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摘要:介绍了当前公路桥梁需要解决的一项问题是做好公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制,而对于施工工艺中的质量的控制也显得越来越重要。
关键词:公路 桥梁 施工 预应力 技术
一、预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用
1.1 多跨连续梁施工中的应用。从结构层面上来看,多跨连续梁又分为正弯矩区和负弯矩区两种形式。通常来讲,跨中的为正弯矩,存在支座的为负弯矩。当多跨连续梁的抗剪承载能力和抗弯承载能力难以满足施工要求时,就必须应用预应力技术来做加固处理。
1.2 受弯构件施工中的应用。碳纤维的强度是比较高的,其施工的程度亦比较简单。正因为如此,应用碳纤维片材来对受弯构件加固问题进行解决就成普遍采用的一种方式。但因在加固受弯构件之前,结构混凝土就已经具有初始的拉应变和压应变了。故受压区内混凝土的压应变一旦达到混凝土极限压应变时,受弯构件也就达到了其极限承载能力。
1.3 加工施工中的应用。通常来讲,加固公路桥梁时都是通过应用预应力技术,来补强构件和改善结构性能,进一步提高或恢复公路桥梁承载能力的,从而延长公路强烈使用年限,满足当前对于交通运输的要求。
二、预应力技术方向的主要问题
2.1 结构混凝土张拉有关的问题。目前使用加入早强剂的方法,也就是浇注混凝土3d后张拉预应力来提升预应力的混凝土强度。但是因为增长弹性和强度模量非同步,增长强度较快,增长弹性模量很慢,增长混凝土强度需足够的时间。早期,太早的张拉预应力增加预应力的损失,混凝土变形率高大,致使桥梁出现很多裂缝等病害,其承载力过低。还有,以当场试块检测出的早期的等级替代当场实际的混凝土强度结构,同样存在着问题。检测试验表明,最后发生事故的混凝土强度结构在验测时,实际的强度都没有达到当场测试得出的强度,甚至更低。
2.2 超长束一端的张拉的问题。现国内采取一端张拉的工艺应用在浇大跨度的预应力的连续箱的梁底板的预应力束中。比如某个五跨箱梁桥。开始一联跨66m,其次一联跨88m,最后一联跨150m。如果用张拉一端工艺,拉直一束钢绞线要0.3~0.4 拉力。需通过测试才可以确认如此长的孔道跨越多少孔道摩阻和多道箱梁横隔板。而国内外的相关规范是:要求跨度≥30m的预应力桥梁使用两端对称张拉的工艺来保证,在活载与恒载的作用下所需的跨中抵抗彎矩来建立跨中的桥梁的有效预应力,不然就容易致使跨中正截面裂缝的出现,承载力过低。据相关的交通部的调查资料显示,已经有车通过的桥梁公路之中,无一例外地发生过因为不适合的张拉工艺引发的许多裂缝现象。
2.3 后期张预应力结构张拉力控制的问题。预应力的施工工艺不怎么规范,尤其是因为张拉力的控制不严,这对严重影响了预应力桥梁质量。通常张拉工艺使用预应力中的伸长筋量控制,张拉力是主要的,用伸长值来校核其张拉力。一般而言计量张拉力要采取1.4级的油压,所以误差很大,有些甚至还没有计量标明就张拉了千斤顶。同时,很多张拉人员没有经过专业的培训。若工作时走神,很容易致使大的误差的发生,严重的还会把表读错,导致张拉力一下高一下低现象的发生。尤其在大量束张拉的时候,因为每束的张拉力不同,对于预应力筋伸长值的测试往往不怎么准确,弹性的模量的取值很混乱,在实际操作的时候,很难做到控制伸长量在 ±6%范围之内,使得张拉力完全失控。预应力的孔道压浆的两个主要作用是: 提高预应力筋的防锈蚀程度和确保结构与预力筋能够一起工作。其实在实际的操作中,由于孔道压浆很不密实、不饱满、漏灌漏浆现象普遍存在,已经成为了预应力结构存在的通病。因为施工单位不重视孔道的压浆工序,现在的留孔的质量、浆体的配置与压浆的工艺等也都存在很多问题。尤其是浆体水灰远远大于标准值。使用后孔道浆体泌水与标准的水灰相比,孔道更不容易密实和饱满。目前采用的最新研制出来的外加剂JMH-3,降低水灰比值在 0.35 以下,改进了浆体的配置技,使用高速搅浆机,提高浆体流动度达到了12s( 标准值为14~18s) 。若操作规范,即使是普通的压浆操作也可以保证压浆的质量。
三、预应力技术在公路桥梁施工的措施
3.1预应力钢筋张拉伸长量不足的防治措施。在预埋预应力钢筋管道时,对每个坐标位置都严格按照设计数据准确定位并固定牢靠,使整体管道线形保持圆滑顺直尤其是禁止有由施工而造成的局部弯曲,在浇筑混泥土前务必经过认真的检查后才可实施施工,并在进行混泥土浇筑振捣时要特别注意,振捣棒不能直接碰撞管道,避免预应力管道发生偏移。在计算预应力钢筋张拉的理论伸长量时,预应力钢筋的弹性模量要通过试验取得实际数据。
3.2 管道堵塞问题的解决措施。遇到管道堵塞问题时,首先应根据预应力筋坐标曲线,标注漏浆孔管道堵塞的准确位置,且避开梁的主筋位置,采用冲击钻进行缓慢开孔,以清除波纹管中的水泥浆块,使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸缩。其次待张拉结束后用高等级微膨胀混凝土封堵孔洞。
3.3 预应力过大解决措施。首先,加强对预应力材料的检验和各工序的质量控制。其次,严格控制梁体中混凝土的龄期,在梁体开始张拉前,除了对梁体混凝土的强度有一定的要求外,还需对梁体混泥土龄期也进行控制,避免z过早张拉。再次,在进行设计时就强制规定龄期必须达到10天以上才可进行张拉,以免因减少混凝土收缩和渐变引起的预应力损失和梁体反拱度过大。最后,采用级配良好的石英砂。
四、公路桥梁工程中预应力技术的施工质量控制
4.1 预应力钢筋预埋阶段的施工质量控制主要是保证其曲线形状,这就包括了各个控制点的高程定位必须牢固准确,在相关工序施工时不能影响和破坏预应力钢筋的波纹套管,一旦发现问题应当及时进行处理。
4.2 预应力钢筋在其张拉及灌浆阶段的施工质量控制主要是保证其控制张拉应力能够满足设计要求,并且其伸长值的变化也在设计和规范所要求的范围之内。另外就是确保灌浆的计量准确无误,从而使得孔道内的浆体饱满。
4.3 在预应力工程施工过程中,对于各类孔道接口、连接处以及外露的孔道口都必须予以严密的封堵,以防由于异物进入或者漏浆而导致孔道堵塞的现象发生。另外,在进行普通钢筋的安装过程中,应当注意对预应力钢筋的成品保护,避免将预应力钢筋的外皮或套管刺破或损坏。在焊接施工过程中,绝不能将预应力钢筋作为搭接钢筋,并注意不得在预应力钢筋附近进行焊接工作,如必须在该处进行焊接,则应采取有效的保护措施,确保预应力钢筋的质量和安全。
4.4 对于施工过程中的用水量必须严格加以控制,对于那些因为没有及时使用而导致流动性下降的水泥浆,坚决不能通过加水的方法来提高其流动性; 在浆体的搅拌过程中,对水泥、外加剂及施工用水的用量都应当严格按照要求进行投放; 而对搅拌好的浆体应当每次都予以全部卸尽,并且在浆体没有全部倒出之前,严禁加入未经搅拌的新材料,尤其注意绝
不能因为图快而采取一边出料一边进料的方式; 另外在压浆前如果发现管道中有水分或垃圾等残留,则可以考虑采用空压机来将管道中的水分或垃圾等残留物予以先行排除。
五、结语
预应力技术无论是从理论上还是工程实际运用,都已经过几代人的不断研究和创新,已发展为一种比较成熟的技术,并且预应力技术已在道路和桥梁施工中普遍运用,然而,预应力张拉施工工艺相对较复杂,要求预应力结构施工的专业性强,造成施工中仍存在许多的不足,所有这些还望引起相关设计和施工人员的高度重视。
参考文献
[1]李海明.公路桥梁施工中预应力技术措施及质量控制.[J].黑龙江交通科技.2011.10
关键词:公路 桥梁 施工 预应力 技术
一、预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用
1.1 多跨连续梁施工中的应用。从结构层面上来看,多跨连续梁又分为正弯矩区和负弯矩区两种形式。通常来讲,跨中的为正弯矩,存在支座的为负弯矩。当多跨连续梁的抗剪承载能力和抗弯承载能力难以满足施工要求时,就必须应用预应力技术来做加固处理。
1.2 受弯构件施工中的应用。碳纤维的强度是比较高的,其施工的程度亦比较简单。正因为如此,应用碳纤维片材来对受弯构件加固问题进行解决就成普遍采用的一种方式。但因在加固受弯构件之前,结构混凝土就已经具有初始的拉应变和压应变了。故受压区内混凝土的压应变一旦达到混凝土极限压应变时,受弯构件也就达到了其极限承载能力。
1.3 加工施工中的应用。通常来讲,加固公路桥梁时都是通过应用预应力技术,来补强构件和改善结构性能,进一步提高或恢复公路桥梁承载能力的,从而延长公路强烈使用年限,满足当前对于交通运输的要求。
二、预应力技术方向的主要问题
2.1 结构混凝土张拉有关的问题。目前使用加入早强剂的方法,也就是浇注混凝土3d后张拉预应力来提升预应力的混凝土强度。但是因为增长弹性和强度模量非同步,增长强度较快,增长弹性模量很慢,增长混凝土强度需足够的时间。早期,太早的张拉预应力增加预应力的损失,混凝土变形率高大,致使桥梁出现很多裂缝等病害,其承载力过低。还有,以当场试块检测出的早期的等级替代当场实际的混凝土强度结构,同样存在着问题。检测试验表明,最后发生事故的混凝土强度结构在验测时,实际的强度都没有达到当场测试得出的强度,甚至更低。
2.2 超长束一端的张拉的问题。现国内采取一端张拉的工艺应用在浇大跨度的预应力的连续箱的梁底板的预应力束中。比如某个五跨箱梁桥。开始一联跨66m,其次一联跨88m,最后一联跨150m。如果用张拉一端工艺,拉直一束钢绞线要0.3~0.4 拉力。需通过测试才可以确认如此长的孔道跨越多少孔道摩阻和多道箱梁横隔板。而国内外的相关规范是:要求跨度≥30m的预应力桥梁使用两端对称张拉的工艺来保证,在活载与恒载的作用下所需的跨中抵抗彎矩来建立跨中的桥梁的有效预应力,不然就容易致使跨中正截面裂缝的出现,承载力过低。据相关的交通部的调查资料显示,已经有车通过的桥梁公路之中,无一例外地发生过因为不适合的张拉工艺引发的许多裂缝现象。
2.3 后期张预应力结构张拉力控制的问题。预应力的施工工艺不怎么规范,尤其是因为张拉力的控制不严,这对严重影响了预应力桥梁质量。通常张拉工艺使用预应力中的伸长筋量控制,张拉力是主要的,用伸长值来校核其张拉力。一般而言计量张拉力要采取1.4级的油压,所以误差很大,有些甚至还没有计量标明就张拉了千斤顶。同时,很多张拉人员没有经过专业的培训。若工作时走神,很容易致使大的误差的发生,严重的还会把表读错,导致张拉力一下高一下低现象的发生。尤其在大量束张拉的时候,因为每束的张拉力不同,对于预应力筋伸长值的测试往往不怎么准确,弹性的模量的取值很混乱,在实际操作的时候,很难做到控制伸长量在 ±6%范围之内,使得张拉力完全失控。预应力的孔道压浆的两个主要作用是: 提高预应力筋的防锈蚀程度和确保结构与预力筋能够一起工作。其实在实际的操作中,由于孔道压浆很不密实、不饱满、漏灌漏浆现象普遍存在,已经成为了预应力结构存在的通病。因为施工单位不重视孔道的压浆工序,现在的留孔的质量、浆体的配置与压浆的工艺等也都存在很多问题。尤其是浆体水灰远远大于标准值。使用后孔道浆体泌水与标准的水灰相比,孔道更不容易密实和饱满。目前采用的最新研制出来的外加剂JMH-3,降低水灰比值在 0.35 以下,改进了浆体的配置技,使用高速搅浆机,提高浆体流动度达到了12s( 标准值为14~18s) 。若操作规范,即使是普通的压浆操作也可以保证压浆的质量。
三、预应力技术在公路桥梁施工的措施
3.1预应力钢筋张拉伸长量不足的防治措施。在预埋预应力钢筋管道时,对每个坐标位置都严格按照设计数据准确定位并固定牢靠,使整体管道线形保持圆滑顺直尤其是禁止有由施工而造成的局部弯曲,在浇筑混泥土前务必经过认真的检查后才可实施施工,并在进行混泥土浇筑振捣时要特别注意,振捣棒不能直接碰撞管道,避免预应力管道发生偏移。在计算预应力钢筋张拉的理论伸长量时,预应力钢筋的弹性模量要通过试验取得实际数据。
3.2 管道堵塞问题的解决措施。遇到管道堵塞问题时,首先应根据预应力筋坐标曲线,标注漏浆孔管道堵塞的准确位置,且避开梁的主筋位置,采用冲击钻进行缓慢开孔,以清除波纹管中的水泥浆块,使钢绞线能顺利穿过波纹管并能够自由伸缩。其次待张拉结束后用高等级微膨胀混凝土封堵孔洞。
3.3 预应力过大解决措施。首先,加强对预应力材料的检验和各工序的质量控制。其次,严格控制梁体中混凝土的龄期,在梁体开始张拉前,除了对梁体混凝土的强度有一定的要求外,还需对梁体混泥土龄期也进行控制,避免z过早张拉。再次,在进行设计时就强制规定龄期必须达到10天以上才可进行张拉,以免因减少混凝土收缩和渐变引起的预应力损失和梁体反拱度过大。最后,采用级配良好的石英砂。
四、公路桥梁工程中预应力技术的施工质量控制
4.1 预应力钢筋预埋阶段的施工质量控制主要是保证其曲线形状,这就包括了各个控制点的高程定位必须牢固准确,在相关工序施工时不能影响和破坏预应力钢筋的波纹套管,一旦发现问题应当及时进行处理。
4.2 预应力钢筋在其张拉及灌浆阶段的施工质量控制主要是保证其控制张拉应力能够满足设计要求,并且其伸长值的变化也在设计和规范所要求的范围之内。另外就是确保灌浆的计量准确无误,从而使得孔道内的浆体饱满。
4.3 在预应力工程施工过程中,对于各类孔道接口、连接处以及外露的孔道口都必须予以严密的封堵,以防由于异物进入或者漏浆而导致孔道堵塞的现象发生。另外,在进行普通钢筋的安装过程中,应当注意对预应力钢筋的成品保护,避免将预应力钢筋的外皮或套管刺破或损坏。在焊接施工过程中,绝不能将预应力钢筋作为搭接钢筋,并注意不得在预应力钢筋附近进行焊接工作,如必须在该处进行焊接,则应采取有效的保护措施,确保预应力钢筋的质量和安全。
4.4 对于施工过程中的用水量必须严格加以控制,对于那些因为没有及时使用而导致流动性下降的水泥浆,坚决不能通过加水的方法来提高其流动性; 在浆体的搅拌过程中,对水泥、外加剂及施工用水的用量都应当严格按照要求进行投放; 而对搅拌好的浆体应当每次都予以全部卸尽,并且在浆体没有全部倒出之前,严禁加入未经搅拌的新材料,尤其注意绝
不能因为图快而采取一边出料一边进料的方式; 另外在压浆前如果发现管道中有水分或垃圾等残留,则可以考虑采用空压机来将管道中的水分或垃圾等残留物予以先行排除。
五、结语
预应力技术无论是从理论上还是工程实际运用,都已经过几代人的不断研究和创新,已发展为一种比较成熟的技术,并且预应力技术已在道路和桥梁施工中普遍运用,然而,预应力张拉施工工艺相对较复杂,要求预应力结构施工的专业性强,造成施工中仍存在许多的不足,所有这些还望引起相关设计和施工人员的高度重视。
参考文献
[1]李海明.公路桥梁施工中预应力技术措施及质量控制.[J].黑龙江交通科技.2011.10