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摘要:桥梁预应力技术因其自身用途较为广泛而得到了快速推广。不过由于预应力张拉施工具有一定的复杂性,对于施工工艺的要求也较为严格,需要结合实际情况,不断总结施工经验,以期满足桥梁工程施工要求。本文具体分析了桥梁预应力张拉施工工艺的质量控制措施,以供借鉴。
关键词:桥梁工程;预应力张拉施工;质量控制;
随着混凝土在桥梁施工中的广泛应用,现场施工预制也逐渐向着工业化、系统化的方向发展。为了保证桥梁施工质量有必要加强对施工中预应力张拉施工工艺的研究,确保张拉设置的合理性。
1预应力张拉
预应力张拉主要是在结构构件中施加相应的预应力张拉力,来增加结构内部的拉应力,使其能够适应不同外力,提高整体结构的承载能力。在张拉过程中所使用的材料主要有钢绞线、千斤顶、锚板和夹片这四种。其中钢绞线的应用可以保证结构构件在外部荷载影响下,不会存在较大的变形、位移等问题,有效提升了构建的抗弯能力和刚度,减少裂缝等问题的发生。而对于机械结构来说,通过各种部件的使用来增强结构的应力,以此保证结构本身的刚性,降低振动等对结构的影响。
2影响预应力桥梁安全的主要因素
结合现有桥梁的实际情况可以看出,影响预应力桥梁安全的主要因素有以下几点:
2.1预应力体系的不健全
在对现阶段我国已有的预应力桥梁进行检测过程中发现,大多数预应力桥梁在箱梁、底板和腹板等位置均存在不同程度的裂缝问题,其中以腹板裂缝较为严重,这些裂缝的生成严重影响了桥梁结构的承载能力,破坏了使用安全。而造成这些问题的原因主要有两方面:
一是有效预应力设置存在较大误差,精确性较差。在有效预应力设置中,如果偏小,则会导致桥梁结构的预应力不足,进而产生裂缝;如果偏大,则会使预应力筋的安全性降低,结构出现变形或者裂纹等问题。另外,张拉力的设置不准确或者预应力筋在设置中存在较大变形问题,也会使应力出现不同变化,进而增大有效预应力的误差值,影响桥梁结构质量。
二是有效预应力的均匀度较差。钢绞线施工操作存在不规范性,使得其存在缠绕等问题,进而导致受力不均,阻碍预应力筋自身性能的发挥。严重时还会在后续通车使用中发生开裂,缩短桥梁施工寿命。
2.2孔道压浆的密实性较差
在孔道内注入水泥浆,一是保护预应力筋质量,避免腐蚀等问题的出现;二是提升锚固可靠性,完善结构的承压和抗裂性能。一旦孔道压浆存在问题,将会破坏上述性能,导致桥梁结构出现不同程度的裂缝问题,缩短其使用寿命。严重时还会导致桥体结构出现破坏以及坍塌等危险。而造成孔道压浆密实性较差的原因主要有波纹管破裂;波纹管接长质量与实际要求不符;浆液质量不高;水胶比较大;施工工艺和设备不合理等。
2.3预应力施工中存在的质量问题
在预应力施工中,由于影响因素较多,使得其自身存在的质量问题也较为明显,例如断丝、滑丝;锚下开裂、下陷;张拉强度和时间存在误差;锚具质量不合格、钢绞线缠绕问题;张拉作业未按照标准规范操作等等,这些问题都会造成预应力施工存在较多安全隐患,破坏桥梁结构的实用性和安全性。
3应力施工质量控制措施
为了更好解决上述预应力施工中存在的各种问题,保证桥梁质量和安全,在实际施工作业中,要对预应力施工质量予以严格管控,防止问题的发生。其具体措施为:
3.1严格按照桥梁施工技术具体规范进行操作
在预应力施工中,应该严格按照国家制定的标准要求实施操作,结合桥梁建设内容合理设置预应力张拉,降低误差等的生成,以保证张拉效果。并明确预应力张拉精度,确定锚固时间,改善升结构的承载效果,提高结构质量。
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3.2对钢绞线施工工艺进行明确规范
为了避免因钢绞线缠绕而造成的受力不均问题的产生,可以将一根钢束中全部预应力筋编束,然后再穿入孔道内。同时在穿束过程中,为了提高整体质量,还需按照编号、疏束、绑扎、穿束的流程实施标准化操作,这样既可以保证钢绞线的施工效率,还能够避免滑丝、断丝等问题的出现,从而有效提高钢绞线施工质量,增强整体预应力设置的精确性。
3.3合理应用预应力智能张拉质量控制技术
在预应力张拉施工中,很容易受到人为、外界等因素的影响,而导致张拉质量与实际要求不符,为此,可采用预应力智能张拉控制系统,实现对张拉施工的合理控制,保证施工质量。在该系统中,主要包括了主控电脑、智能化油泵和数字化千斤顶等三部分内容。同时,该系统不仅能够将张拉应力的误差控制在1%以内,还能够及时采集钢绞线的伸长量,并根据伸长计算公式:ΔL=(PpL)(/ApEp)与Pp=P(1-e-(kx+μθ)/(kx+μθ),对伸长量中存在的偏差予以自动矫正,有效的提升预应力施工质量控制效果,减少问题和隐患的产生。另外,通过智能化系统的应用,还能够降低人为、环境等因素对施工的影响,确保各项施工环节、张拉时间的合理性,同时还能增强桥梁结构的承载能力,保证桥梁质量和安全。
此外,智能张拉质量控制系统能够对桥梁结构荷载情况进行实时矫正与审核,并通过自动补压操作来减少预应力的损失,满足初期设计要求,或者还可以利用远程控制系统,实现对张拉过程的全程监控,避免质量问题的出现。
3.4保证压浆质量
上述智能张拉质量控制系统的应用能够更好的保证预应力张拉施工质量,不过在此基础上,还应该对压浆作业质量实行严格管理和控制,以延长预应力筋的使用寿命,减少腐蚀等问题的出现。因此,在压浆作业中,先要保证压浆材料的合理性,尽可能选用水胶比低、流动性高且不存在泌水率的砂浆材料;然后再对搅拌设备和工艺予以合理的选择,确保压浆密实度,提高桥梁结构的耐久性和抗性。
4实际应用
4.1工程实例
下面主要以江阴市桥梁施工为例,对其预应力张拉施工质量控制进行详细阐述。江阴位于长江三角洲的中心地带上,是苏南较为重要的县级城市。在城市化快速发展影响下,该区域原有的道路网已经无法满足城市发展需求。现有的区域通道主要出入口,深入市域重点开发区域,出入交通直接冲击城市交通。且过境干线公路穿越中心城区,货车比例高,对城市环境影响较大。再加上中心城区道路布局不完善,存在交通瓶颈路段,导致中心城区道路交通较为拥堵。对此,需要对内部交通网进行合理优化和改善,构建内外通达、集约高效、客货分离的城市道路体系。结合现今需求以及规划要求,该区域拓展了东、西两线道路,使其形成中环南线最为重要的组成部分,并形成快速客运体系,以优化整个区域的交通水平。
4.2预应力张拉施工质量控制措施
首先,检查相关材料的质量,保证安装安全。要确保钢绞线锚固以及夹片的清洁度,避免安装时因杂质混入影响安装效果。同时夹片外漏部位必须保持其平齐度,增强开封的均匀性。在锚具使用过程中,注意保证分辨线板上不同规格的钢绞线均有明确标注,以免用错导致内缩量增加,破坏安装质量。
其次,在对预应力筋两侧实行同时张拉时,需配备对讲机设备,注重压力表读数以及伸长量,以保持油压上升速度一致,并尽量使两端伸长量符合设计要求,同时密切注视滑丝和断丝情况,作好记录。按有关规定完成处理。
最后,通过双控措施进行张拉质量控制,并根据张拉力情况对引伸量进行校准与核对。再者,切割多余钢束,使用砂轮切割机,保留适当长度完成封锚。
5结语
通过上文论述可以看出,在桥梁预应力张拉施工中,造成质量问题的因素有很多,需要结合实际情况,选择合适的质量控制措施,以增强桥梁结构的承载能力、强度和刚度,增大使用安全系数。
参考文献
[1]胡鹏,倪秋萍.基于桥梁预应力张拉施工工艺的质量控制研究[J].价值工程,2017(12)
论文作者:陈志博,张阔,王显俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签:预应力论文; 桥梁论文; 结构论文; 质量论文; 质量控制论文; 孔道论文; 钢绞线论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;