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摘要:现代路桥施工企业必须要针对现代路桥工程施工发展科学的规划自身技术水平提升事宜,以技术人才培养为基础,提高企业路桥施工技术水平,以此保障企业在工程施工过程中能够按照工程设计要求积极应用现代预应力技术保障工程的施工质量,以此提高企业的综合市场竞争力。本文探讨了预应力技术在路桥施工中的应用。
关键词:预应力;技术;路桥施工;应用
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
自20 世纪50 年代开始,我国及开始推广预应力混凝土技术,其采用冷拉钢筋作为预应力筋,主要用于混凝土屋架、吊车梁等工业厂房构件。自20 世纪80 年代才开始在路桥工程大力推广。经过30 多年的应用与探索,我国路桥工程预应力技术已经总结出一套适合我国国情以及路桥需求的设计理论、计算方法、构件系列、结构体系以及工艺与材料。预应力技术不仅用于公路桥梁结构,而且也运用到桥梁的维修和加固、大件提升、顶推施工、边坡或山体锚固等方面,其应用范围还在不断扩大,应用前景会与日俱增。
一、预应力技术的涵义
在路桥工程建设中,预应力技术是指在混凝土工程里通过使用预应力技术,生产加工预应力混凝土构件,让混凝土构建产生的预应力将外荷载引起的拉应力减小或者消除,也就是利用混凝土产生的较高强度的抗压能力来弥补其在抗拉强度上的缺陷和不足,以延迟混凝土受拉区的开裂,避免工程质量受其影响。路桥工程建设中一般采用强度比较高的钢材和混凝土,这样组合出来的预应力混凝土构件才会具有较强的抗拉裂能力,良好的抗渗性,同时也具备了刚度大、强度高、抗疲劳性更好的特点。在一定程度上节省了钢材和混凝土,将结构截面尺寸减小,结构自重降低,达到防止开裂和减少挠度。在路桥工程中应用预应力技术可以让路桥工程在经济的基础上达到更美观和轻巧的目标。同时,对其使用寿命也有很好的增强效果。
二、预应力技术
1、选择预应力钢绞线
就国内目前在预应力中使用的钢材一般都有预应力钢筋、普通预应力钢绞线、矫直回火预应力钢丝以及低松弛钢绞线几种类型。低松弛钢绞线作为新一代的预应力钢材因其具有实用、经济高效、便于施工以及在使用过程中可以让建筑构件达到美观轻薄的特点而大量使用,特别是在一些重要的工程上,其使用程度更是广泛,比如说,核电站,高层大跨度建筑物、高速公路、高架公路以及大型桥梁等等。而预应力钢绞线的使用可以有效的节省钢材,其显著地经济效益和社会效益是其他类型的钢材所不能比拟的。在预应力钢材的适应选择上应该注重以下几个方面:钢绞线的几何参数、表面状态、其松散程度、断裂荷载度以及伸长率的参数等,钢绞线的标准选择上应该注意钢材的品种规格、尺寸、其延伸率和松弛性等等。
2、选择预应力锚具
锚具的使用主要分为机械锚固与摩阻锚固两种。机械锚固类锚具是在预应力钥材的端部采用机械加工形成一个适宜于锚碇的工作条件来加以锚固。。其特点是连接方便且应力损失较小,在未灌浆之前,就可通过重复放松或紧扣来对预应力进行调整。而阻摩锚固类则是通过对契形锚具的应用,来讲预应力钢材形成锚旋。这类锚具具有较多的种类和较广的应用范围,具有穿索方便、吨位较大、变化较多的特点,其不足之处就是不方便的重复连接或张拉,且有较大的预应力损失。
3、设计预应力体系
通常采用XYM 和OVM 体系来对预应力体系进行设计。这一体系的顶板纵向钢束均采用平竖弯曲结合在一起的空间曲线,在腹板顶部承托上进行集中的锚固,且低板钢束应同近齿板处锚固尽可能地靠近。这一布束主要具有以下方面的特点:第一,保证了最大力臂的预应力,使力学效应得到较大限度的发挥。且因布束同腹板接近,故预应力在全截面上以较短传力路线进行分布;第二,顶板束锚定于承托上,不需要进行复杂齿板构造的设置,就能够完全通过受力需要来控制设计箱梁尺寸;第三,在平面上,顶、底板钢束依据同样的S 型固定在设计位置上,使得集中锚固点所产生的横向力加以消除。
4、分析预应力效应
预应力混凝土结构的实践设计,通常是以经验为依据,来对预应力钢束分布图进行假定,后分析其盈利,检查各截面的应力状态,当要求不能满足是,就可对钢束分布加以改进。可以说,预应力体系、预应力锚具及预应力钢绞线的设计都是由预应力效应分析所决定的。计算预应力损失主要包括瞬时损失与后期损失个层面。瞬时损失是钢束锚固前或锚固时所可能出现的瞬时的损失值。后期损失则指的是钢束锚固后所发生的损失,包括混凝土徐变、收缩,钢束松弛等引发的损失。
5、在路桥施工当中,应加强对预应力混凝土技术的提高。必须要全面了解图纸在进行设计阶段、具体的施工方案等方面的详细内容,并且分析在施工过程当中的控制要点,从而为路桥施工当中的预应力混凝土技术奠定基础。与此同时,也应提高对预应力混凝土的构件技术要点,对预应力的筋张拉、预应力的放张等方面的技术要求,此外,也应注重在灌浆和封锚时的施工要点等方面的技术控制,以确保预应力混凝土技术的质量。而在实际的工程施工当中,必须要根据现场的具体情况、施工方案、设计要求等进行科学的有效管理,以达到施工质量的规范要求。
三、预应力技术在路桥施工中的应用
1、预应力技术在受弯构件中的应用
钢筋混凝土上受弯构件要承受荷载作用下较大的作用力,因此需要采用强度较高的材料对其进行加固。在实际施工中,一般采取施工简单、强度较高的碳纤维,将碳纤维片材粘贴在预制的钢筋混凝土受弯构件上,使其得到加固,提高抗拒荷載作用变形的能力。将碳纤维贴片技术应用到实际设计和施工过程中还要考虑到受弯构件的初始内力,因为加固前混凝土已经具有一定的初始的压应变和拉应变,较大的初始内力的存在会使得受压区压应变达到极限压应变的过程比较短,此时碳纤维片材受到的应力较小,未发挥强度上的优势。因此要根据初始应变的大小来决定粘贴碳纤维片材时对其施加的预应力的大小,从而使得混凝土受压区压应变达到极限应变时提高碳纤维片材的应力,发挥碳纤维片材强度高的特点。
2、预应力技术在桥梁加固施工中的应用
道路桥梁的加固重点在于改善结构性能和增加构件的强度和刚度,利用预应力技术能够加强薄弱构件的承载能力,利用材料的高强度特性来从整体改善结构性能,从而恢复道路桥梁的承载能力,提高道路桥梁的服役年限。改造的典型办法有,在薄弱构件处使用辅助材料加强强度和刚度、减少作用在薄弱构件的荷载等。而通常加固方法可以用碳纤维布粘贴在构件或者混凝土面上、对薄弱构件进行预应力处理、利用钢板加固等。
3、预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁的应用
多跨连续梁有两种,正弯矩区和负弯矩区。一般支座处为负弯矩,跨中为正弯矩。需要加固处理的情况一般是在抗弯承载力与抗剪承载力不足的情况下,进行对梁的加固处理。加固方法有粘贴碳纤维、梁下加大截面等办法,当正弯矩区抗弯承载力不足,碳纤维粘贴法加固简便而且有效。而使用在梁下加大截面的办法来提高梁的承载力,不仅会改变原有的设计和功能,而且结构的自重也增加了。
4、预应力技术在钢筋混凝土路面上的应用
预应力路面有两种,分为“单独型”路面与“连续型”路面。“单独型”路面的膨胀缝间隔较长,路面之间被膨胀缝隔开,并对路面施工所使用的钢筋进行预应力处理。在预应力处理的过程中,又有两种在钢筋上进行预应力处理的方法,按照施力顺序的不同,可分为先张拉钢筋后浇筑混凝土和先浇筑混凝土后预拉钢筋的办法,一般多采用第二种办法。连续型的路面因为具有无膨胀缝而得名,经过预应力处理之后的无筋路面的长度较长,按照施加预应力的方法可分为千斤顶加力和自加应力。自应力路面利用膨胀水泥的膨胀作用,混凝土硬化的时候体积增大,受到两端的约束,混凝土就产生了内压应力。千斤顶加力是一般用千斤积增大,受到两端的约束,混凝土就顶在两个锚固点之间加力固定。
总之,在建设路桥的施工过程当中,应用预应力技术已经越来越为广泛,但是,它对施工的技术标准要求也在不断的有所提高。作为路桥施工单位应根据现代发展的具体要求不断提高路桥施工的质量,并用科学的规划水平发展施工力量,培养技术人才,从而确保施工单位能够根据工程的设计标准应用预应力技术,同时也保证路桥的施工质量,延长其使用寿命.
参考文献:
[1] 徐晋英. 预应力技术在公路桥梁施工中的应用研究[J]. 山西建筑, 2012,(07) .
[2] 阳成齐. 论公路桥梁施工中预应力技术的探讨[J]. 科技与企业, 2012,(05) .
[3] 王巍. 关于桥梁工程后张预应力施工技术的思考[J]. 科技创新与应用, 2012,(05) .
[4] 成扬. 公路桥梁施工中预应力技术探讨[J]. 内蒙古公路与运输, 2011,(06) .
关键词:预应力;技术;路桥施工;应用
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
自20 世纪50 年代开始,我国及开始推广预应力混凝土技术,其采用冷拉钢筋作为预应力筋,主要用于混凝土屋架、吊车梁等工业厂房构件。自20 世纪80 年代才开始在路桥工程大力推广。经过30 多年的应用与探索,我国路桥工程预应力技术已经总结出一套适合我国国情以及路桥需求的设计理论、计算方法、构件系列、结构体系以及工艺与材料。预应力技术不仅用于公路桥梁结构,而且也运用到桥梁的维修和加固、大件提升、顶推施工、边坡或山体锚固等方面,其应用范围还在不断扩大,应用前景会与日俱增。
一、预应力技术的涵义
在路桥工程建设中,预应力技术是指在混凝土工程里通过使用预应力技术,生产加工预应力混凝土构件,让混凝土构建产生的预应力将外荷载引起的拉应力减小或者消除,也就是利用混凝土产生的较高强度的抗压能力来弥补其在抗拉强度上的缺陷和不足,以延迟混凝土受拉区的开裂,避免工程质量受其影响。路桥工程建设中一般采用强度比较高的钢材和混凝土,这样组合出来的预应力混凝土构件才会具有较强的抗拉裂能力,良好的抗渗性,同时也具备了刚度大、强度高、抗疲劳性更好的特点。在一定程度上节省了钢材和混凝土,将结构截面尺寸减小,结构自重降低,达到防止开裂和减少挠度。在路桥工程中应用预应力技术可以让路桥工程在经济的基础上达到更美观和轻巧的目标。同时,对其使用寿命也有很好的增强效果。
二、预应力技术
1、选择预应力钢绞线
就国内目前在预应力中使用的钢材一般都有预应力钢筋、普通预应力钢绞线、矫直回火预应力钢丝以及低松弛钢绞线几种类型。低松弛钢绞线作为新一代的预应力钢材因其具有实用、经济高效、便于施工以及在使用过程中可以让建筑构件达到美观轻薄的特点而大量使用,特别是在一些重要的工程上,其使用程度更是广泛,比如说,核电站,高层大跨度建筑物、高速公路、高架公路以及大型桥梁等等。而预应力钢绞线的使用可以有效的节省钢材,其显著地经济效益和社会效益是其他类型的钢材所不能比拟的。在预应力钢材的适应选择上应该注重以下几个方面:钢绞线的几何参数、表面状态、其松散程度、断裂荷载度以及伸长率的参数等,钢绞线的标准选择上应该注意钢材的品种规格、尺寸、其延伸率和松弛性等等。
2、选择预应力锚具
锚具的使用主要分为机械锚固与摩阻锚固两种。机械锚固类锚具是在预应力钥材的端部采用机械加工形成一个适宜于锚碇的工作条件来加以锚固。。其特点是连接方便且应力损失较小,在未灌浆之前,就可通过重复放松或紧扣来对预应力进行调整。而阻摩锚固类则是通过对契形锚具的应用,来讲预应力钢材形成锚旋。这类锚具具有较多的种类和较广的应用范围,具有穿索方便、吨位较大、变化较多的特点,其不足之处就是不方便的重复连接或张拉,且有较大的预应力损失。
3、设计预应力体系
通常采用XYM 和OVM 体系来对预应力体系进行设计。这一体系的顶板纵向钢束均采用平竖弯曲结合在一起的空间曲线,在腹板顶部承托上进行集中的锚固,且低板钢束应同近齿板处锚固尽可能地靠近。这一布束主要具有以下方面的特点:第一,保证了最大力臂的预应力,使力学效应得到较大限度的发挥。且因布束同腹板接近,故预应力在全截面上以较短传力路线进行分布;第二,顶板束锚定于承托上,不需要进行复杂齿板构造的设置,就能够完全通过受力需要来控制设计箱梁尺寸;第三,在平面上,顶、底板钢束依据同样的S 型固定在设计位置上,使得集中锚固点所产生的横向力加以消除。
4、分析预应力效应
预应力混凝土结构的实践设计,通常是以经验为依据,来对预应力钢束分布图进行假定,后分析其盈利,检查各截面的应力状态,当要求不能满足是,就可对钢束分布加以改进。可以说,预应力体系、预应力锚具及预应力钢绞线的设计都是由预应力效应分析所决定的。计算预应力损失主要包括瞬时损失与后期损失个层面。瞬时损失是钢束锚固前或锚固时所可能出现的瞬时的损失值。后期损失则指的是钢束锚固后所发生的损失,包括混凝土徐变、收缩,钢束松弛等引发的损失。
5、在路桥施工当中,应加强对预应力混凝土技术的提高。必须要全面了解图纸在进行设计阶段、具体的施工方案等方面的详细内容,并且分析在施工过程当中的控制要点,从而为路桥施工当中的预应力混凝土技术奠定基础。与此同时,也应提高对预应力混凝土的构件技术要点,对预应力的筋张拉、预应力的放张等方面的技术要求,此外,也应注重在灌浆和封锚时的施工要点等方面的技术控制,以确保预应力混凝土技术的质量。而在实际的工程施工当中,必须要根据现场的具体情况、施工方案、设计要求等进行科学的有效管理,以达到施工质量的规范要求。
三、预应力技术在路桥施工中的应用
1、预应力技术在受弯构件中的应用
钢筋混凝土上受弯构件要承受荷载作用下较大的作用力,因此需要采用强度较高的材料对其进行加固。在实际施工中,一般采取施工简单、强度较高的碳纤维,将碳纤维片材粘贴在预制的钢筋混凝土受弯构件上,使其得到加固,提高抗拒荷載作用变形的能力。将碳纤维贴片技术应用到实际设计和施工过程中还要考虑到受弯构件的初始内力,因为加固前混凝土已经具有一定的初始的压应变和拉应变,较大的初始内力的存在会使得受压区压应变达到极限压应变的过程比较短,此时碳纤维片材受到的应力较小,未发挥强度上的优势。因此要根据初始应变的大小来决定粘贴碳纤维片材时对其施加的预应力的大小,从而使得混凝土受压区压应变达到极限应变时提高碳纤维片材的应力,发挥碳纤维片材强度高的特点。
2、预应力技术在桥梁加固施工中的应用
道路桥梁的加固重点在于改善结构性能和增加构件的强度和刚度,利用预应力技术能够加强薄弱构件的承载能力,利用材料的高强度特性来从整体改善结构性能,从而恢复道路桥梁的承载能力,提高道路桥梁的服役年限。改造的典型办法有,在薄弱构件处使用辅助材料加强强度和刚度、减少作用在薄弱构件的荷载等。而通常加固方法可以用碳纤维布粘贴在构件或者混凝土面上、对薄弱构件进行预应力处理、利用钢板加固等。
3、预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁的应用
多跨连续梁有两种,正弯矩区和负弯矩区。一般支座处为负弯矩,跨中为正弯矩。需要加固处理的情况一般是在抗弯承载力与抗剪承载力不足的情况下,进行对梁的加固处理。加固方法有粘贴碳纤维、梁下加大截面等办法,当正弯矩区抗弯承载力不足,碳纤维粘贴法加固简便而且有效。而使用在梁下加大截面的办法来提高梁的承载力,不仅会改变原有的设计和功能,而且结构的自重也增加了。
4、预应力技术在钢筋混凝土路面上的应用
预应力路面有两种,分为“单独型”路面与“连续型”路面。“单独型”路面的膨胀缝间隔较长,路面之间被膨胀缝隔开,并对路面施工所使用的钢筋进行预应力处理。在预应力处理的过程中,又有两种在钢筋上进行预应力处理的方法,按照施力顺序的不同,可分为先张拉钢筋后浇筑混凝土和先浇筑混凝土后预拉钢筋的办法,一般多采用第二种办法。连续型的路面因为具有无膨胀缝而得名,经过预应力处理之后的无筋路面的长度较长,按照施加预应力的方法可分为千斤顶加力和自加应力。自应力路面利用膨胀水泥的膨胀作用,混凝土硬化的时候体积增大,受到两端的约束,混凝土就产生了内压应力。千斤顶加力是一般用千斤积增大,受到两端的约束,混凝土就顶在两个锚固点之间加力固定。
总之,在建设路桥的施工过程当中,应用预应力技术已经越来越为广泛,但是,它对施工的技术标准要求也在不断的有所提高。作为路桥施工单位应根据现代发展的具体要求不断提高路桥施工的质量,并用科学的规划水平发展施工力量,培养技术人才,从而确保施工单位能够根据工程的设计标准应用预应力技术,同时也保证路桥的施工质量,延长其使用寿命.
参考文献:
[1] 徐晋英. 预应力技术在公路桥梁施工中的应用研究[J]. 山西建筑, 2012,(07) .
[2] 阳成齐. 论公路桥梁施工中预应力技术的探讨[J]. 科技与企业, 2012,(05) .
[3] 王巍. 关于桥梁工程后张预应力施工技术的思考[J]. 科技创新与应用, 2012,(05) .
[4] 成扬. 公路桥梁施工中预应力技术探讨[J]. 内蒙古公路与运输, 2011,(06) .