道路桥梁施工中的预应力技术分析论文_李坤

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摘要:在道路桥梁工程施工过程中,为了能够有效提高路面的施工质量,需要合理应用预应力工艺,从而使得桥梁的承载力也能得到有效地加强。因此,在道路桥梁施工中应用预应力工艺,就需要对其中的问题进行分析,并制定合理的解决措施,从而最大程度上发挥预应力工艺的积极作用,进而促进施工单位的稳定发展。

关键词:道路桥梁施工;预应力;技术

一、预应力技术的概念

1、通常桥梁建设中使用预应力技术,通过采用混凝土和刚硬的钢筋在混凝土构建中用来防抗裂,有较强的拉伸功能,也增大了构建的难度,减小了挠度,提高了抗裂能力。有些钢筋混凝土桥达不到的孔径长度,而预应力混凝土桥就可以达到,有利于提高路桥施工的质量。预应力技术在建筑中是不可缺少的,可在普通钢筋混凝土中添加预应力筋,达到更高的强度。预应力技术为施工结构上建立了有效预应力。

2、预应力技术有一定的使用规则,它主要是通过在混凝土和钢筋中运用预应力张拉技术,并和混凝土进行结合,降低了混凝土中预应力的强度,使得承受外荷载也被降低,或者说是利用混凝土中的抗压力来替补拉强度,用来减少混凝土的开裂状况,提高混凝土的硬度,也充分利用了高强度的材料,普通混凝土不能从充分运用高强度材料,而预应力混凝土构建中,预应力钢筋通过拉伸使得外荷载下的钢筋力变长,但是会一直在拉应力中不能反弹回来,能够充分发挥高强度钢筋的伸拉作用,而且高强度的预应力钢筋使得钢筋截面面积也会得到减少。

二、预应力技术应用存在的问题

1、预应力结构的操作规范性有待提升

在道路桥梁施工过程中,由于操作的规范性较为缺乏,没有对张拉力进行严格的控制,因此,容易导致道路桥梁的施工出现质量问题。在进行张拉过程中,需要借助伸长值对张拉力进行校核工作,对张拉力对应的油表读数进行系统地计算,同时,加强与张拉工作人员的沟通交流,提高操作人员的工作责任心。对张拉操作人员进行严格的要求,让其能够按照相关的操作顺序开展张拉工作,确保锚下的应力能够更加符合相关的设计要求。

2、预应力施工中水分的控制

在道路桥梁施工中应用预应力技术,混凝土的塌落度较小时,混凝土的流动性相对较差;在混凝土的塌落度相对较大时,则会导致强度偏低。预应力构件的配筋较密,预应力构件混凝土的标号较高,且预应力管道与钢筋间的间隙相对较小,因此,在对混凝土配合比设计过程中,需要对水分进行严格的控制,使得混凝土的流动性得到充分的保障,同时,还需要确保混凝土的强度符合相关的标准需求。

三、预应力施工技术在道路桥梁施工中的实践

1、配置智能张拉系统

在T梁预制场需配置一套预应力智能张拉系统。该系统包括千斤顶、主机与油泵,通过计算机软件实现全过程自动化控制预应力张拉,以保证预应力张拉施工效率与施工质量,预应力智能张拉系统结构如图1所示。该系统可利用传感技术来采集钢绞线的伸长量、每一台张拉设备的工作压力等相关数据,然后将采集到的数据实时传给主机,由系统主机进行分析与判断,并且泵站接受系统相关指令,合理调整变频电机的工作参数,从而对加载速度、张拉力进行精准控制。

图1预应力智能张拉系统结构图

2、做好穿束施工

张拉之前必须保证T梁的混凝土强度能达到设计强度的90%,而且其龄期要≥7d,然后清理管道内的杂物与水,检查锚垫板相应位置是否正确,并在钢绞线上涂一层润滑剂,方可进行钢绞线穿束。穿束方法为:将钢绞线穿进波纹管内,在穿束时将线束固定在外径<波纹管内径5~10mm的小钢管上,然后将单根钢绞线穿入孔道,从另一头拉出。在完成穿束工作后,开始进行张拉准备工作。

3、张拉预应力施工准备工作

1)本工程首次进行预应力张拉之前,相关人员必须要结合相关规范要求标准,测试预应力钢束和锚圈口摩阻力、孔道摩阻力损失,然后结合测试结果合理调整张拉力,保证有效预压应力值,复核计算张拉理论引伸量与张拉预应力。

2)在T梁试生产阶段,及时测试两孔梁体的管道摩阻等,以确定预应力的实际损失。在开始张拉之前标记拱度,实施张拉后再对梁体上拱值进行测量,并对比原设计的上拱值;将锚垫板上的杂物及灰浆清理干净,检查其是否垂直于孔道、各油管接头有没有上紧、千斤顶的轴线是不是和锚垫板孔道的轴线相一致等。

3)严格按照张拉顺序进行张拉,如50%N2→100%N3→100%N2→100%N1。张拉程序为:0→0.1σk(做伸长值标记)→σk(持荷2min,测伸长值,校核伸长值)→回油自锁锚固,对总的回缩量进行测量,一旦发现油表值有所下降需立即补油。具体来说就是先安装锚具,并装上夹片,从千斤顶的中心穿出钢绞线,在开始张拉时,钢绞线应力值达到0.1σk即可停止供油,然后对夹片的完好情况进行仔细检查,并通过画线进行标记。进行张拉作业时,采用两侧同步对称分级进行张拉,可将其分为10%、20%与100%σk这三个级别,每当达到设计控制应力时需持荷2min,然后测量张拉至100%σk时的锚夹片的外露量与钢绞线的伸长量。最后回油整机复位,进行下一束张拉。完成张拉作业后,还需校核同束钢绞线的伸长量,确保钢绞线的实际伸长量和理论之间的允许误差在6%之内。

4、张拉质量要求与控制要点

张拉质量要求与控制要点:同束钢绞线张拉时,按照两端同步张拉,且根据油表读数校核其伸长量,确保实际伸长量与理论值之间的偏差≤6%;预应力张拉需在工程梁体混凝土强度达到了设计相关要求后进行;张拉施工时需保证锚具和千斤顶、锚具和锚垫板、锚垫板锚口与预应力管道同心,且两端与两边同步对称张拉;张拉设备在作业前需进行校验与标定;每片梁张拉时需安排专人负责记录详细的张拉记录;当两端压力表的数值之差>1.5MPa时,同时停止运作,并且卸荷后两端同换油表,然后再进行张拉;滑丝数量应≤预应筋总数量的0.5%,一束内断丝数量需为0,且不得位于梁体同一侧;张拉过程中禁止在千斤顶正后方站人,也禁止攀扶、踩踏油管;油路系统在检修时不得带压操作,而电路系统在检修时不得带电操作等。

5、张拉压浆施工工艺

1)设立设备放置和控制台。智能压浆台车不宜距离待压浆预应力管道注浆端过远,且确保控制台与压浆台车的距离为5~50m。

2)采用管路连接和循环模式。本工程T梁预制场采用的是单孔孔外循环模式,适用于长度>30m的预制梁,或者其他比较长的预应力管道,其连接方式如图2所示。

图2单孔孔外循环模式管路连接

3)配制浆液。本工程预应力管道灌浆用浆的水胶比应为0.26~0.28,根据相关规范要求,初始流动度比10~17s要大,但30min后的流动度需≤20s;利用高速制浆机制备浆液时,其转速宜为1420r/min,使用成品压浆剂,以进一步保证浆体的质量。具体方法为:先将事先量好的水倒入制浆桶中,加入压浆料,启动搅拌机,并缓慢加入水泥,注意在加入最后一包压浆剂时搅拌时间必须<5min,然后开启阀门,让浆液流入低速搅拌桶中。

结束语

通过对路桥工程上的分析和研究,可以了解到预应力混凝土结构上的问题和解决方案,在预应力混凝土施工过程中一定要加强团队的合作力。我相信随着我国建筑业的不断进步和提升,还有技术水平和施工团队素质的不断提高,这样一定会使预应力混凝土技术在路桥建筑工程中更加的成熟。

参考文献

[1]杨涛.探究路桥施工中预应力技术的应用[J].工程建设与设计,2018(4):161~162.

[2]苏晓敏.预应力技术在路桥施工中的应用探究[J].中国新技术新产品,2016(6):109.

论文作者:李坤

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期

论文发表时间:2019/6/14

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