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摘要:预应力技术已经成为公路桥梁工程中的重要施工技术,它在公路桥梁施工过程中得到了广泛的应用,包括预应力钢材、预应力锚具等内容。为了使预应力技术中更好的发挥作用,本文对预应力技术在桥梁工程中的应用进行了分析,对预应力施工中存在的问题及解决措施进行了探讨。
关键词:公路 桥梁 预应力 技术
中图分类号: K928 文献标识码: A 文章编号:
正文:
1 预应力技术在公路桥梁工程中的应用
1.1 预应力锚具的应用
作为预应力混凝土结构,它所使用的锚具有很多种,一般主要分为机械锚固和摩阻锚固两大类。首先来说一下机械锚固类型的锚具,它采用机械加工的方法,在预应力钢材的边缘形成了适合锚锭的条件,从而进行锚固工作。机械锚具以其应力损失较小、施工方便等优点得到了广泛的运用,其中在锚旋高强度粗钢筋、集束型高强度钢丝等钢材中有很大的应用。摩阻锚固类型的锚具利用楔形锚具的功能,使预应力钢材挤压在一起,从而形成了锚旋的作用。摩阻锚固类型的锚具种类有很多,得到了广泛的应用,该锚相对比机械锚固类型的锚具来说应力损失较大、施工较繁琐,但是它的锚力变化程度大,穿索相对比较方便。
1.2 预应力钢材的应用
预应力钢材包括很多种,像预应力钢筋、普通和低松弛预应力钢绞线等,它们在公路桥梁施工中得到了广泛的应用,尤其是低松弛钢绞线,以它高效率、低成本、施工简单等优势受到了桥梁工程的高度重视。预应力钢材比起普通钢材来说,能够节省大量的钢材,具有更高的经济效益。在进行预应力钢材选择时,要注意几方面内容,其中包括预应力钢材有关性能参数、标准要求等,只有综合多方面进行选择,才能保证预应力钢材在工程施工中得到很好的应用。
1.3 预应力体系的应用
在公路桥梁工程中,预应力体系的设计一般采用 OVM 锚固体系和 XYM 锚固体系,在这种体系之中的顶板纵向钢束,大多采用水平曲线和竖向曲线相结合的方式,将锚固集中在腹板顶部之上,从而使底板钢束在贴近齿板的地方进行锚固。这样以来使得预应力具备了很大的力臂,能够充分的发挥力学作用,另外,由于顶板纵向钢束锚固在承托上,减少了齿板的设置,箱梁的尺寸也可根据力度进行规定。
1.4 预应力混凝土的应用
随着预应力技术的发展,预应力混凝土得到了广泛的运用,在公路桥梁施工中,它以结构可靠、抗裂性好等优点受到了好评。在公路桥梁工程中,高强混凝土的使用可以减少自重及截面积,使得跨越能力得到了有效的提高,而高强度正是预应力混凝土的一大优势,它与高强度钢筋相适应,能够使预应力钢筋的作用得到充分的发挥。预应力混凝土抗裂性好、刚度大、节省材料等优点,它提高了构件的稳定性。在施工中,预应力混凝土会给混凝土一个反方向的力作用,从而使桥梁的整体结构更加牢固,增加了桥梁的寿命。
1.5 在加固施工中的应用
公路桥梁的建成使用有一个使用年限的问题,也涉及质量的问题。为了使公路桥梁能够正常的使用,并且延长它的使用年限以及保证安全问题,以适应现代社会发展的交通运输,就要对它进行加固施工。公路桥梁的加固施工一般有两种途径,一种是补强构件,另一种是改善结构的性能。经常使用的有增强较薄弱的构件,或者增加构件以加大承载能力,改良结构以及加固公路桥梁的基础等等。加固方法有碳纤维布加固,补强层加固,体外预应力加固等等。 在公路桥梁的加固施工中经常使用的方法有很多,比如在路面或桥面粘贴钢板来达到加固的效果;改变相关结构的受力体系的方法,通过受力体系的改变来达到改良桥梁加固的目的;碳纤维布粘贴的加固的方法,碳纤维具有很大的强度,粘贴碳纤维可以增大改良桥梁的承载力等等。这些方法是应用了公路桥梁本身的拉应变和压应变,预先对公路桥梁的构件施加一些预应力,来提高构件的承载力,以加固公路桥梁,使它的作用在有安全保障的条件下能够发挥得更加的充分。
1.6 在多跨连续梁上的应用
连续梁是指含有多余约束的结构,多跨就是两跨以上,多跨连续梁的支座都是固定支座。
在多跨连续梁的施工过程中,涉及到多跨连续梁的两个承载力问题,分别是抗弯承载力,抗剪承载力,如果多跨连续梁的这两个承载力达不到标准,就需要对它进行一些加固上的处理。处理时又要分正弯矩区,负弯矩区,因为碳纤维的强度非常大,所以一般都采用碳纤维来进行粘贴加固。如果多跨连续桥没有这样的加固处理,就难以具有这样的张力,那么承载能力里就会大打折扣,严重影响使用,甚至难以建设起来。这样的加固处理可以说多跨连续梁在质量上有保证,达到相关的要求,并且施工容易。
2 预应力施工中存在的问题及解决措施
2.1 预应力筋的定位问题
首先是预应力筋的铺设时容易发生扭绞现象,因此在进行预应力筋铺设工作时,要保证铺设位置的正确性,使预应力筋表面保持平顺,避免力筋之间相互扭绞。然后是在混凝土浇筑时容易产生移位,因此在进行张拉端的设置时,要将预应力筋与锚板两者形成垂直,在承压板安装完成后,做好牢固工作,防止移位现象的发生。在预应力筋坐标确定之后,要检查它与非预应力筋的关联,一旦发现两者相互冲突,一定要以预应力筋为主,确保预应力筋铺设的正确性。要改变非预应力筋的位置,对移动较大的钢筋进行加固,再根据非预应力钢筋的相关顺序,确认其坐标位置,进一步实施布筋工作,在施工过程中,要避免损伤护套,要将绞线依照顺序进行安放,将其安放到 U 形状卡内之后,要及时对绞线进行牢固处理,完成牢固处理后再实施承压板的安装、螺旋筋的安装等工作。
除此之外,在施工中波纹管容易出现损伤,因此在施工过程中要加强对波纹管安装的监督工作,确保波纹管的完整性。波纹管的安装影响着预应力体系的质量,一定要谨慎的完成波纹管安装工作,确保安装质量。首先在选择波纹管时,要对其进行严格的筛选,一旦发现波纹管有破损的地方,要及时的修补,无法修补的一定要丢弃,不能心存侥幸心理。其次是在波纹管安装准备阶段,要对波纹管做仔细的处理,将其端部的毛刺、折角等除去。
再就是确定波纹管定位时,一定要保证其位置的正确性,在对其移动时一定要谨慎行事,将误差控制在一定范围内,具体来说就是:钢筋网与波纹管之间的孔隙,要控制在 3mm 以内;直线段的距离,要控制在 1m 以内;曲线段的距离,要控制在 0.5m 以内。最后是在波纹管施工过程中,一定要做好波紋管的保护工作。在进行电气焊作业时要在波纹管上面覆盖保护物,避免波纹管受到破坏,施工中一旦发现尖锐物,要避免波纹管与其接触,以免产生划破现象。
2.2 预应力孔道灌浆质量问题
保证灌浆质量对预应力筋的防腐性能、安全性能及耐久性能有重要的意义,因此要严格控制灌浆作业,避免在灌浆施工中出现质量问题。针对预应力筋的腐蚀问题,我们是通过孔道灌浆来解决的,在后张预应力筋处于不平衡的状态时,水分会被蒸发掉,这样一来,水泥浆没有了存在空间,预应力筋没有了这层防护罩,就会导致预应力筋的相关部位受到损坏,直接破坏了混凝土结构的稳定性。
3 结语
在预应力技术在公路桥梁施工中的应用已经非常普遍的今天,在看到这项技术带来的有利之处的同时,也要正视这项技术本身存在的问题,以及在使用中存在的问题。在公路桥梁的施工中,如果这些问题得不到解决或处理不当,都将会产生潜在的严重后果。为了保证公路桥梁的质量以及满足现代社会的交通运输需求,只有积极的探索研究,并且在实践中找到解决的方法,才能使这项技术发挥它的更大的作用。
参考文献
[1]林幽文.议预应力技术在建筑工程施工中的应用[J].中国科技纵横,2011(9).
[2]何海良.简析预应力在公路桥梁施工中的有效应用[J].城市建设理论研究,2012(4).
关键词:公路 桥梁 预应力 技术
中图分类号: K928 文献标识码: A 文章编号:
正文:
1 预应力技术在公路桥梁工程中的应用
1.1 预应力锚具的应用
作为预应力混凝土结构,它所使用的锚具有很多种,一般主要分为机械锚固和摩阻锚固两大类。首先来说一下机械锚固类型的锚具,它采用机械加工的方法,在预应力钢材的边缘形成了适合锚锭的条件,从而进行锚固工作。机械锚具以其应力损失较小、施工方便等优点得到了广泛的运用,其中在锚旋高强度粗钢筋、集束型高强度钢丝等钢材中有很大的应用。摩阻锚固类型的锚具利用楔形锚具的功能,使预应力钢材挤压在一起,从而形成了锚旋的作用。摩阻锚固类型的锚具种类有很多,得到了广泛的应用,该锚相对比机械锚固类型的锚具来说应力损失较大、施工较繁琐,但是它的锚力变化程度大,穿索相对比较方便。
1.2 预应力钢材的应用
预应力钢材包括很多种,像预应力钢筋、普通和低松弛预应力钢绞线等,它们在公路桥梁施工中得到了广泛的应用,尤其是低松弛钢绞线,以它高效率、低成本、施工简单等优势受到了桥梁工程的高度重视。预应力钢材比起普通钢材来说,能够节省大量的钢材,具有更高的经济效益。在进行预应力钢材选择时,要注意几方面内容,其中包括预应力钢材有关性能参数、标准要求等,只有综合多方面进行选择,才能保证预应力钢材在工程施工中得到很好的应用。
1.3 预应力体系的应用
在公路桥梁工程中,预应力体系的设计一般采用 OVM 锚固体系和 XYM 锚固体系,在这种体系之中的顶板纵向钢束,大多采用水平曲线和竖向曲线相结合的方式,将锚固集中在腹板顶部之上,从而使底板钢束在贴近齿板的地方进行锚固。这样以来使得预应力具备了很大的力臂,能够充分的发挥力学作用,另外,由于顶板纵向钢束锚固在承托上,减少了齿板的设置,箱梁的尺寸也可根据力度进行规定。
1.4 预应力混凝土的应用
随着预应力技术的发展,预应力混凝土得到了广泛的运用,在公路桥梁施工中,它以结构可靠、抗裂性好等优点受到了好评。在公路桥梁工程中,高强混凝土的使用可以减少自重及截面积,使得跨越能力得到了有效的提高,而高强度正是预应力混凝土的一大优势,它与高强度钢筋相适应,能够使预应力钢筋的作用得到充分的发挥。预应力混凝土抗裂性好、刚度大、节省材料等优点,它提高了构件的稳定性。在施工中,预应力混凝土会给混凝土一个反方向的力作用,从而使桥梁的整体结构更加牢固,增加了桥梁的寿命。
1.5 在加固施工中的应用
公路桥梁的建成使用有一个使用年限的问题,也涉及质量的问题。为了使公路桥梁能够正常的使用,并且延长它的使用年限以及保证安全问题,以适应现代社会发展的交通运输,就要对它进行加固施工。公路桥梁的加固施工一般有两种途径,一种是补强构件,另一种是改善结构的性能。经常使用的有增强较薄弱的构件,或者增加构件以加大承载能力,改良结构以及加固公路桥梁的基础等等。加固方法有碳纤维布加固,补强层加固,体外预应力加固等等。 在公路桥梁的加固施工中经常使用的方法有很多,比如在路面或桥面粘贴钢板来达到加固的效果;改变相关结构的受力体系的方法,通过受力体系的改变来达到改良桥梁加固的目的;碳纤维布粘贴的加固的方法,碳纤维具有很大的强度,粘贴碳纤维可以增大改良桥梁的承载力等等。这些方法是应用了公路桥梁本身的拉应变和压应变,预先对公路桥梁的构件施加一些预应力,来提高构件的承载力,以加固公路桥梁,使它的作用在有安全保障的条件下能够发挥得更加的充分。
1.6 在多跨连续梁上的应用
连续梁是指含有多余约束的结构,多跨就是两跨以上,多跨连续梁的支座都是固定支座。
在多跨连续梁的施工过程中,涉及到多跨连续梁的两个承载力问题,分别是抗弯承载力,抗剪承载力,如果多跨连续梁的这两个承载力达不到标准,就需要对它进行一些加固上的处理。处理时又要分正弯矩区,负弯矩区,因为碳纤维的强度非常大,所以一般都采用碳纤维来进行粘贴加固。如果多跨连续桥没有这样的加固处理,就难以具有这样的张力,那么承载能力里就会大打折扣,严重影响使用,甚至难以建设起来。这样的加固处理可以说多跨连续梁在质量上有保证,达到相关的要求,并且施工容易。
2 预应力施工中存在的问题及解决措施
2.1 预应力筋的定位问题
首先是预应力筋的铺设时容易发生扭绞现象,因此在进行预应力筋铺设工作时,要保证铺设位置的正确性,使预应力筋表面保持平顺,避免力筋之间相互扭绞。然后是在混凝土浇筑时容易产生移位,因此在进行张拉端的设置时,要将预应力筋与锚板两者形成垂直,在承压板安装完成后,做好牢固工作,防止移位现象的发生。在预应力筋坐标确定之后,要检查它与非预应力筋的关联,一旦发现两者相互冲突,一定要以预应力筋为主,确保预应力筋铺设的正确性。要改变非预应力筋的位置,对移动较大的钢筋进行加固,再根据非预应力钢筋的相关顺序,确认其坐标位置,进一步实施布筋工作,在施工过程中,要避免损伤护套,要将绞线依照顺序进行安放,将其安放到 U 形状卡内之后,要及时对绞线进行牢固处理,完成牢固处理后再实施承压板的安装、螺旋筋的安装等工作。
除此之外,在施工中波纹管容易出现损伤,因此在施工过程中要加强对波纹管安装的监督工作,确保波纹管的完整性。波纹管的安装影响着预应力体系的质量,一定要谨慎的完成波纹管安装工作,确保安装质量。首先在选择波纹管时,要对其进行严格的筛选,一旦发现波纹管有破损的地方,要及时的修补,无法修补的一定要丢弃,不能心存侥幸心理。其次是在波纹管安装准备阶段,要对波纹管做仔细的处理,将其端部的毛刺、折角等除去。
再就是确定波纹管定位时,一定要保证其位置的正确性,在对其移动时一定要谨慎行事,将误差控制在一定范围内,具体来说就是:钢筋网与波纹管之间的孔隙,要控制在 3mm 以内;直线段的距离,要控制在 1m 以内;曲线段的距离,要控制在 0.5m 以内。最后是在波纹管施工过程中,一定要做好波紋管的保护工作。在进行电气焊作业时要在波纹管上面覆盖保护物,避免波纹管受到破坏,施工中一旦发现尖锐物,要避免波纹管与其接触,以免产生划破现象。
2.2 预应力孔道灌浆质量问题
保证灌浆质量对预应力筋的防腐性能、安全性能及耐久性能有重要的意义,因此要严格控制灌浆作业,避免在灌浆施工中出现质量问题。针对预应力筋的腐蚀问题,我们是通过孔道灌浆来解决的,在后张预应力筋处于不平衡的状态时,水分会被蒸发掉,这样一来,水泥浆没有了存在空间,预应力筋没有了这层防护罩,就会导致预应力筋的相关部位受到损坏,直接破坏了混凝土结构的稳定性。
3 结语
在预应力技术在公路桥梁施工中的应用已经非常普遍的今天,在看到这项技术带来的有利之处的同时,也要正视这项技术本身存在的问题,以及在使用中存在的问题。在公路桥梁的施工中,如果这些问题得不到解决或处理不当,都将会产生潜在的严重后果。为了保证公路桥梁的质量以及满足现代社会的交通运输需求,只有积极的探索研究,并且在实践中找到解决的方法,才能使这项技术发挥它的更大的作用。
参考文献
[1]林幽文.议预应力技术在建筑工程施工中的应用[J].中国科技纵横,2011(9).
[2]何海良.简析预应力在公路桥梁施工中的有效应用[J].城市建设理论研究,2012(4).