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摘要:预应力混凝土结构在桥梁工程中的广泛使用,有效提高了桥梁构件的刚度和抗裂度,减轻结构自重,改善卸载后的恢复能力,增加结构的耐久性。但由于预应力混凝土结构具有施工工艺复杂、预应力反拱不易控制等缺点,增加了桥梁工程施工难度。因此,在实际工程中如何有效控制预应力混凝土桥梁的施工质量已经成为工程师面临的新课题。
关键词:预应力;混凝土;桥梁施工;优缺点;质量控制
Abstract: the prestressed concrete structure in the widely used bridge engineering, effectively improve the bridge of the stiffness and component of LieDu, reduce weight structure, improve the uninstall recovery capacity, increase the durability of structures. But because the prestressed concrete structure is complex, prestressed construction technology against arch shortcomings, such as not easy to control, increased the bridge construction difficulty. Therefore, the real project how to effectively control quality of the construction of the prestressed concrete bridge has become engineers are faced with new topic.
Keywords: prestressed; Concrete; Bridge construction; Advantages and disadvantages; Quality control
中图分类号:U445文献标识码:A 文章编号:
预应力混凝土梁桥是公路桥梁中常用到的一种桥型,其结构受力简洁合理,比普通钢筋混凝土具有较高的刚度和抗裂性,行车条件舒适。预应力混凝土施工质量要求严格,由于设计、施工不当,或是工艺、设备、机具等的缺陷,桥梁预应力混凝土工程中的预应力往往在锚固区集中了很大的局部压力和设计难避免的次应力,从而引起裂缝。为此,应该严格控制预应力筋的张拉过程和混凝土浇筑过程,确保预应力混凝土的施工质量。
一、预应力混凝土结构的优缺点
预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比,具有下列主要优点:①改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力,可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度;采用预应力,也能降低甚至消除使用荷载下的挠度,因此,可跨越大的空间,建造大跨结构。②提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成,提高其受剪承载力。③改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去,预应力就会使裂缝完全闭合,大大改善结构构件的弹性恢复能力。④提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度,而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲劳)所控制的。⑤能充分利用高强度钢材,减轻結构自重。在普通钢筋混凝土结构中,由于裂缝和挠度问题,如使用高强度钢材,不可能充分发挥其强度。⑥可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载,成为调整结构内力和变形的手段。
预应力混凝土结构存在的缺点:①工艺较复杂,质量要求高,因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。②需要有一定的专业设备,如张拉机具、灌浆设备等。③预应力反拱不易控制,它将随混凝土的徐变增加而加大,可能影响结构使用效果。④预应力混凝土结构的开工费用较大,对于跨径小、构件数量少的工程,成本较高。
二、预应力混凝土桥梁施工质量控制措施
1 锚具质量控制
为保证锚具质量,应选用有代表性的预应力钢材,按照施加荷载的前4级,测量每一级预应力钢材与锚具之间的相对位移,同时应分析相对位移与预应力筋的受力增加是否成正比,并检查预应力钢材是否滑动,以防出现滑丝想象。
2 保证混凝土的质量
混凝土质量均匀性要好,其强度应达到设计要求,抗压强度不能低于C40,并具有良好的泌水性、和易性。混凝土的配合比、搅拌、浇筑、养护等过程都会影响施工质量。对于配合比,在满足施工要求的条件下要尽量减少单位用水量,这样单位水泥用量也减少,进而减小混凝土水化热、施加预应力之前的收缩裂缝和混凝土徐变引起的预应力损失。
3 认真安装预应力管道
预应力管道安装是否正确会影响梁体的受力情况,对桥梁施工质量会产生较大影响。在管道安装过程中,应控制好管道位置,避免混凝土浇筑过程中出现管道漏浆或上浮的现象。预应力管道安装施工应严格控制管道位置,做好密封工作,检查是否漏浆。
4 滑丝、断丝的预防和处理
千斤顶工具式夹片在施工过程中会不断磨损,出现滑丝现象。为防止出现滑丝,夹片的硬度不仅要检查出厂合格证,而且要在现场进行复验;如果滑丝没有超过规定允许的数量,可以不做处理;加强对钢丝线的椭圆度、直径偏差、硬度的检查。对滑丝进行处理时,可以将压力机立即回油,并更换工具式夹片,清理锚具锥孔与夹片之间的杂物进行重新张拉。如果还是有滑丝现象,需重新检测锚具和钢绞线,再次标定千斤顶油压表,确保今后万无一失。对于断丝,可能因为绞线、锚具存在质量问题或绞线受力不均匀度过大。如果是绞线或锚具质量不合格产生断丝,应更换绞线或锚具。
5 预应力孔道压浆工序施工
预应力孔道压浆有两个重要作用:一是保护预应力筋不被锈蚀;二是保证预力筋和结构共同工作;然而实际工程中预应力孔道的压浆不饱满、不密实、漏浆和漏灌现象十分普遍,已成为预应力结构的通病。其主要原因除了施工单位对孔道压浆工序不够重视外,目前的压浆工艺、留孔质量、浆体配置等也存在一定问题,特别是浆体的水灰比,较规范的规定值(0..4-0.45)偏大。采用规范规定的水灰比后孔道浆体泌水,孔道不易饱满和密实。为了防治孔道压浆不密实,可采取以下措施:①孔道在灌浆前应以高压水冲洗,除去杂物,疏通和湿润整个管道;②配制高质量的浆液,选用的水泥可用强度等级不低于325MPa的普通硅酸盐水泥,灰浆水灰比宜控制在0.1-0.45,泌水率宜小于2%,最大不应超过3%,灰浆应具有良好的流动性并不易离析,可掺入适量的减水剂和微膨胀剂,但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂,掺量和配方应通过试验确定;③管道及排气口应疏通,压浆时应从低处往高处压,待高处的孔眼冒溢浓浆后,堵住排气口持荷继续加压,待泌水流光后,再塞住孔口;④对孔道较长或第一次压浆不够理想的,可进行二次压浆, 二次压浆应在第一次压浆初凝后进行。
参考文献
[1] 马晓强. 预应力混凝土桥梁施工质量控制[J]. 价值工程, 2011,(09)
[2] 房满真,纪文华. 预应力混凝土结构工程施工质量的控制[J]. 安徽建筑, 2004,(01) .
[3] 苏志英.后张法预制铁路箱梁工程施工质量控制[J].山西建筑,2008,34(32):214-215.
关键词:预应力;混凝土;桥梁施工;优缺点;质量控制
Abstract: the prestressed concrete structure in the widely used bridge engineering, effectively improve the bridge of the stiffness and component of LieDu, reduce weight structure, improve the uninstall recovery capacity, increase the durability of structures. But because the prestressed concrete structure is complex, prestressed construction technology against arch shortcomings, such as not easy to control, increased the bridge construction difficulty. Therefore, the real project how to effectively control quality of the construction of the prestressed concrete bridge has become engineers are faced with new topic.
Keywords: prestressed; Concrete; Bridge construction; Advantages and disadvantages; Quality control
中图分类号:U445文献标识码:A 文章编号:
预应力混凝土梁桥是公路桥梁中常用到的一种桥型,其结构受力简洁合理,比普通钢筋混凝土具有较高的刚度和抗裂性,行车条件舒适。预应力混凝土施工质量要求严格,由于设计、施工不当,或是工艺、设备、机具等的缺陷,桥梁预应力混凝土工程中的预应力往往在锚固区集中了很大的局部压力和设计难避免的次应力,从而引起裂缝。为此,应该严格控制预应力筋的张拉过程和混凝土浇筑过程,确保预应力混凝土的施工质量。
一、预应力混凝土结构的优缺点
预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比,具有下列主要优点:①改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力,可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度;采用预应力,也能降低甚至消除使用荷载下的挠度,因此,可跨越大的空间,建造大跨结构。②提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成,提高其受剪承载力。③改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去,预应力就会使裂缝完全闭合,大大改善结构构件的弹性恢复能力。④提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度,而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲劳)所控制的。⑤能充分利用高强度钢材,减轻結构自重。在普通钢筋混凝土结构中,由于裂缝和挠度问题,如使用高强度钢材,不可能充分发挥其强度。⑥可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载,成为调整结构内力和变形的手段。
预应力混凝土结构存在的缺点:①工艺较复杂,质量要求高,因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。②需要有一定的专业设备,如张拉机具、灌浆设备等。③预应力反拱不易控制,它将随混凝土的徐变增加而加大,可能影响结构使用效果。④预应力混凝土结构的开工费用较大,对于跨径小、构件数量少的工程,成本较高。
二、预应力混凝土桥梁施工质量控制措施
1 锚具质量控制
为保证锚具质量,应选用有代表性的预应力钢材,按照施加荷载的前4级,测量每一级预应力钢材与锚具之间的相对位移,同时应分析相对位移与预应力筋的受力增加是否成正比,并检查预应力钢材是否滑动,以防出现滑丝想象。
2 保证混凝土的质量
混凝土质量均匀性要好,其强度应达到设计要求,抗压强度不能低于C40,并具有良好的泌水性、和易性。混凝土的配合比、搅拌、浇筑、养护等过程都会影响施工质量。对于配合比,在满足施工要求的条件下要尽量减少单位用水量,这样单位水泥用量也减少,进而减小混凝土水化热、施加预应力之前的收缩裂缝和混凝土徐变引起的预应力损失。
3 认真安装预应力管道
预应力管道安装是否正确会影响梁体的受力情况,对桥梁施工质量会产生较大影响。在管道安装过程中,应控制好管道位置,避免混凝土浇筑过程中出现管道漏浆或上浮的现象。预应力管道安装施工应严格控制管道位置,做好密封工作,检查是否漏浆。
4 滑丝、断丝的预防和处理
千斤顶工具式夹片在施工过程中会不断磨损,出现滑丝现象。为防止出现滑丝,夹片的硬度不仅要检查出厂合格证,而且要在现场进行复验;如果滑丝没有超过规定允许的数量,可以不做处理;加强对钢丝线的椭圆度、直径偏差、硬度的检查。对滑丝进行处理时,可以将压力机立即回油,并更换工具式夹片,清理锚具锥孔与夹片之间的杂物进行重新张拉。如果还是有滑丝现象,需重新检测锚具和钢绞线,再次标定千斤顶油压表,确保今后万无一失。对于断丝,可能因为绞线、锚具存在质量问题或绞线受力不均匀度过大。如果是绞线或锚具质量不合格产生断丝,应更换绞线或锚具。
5 预应力孔道压浆工序施工
预应力孔道压浆有两个重要作用:一是保护预应力筋不被锈蚀;二是保证预力筋和结构共同工作;然而实际工程中预应力孔道的压浆不饱满、不密实、漏浆和漏灌现象十分普遍,已成为预应力结构的通病。其主要原因除了施工单位对孔道压浆工序不够重视外,目前的压浆工艺、留孔质量、浆体配置等也存在一定问题,特别是浆体的水灰比,较规范的规定值(0..4-0.45)偏大。采用规范规定的水灰比后孔道浆体泌水,孔道不易饱满和密实。为了防治孔道压浆不密实,可采取以下措施:①孔道在灌浆前应以高压水冲洗,除去杂物,疏通和湿润整个管道;②配制高质量的浆液,选用的水泥可用强度等级不低于325MPa的普通硅酸盐水泥,灰浆水灰比宜控制在0.1-0.45,泌水率宜小于2%,最大不应超过3%,灰浆应具有良好的流动性并不易离析,可掺入适量的减水剂和微膨胀剂,但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂,掺量和配方应通过试验确定;③管道及排气口应疏通,压浆时应从低处往高处压,待高处的孔眼冒溢浓浆后,堵住排气口持荷继续加压,待泌水流光后,再塞住孔口;④对孔道较长或第一次压浆不够理想的,可进行二次压浆, 二次压浆应在第一次压浆初凝后进行。
参考文献
[1] 马晓强. 预应力混凝土桥梁施工质量控制[J]. 价值工程, 2011,(09)
[2] 房满真,纪文华. 预应力混凝土结构工程施工质量的控制[J]. 安徽建筑, 2004,(01) .
[3] 苏志英.后张法预制铁路箱梁工程施工质量控制[J].山西建筑,2008,34(32):214-215.