摘要:本文研究预应力混凝土桥梁施工技术。首先概述了预应力技术,并分析了其在桥梁施工中的作用。最后,它对预应力技术的实施情况进行了研究,并分析了其具体实施方法和技术应用情况。
关键词:预应力;公路桥梁;混凝土;问题;措施
前言
在城市化进程中,预应力混凝土技术已经广泛应用于公路桥梁建设中。简要介绍了公路桥梁施工中容易出现的问题及其工艺流程要点,并对公路桥梁施工中预应力混凝土的技术处理措施进行了深入的研究和分析。
1我国目前预应力混凝土桥梁的状况和其发展
就目前我国具有代表性的预应力混凝土桥梁有铁路简支梁桥,神延铁路秃尾河大桥便是在1999年建成的,它的跨径有64米;公路简支梁桥,浙江飞云江大桥便是在1985年建立形成,其跨径为62米;连续梁桥,作为公路跨径最大的便是南京长江二桥北汊桥,它的跨径能达到165米;而作为铁路跨径最大的便是内昆铁路花土坡大桥,其跨径104米;除这些之外还有连续刚构桥,作为公路跨径最大的是广东虎门大桥辅航道桥,跨径有270米;铁路跨径最大的则是渝怀铁路黄草乌江大桥,跨径有168米。
经过建桥者和相关科技设计人员的共同努力,目前已经探索到一些规律,也采取了科学的措施,日后大跨度连续刚构的项目工程的质量还会进一步提高,当预应力混凝土连续刚构桥的跨径超过200米之后,自身结构对自身重量的承担已经超过了93%,所以将自身重量减轻,使用强度高、质量轻的材料以及钢、混凝土组合,可以改善连续刚构的受力情况,尽可能地减少变形,使其跨径发展的更大。
2预应技术及其作用
预应力技术指混凝土结构在承受荷载之前,预先对其施加一定程度的压应力,使混凝土结构在外荷载的作用下产生压应力,从而有效抵消或减少混凝土在外力荷载作用下产生的拉应力,一方面可以有效促进结构本身刚性提升,另一方面,能够有效减少振动与弹性变形,使得受拉模块的弹性强度得到有效的改善,提升结构本身的抗性,延长结构使用寿命。
总的来说,在混凝土桥梁施工中应用预应力技术,主要作用体现在以下两方面:
一方面,提升了桥梁混凝土构件的抗裂能力。普通的混凝土构件不存在预应力,由混凝土自身极限抗拉强度决定其开裂承受能力,一般仅为抗压强度的十分之一,抗裂能力较为低下。而对构件施加预应力后,构件在承受外荷载之前,由于受拉区已存在预压应力,因此在外荷载作用下,只有全部抵消混凝土自身的预应力,并且产生的拉应变超过了混凝土的极限拉应变时,才会引起构件的开裂。
另一方面,有效提升了混凝土构件的抗裂能力,增大了桥梁构件的整体刚度。预应力混凝土构件在正常使用状态下,一般不存在开裂问题或者只存在很小的裂缝,在这一状态下,混凝土基本处于弹性工作状态,因此相对于普通的混凝土构件,预应力混凝土构件有所增强。
3预应力混凝土桥梁施工技术把控要点
在桥梁工程中,运用此施工技术,要做好以下要点的把控:(1)整体结构的完整性。混凝土桥梁建设作业中,受到外力因素和内力因素的综合作用,桥梁结构会出现些许变化,肉眼观测难以发现,若留下隐患,可能造成安全事故。基于此,建设时要做好结构完整性的把控,即线性控制。(2)控制结构作用力。桥梁建设作业中,对使用的工具,比如测量工具以及拉伸工具,需要做好预先校对以及调整。对于千斤顶以及压力表等,必须强化精度的把控;对于钢板材料,要做好拉伸力的把控,严格把控结构作用力。(3)严格把控结构坚固性。从设计角度入手,对桥梁结构,通过计算轴承最大承受力,明确稳定系数,确保桥梁结构的坚固性。
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4公路桥梁施工中预应力混凝土技术处理措施
4.1锚具与张拉设备安装
在进行锚具及张拉设备安装时应注意以下几个安装要点:工作锚环应对中;夹片应均匀对称打紧,并始终保持外露一致;若桥梁为箱梁结构时,应注意千斤顶之上的工具锚孔位与箱梁端部工作锚孔位排列一致;注意张拉力的作用线布置,应使其与孔道中心线重合;限位板与锚具应确保配套,钢铰线处于顺直一致状态。
4.2张拉
在实际进行预应力张拉施工时,注意张拉顺序控制应严格按照设计规定进行,保证张拉作用合力作用在混凝土的受压区截面之内,混凝土的边缘不应产生拉应力,以免混凝土构件截面偏心受压过大,影响张拉效果。在张拉应力控制方面,应以张拉力和伸长量进行双向控制,其中以张拉力控制为主,以伸长量为辅,伸长量控制主要起到校核作用,可以对比两端钢绞线的实际伸长值与理论伸长值,应确保二者的误差在±6%以内,否则要找出原因,再进行张拉。
具体来说,应确保桥梁混凝土浇筑后强度达到了设计强度的90%,并且浇筑完成时间必须为三天以上,方可进行张拉施工。在第一次张拉前,应对千斤顶的摩阻损失值进行测定,以提高张拉的水平与质量。预应力混凝土桥梁张拉施工应在监理工程师在场时进行,张拉顺序以设计编号为依据,张拉程序应参照施工设计图纸,并严格遵守《桥涵施工技术规范》(TJ041-2000),张拉千斤顶可以采用YCW100型,也可以由锚具生产厂家指定需要采用的千斤顶型号。
张拉设备在使用前,需要做好校验工作,以保证张拉力与压力表读数之间曲线关系较为客观准确,对于自锚式千斤顶及低松驰钢绞线来说,为保证张拉过程中的两端能够同步进行,也为了更加有利于张拉过程中实际伸长率计算,在张拉时,初应力可先调整到初应力以张拉控制应力的10%~15%为佳。预应力筋张拉顺序应使箱梁结构受力均匀、同步,以免结构出现扭转、侧弯,严禁出现超应力,以免其他构件附加内力过大,出现变形问题。因此无论对桥梁结构整体,还是对单个箱梁构件而言,都应遵守同步、对称张拉的原则。
除此之外,在实际安排张拉顺序时,应注意减少张拉设备的移动次数,以减少锚具组件受损和滑脱的概率,提高张拉数据的准确和锚固的可靠性。在张拉时,应在构件两端同时张拉,并保持两端千斤顶升降压、划线及测量伸长值等协调一致。应缓慢均匀地张拉,启动油泵向千斤顶张拉缸供油,供油不可急上急下,通过合理调节油泵上的节流阀,以达到控制油压值和张拉速度的目的,还应注意分级张拉,当结束一个千斤顶行程时,及时测量钢绞线伸长量,然后油泵再次供油,继续下一个行程,再进行钢筋伸长量测量,逐级张拉。直至达到设计控制吨位要求。待最后一个行程结束时,油泵及时减压回油,并将工作锚上的夹片在锚头上锚固,至此完成一束张拉操作。
在完成预应力张拉施工后,可以通过采用手提式砂轮切割机,将其锚具后外露剩余预应力筋加以割除,在具体割除施工过程中,截断钢绞线宜采用切断机或砂轮锯,严禁使用电弧切割。锚具后应保留一定预应力筋长度,长度应大于30mm。对于预应力筋张拉所用的液压千斤顶来说,其行程一般为150mm至200mm。若对较长的预应力束进行张拉时,一次拉伸值可能超过千斤顶的行程,因此必须经过多次张拉、多次锚固,以达到最终张拉力的伸长值。在分级张拉、锚固时,应做好伸长值的计算,以确保桥梁预应力张拉施工的质量。
结语
当前公路桥梁工程建设中,公路桥梁预应力混凝土施工技术的应用对城市公路桥梁质量有非常大影响,从公路桥梁行业发展角度而言,公路桥梁施工过程中,需要对公路桥梁预应力混凝土技术有充分全面的应用,为我国建筑行业的发展进步打下良好基础。
参考文献:
[1]周云平.现浇箱梁后张预应力控制技术分析与应用[J].中外建筑,2011(6).
[2]牛哲.浅谈后张法预应力混凝土桥梁预应力张拉施工技术[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011(9).
论文作者:孙雨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签:预应力论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 构件论文; 千斤顶论文; 应力论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第16期论文;