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摘要:目前,预应力混凝土因其结构强度高、性能较好、耐久性好、性价比高等优点,已成为现代公路桥梁的重要施工方式之一。然而在实际的桥梁施工中,预应力混凝土技术的应用却存在着一些问题,本文根据实践经验,针对施工过程中常见的问题根据预应力混凝土结构的特点进行探讨,分析原因并提出相应的治理策略及预防措施。
关键词:公路桥梁施工 预应力混凝土 治理策略
Abstract: at present, because of the prestressed concrete structure high strength, good performance, durability, higher ratio of advantages, has become a modern highway bridge construction is one of important way. However, in the actual bridge construction, the application of prestressed concrete technology but exists some problems, this paper according to practical experience, in view of the construction process of the common problems according to the characteristics of prestressed concrete structures are discussed, analyze the causes and puts forward the corresponding management strategy and preventive measures.
Keywords: highway bridge construction, prestressed, concrete management, strategy
中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
随着我国社会经济的快速发展,公路桥梁的建设规模不断扩大,预应力混凝土技术因其能实现自重轻、跨径大、承载力高、实践性强、施工工艺成熟、操作简单、经济合理等优点,在路桥建设中得到了广泛的使用和迅猛的发展。为了减少预应力混凝土施工中的病害问题,保障路桥施工质量,根据工作实践经验,探究、分析并总结了预应力混凝土施工中出现的一些主要问题,提出了治理策略。
一、预应力混凝土结构的施工特点
1、预应力混凝土结构的优点
(1)在受弯和受拉构件中采用预应力,可以稳定构件的性能。在构件中采用预应力技术可以增大构件之间的拉力,减少出现裂缝的概率,同时可以缓解出现裂缝地方的损坏程度。卸去混凝土构件的荷载之后,预应力可以使裂缝完全闭合,整个构件的弹性恢复能力被提高,改善了结构构件的稳定性能,预应力可以减小钢筋的疲劳程度,增加结构构件的抗疲劳程度。因此在跨度较大的项目工程中普遍采用预应力技术。
(2)预应力对于调节整个结构的内力,也起到了非常重要的作用。在空间间隔较大、大跨度的工程项目中,预应力技术可以很好地维持整个建筑项目的整体结构。
(3)由于预应力可以降低裂缝的恶化进程,充分延缓裂缝的损坏程度,因此在使用高强度钢材时,充分利用混凝土的粘合力和高强度钢材的强度,在预应力的作用下高强度钢材与混凝土可以很好地减轻整个结构的自重,提高了钢材的利用效率,进一步降低了钢材和混凝土的用量,从根本上提高了施工单位的经济效益。
2、预应力混凝土结构的缺点
(1)预应力混凝土施工技术比较复杂,对施工质量,施工所需的机械配备要求很高,因此,在实际施工中需要配有一定技术经验并能够熟练操作的专业人才以及一些对施工单位来说造价成本不小的施工设备。
(2)如果对预应力混凝土的结构使用不恰当,极易造成反拱的现象,也就是反拉力,这样将会影响到整个工程的质量。
(3)预应力混凝土施工适合于大型工程项目,不适用于一些构件数较少、跨度较小的小工程,因为这种结构的施工成本大都比较高。
二、公路桥梁预应力混凝土施工中的问题
1、混凝土孔道流浆问题
拉伸钢筋骨架好之后,对混凝土孔道进行灌浆铺设,在这一操作过程中,经常会出现一个对于整体桥梁铺设以及混凝土强度都具有非常大威胁的流浆问题。因此,控制好混凝土孔道流浆问题对于整个施工工程非常重要。
2、预应力钢绞线的旋转松动问题
空芯板梁多由长线台座预制场预制,其预应力筋均是长线布置,长度为100m以上。预应力筋的拉力和张力均为200kN,钢绞线采用套筒式单孔锚固锚具。由于板梁预制时预应力筋回火定型时间不足和捻线较松,在承受拉张力的过程中,一旦其捻角发生变化,就会导致在这种拉力作用下千斤顶张拉缸发生位移,因此,为预应力筋的后期作业埋下很多安全隐患与不便。
3、塑料波纹管孔道问题
目前,很多建筑单位使用薄度不均匀、材质较差、厚度不够的塑料管材作为施工中的波纹管,这种塑料波纹管的具有比较差的经济指标并且价格比较昂贵;再者这种波纹塑料管的弹性有限,在进行小曲率的半径弯曲时容易受到破坏;在浇筑混凝土的时候会因为塑料波纹管太过于轻会发生上浮现象,影响混凝土的浇筑质量。
4、梁板纵向裂缝
按照设计要求板梁砼的强度达到85%以上时,应先放松预应力筋,再使用乙炔——氧气将其切断,吊出梁板。然而在实际施工中一些施工单位直接用乙炔——氧气切断预应力筋,却不放松预应力筋。这样可能导致钢绞线突然断开,出现局部散头。在预应力筋的迅速回缩中板梁砼会对板梁造成一种冲击力,使底面的板梁砼沿预应力筋的方向裂开。
三、施工中问题的治理策略
1、保障混凝土质量
首先,混凝土强度应满足达到工程施工的要求:质量均匀,有良好的泌水性和和易性。影响混凝土质量的主要因素有配合比、运输、搅拌、振捣、浇注、养护等。其中把握质量控制的关键点是混凝土的配合比,为降低混凝土的水热化,预防由于温度变化混凝土收缩而引起裂缝。在满足施工要求的情况下,要相应地减少单位用水量和水泥用量。
2、安装预应力管道
预应力施工的关键是预应力管道的安装,其质量与整个桥梁的质量息息相关,直接影响到梁体的设计情况与实际受力的一致性。在安装管道过程中,为预防在浇筑混凝土的过程中出现漏浆及管道上浮现象,应先加强管道定位的准确性。所以,在施工前以及混凝土灌注前,对预应力管道需要严格控制以下几方面:管道是否严格密封、位置是否正确、有无漏浆处、平顺性如何等。
3、防治好混凝土孔道流浆的问题,提高混凝土以及施工质量
(1)保证水泥浆的配比,配比合适的水泥浆(一般来说水灰比在0.26-0.28之间,浆体的流动速度在10-17s之间)其凝固速度、凝固时间都要符合混凝土制作及施工的要求。
(2)压浆前,必须要确保孔道内壁的湿润和干净,否则在压浆时会出现因为杂质的存在而产生气泡等问题。
(3)在压浆过程中,要注意施工工艺技巧和操作方法。首先压浆速度要均匀,并且缓慢,在封闭出浆口时时间控制在1-2分钟,压力保持为0.5MPa-0.7MPa。要注意两点:一是要求压浆的饱满,二是要求出浆口和压浆口的完整。
4、为解决预应力筋在施工中发生位移的问题
可以采用张拉全部预应力筋的方法,将板梁预应力筋锚固在张拉梁上,还有一些预制场先拉紧单根预应力筋再调整整体预应力。
5、为有效地预防管道开裂和塑料波纹管内出现漏浆
在混凝土的灌浆之前要保持波纹管孔道干燥、密封和清洁;其中输送混凝土的管道要使用高强度的橡胶管以保障应用的抗压能力,输送管道要连接牢固,不能出现脱管的现象;若在中途的过程中换管道时,要是灌浆泵继续运作,使管道内的浆液继续流动起来,同时也要保證储浆罐内的浆体能够灌满一条预应力孔道的体积。
四、结语
在我国,目前预应力混凝土技术在公路桥梁工程中具有很大的优势,而且发展已经非常地成熟,在实际的工程中,施工单位要注意根据施工的实际情况对施工技术进行改进,针对施工当中出现的问题进行记录备案,研究出合理有效的治理方法,不断总结预应力混凝土施工中的成功的经验。同时做好各种预案措施,选用优质材料、安全完备的机械和高素质人才,控制好整个施工质量,保障工程施工顺利,提高施工单位的经济效益。
参考文献:
[1] 张玉杰. 预应力结构施工中的几个问题[J].工程质量.2005,(10).
[2] 徐东辉. 公路桥梁预应力混凝土施工中的常见问题和处理[J]. 科技资讯,2011,19 .
[3] 李绍通. 公路桥梁预应力混凝土施工中的问题和处理[J]. 中国港湾建设,2003,2.
[4] 阎军涛. 预应力混凝土连续桥梁施工方法[J].交通世界,2008,(13).
[5]蔡瑞芬,小议公路桥梁预应力砼结构施工中常见问题[J],《科技信息》,2010年.
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:公路桥梁施工 预应力混凝土 治理策略
Abstract: at present, because of the prestressed concrete structure high strength, good performance, durability, higher ratio of advantages, has become a modern highway bridge construction is one of important way. However, in the actual bridge construction, the application of prestressed concrete technology but exists some problems, this paper according to practical experience, in view of the construction process of the common problems according to the characteristics of prestressed concrete structures are discussed, analyze the causes and puts forward the corresponding management strategy and preventive measures.
Keywords: highway bridge construction, prestressed, concrete management, strategy
中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
随着我国社会经济的快速发展,公路桥梁的建设规模不断扩大,预应力混凝土技术因其能实现自重轻、跨径大、承载力高、实践性强、施工工艺成熟、操作简单、经济合理等优点,在路桥建设中得到了广泛的使用和迅猛的发展。为了减少预应力混凝土施工中的病害问题,保障路桥施工质量,根据工作实践经验,探究、分析并总结了预应力混凝土施工中出现的一些主要问题,提出了治理策略。
一、预应力混凝土结构的施工特点
1、预应力混凝土结构的优点
(1)在受弯和受拉构件中采用预应力,可以稳定构件的性能。在构件中采用预应力技术可以增大构件之间的拉力,减少出现裂缝的概率,同时可以缓解出现裂缝地方的损坏程度。卸去混凝土构件的荷载之后,预应力可以使裂缝完全闭合,整个构件的弹性恢复能力被提高,改善了结构构件的稳定性能,预应力可以减小钢筋的疲劳程度,增加结构构件的抗疲劳程度。因此在跨度较大的项目工程中普遍采用预应力技术。
(2)预应力对于调节整个结构的内力,也起到了非常重要的作用。在空间间隔较大、大跨度的工程项目中,预应力技术可以很好地维持整个建筑项目的整体结构。
(3)由于预应力可以降低裂缝的恶化进程,充分延缓裂缝的损坏程度,因此在使用高强度钢材时,充分利用混凝土的粘合力和高强度钢材的强度,在预应力的作用下高强度钢材与混凝土可以很好地减轻整个结构的自重,提高了钢材的利用效率,进一步降低了钢材和混凝土的用量,从根本上提高了施工单位的经济效益。
2、预应力混凝土结构的缺点
(1)预应力混凝土施工技术比较复杂,对施工质量,施工所需的机械配备要求很高,因此,在实际施工中需要配有一定技术经验并能够熟练操作的专业人才以及一些对施工单位来说造价成本不小的施工设备。
(2)如果对预应力混凝土的结构使用不恰当,极易造成反拱的现象,也就是反拉力,这样将会影响到整个工程的质量。
(3)预应力混凝土施工适合于大型工程项目,不适用于一些构件数较少、跨度较小的小工程,因为这种结构的施工成本大都比较高。
二、公路桥梁预应力混凝土施工中的问题
1、混凝土孔道流浆问题
拉伸钢筋骨架好之后,对混凝土孔道进行灌浆铺设,在这一操作过程中,经常会出现一个对于整体桥梁铺设以及混凝土强度都具有非常大威胁的流浆问题。因此,控制好混凝土孔道流浆问题对于整个施工工程非常重要。
2、预应力钢绞线的旋转松动问题
空芯板梁多由长线台座预制场预制,其预应力筋均是长线布置,长度为100m以上。预应力筋的拉力和张力均为200kN,钢绞线采用套筒式单孔锚固锚具。由于板梁预制时预应力筋回火定型时间不足和捻线较松,在承受拉张力的过程中,一旦其捻角发生变化,就会导致在这种拉力作用下千斤顶张拉缸发生位移,因此,为预应力筋的后期作业埋下很多安全隐患与不便。
3、塑料波纹管孔道问题
目前,很多建筑单位使用薄度不均匀、材质较差、厚度不够的塑料管材作为施工中的波纹管,这种塑料波纹管的具有比较差的经济指标并且价格比较昂贵;再者这种波纹塑料管的弹性有限,在进行小曲率的半径弯曲时容易受到破坏;在浇筑混凝土的时候会因为塑料波纹管太过于轻会发生上浮现象,影响混凝土的浇筑质量。
4、梁板纵向裂缝
按照设计要求板梁砼的强度达到85%以上时,应先放松预应力筋,再使用乙炔——氧气将其切断,吊出梁板。然而在实际施工中一些施工单位直接用乙炔——氧气切断预应力筋,却不放松预应力筋。这样可能导致钢绞线突然断开,出现局部散头。在预应力筋的迅速回缩中板梁砼会对板梁造成一种冲击力,使底面的板梁砼沿预应力筋的方向裂开。
三、施工中问题的治理策略
1、保障混凝土质量
首先,混凝土强度应满足达到工程施工的要求:质量均匀,有良好的泌水性和和易性。影响混凝土质量的主要因素有配合比、运输、搅拌、振捣、浇注、养护等。其中把握质量控制的关键点是混凝土的配合比,为降低混凝土的水热化,预防由于温度变化混凝土收缩而引起裂缝。在满足施工要求的情况下,要相应地减少单位用水量和水泥用量。
2、安装预应力管道
预应力施工的关键是预应力管道的安装,其质量与整个桥梁的质量息息相关,直接影响到梁体的设计情况与实际受力的一致性。在安装管道过程中,为预防在浇筑混凝土的过程中出现漏浆及管道上浮现象,应先加强管道定位的准确性。所以,在施工前以及混凝土灌注前,对预应力管道需要严格控制以下几方面:管道是否严格密封、位置是否正确、有无漏浆处、平顺性如何等。
3、防治好混凝土孔道流浆的问题,提高混凝土以及施工质量
(1)保证水泥浆的配比,配比合适的水泥浆(一般来说水灰比在0.26-0.28之间,浆体的流动速度在10-17s之间)其凝固速度、凝固时间都要符合混凝土制作及施工的要求。
(2)压浆前,必须要确保孔道内壁的湿润和干净,否则在压浆时会出现因为杂质的存在而产生气泡等问题。
(3)在压浆过程中,要注意施工工艺技巧和操作方法。首先压浆速度要均匀,并且缓慢,在封闭出浆口时时间控制在1-2分钟,压力保持为0.5MPa-0.7MPa。要注意两点:一是要求压浆的饱满,二是要求出浆口和压浆口的完整。
4、为解决预应力筋在施工中发生位移的问题
可以采用张拉全部预应力筋的方法,将板梁预应力筋锚固在张拉梁上,还有一些预制场先拉紧单根预应力筋再调整整体预应力。
5、为有效地预防管道开裂和塑料波纹管内出现漏浆
在混凝土的灌浆之前要保持波纹管孔道干燥、密封和清洁;其中输送混凝土的管道要使用高强度的橡胶管以保障应用的抗压能力,输送管道要连接牢固,不能出现脱管的现象;若在中途的过程中换管道时,要是灌浆泵继续运作,使管道内的浆液继续流动起来,同时也要保證储浆罐内的浆体能够灌满一条预应力孔道的体积。
四、结语
在我国,目前预应力混凝土技术在公路桥梁工程中具有很大的优势,而且发展已经非常地成熟,在实际的工程中,施工单位要注意根据施工的实际情况对施工技术进行改进,针对施工当中出现的问题进行记录备案,研究出合理有效的治理方法,不断总结预应力混凝土施工中的成功的经验。同时做好各种预案措施,选用优质材料、安全完备的机械和高素质人才,控制好整个施工质量,保障工程施工顺利,提高施工单位的经济效益。
参考文献:
[1] 张玉杰. 预应力结构施工中的几个问题[J].工程质量.2005,(10).
[2] 徐东辉. 公路桥梁预应力混凝土施工中的常见问题和处理[J]. 科技资讯,2011,19 .
[3] 李绍通. 公路桥梁预应力混凝土施工中的问题和处理[J]. 中国港湾建设,2003,2.
[4] 阎军涛. 预应力混凝土连续桥梁施工方法[J].交通世界,2008,(13).
[5]蔡瑞芬,小议公路桥梁预应力砼结构施工中常见问题[J],《科技信息》,2010年.
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。