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【摘 要】 当前预应力混凝土结构以及技术在公路桥梁建设中得到了广泛应用。但是在施工过程中还存在着许多的问题亟待我们去解决,它要求我们在不断改进施工技术的同时进行理论上的研究,同时对施工措施进行改进。本文简要分析了预应力技术在桥梁施工中的应用,以供探讨。
【关键词】 预应力技术;公路桥梁;结构应用
引言:
最近几年我国经济发展迅速,特别是在公路桥梁工程施工上更是不断发展。在公路桥梁工程中预应力具有重要作用,其结构简单、节省材料、可靠安全等优势都促使它应用广泛,成为了公路桥梁工程施工中不可缺少的技术。但预应力技术在应用中依然存在着许多问题,这些问题已经引起人们的重视,正处于探索中。
一、预应力技术简介
公路桥梁施工中的预应力技术通常是指预应力混凝土,所谓预应力混凝土结构,是在结构构件受外力荷载作用前,先人为地对它施加压力,由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力,即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足,达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。以预应力混凝土制成的结构,因以张拉钢筋的方法来达到预压应力,所以也称预应力钢筋混凝土结构。混凝土的抗压强度虽高,而抗拉强度却很低,通过对预期受拉的部位施加预压应力的方法,就能克服混凝土抗拉强度低的弱点,达到利用预压应力建成不开裂的结构。
二、预应力技术及存在的问题
从实践来看,路桥施工中的预应力技术应用主要是通过该技术在混凝土工程中的应用得以体现的,并通过构建预应力混凝土构件,使混凝土構件产生的预应力用以减小或者抵消外在力量所引起的诸多拉应力;它是借助混凝土特有的抗压强度以弥补抗拉强度之不足,从而达到延缓受拉区内混凝土开裂之目的。一般而言,路桥工程施工中的预应力混凝土构件主要是通过采用高强度的钢材、高强度的混凝土等,使预应力混凝土结构形成抗裂能力强、刚度大、抗渗性能好、强度高、抗疲劳性能好以及抗剪能力强等特点,以实现节约钢材、减小结构的截面尺寸、节约混凝土、降低结构的自重以及防止开裂之目的。据调查显示,在路桥施工过程中应用预应力技术,可以使路桥工程表现的更加美观、轻巧和经济,同时也有效的提高了路桥工程的使用寿命。在路桥施工过程中,虽然预应力混凝土技术具有很大的价值,但也存在着一些问题,比如混凝土浇筑时出现的波纹管堵塞,很可能导致后期的预应力钢绞线穿柬难以通过。当出现此类问题时,就会是路桥施工受阻,甚至会拖延施工工期,造成巨大的人力、物力耗损,进而增加该工程项目的施工成本。堵管后果甚是严重,究其原因,主要是路桥施工过程中没有严格的按照相关规范和标准进行安装,导致波纹管的定位不精确,进而使其出现弯折、扭曲;另一个原因可能是因为负责振捣混凝土的工作人员没有按照规范进行操作,导致波纹管出现局部破裂,进而使混凝土水泥浆逐渐渗漏入波纹管之中,造成堵管现象。当正确认识到这些问题及其成因时,只要加强施工过程中的思想重视和规范作业,预应力技术便可以为路桥工程施工提供更有效的帮助。
三、预应力技术在路桥工程施工中的应用
1、对预应力效应进行探讨
在预应力混凝土的结构进行设计过程中,设计者都会运用这样的方法来进行:按照平时在工作中积累下来的经验和借鉴其他公路桥梁建设的工作经验当作预应力钢束的分布图,然后对预应力进行认真地研究,对一切的结构横面预应力进行详细检查,如果预应力达不到桥梁结构的承受力要求,就必须对钢束的分布情况做些更改,对横面预应力的情况进行再次仔细的检查,经过反复试验,直至达到预应力标准的钢束分布图产生为止。
2、在受弯构件施工中的应用
受弯构件的材料多样,强度不同,应用范围也就不同,其中碳纤维的强度是比较高的,在施工过程中应用的工序较为简单,因此应用的比较广泛。就我国目前的公路桥梁受弯构件施工中利用碳纤维片材来对受弯构件加固已经成为普遍采用的方式。但是在实际的公路桥梁施工时,在加固受弯构件之前,结构混凝土就已经具有初始的拉应变和压应变,这样就使得如果受压区内混凝土的压应变达到混凝土极限压应变时,那么受弯构件也就达到了其极限承载能力,造成质量安全隐患,因此在实际施工中就对于受弯构件就提成了更高的要求。
3、预应力在混凝土箱梁中的应用
跨径40~60m,采用等截面连续箱梁,强、低松弛钢绞线。纵向预应力采用中等或偏的张拉吨位,根据施工方法,可采用连接锚具续配置纵向预应力钢束:当箱梁悬臂板悬出长度在4.0m以上,要配置桥面板横向预应力钢束一般采用扁锚3~5根钢绞线为一束箱梁的施工方法,我国一般采用支架现浇或滑模逐孔浇筑。跨径70~200m采用变面连续箱梁,除了按一般连续箱梁配置纵、横预应力钢束以外,在箱梁腹板中配置精轧螺纹粗钢筋的竖向预应力称为三向预应力混凝土结构。施工方法多采用悬臂浇筑,也可以预制拼装。目前,国内修建40~60m等截面的”双向”预应力结构较多,大跨径、变截面连续箱梁相对较少。
4、钢绞线及锚具的选择
当前预应力技术中所需钢材主要有低松弛钢绞线、普通预应力钢绞线、矫直回火预应力钢丝以及预应力钢筋等,其中低松弛钢绞线是一种新型钢材,它具有经济高效、便于施工、实用价值高以及可以提高建筑结构轻便性与美观度等特点,因而在工程施工中得以广泛应用。在路桥施工过程中,预应力钢绞线可以有效的提高路桥施工工程的经济效益与社会效益,对于节省建材和施工成本具有重要的作用。在预应力混凝土技术应用过程中,应当从如下方面选择钢材:伸长率参数、松散程度、断裂荷载度、表面状态以及几何参数等;选择钢绞线应注意松弛性、尺寸和规格以及延伸率。一般而言,预应力技术可分为先张法与后张法两种。其中后张法所用到的锚具又可以分为机械锚固和摩阻锚固。机械锚具主要是应用在预应力钢材的端部,它是通过加工后才成为具备条件的一类锚固。从实践来看,这类锚具不仅可以应用在集束型的高强钢丝与锚旋高强度的粗钢筋之中,而且可应用在多根钢绞线或单根钢绞线锚旋之中,具有应力损失小、连接方便等特点,并且在预应力灌浆之前可重复放松。摩阻锚具的类型与品种都非常的多,应用范围也比较广泛,此类锚具可通过楔形的锚具拉紧钢材,锚固力吨位比较大,且很容易发生变化,而且穿索操作过程比较便捷。
【关键词】 预应力技术;公路桥梁;结构应用
引言:
最近几年我国经济发展迅速,特别是在公路桥梁工程施工上更是不断发展。在公路桥梁工程中预应力具有重要作用,其结构简单、节省材料、可靠安全等优势都促使它应用广泛,成为了公路桥梁工程施工中不可缺少的技术。但预应力技术在应用中依然存在着许多问题,这些问题已经引起人们的重视,正处于探索中。
一、预应力技术简介
公路桥梁施工中的预应力技术通常是指预应力混凝土,所谓预应力混凝土结构,是在结构构件受外力荷载作用前,先人为地对它施加压力,由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力,即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足,达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。以预应力混凝土制成的结构,因以张拉钢筋的方法来达到预压应力,所以也称预应力钢筋混凝土结构。混凝土的抗压强度虽高,而抗拉强度却很低,通过对预期受拉的部位施加预压应力的方法,就能克服混凝土抗拉强度低的弱点,达到利用预压应力建成不开裂的结构。
二、预应力技术及存在的问题
从实践来看,路桥施工中的预应力技术应用主要是通过该技术在混凝土工程中的应用得以体现的,并通过构建预应力混凝土构件,使混凝土構件产生的预应力用以减小或者抵消外在力量所引起的诸多拉应力;它是借助混凝土特有的抗压强度以弥补抗拉强度之不足,从而达到延缓受拉区内混凝土开裂之目的。一般而言,路桥工程施工中的预应力混凝土构件主要是通过采用高强度的钢材、高强度的混凝土等,使预应力混凝土结构形成抗裂能力强、刚度大、抗渗性能好、强度高、抗疲劳性能好以及抗剪能力强等特点,以实现节约钢材、减小结构的截面尺寸、节约混凝土、降低结构的自重以及防止开裂之目的。据调查显示,在路桥施工过程中应用预应力技术,可以使路桥工程表现的更加美观、轻巧和经济,同时也有效的提高了路桥工程的使用寿命。在路桥施工过程中,虽然预应力混凝土技术具有很大的价值,但也存在着一些问题,比如混凝土浇筑时出现的波纹管堵塞,很可能导致后期的预应力钢绞线穿柬难以通过。当出现此类问题时,就会是路桥施工受阻,甚至会拖延施工工期,造成巨大的人力、物力耗损,进而增加该工程项目的施工成本。堵管后果甚是严重,究其原因,主要是路桥施工过程中没有严格的按照相关规范和标准进行安装,导致波纹管的定位不精确,进而使其出现弯折、扭曲;另一个原因可能是因为负责振捣混凝土的工作人员没有按照规范进行操作,导致波纹管出现局部破裂,进而使混凝土水泥浆逐渐渗漏入波纹管之中,造成堵管现象。当正确认识到这些问题及其成因时,只要加强施工过程中的思想重视和规范作业,预应力技术便可以为路桥工程施工提供更有效的帮助。
三、预应力技术在路桥工程施工中的应用
1、对预应力效应进行探讨
在预应力混凝土的结构进行设计过程中,设计者都会运用这样的方法来进行:按照平时在工作中积累下来的经验和借鉴其他公路桥梁建设的工作经验当作预应力钢束的分布图,然后对预应力进行认真地研究,对一切的结构横面预应力进行详细检查,如果预应力达不到桥梁结构的承受力要求,就必须对钢束的分布情况做些更改,对横面预应力的情况进行再次仔细的检查,经过反复试验,直至达到预应力标准的钢束分布图产生为止。
2、在受弯构件施工中的应用
受弯构件的材料多样,强度不同,应用范围也就不同,其中碳纤维的强度是比较高的,在施工过程中应用的工序较为简单,因此应用的比较广泛。就我国目前的公路桥梁受弯构件施工中利用碳纤维片材来对受弯构件加固已经成为普遍采用的方式。但是在实际的公路桥梁施工时,在加固受弯构件之前,结构混凝土就已经具有初始的拉应变和压应变,这样就使得如果受压区内混凝土的压应变达到混凝土极限压应变时,那么受弯构件也就达到了其极限承载能力,造成质量安全隐患,因此在实际施工中就对于受弯构件就提成了更高的要求。
3、预应力在混凝土箱梁中的应用
跨径40~60m,采用等截面连续箱梁,强、低松弛钢绞线。纵向预应力采用中等或偏的张拉吨位,根据施工方法,可采用连接锚具续配置纵向预应力钢束:当箱梁悬臂板悬出长度在4.0m以上,要配置桥面板横向预应力钢束一般采用扁锚3~5根钢绞线为一束箱梁的施工方法,我国一般采用支架现浇或滑模逐孔浇筑。跨径70~200m采用变面连续箱梁,除了按一般连续箱梁配置纵、横预应力钢束以外,在箱梁腹板中配置精轧螺纹粗钢筋的竖向预应力称为三向预应力混凝土结构。施工方法多采用悬臂浇筑,也可以预制拼装。目前,国内修建40~60m等截面的”双向”预应力结构较多,大跨径、变截面连续箱梁相对较少。
4、钢绞线及锚具的选择
当前预应力技术中所需钢材主要有低松弛钢绞线、普通预应力钢绞线、矫直回火预应力钢丝以及预应力钢筋等,其中低松弛钢绞线是一种新型钢材,它具有经济高效、便于施工、实用价值高以及可以提高建筑结构轻便性与美观度等特点,因而在工程施工中得以广泛应用。在路桥施工过程中,预应力钢绞线可以有效的提高路桥施工工程的经济效益与社会效益,对于节省建材和施工成本具有重要的作用。在预应力混凝土技术应用过程中,应当从如下方面选择钢材:伸长率参数、松散程度、断裂荷载度、表面状态以及几何参数等;选择钢绞线应注意松弛性、尺寸和规格以及延伸率。一般而言,预应力技术可分为先张法与后张法两种。其中后张法所用到的锚具又可以分为机械锚固和摩阻锚固。机械锚具主要是应用在预应力钢材的端部,它是通过加工后才成为具备条件的一类锚固。从实践来看,这类锚具不仅可以应用在集束型的高强钢丝与锚旋高强度的粗钢筋之中,而且可应用在多根钢绞线或单根钢绞线锚旋之中,具有应力损失小、连接方便等特点,并且在预应力灌浆之前可重复放松。摩阻锚具的类型与品种都非常的多,应用范围也比较广泛,此类锚具可通过楔形的锚具拉紧钢材,锚固力吨位比较大,且很容易发生变化,而且穿索操作过程比较便捷。