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摘要:当前,随着我国经济的不断发展,在公路与桥梁的施工方面的要求不断的提高,在具体的施工和过程中,为了能够确保路桥的质量提高,就需要对现代化的公路桥梁施工技术进行深入分析和广泛地使用,这样一来,可以确保公路桥梁在施工过程中的合理性、先进性、科学性。现代路桥施工技术中,预应力技术在其中起到极其重要的作用,该技术对于公路桥梁的建设具有深远的意义。
关键词:路桥施工;预应力技术;应用
中图分类号: TU997 文献标识码: A
一、路桥施工中预应力技术的重要性
预应力技术的应用是路桥施工技术的一大飞跃,将预应力技术引入到在路桥施工的过程中,可以有效的改善传统施工方法中存在的问题,减少工程的病害、提高工程的质量、延长工程的使用寿命、有效的促进了我国道路桥梁工程的建设,确保了广大人民的生命财产安全。同时,在道路桥梁的施工中经常存在有地质条件较为复杂的状况,提高了道路桥梁工程的施工难度。此时,合理的运用预应力技术,能够有效的保证工程的质量,维护工程的使用安全。但是,预应力技术在路上桥施工的应用过程中,也存在有一定的问题,降低了预应力技术对工程质量的提升程度,甚至会产生降低工程质量的现象。因此,分析预应力技术在路桥施工硬功过程中存在的问题,并提出合理的解决方案,对确保路桥施工的顺利进行,促进我国交通行业的快速发展有着重要的意义。
二、预应力技术在路桥工程中的重要作用
(一)提高构件对内应力的承受能力
在路桥施工的过程中,存在有大量的承弯构件,通常情况下,混凝土只要配比合理,强度适当,便具有较强的承受横纵荷载的能力,但是对于来自混凝土构件侧面荷载的承受能力则相对较弱,导致混凝土产生裂缝、发生形变的可能性大大提升,严重的影响了工程的使用安全。当混凝土承受侧面的压力时,在混凝土内部会产生较大的应力,当应力超过混凝土的承受能力时,便会使混凝土产生裂缝,给工程的施工质量带来不利的影响。为了提高混凝土构件内应力的承受能力,在路桥施工中通常会采用外贴碳纤维的方式来改善混凝土对侧向压力的耐受能力。而采用预应力技术,对碳纤维贴片及混凝土构件进行处理,能够有效的提高承弯构件的刚度,减少构建出现裂缝的可能性,延长构件的使用寿命,对提高路桥工程的施工质量有着积极的作用。
(二)提高承重构件的承载力
承重构件是路桥工程施工的基础,只有做好承重构件的施工工作,才能够为日后的施工过程打下良好的基础,确保路桥施工的顺利进行。而路桥工程的上部构造往往具有较大的重量,对下部承重构件的强度有着较高的要求,单纯的采用碳纤维贴片等方法,无法有效的满足工程建设的需要。采用预应力技术对承重构件进行处理,可以使构件内部受压的部分产生拉应力,同时受拉的部分产生压应力,减小构件的拉应变与压应变,有效的提高构件,尤其是薄弱构件的应变增量,提升承重构件的整体强度,对提高路桥工程的施工质量起到了良好的促进作用。
三、预应力技术在公路桥梁工程中的应用
(一)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。
(二)预应力在受弯构件中的应用
桥梁的施工是一个庞大的工程,桥梁以后所承载的重量也是非常巨大的,简单来说,预应力的应用技术就是为了使桥梁能够承载日后外界施加的重量,不变形,不走样,不倒塌,使桥梁的质量有保证。桥梁不是小木桶,不是在外面用钢筋箍几圈就行了的,但原理和这又是一样的。在桥梁的施工中使用的加固方法是使用碳纤维来对混凝土结构进行加固,主要是对受弯构件进行加固。这是因为碳纤维强度比较高,并且很容易使用,所以这种方法被广泛的使用。混凝土结构在开始就有压应变和拉应变,所以意味着,在对混凝土的受弯构件进行加固的之前它本身就具有初始内力。所以,当混凝土受弯构件到了它的最大的承载力,而加固的碳纤维的应力是由混凝土的应变增量决定的。
(三)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。
(四)预应力钢材
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。
(五)预应力锚具
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,该锚相对比机械錨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。
(六)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。
四、路桥预应力技术施工工艺
(一)将下料处理工艺应用到桥梁预应力施工过程中
在结束张拉工序前,需要灌浆于锚垫板和钢管中,以便形成粘结段,促使预应力筋得到固定。此外,在预应力筋下料过程中,首先要对粘结段部位的钢绞线进行干净的清洗,并且去除PE 层和油脂。此外,施工人员需要对粘结段的长度和位置进行控制,避免有错位问题出现于施工过程中,并且在穿束钢筋的过程中,需要对钢绞线下垂带来的影响充分考虑,还需要将张拉伸长带来的影响充分纳入考虑范围,这样整个预应力筋两端的粘结段有着大致相等的粘结力。
(二)将穿索工艺应用到桥梁预应力施工过程中
要严格控制桥梁预应力施工过程中预应力筋的长度,保证不小于150 米,施工人员往往会通过墩顶导向槽以及以及跨中转向位置来进行穿索施工,但是要想在箱梁里面全部穿索12 根钢绞线,就存在着较大的难度,因此,施工人员就会采用单根穿索的方法来穿索预应力筋,在穿索的过程中,要尽量避免在整个桥梁范围内缠绕钢绞线,这样才可以按照相关的施工规范来进行预应力施工。在穿索工作开始前,需要分别编号施工所需的钢绞线、锚板孔以及密封盖小的孔,只有利用单束穿索的方法来穿索12 根钢绞线,结合钢绞线的位置,将相应的限制措施给应用进来,避免有钢绞线缠绕问题的出现。
(三)压浆施工方法应用
如果采用预应力技术来进行桥梁构件的施工,在固定体外索锚横梁过程中,将局部粘结的方法给应用进来,并且要严格按照施工设计要求的标准来控制它的粘结度。通常情况下,要在保证压浆密实度符合相关要求的基础上,控制粘结路段的粘结力,保证超过了施工设计规定的张力,只有这样,方可以与锚固施工规定的标准所符合。在桥梁预应力施工项目中,非常重要的一个工序就是压浆施工,在正式施工之前,需要按照一比一的模型试验之后方可以进行。一般完成了张拉施工之后的一天之内,需要开始压浆施工工序,并且,只有将手动压浆机应用过来,方可以对压浆的均匀稳定性和压浆的压力适度给有效控制,促使桥梁工程的施工效果得到保证。
(四)控制施工过程的质量
在桥梁工程施工中,如果采用了预应力技术,那么就需要严格依据施工设计要求和施工规范规定来控制张拉应力和伸长值,并且在灌浆阶段,需要严格准确的计算灌浆量,避免孔道浆体的饱满程度不符合相关要求。在施工的過程中,要避免管孔中流入异物,否则就可能会出现堵塞或者渗漏等问题。在这种情况下,施工人员就需要采取一系列的措施来密封预应力的孔道接口位置以及孔道和孔端等多个位置,特别是一些下层孔道中有着较大长度的灌浆孔和排气孔,更是需要对它的牢固性充分重视。施工人员在对混凝土进行浇筑振捣的过程中,为了避免出现损伤或者移位现象,在振捣的过程中,要避免振动棒接触到预应力孔道和锚具。通常情况下,要集中设置预应力孔道以及锚具,那么就存在着较大的施工难度,那么就需要选择合适的钢筋棒,附注采用人工插倒容易出现塑性沉陷裂缝的地方。
结语:
总之,预应力技术在公路桥梁施工的应用中,只要设计合理科学的道路和桥梁建设施工方案,并根据施工过程中的程序进行严格的执行,可以有效的提高道路和桥梁施工的可靠性和合理性。从而保证道路与桥梁的施工质量。因此,每个路桥施工企业要不断提高施工技术水平,主动设计出科学合理的施工组织计划,在道路及桥梁施工中采用预应力技术,可以提高路桥施工的质量,从而提高自身的市场竞争力。
参考文献:
[1]夏欢.公路桥梁工程施工中预应力技术应用分析[J].科技创业家,2013,23:3.
[2]徐秀凤.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].黑龙江交通科技,2013,12:91.
[3]苑路菊.浅析路桥施工中预应能力的应用及存在[J].科技风,2011,19:92.
关键词:路桥施工;预应力技术;应用
中图分类号: TU997 文献标识码: A
一、路桥施工中预应力技术的重要性
预应力技术的应用是路桥施工技术的一大飞跃,将预应力技术引入到在路桥施工的过程中,可以有效的改善传统施工方法中存在的问题,减少工程的病害、提高工程的质量、延长工程的使用寿命、有效的促进了我国道路桥梁工程的建设,确保了广大人民的生命财产安全。同时,在道路桥梁的施工中经常存在有地质条件较为复杂的状况,提高了道路桥梁工程的施工难度。此时,合理的运用预应力技术,能够有效的保证工程的质量,维护工程的使用安全。但是,预应力技术在路上桥施工的应用过程中,也存在有一定的问题,降低了预应力技术对工程质量的提升程度,甚至会产生降低工程质量的现象。因此,分析预应力技术在路桥施工硬功过程中存在的问题,并提出合理的解决方案,对确保路桥施工的顺利进行,促进我国交通行业的快速发展有着重要的意义。
二、预应力技术在路桥工程中的重要作用
(一)提高构件对内应力的承受能力
在路桥施工的过程中,存在有大量的承弯构件,通常情况下,混凝土只要配比合理,强度适当,便具有较强的承受横纵荷载的能力,但是对于来自混凝土构件侧面荷载的承受能力则相对较弱,导致混凝土产生裂缝、发生形变的可能性大大提升,严重的影响了工程的使用安全。当混凝土承受侧面的压力时,在混凝土内部会产生较大的应力,当应力超过混凝土的承受能力时,便会使混凝土产生裂缝,给工程的施工质量带来不利的影响。为了提高混凝土构件内应力的承受能力,在路桥施工中通常会采用外贴碳纤维的方式来改善混凝土对侧向压力的耐受能力。而采用预应力技术,对碳纤维贴片及混凝土构件进行处理,能够有效的提高承弯构件的刚度,减少构建出现裂缝的可能性,延长构件的使用寿命,对提高路桥工程的施工质量有着积极的作用。
(二)提高承重构件的承载力
承重构件是路桥工程施工的基础,只有做好承重构件的施工工作,才能够为日后的施工过程打下良好的基础,确保路桥施工的顺利进行。而路桥工程的上部构造往往具有较大的重量,对下部承重构件的强度有着较高的要求,单纯的采用碳纤维贴片等方法,无法有效的满足工程建设的需要。采用预应力技术对承重构件进行处理,可以使构件内部受压的部分产生拉应力,同时受拉的部分产生压应力,减小构件的拉应变与压应变,有效的提高构件,尤其是薄弱构件的应变增量,提升承重构件的整体强度,对提高路桥工程的施工质量起到了良好的促进作用。
三、预应力技术在公路桥梁工程中的应用
(一)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。
(二)预应力在受弯构件中的应用
桥梁的施工是一个庞大的工程,桥梁以后所承载的重量也是非常巨大的,简单来说,预应力的应用技术就是为了使桥梁能够承载日后外界施加的重量,不变形,不走样,不倒塌,使桥梁的质量有保证。桥梁不是小木桶,不是在外面用钢筋箍几圈就行了的,但原理和这又是一样的。在桥梁的施工中使用的加固方法是使用碳纤维来对混凝土结构进行加固,主要是对受弯构件进行加固。这是因为碳纤维强度比较高,并且很容易使用,所以这种方法被广泛的使用。混凝土结构在开始就有压应变和拉应变,所以意味着,在对混凝土的受弯构件进行加固的之前它本身就具有初始内力。所以,当混凝土受弯构件到了它的最大的承载力,而加固的碳纤维的应力是由混凝土的应变增量决定的。
(三)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。
(四)预应力钢材
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。
(五)预应力锚具
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,该锚相对比机械錨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。
(六)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。
四、路桥预应力技术施工工艺
(一)将下料处理工艺应用到桥梁预应力施工过程中
在结束张拉工序前,需要灌浆于锚垫板和钢管中,以便形成粘结段,促使预应力筋得到固定。此外,在预应力筋下料过程中,首先要对粘结段部位的钢绞线进行干净的清洗,并且去除PE 层和油脂。此外,施工人员需要对粘结段的长度和位置进行控制,避免有错位问题出现于施工过程中,并且在穿束钢筋的过程中,需要对钢绞线下垂带来的影响充分考虑,还需要将张拉伸长带来的影响充分纳入考虑范围,这样整个预应力筋两端的粘结段有着大致相等的粘结力。
(二)将穿索工艺应用到桥梁预应力施工过程中
要严格控制桥梁预应力施工过程中预应力筋的长度,保证不小于150 米,施工人员往往会通过墩顶导向槽以及以及跨中转向位置来进行穿索施工,但是要想在箱梁里面全部穿索12 根钢绞线,就存在着较大的难度,因此,施工人员就会采用单根穿索的方法来穿索预应力筋,在穿索的过程中,要尽量避免在整个桥梁范围内缠绕钢绞线,这样才可以按照相关的施工规范来进行预应力施工。在穿索工作开始前,需要分别编号施工所需的钢绞线、锚板孔以及密封盖小的孔,只有利用单束穿索的方法来穿索12 根钢绞线,结合钢绞线的位置,将相应的限制措施给应用进来,避免有钢绞线缠绕问题的出现。
(三)压浆施工方法应用
如果采用预应力技术来进行桥梁构件的施工,在固定体外索锚横梁过程中,将局部粘结的方法给应用进来,并且要严格按照施工设计要求的标准来控制它的粘结度。通常情况下,要在保证压浆密实度符合相关要求的基础上,控制粘结路段的粘结力,保证超过了施工设计规定的张力,只有这样,方可以与锚固施工规定的标准所符合。在桥梁预应力施工项目中,非常重要的一个工序就是压浆施工,在正式施工之前,需要按照一比一的模型试验之后方可以进行。一般完成了张拉施工之后的一天之内,需要开始压浆施工工序,并且,只有将手动压浆机应用过来,方可以对压浆的均匀稳定性和压浆的压力适度给有效控制,促使桥梁工程的施工效果得到保证。
(四)控制施工过程的质量
在桥梁工程施工中,如果采用了预应力技术,那么就需要严格依据施工设计要求和施工规范规定来控制张拉应力和伸长值,并且在灌浆阶段,需要严格准确的计算灌浆量,避免孔道浆体的饱满程度不符合相关要求。在施工的過程中,要避免管孔中流入异物,否则就可能会出现堵塞或者渗漏等问题。在这种情况下,施工人员就需要采取一系列的措施来密封预应力的孔道接口位置以及孔道和孔端等多个位置,特别是一些下层孔道中有着较大长度的灌浆孔和排气孔,更是需要对它的牢固性充分重视。施工人员在对混凝土进行浇筑振捣的过程中,为了避免出现损伤或者移位现象,在振捣的过程中,要避免振动棒接触到预应力孔道和锚具。通常情况下,要集中设置预应力孔道以及锚具,那么就存在着较大的施工难度,那么就需要选择合适的钢筋棒,附注采用人工插倒容易出现塑性沉陷裂缝的地方。
结语:
总之,预应力技术在公路桥梁施工的应用中,只要设计合理科学的道路和桥梁建设施工方案,并根据施工过程中的程序进行严格的执行,可以有效的提高道路和桥梁施工的可靠性和合理性。从而保证道路与桥梁的施工质量。因此,每个路桥施工企业要不断提高施工技术水平,主动设计出科学合理的施工组织计划,在道路及桥梁施工中采用预应力技术,可以提高路桥施工的质量,从而提高自身的市场竞争力。
参考文献:
[1]夏欢.公路桥梁工程施工中预应力技术应用分析[J].科技创业家,2013,23:3.
[2]徐秀凤.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].黑龙江交通科技,2013,12:91.
[3]苑路菊.浅析路桥施工中预应能力的应用及存在[J].科技风,2011,19:92.