下几个优点:结构自重减轻、防止混凝土裂缝、刚度大等,在路桥施工中的应用十分广泛,并且有效的延长了路桥工程的寿命和承载力。
  1.预应力技术概括
  路桥施工中预应力技术主要是指在混凝土工程中使用的预应力技术,混凝土施工中采用预应力技术能够降低外部荷载产生的拉应力,简单来说就是利用混凝土产生高强度的抗压能力,缓解混凝土受到的拉力并补救抗压强度,避免路桥遭受严重的破坏。在路桥施工中,都选用强度很高的混凝土和钢材,这样能够保证预应力混凝土能够具有很强的抗拉裂能力,也能使路桥结构具有抗疲劳、强度高、刚度硬等特点。这些特点在都使路桥施工中更好的发挥混凝土作用,也节约了钢材,不仅能缩小结构切面、降低结构重量,还具有极强的抗裂行,大大降低了施工成本,保证良好的工程质量。
  目前我国在路桥上应用预应力技术,主要是对结构进行改善和补强,主要是为了提高并回复路桥的抗损害能力和承载力,也能有效延长路桥使用年限,降低工程施工成本。在加固方面主要的方法包括:增大路桥面截面面积和加固桥面补强层。改造方面的主要方法包括:增强辅助构件;强化薄弱构件抗力;加固曦台和基础构件;改变路桥中预应力混凝土结构体系等。在路桥施工过程中,可以提前对混凝土构件采取预应力施加措施,保证受压区能够产生一定拉应力和张力,受拉区出现压应力能够降低构件在初弯矩受力过大情况下产生压应变和拉应变,增强钢筋的拉应力,使混凝土在承载过大时具有一定的应变增量。
  2.预应力技术在路桥施工中存在的问题
  2.1钢筋孔道堵塞问题
  在后张法构件中经常出现钢筋孔道堵塞情况,出现堵塞情况对张拉效果和工程质量都有影响。发生钢筋孔道堵塞问题的主要原因是抽芯太早,此时水泥混凝土没有凝固,强度弱,或者是抽芯太晚,橡胶抽拔管直接断裂。
  2.2波纹管堵塞问题
  波纹管堵塞主要是混凝土浇筑后出现堵塞情况,可能会造成预应力钢绞线无法张拉或正常通过,导致预应力钢绞线的伸长长度和预期差异很大,导致工期延误,也浪费了人力物力,提高工程成本。主要有两个原因引起波纹管堵塞,第一,施工过程中施工单位没有严格规范安装操作,或者是在混凝土浇筑中振捣人员操作不当使波纹管震裂,最终混凝土水泥浆深入到波纹管中;第二,波纹管本身质量不合格,引起漏浆而导致波纹管堵塞。
  2.3预应力结构张拉前出现裂缝问题
  这是较为常见的问题,一般来说,部分预应力允许出现规定幅度内的对质量没有很大影响的缝隙。而在张拉之前出现的缝隙多数是自然因素引起,如温差或干缩等。裂缝的出现位置以表面为主,分布不均匀,并且宽度较窄,也可能在构件顶部或者箍筋的部位,由于温差而产生的裂缝也有多种,程度也都有所不同,有贯穿的、深进的还有表面的。
  2.4后张预应力结构的张拉力控制问题
  目前的預应力钢筋混凝土的施工不够规范,其中以混凝土结构张拉力控制的不规范程度最为严重。一般张拉力计量使用1.5级油压时就会存在误差,而使用千斤顶时甚至没有计量就进行张拉,施工过程几乎没有专业的技术人员进行监督,非常容易导致误差的产生。加上弹性模量取值不够规范,张拉操作不能按照规定进行,无法控制伸长量的误差在±6%的范围内,这样就会造成张拉力失去控制。
  3.路桥施工中预应力技术应用分析
  3.1混凝土施工中的预应力
  路桥施工过程中,混凝土工程的要求十分精准并且难度较大。必须有完整的应急方案,主要的应急方案有搅拌设备、供电设备、泵送设备和运输设备等,主要是为了保证混凝土施工的连续性;混凝土振捣技术要求比较严格,施工中要保证振捣棒垂直,并且插入和拔出的速率不可以相同,插入要快,而拔出要慢,具体速率还要结合实际情况,混凝土中不能有气泡,浇筑时要第二次振捣。
  3.2施工材料和设备的选择
  预应力技术中钢绞线和锚具比较重要,所以要对钢绞线和锚具进行优化选择。钢绞线的选择要根据预应力的效果要求,一般有矫直回火性钢绞线、低松弛型钢绞线、预应力钢筋和普通钢绞线等,在这几种钢绞线中低松弛型钢绞线的应用比较广泛,因为具有价格低、方便、外形美观、性价比高并且构件较轻等优点。在路桥施工中如果能够引用新型钢材并且保证施工质量,那么能够减少刚才使用量,对于路桥工程的经济效益就会有很大提高。但是无论怎样选择都要对以下几个因素进行考核:断裂荷载度、松散状态、钢材表面状态和伸长率等,选择的同时要保证厂家信誉和产品合格;锚具的选择是根据施工方法来决定的,预应力施工中主要有先张法和后张法两种。后张法才会涉及到锚具的选择,锚具主要有机械锚固和摩阻锚固两种类型,机械锚固的使用环境是高强度钢筋、高强集束型钢丝或多钢绞线中,能够保证损失小且连接方便;摩阻性锚具较多,应用也比较广泛,多用于高速度的作业中,但是导致的应力损失较大。
  3.3加固中的预应力
  加固在路桥施工过程中是十分重要的环节,实现加固环节需要对很够构件进行补强,并对构件结构进行改善,这样才能使路桥建设满足当代社会的发展。提高路桥承载力的方法有加固路桥预应力、改善路桥受力结构和加固桥面补强层等,加固环节基本采用预应力技术实现,使受拉区产生一定拉应力,从而提高路桥承载力。
  3.4受弯构件中的预应力
  目前碳纤维逐渐在路桥施工中广泛应用,因为碳纤维能够产生应力,与混凝土应变增量的关系比较直接,可以说如果混凝土初始应力远远超出碳纤维的应力,那么路桥构件就会遭到破坏,而碳纤维的优势也就无法发挥。因此路桥施工中预应力技术的应用比较重要,也就是在施工时使用碳纤维加载预应力。
  3.5箱梁钢绞线施工中的预应力
  作为路桥预应力施工过程中较为重要的环节,箱梁钢绞线施工中需要注意很多问题,每个问题都可能会对整个路桥工程的质量有很大的影响。而在如此多的问题中最为重要的问题就是预应力张拉过程中的钢绞线张拉顺序,通常来说,腹板的箱梁钢绞线张拉应该从下向上进行,而横向的钢绞线则从上而下张拉。保证张拉顺序按照横梁、纵梁、横梁剩余钢束的顺序,并且张拉后的第一天,对预应力管道进行开浆,如果遇到雨天,要注意钢绞线腐蚀程度,适当提前灌浆作业的进行。
  4.结论
  总之,现代的路桥工程施工中,预应力的应用十分广泛,要求的技术含量也 越来越高。预应力技术应用在路桥工程中,以其强抗渗性、强抗裂性和强硬度等有点,对路桥的使用年限得以延长,也增加了路桥的承载力。路桥施工发展的逐渐成熟,但是也存在一定的问题,因此相关研究人员和技术人员要不断对预应力技术在路桥施工中的应用进行研究,找到更加科学有效的解决措施,对路桥施工建设进行完善和提高。
  参考文献
  [1] 刘伟 浅析路桥施工中预应力技术的应用 价值工程,2010
  [2] 何宏伟 预应力技术应用于路桥施工中的分析 科技传播,2013
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