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摘要:近年来,经济社会发展迅速,城镇化进程不断推进,路桥工程大量建设,预应力技术的也到了广泛的推广和使用,和其他施工技术相比,预应技术优势明显,也是路桥工程的核心技术。本文对路桥施工中预应力技术进行了探讨。
关键词:路桥;预应力;技术;应用
中图分类号:TU378文献标识码: A
路桥施工中的预应力技术是指在路桥工程主要结构内相关构件受到外荷载前,对其受拉模块中主要钢筋部件施加预应力的方式提高主要构件的刚度。即在混凝土工程中通过预应力技术,进行预应力混凝土构件,使混凝土构建所产生的预应力以减小或消除外荷载所引起的拉应力,利用混凝土产生高强度的抗压能力弥补其抗拉强度上存在的缺陷和不足,有效延迟混凝土受拉区域的开裂,确保工程施工质量。
一、路桥施工中预应力的特点分析
1、使用功能分析
路桥工程中预应力混凝土结构所用的都是高强度钢材与高标号混凝土材料,有效地节省了材料,促使结构截面尺寸减小了,使得桥梁建筑高度得到了有效的降低。这些点特别适合于现代的桥梁,特别是多层立交,高度的降低,必然缩小引道的长度,使行车纵坡降低,有效地减少占地,社会经济效益得到了有效地提高。同时,该技术结构刚度大,有效降低了结构自重,有效防止了开裂和减少挠度,行车舒适,建筑高度变薄,促使结构更加经济、轻巧、美观。
2、受力特性分析
现代的高速公路桥梁呈现出弯多、斜桥多、坡多、异形桥多,同时为了达到增大桥下净空的目的,又呈现出独柱墩及少柱墩多,大悬臂多等特点,对于多层立交还表现为高桥墩多,高等级道路表现出来的多车道、宽桥多等“几多”现象。这些都属于特殊的桥梁结构,都存在着特殊的受力条件,因此,在设计上必须做到精确地分析和合理地布局,确保正确地设计。预应力是一个相当复杂的空间力系,存在于这些特殊的桥梁结构中,对其影响影响因素我们必须实施综合考虑,以确保其结构内力值趋于最小,促进其结构更为合理化。比如,弯梁的弯扭内力可以借助预应力空间效应来抵消;再比如,该技术应用于在多梁格的宽桥,其横向的预应力可以用于调整改善主梁的受力,使其平衡等等。大量实践表明,预应力的存在为改善桥梁受力条件起到的作用还是相当明显的。
二、预应力技术应用中的常见问题
1、拉张时间问题
为增加公路施工中混凝土预应力的早期强度,通常使用早强剂提前对混凝土浇筑进行张拉,从而使混凝土构建具备相应的强度。如果速度过快,则混凝土构建强度和弹性模量不成比例,导致预应力损伤,甚至会影响到公路桥梁的承载能力,出现裂缝等问题。因而早强剂的使用要慎重,要选对时机。
2、张力控制问题
预应力技术起步较晚,因而缺乏相应的参考的和标准,仅仅是依靠经验和技术人员的摸索。通常情况下,施工人员未经系统的培训,对张力控制不够成熟,偏差容易出现,混凝土构建的稳固程度也会受到影响。因而要积极规范操作流程,注重对技术人员的培训提升,同时还要注意设备的更新和改善。
3、预应力钢筋管道阻塞问题
若施工人员施工技术不够规范,在混凝土浇筑时,多会存在野蛮作业情况,或操作中存在较大的安全漏洞,增加钢筋管道堵塞发生可能性,实际的张拉受到限制,实际张拉长度以及理论规范长度之间误差较大,影响了工程施工,以及增加工程施工的成本,为了有效减少预应力钢筋管道堵塞发生。因此有必要完善落实具体的规范要求,准确定位管道内部,防止管道弯折以及扭曲发生。在具体施工中,施工人员可在专业人员指导下操作,不能盲目作业。
4、收缩徐变过大
在桥梁、公路预应力施工中,混凝土路面若出现过大的收缩徐变,可能会出现预应力损失,影响工程质量水平。因此在具体施工中,采用外来剂时应注意适当减少剂量,混凝土应尽量选择强度高以及水灰比小,提高工程施工质量水平。
5、真空灌浆问题
施工中为了解决后张预应力钢筋混凝土中预应力筋被腐蚀的问题,常用的解决方法是采用压力灌浆。但是应该注意,实施高质量的灌浆才能提高预应力筋的抗腐蚀效果。若水泥浆流动性不良,禁止加水增强其流动性,在搅拌时,要注意水泥、水以及外加剂的使用情况,且应一次性导出搅拌机内的浆体,压浆前,需先将空压机内的脏物及时清理出。
三、路桥施工中的预应力技术
1、混凝土材料的选择
目前工程实施中广泛采用是可以充分发挥材料强度的高强混凝土,这种混凝土可以有效的减少自重和截面尺寸,从而提高跨越能力。而预应力混凝土恰恰就是要求混凝土应具有高强度、低收缩徐变、高弹性模量、缓凝早强等特点。这样一来,便可有效减少预应力损失,提高设备的利用率和构件的生产率,为加速施工提供了保障。以我国著名的大桥为实例,如武汉长江二桥、汕头海湾大桥等都是使用的C40~C50级泵送混凝土。另外,随着化学工业的不断发展,施工中也开始在混凝土中添置一些外加剂,如缓凝剂、减水剂、膨胀剂等,极大地改善了混凝土的性能。
2、预应力钢绞线的选择
预应力钢绞线运用在公路桥梁中可以节省至少1/3以上的钢材,其显著的经济效益和社会效益是其他类型的钢材所不能比拟的。目前,国内外工程领域使用的预应力钢材主要有冷拉预应力钢丝、预应力钢筋、低松弛预应力钡丝矫、普通预应力钢绞线、直回火预应力钢丝以及低松驰钢绞线等。其中的低松弛钢绞线是最新的一代,具有高效、施工方便的优点,可以使构件轻薄美观。在选择预应力钢绞线的时候,施工方会以钢绞线性能参数(表面状态、几何参数、松散性、断裂荷载、屈服荷载、松弛、伸长率等)和钢绞线标准(品种规格、尺寸公差、破断荷载、等)作为选择的参考因素。
3、预应力锚具的应用
随着经济的快速发展,预应力锚在公路桥梁工程建设中应用越来越广泛,目前常用的锚具是柳州欧维姆机械股份有限公司的锚具产品“OVM”——“欧维姆”,它在公路桥梁建设中扮演了重要的作用。首先,在公路桥梁建设中,锚具是整个公路构造的重要组成部分,是用土或石料修筑而成的线形结构物,由锚具体、边坡、边沟及其它附属设施等几个部分组成。在实际应用中,它要承受的不仅是本身的岩土重量和锚垫板重力,还有来自行车的荷载。在制造过程中若没有特殊的要求,石块厚度应大于等于15cm,能避免构件截面呈过大的偏心受力状态,使构件边缘产生过大的拉应力。
其次在桥隧工程中张拉时必须先张拉靠近截面形心的钢束,如果有多排钢束,必须对称进行。石块厚度应大于等于15m,从而能保证汽车在公路上能全天候、稳定、高速、舒适、安全地运行。为有效避免梁腹产生裂缝,张拉时不能使曲线梁内、外边缘产生过大的拉应力。
4、预应力钢绞线张拉
(1)张拉控制应力
张拉控制应力非常的重要,它直接影响到了施工的质量,及公路桥梁的结构。所以,只有使张拉控制力达到了一定的要求和标准,才能够控制好张拉的质量。预应力的值不能太大,如果超过了设计值的范围,就会使钢绞线的截面减少,同时,承载力和受力也会随之而变小。抗裂度也不能太高,因为抗裂度如果太高,会使得预应力处于过高的应力状态,从而慢慢的靠近结构裂缝。一旦发生破坏的现象和行为,结构就会产生变化。另外,钢绞线的张拉控制力过度,还会导致其拉断、产生其他危害事故。因此,张拉控制力必须在标准的范围内。
(2)张拉时的控制要点
首先要计算平均张拉力的值,然后再取L值,加上锚垫板到工具夹片的前端的距离值,从而获得L值。伸长值又分为理论伸长值和实际伸长值,这种两种值都必须以初应力到控制应力部分的值为准,然后再进行对比和分析。在实际的施工过程当中,伸长值的测量和计算容易出现较大的差错。
在张拉的时候必须严格根据顺序和标准来操作,要接近结构形心位置,还要防止构件截面因为太大而造成受力的不均衡。另外,还要再两端同时进行张拉,或者是先控制和固定好一端,进行一端的张拉,然后再进行另一端的张拉。
总之,在整个路桥施工中预应力技术探讨的过程中,要重視路桥施工中的每一个环节,预防质量通病,保证预应力技术施工的规范性,使整个路桥施工工程的质量得到保证。
参考文献:
[1]江凤梅.在公路桥梁施工中预应力技术的应用分析[J].建筑工程2012(3):11-13.
[2]张卫国.浅析公路桥梁施工中预应力技术研究[J]. 中国城市经济. 2011(12)
[3]曹明星,段同军.预应力技术在公路桥梁施工中应用及问题[J].城市建设理论研究,2012(6)
关键词:路桥;预应力;技术;应用
中图分类号:TU378文献标识码: A
路桥施工中的预应力技术是指在路桥工程主要结构内相关构件受到外荷载前,对其受拉模块中主要钢筋部件施加预应力的方式提高主要构件的刚度。即在混凝土工程中通过预应力技术,进行预应力混凝土构件,使混凝土构建所产生的预应力以减小或消除外荷载所引起的拉应力,利用混凝土产生高强度的抗压能力弥补其抗拉强度上存在的缺陷和不足,有效延迟混凝土受拉区域的开裂,确保工程施工质量。
一、路桥施工中预应力的特点分析
1、使用功能分析
路桥工程中预应力混凝土结构所用的都是高强度钢材与高标号混凝土材料,有效地节省了材料,促使结构截面尺寸减小了,使得桥梁建筑高度得到了有效的降低。这些点特别适合于现代的桥梁,特别是多层立交,高度的降低,必然缩小引道的长度,使行车纵坡降低,有效地减少占地,社会经济效益得到了有效地提高。同时,该技术结构刚度大,有效降低了结构自重,有效防止了开裂和减少挠度,行车舒适,建筑高度变薄,促使结构更加经济、轻巧、美观。
2、受力特性分析
现代的高速公路桥梁呈现出弯多、斜桥多、坡多、异形桥多,同时为了达到增大桥下净空的目的,又呈现出独柱墩及少柱墩多,大悬臂多等特点,对于多层立交还表现为高桥墩多,高等级道路表现出来的多车道、宽桥多等“几多”现象。这些都属于特殊的桥梁结构,都存在着特殊的受力条件,因此,在设计上必须做到精确地分析和合理地布局,确保正确地设计。预应力是一个相当复杂的空间力系,存在于这些特殊的桥梁结构中,对其影响影响因素我们必须实施综合考虑,以确保其结构内力值趋于最小,促进其结构更为合理化。比如,弯梁的弯扭内力可以借助预应力空间效应来抵消;再比如,该技术应用于在多梁格的宽桥,其横向的预应力可以用于调整改善主梁的受力,使其平衡等等。大量实践表明,预应力的存在为改善桥梁受力条件起到的作用还是相当明显的。
二、预应力技术应用中的常见问题
1、拉张时间问题
为增加公路施工中混凝土预应力的早期强度,通常使用早强剂提前对混凝土浇筑进行张拉,从而使混凝土构建具备相应的强度。如果速度过快,则混凝土构建强度和弹性模量不成比例,导致预应力损伤,甚至会影响到公路桥梁的承载能力,出现裂缝等问题。因而早强剂的使用要慎重,要选对时机。
2、张力控制问题
预应力技术起步较晚,因而缺乏相应的参考的和标准,仅仅是依靠经验和技术人员的摸索。通常情况下,施工人员未经系统的培训,对张力控制不够成熟,偏差容易出现,混凝土构建的稳固程度也会受到影响。因而要积极规范操作流程,注重对技术人员的培训提升,同时还要注意设备的更新和改善。
3、预应力钢筋管道阻塞问题
若施工人员施工技术不够规范,在混凝土浇筑时,多会存在野蛮作业情况,或操作中存在较大的安全漏洞,增加钢筋管道堵塞发生可能性,实际的张拉受到限制,实际张拉长度以及理论规范长度之间误差较大,影响了工程施工,以及增加工程施工的成本,为了有效减少预应力钢筋管道堵塞发生。因此有必要完善落实具体的规范要求,准确定位管道内部,防止管道弯折以及扭曲发生。在具体施工中,施工人员可在专业人员指导下操作,不能盲目作业。
4、收缩徐变过大
在桥梁、公路预应力施工中,混凝土路面若出现过大的收缩徐变,可能会出现预应力损失,影响工程质量水平。因此在具体施工中,采用外来剂时应注意适当减少剂量,混凝土应尽量选择强度高以及水灰比小,提高工程施工质量水平。
5、真空灌浆问题
施工中为了解决后张预应力钢筋混凝土中预应力筋被腐蚀的问题,常用的解决方法是采用压力灌浆。但是应该注意,实施高质量的灌浆才能提高预应力筋的抗腐蚀效果。若水泥浆流动性不良,禁止加水增强其流动性,在搅拌时,要注意水泥、水以及外加剂的使用情况,且应一次性导出搅拌机内的浆体,压浆前,需先将空压机内的脏物及时清理出。
三、路桥施工中的预应力技术
1、混凝土材料的选择
目前工程实施中广泛采用是可以充分发挥材料强度的高强混凝土,这种混凝土可以有效的减少自重和截面尺寸,从而提高跨越能力。而预应力混凝土恰恰就是要求混凝土应具有高强度、低收缩徐变、高弹性模量、缓凝早强等特点。这样一来,便可有效减少预应力损失,提高设备的利用率和构件的生产率,为加速施工提供了保障。以我国著名的大桥为实例,如武汉长江二桥、汕头海湾大桥等都是使用的C40~C50级泵送混凝土。另外,随着化学工业的不断发展,施工中也开始在混凝土中添置一些外加剂,如缓凝剂、减水剂、膨胀剂等,极大地改善了混凝土的性能。
2、预应力钢绞线的选择
预应力钢绞线运用在公路桥梁中可以节省至少1/3以上的钢材,其显著的经济效益和社会效益是其他类型的钢材所不能比拟的。目前,国内外工程领域使用的预应力钢材主要有冷拉预应力钢丝、预应力钢筋、低松弛预应力钡丝矫、普通预应力钢绞线、直回火预应力钢丝以及低松驰钢绞线等。其中的低松弛钢绞线是最新的一代,具有高效、施工方便的优点,可以使构件轻薄美观。在选择预应力钢绞线的时候,施工方会以钢绞线性能参数(表面状态、几何参数、松散性、断裂荷载、屈服荷载、松弛、伸长率等)和钢绞线标准(品种规格、尺寸公差、破断荷载、等)作为选择的参考因素。
3、预应力锚具的应用
随着经济的快速发展,预应力锚在公路桥梁工程建设中应用越来越广泛,目前常用的锚具是柳州欧维姆机械股份有限公司的锚具产品“OVM”——“欧维姆”,它在公路桥梁建设中扮演了重要的作用。首先,在公路桥梁建设中,锚具是整个公路构造的重要组成部分,是用土或石料修筑而成的线形结构物,由锚具体、边坡、边沟及其它附属设施等几个部分组成。在实际应用中,它要承受的不仅是本身的岩土重量和锚垫板重力,还有来自行车的荷载。在制造过程中若没有特殊的要求,石块厚度应大于等于15cm,能避免构件截面呈过大的偏心受力状态,使构件边缘产生过大的拉应力。
其次在桥隧工程中张拉时必须先张拉靠近截面形心的钢束,如果有多排钢束,必须对称进行。石块厚度应大于等于15m,从而能保证汽车在公路上能全天候、稳定、高速、舒适、安全地运行。为有效避免梁腹产生裂缝,张拉时不能使曲线梁内、外边缘产生过大的拉应力。
4、预应力钢绞线张拉
(1)张拉控制应力
张拉控制应力非常的重要,它直接影响到了施工的质量,及公路桥梁的结构。所以,只有使张拉控制力达到了一定的要求和标准,才能够控制好张拉的质量。预应力的值不能太大,如果超过了设计值的范围,就会使钢绞线的截面减少,同时,承载力和受力也会随之而变小。抗裂度也不能太高,因为抗裂度如果太高,会使得预应力处于过高的应力状态,从而慢慢的靠近结构裂缝。一旦发生破坏的现象和行为,结构就会产生变化。另外,钢绞线的张拉控制力过度,还会导致其拉断、产生其他危害事故。因此,张拉控制力必须在标准的范围内。
(2)张拉时的控制要点
首先要计算平均张拉力的值,然后再取L值,加上锚垫板到工具夹片的前端的距离值,从而获得L值。伸长值又分为理论伸长值和实际伸长值,这种两种值都必须以初应力到控制应力部分的值为准,然后再进行对比和分析。在实际的施工过程当中,伸长值的测量和计算容易出现较大的差错。
在张拉的时候必须严格根据顺序和标准来操作,要接近结构形心位置,还要防止构件截面因为太大而造成受力的不均衡。另外,还要再两端同时进行张拉,或者是先控制和固定好一端,进行一端的张拉,然后再进行另一端的张拉。
总之,在整个路桥施工中预应力技术探讨的过程中,要重視路桥施工中的每一个环节,预防质量通病,保证预应力技术施工的规范性,使整个路桥施工工程的质量得到保证。
参考文献:
[1]江凤梅.在公路桥梁施工中预应力技术的应用分析[J].建筑工程2012(3):11-13.
[2]张卫国.浅析公路桥梁施工中预应力技术研究[J]. 中国城市经济. 2011(12)
[3]曹明星,段同军.预应力技术在公路桥梁施工中应用及问题[J].城市建设理论研究,2012(6)