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摘要:随着时代的发展,预应力已经是运用的越来越广泛了,质量问题也出现了很多。本文就预应力在桥梁施工方面出现的问题、预应力技术在公路桥梁施工之中的应用和选择预应力技术的工具这三个方面,分析了在预应力技术在公路桥梁施工当中的应用。
关键字:公路桥梁;施工;预应力
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
在公路桥梁当中,预应力不单单是被用到路桥的结构当中,在大型构件的提升和顶推施工以及以及山体边坡、加强锚固等方面还有所应用。预应力的技术应用不但能够把公路桥梁施工的材料节省下来,还能够把其自重减轻、将其结构的抗裂水平和抗渗能力加强、把它的结构刚度提高上去、将它的竖向剪力和结构主拉应力降低,而且它还具有设计安全可靠、结构的形式简单和施工工艺便捷等特点。因此在公路的桥梁建设之中,尤其是近几年我国大力的提高与开发交通设施建设之中,预应力技术在增强公路桥梁的使用年限和承载能力方面都有着不容忽视的重要作用。预应力技术虽然比传统公路桥梁的建设技术起步较晚,但是在公路桥梁的建设当中,有了很快速的发展。随着时间发展,预应力技术运用的越来越深入了,它的存在能够有效的解决很多问题,发展的空间也是越来越广泛了。但是预应力的桥梁施工当中已经出现了若干的预应力技术的问题,带给了施工质量和工程结构的质量某些潜在隐患。
一、预应力在桥梁施工方面的问题
1、预应力的施工作业还不够规范,尤其是如果张拉力的控制不够严格,会影响预应力桥梁飞质量。张拉作业一般会采用预应力的筋伸长量和张拉力同时控制,张拉力为主要的,用伸长值来对张拉力进行校核。一般张拉力会采用1.5级油压的计量,误差是比较大的,千斤顶有的还没有经过计量标定就开始张拉了。再加上很多的张拉人员都没有经过专业的培训,一旦作业时不专心,很容易出现比较大的误差,甚至发生读错表的情况,出现张拉力的忽高忽低现象。尤其是在张拉的时候,因为每束的张拉力都是不同的,预应力的筋伸长值往往计算飞不准确,弹性模量的取值比价混乱,在实际张拉时,很难做到按规范规定把伸长量控制于±6%的范围之内,导致张拉力有所失控。
2、某个箱梁桥为5跨,第一联跨为66m,第二联跨为88m,第三联跨为150m,拉直一束钢绞线只用一端张拉工艺,那么需要0.30.4(N)的拉力,但是这么长的孔道,需要跨越过很多道的箱梁横隔板的,它的孔道摩阻数值需要经过实验才能得出。国内相关的规范规定,预应力桥梁跨度在30m以上的,均需要用两端对称的张拉工艺,才能保证建立跨中有效的预应力、建立在活载和恒载的作用下桥梁跨中需要的抵抗弯矩。要不然会因为跨中的承载力不足导致产生的正截面裂缝。而根据交通部专门的调查资料中显示,在已经通车的公路桥梁之中,几乎全部出现过因为张拉工艺的不适合而导致产生的大量裂缝现象。
3、预应力的结构砼开始进行张拉的时间的问题,是为了把预应力的混凝土早期的强度提高上去。在近些年通过掺加早强剂这种方式,一般浇注砼在3d之后,就开始张拉预应力了,但是因为增长砼强度是需要时间的,弹性的模量增长和强度增长不同步,弹性的模量增长的比较慢,强度增长的比较快,早期的砼变形比较大,预应力过早张拉会使预应力的损失有所增加,致使桥梁的承载力不足,进而出现了很多的裂缝病害。除此之外,用现场试块测而得到的早期的砼强度的等级,来代替现场结构实际的砼强度,这样做也存在之一些问题的。有实验证明,在最后验算的时候,出现事故结构的实际强度均没有达到现场所测得的强度,有时甚至还要低。
二、预应力技术在公路桥梁施工之中的应用
1、预应力技术应用于混凝土的路面中。应用预应力技术于公路桥梁混凝土的路面之中,是近几年是在近年来才逐渐的普及和兴起的,它作用的原理和在桥梁钢筋混凝土的结构中预应力技术的应用大致是相同的,都是用配置预应力钢筋,来约束混凝土的路面的,从而能够达到延缓裂缝,甚至是裂缝不出现的目的。在混凝土的路面施工当中,合理的施加纵向的预应力,以避免混凝土的路面横向收缩的开裂。现在,这这项技术已经是逐渐的成熟了。
2、预应力技术应用于加固施工的过程之中。通常加固公路桥梁是用改善结构的性能和补强构件的方式,来提高现有的公路桥梁承载的能力,使其使用的寿命能够延长,满足了交通的运输要求。一般的加固方式有:体外预应力的加固、改变结构的受力体系的加固和桥面补强层的加固等。在实际的应用当中,卸载主要是为了在加固施工的时候,减小混凝土结构初始的应变。可以对构件先施加预应力,让构件受拉区能够产生压应力,受压区能够产生拉应力,使构件减小在初弯矩时拉应变和压应变。这样可以在极限的承载力时,构件的应力和应变增量有所提高。
3、预应力技术应用于混凝土的多跨连续梁的结构之中。多跨连续梁有负弯矩区域和正弯矩区域两种区域。通常,跨中是正彎矩,支座处是负弯矩。在桥梁抗剪的承载力和抗弯的承载力没达到要求时,就需要加固处理了。在跨中的正弯矩区,抗弯承载力不充足的时候,可以用比较容易的施工方法,粘贴碳纤维的方法来进行加固。
4、预应力技术应用于受弯结构中。碳纤维具有的特点是强度高、施工比较简单。所以加固受弯构件可以广泛地采取粘贴碳纤维片材这种方法。但在加固之前,结构就已经有了初始的内应力,混凝土已经具有了初始的压应变和拉应变,在混凝土受压的区压应该变达到,或者是超过混凝土极限的压应变的时候,构件达到了或者是已经超过了极限的承载力。混凝土应变的增量决定了碳纤维片材最终的应力,例如,在初始的应变比较大的时候,碳纤维片材应力比较小的构件,会被破坏掉了,无法充分的发挥出碳纤维高强度的特点。可以在进行碳纤维片材粘贴的时候,就开始对它来施加预应力。使它附有初始的拉应力,从而把构件可能有破坏时,碳纤维片材应力提高上去,充分的将其强度发挥出来。
三、选择预应力技术的工具
1、选择预应力的钢绞线。现在国内外主要使用的预应力的钢材有低松驰钢绞线、普通预应力的钢绞线、低松弛预应力的钡丝、矫直回火预应力的钢丝、冷拉预应力的钢丝和预应力钢筋。低松弛钢绞线是预应力钢材最新的一代,特点有施工方便、经济和高效、使建筑的构件轻薄和美观,现在已经在世界各地的建筑工程中大量的使用,比如说:高架公路、高速公路、高层大跨度的房屋、核电站以及大型桥梁。用预应力的钢绞线,至少能够节省掉钢材的1/3以上,因此其社会效益和经济效益是十分的显著。选择预应力的钢绞线应该考虑:钢绞线的性能参数有松弛、伸长率、屈服荷载、断裂荷载、松散性、表面状态和几何参数等,钢绞线的标准是延伸率、松弛性、尺寸公差、破断荷载和品种规格等。
2、选择预应力的锚具。后张法预应力的混凝土结构使用的锚具主要有摩阻锚固和机械锚固两大类。机械锚固常用于集束型的高强钢丝和锚旋高强度的粗钢筋,个别的情况下也有多根钢铰线和锚旋单根的,特点有连接方便、锚具的应力损失比较小。摩阻锚固类的锚具主要是利用楔形的锚具,把预应力的钢材“挤紧”以便形成锚旋的作用,这类锚具的品种是较多的,应用比较广泛,特点有特点是吨位比较大、锚力的变化比较多、穿索较方便。
总结:在公路桥梁的施工当中,预应力是很复杂的一项工艺。经过几代人不断的研究和创新,预应力技术已经从理论走到了工程实践,现在已经是一项比较成熟的技术了。但我们仍还要在施工规范上狠下功夫,严格是按照规范来办事,保证工程顺利的施工,并要保证施工的质量。
参考文献:
[1]江凤梅.在公路桥梁施工中预应力技术的应用分析[J]. 才智.2011(04).
[2]王志国. 解析桥梁施工中预应力技术的若干问题[J]. 公路交通科技(应用技术版).2011(03).
[3]孙立彬. 对桥梁施工中发生的若干预应力技术的质疑[J]. 交通世界(建养.机械).2008(07).
[4]陈峰. 桥梁工程预应力施工的技术要求、注意事项[J]. 广东科技.2010(10).
关键字:公路桥梁;施工;预应力
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
在公路桥梁当中,预应力不单单是被用到路桥的结构当中,在大型构件的提升和顶推施工以及以及山体边坡、加强锚固等方面还有所应用。预应力的技术应用不但能够把公路桥梁施工的材料节省下来,还能够把其自重减轻、将其结构的抗裂水平和抗渗能力加强、把它的结构刚度提高上去、将它的竖向剪力和结构主拉应力降低,而且它还具有设计安全可靠、结构的形式简单和施工工艺便捷等特点。因此在公路的桥梁建设之中,尤其是近几年我国大力的提高与开发交通设施建设之中,预应力技术在增强公路桥梁的使用年限和承载能力方面都有着不容忽视的重要作用。预应力技术虽然比传统公路桥梁的建设技术起步较晚,但是在公路桥梁的建设当中,有了很快速的发展。随着时间发展,预应力技术运用的越来越深入了,它的存在能够有效的解决很多问题,发展的空间也是越来越广泛了。但是预应力的桥梁施工当中已经出现了若干的预应力技术的问题,带给了施工质量和工程结构的质量某些潜在隐患。
一、预应力在桥梁施工方面的问题
1、预应力的施工作业还不够规范,尤其是如果张拉力的控制不够严格,会影响预应力桥梁飞质量。张拉作业一般会采用预应力的筋伸长量和张拉力同时控制,张拉力为主要的,用伸长值来对张拉力进行校核。一般张拉力会采用1.5级油压的计量,误差是比较大的,千斤顶有的还没有经过计量标定就开始张拉了。再加上很多的张拉人员都没有经过专业的培训,一旦作业时不专心,很容易出现比较大的误差,甚至发生读错表的情况,出现张拉力的忽高忽低现象。尤其是在张拉的时候,因为每束的张拉力都是不同的,预应力的筋伸长值往往计算飞不准确,弹性模量的取值比价混乱,在实际张拉时,很难做到按规范规定把伸长量控制于±6%的范围之内,导致张拉力有所失控。
2、某个箱梁桥为5跨,第一联跨为66m,第二联跨为88m,第三联跨为150m,拉直一束钢绞线只用一端张拉工艺,那么需要0.30.4(N)的拉力,但是这么长的孔道,需要跨越过很多道的箱梁横隔板的,它的孔道摩阻数值需要经过实验才能得出。国内相关的规范规定,预应力桥梁跨度在30m以上的,均需要用两端对称的张拉工艺,才能保证建立跨中有效的预应力、建立在活载和恒载的作用下桥梁跨中需要的抵抗弯矩。要不然会因为跨中的承载力不足导致产生的正截面裂缝。而根据交通部专门的调查资料中显示,在已经通车的公路桥梁之中,几乎全部出现过因为张拉工艺的不适合而导致产生的大量裂缝现象。
3、预应力的结构砼开始进行张拉的时间的问题,是为了把预应力的混凝土早期的强度提高上去。在近些年通过掺加早强剂这种方式,一般浇注砼在3d之后,就开始张拉预应力了,但是因为增长砼强度是需要时间的,弹性的模量增长和强度增长不同步,弹性的模量增长的比较慢,强度增长的比较快,早期的砼变形比较大,预应力过早张拉会使预应力的损失有所增加,致使桥梁的承载力不足,进而出现了很多的裂缝病害。除此之外,用现场试块测而得到的早期的砼强度的等级,来代替现场结构实际的砼强度,这样做也存在之一些问题的。有实验证明,在最后验算的时候,出现事故结构的实际强度均没有达到现场所测得的强度,有时甚至还要低。
二、预应力技术在公路桥梁施工之中的应用
1、预应力技术应用于混凝土的路面中。应用预应力技术于公路桥梁混凝土的路面之中,是近几年是在近年来才逐渐的普及和兴起的,它作用的原理和在桥梁钢筋混凝土的结构中预应力技术的应用大致是相同的,都是用配置预应力钢筋,来约束混凝土的路面的,从而能够达到延缓裂缝,甚至是裂缝不出现的目的。在混凝土的路面施工当中,合理的施加纵向的预应力,以避免混凝土的路面横向收缩的开裂。现在,这这项技术已经是逐渐的成熟了。
2、预应力技术应用于加固施工的过程之中。通常加固公路桥梁是用改善结构的性能和补强构件的方式,来提高现有的公路桥梁承载的能力,使其使用的寿命能够延长,满足了交通的运输要求。一般的加固方式有:体外预应力的加固、改变结构的受力体系的加固和桥面补强层的加固等。在实际的应用当中,卸载主要是为了在加固施工的时候,减小混凝土结构初始的应变。可以对构件先施加预应力,让构件受拉区能够产生压应力,受压区能够产生拉应力,使构件减小在初弯矩时拉应变和压应变。这样可以在极限的承载力时,构件的应力和应变增量有所提高。
3、预应力技术应用于混凝土的多跨连续梁的结构之中。多跨连续梁有负弯矩区域和正弯矩区域两种区域。通常,跨中是正彎矩,支座处是负弯矩。在桥梁抗剪的承载力和抗弯的承载力没达到要求时,就需要加固处理了。在跨中的正弯矩区,抗弯承载力不充足的时候,可以用比较容易的施工方法,粘贴碳纤维的方法来进行加固。
4、预应力技术应用于受弯结构中。碳纤维具有的特点是强度高、施工比较简单。所以加固受弯构件可以广泛地采取粘贴碳纤维片材这种方法。但在加固之前,结构就已经有了初始的内应力,混凝土已经具有了初始的压应变和拉应变,在混凝土受压的区压应该变达到,或者是超过混凝土极限的压应变的时候,构件达到了或者是已经超过了极限的承载力。混凝土应变的增量决定了碳纤维片材最终的应力,例如,在初始的应变比较大的时候,碳纤维片材应力比较小的构件,会被破坏掉了,无法充分的发挥出碳纤维高强度的特点。可以在进行碳纤维片材粘贴的时候,就开始对它来施加预应力。使它附有初始的拉应力,从而把构件可能有破坏时,碳纤维片材应力提高上去,充分的将其强度发挥出来。
三、选择预应力技术的工具
1、选择预应力的钢绞线。现在国内外主要使用的预应力的钢材有低松驰钢绞线、普通预应力的钢绞线、低松弛预应力的钡丝、矫直回火预应力的钢丝、冷拉预应力的钢丝和预应力钢筋。低松弛钢绞线是预应力钢材最新的一代,特点有施工方便、经济和高效、使建筑的构件轻薄和美观,现在已经在世界各地的建筑工程中大量的使用,比如说:高架公路、高速公路、高层大跨度的房屋、核电站以及大型桥梁。用预应力的钢绞线,至少能够节省掉钢材的1/3以上,因此其社会效益和经济效益是十分的显著。选择预应力的钢绞线应该考虑:钢绞线的性能参数有松弛、伸长率、屈服荷载、断裂荷载、松散性、表面状态和几何参数等,钢绞线的标准是延伸率、松弛性、尺寸公差、破断荷载和品种规格等。
2、选择预应力的锚具。后张法预应力的混凝土结构使用的锚具主要有摩阻锚固和机械锚固两大类。机械锚固常用于集束型的高强钢丝和锚旋高强度的粗钢筋,个别的情况下也有多根钢铰线和锚旋单根的,特点有连接方便、锚具的应力损失比较小。摩阻锚固类的锚具主要是利用楔形的锚具,把预应力的钢材“挤紧”以便形成锚旋的作用,这类锚具的品种是较多的,应用比较广泛,特点有特点是吨位比较大、锚力的变化比较多、穿索较方便。
总结:在公路桥梁的施工当中,预应力是很复杂的一项工艺。经过几代人不断的研究和创新,预应力技术已经从理论走到了工程实践,现在已经是一项比较成熟的技术了。但我们仍还要在施工规范上狠下功夫,严格是按照规范来办事,保证工程顺利的施工,并要保证施工的质量。
参考文献:
[1]江凤梅.在公路桥梁施工中预应力技术的应用分析[J]. 才智.2011(04).
[2]王志国. 解析桥梁施工中预应力技术的若干问题[J]. 公路交通科技(应用技术版).2011(03).
[3]孙立彬. 对桥梁施工中发生的若干预应力技术的质疑[J]. 交通世界(建养.机械).2008(07).
[4]陈峰. 桥梁工程预应力施工的技术要求、注意事项[J]. 广东科技.2010(10).