路桥施工中预应力技术的应用.doc

1、1路桥施工中预应力技术的应用摘要：由于预应力桥梁施工工艺可以有效的节省材料、提高桥梁安全系数、提高桥梁力学性能、增加行车舒适度，从而在公路桥梁工程中被广泛使用。本文阐述了预应力技术的涵义，探讨了路桥施工中预应力技术的应用。 关键词：路桥施工；预应力技术；涵义；应用 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 随着我国材料和机械工业的发展，作为预应力结构的高性能混凝土和各种规格、强度的低松弛钢丝和钢绞线的生产国产化、各种型式锚具的系列化和性能改善的张拉设备。如张拉千斤顶、油泵、油表、穿束机、压浆机等的完善配套以及为锚具和设备的专业生产厂的相继建立和竞争，使预应力技术水平得到不断提高，为预应

2、力技术广泛应用于公路桥梁上提供了保证。 一、路桥施工中预应力技术的涵义 预应力技术在路桥工程中的应用是通过预应力技术在混凝土工程中的应用，构建预应力混凝土构件，以此使混凝土构建产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。路桥工程中预应力混凝土结构通过采用高强度钢材和高强度混凝土，使预应力混凝土构件具有抗裂能力强、抗渗性能好、刚度大、强度高、抗剪能2力和抗疲劳性能好的特点，并达到节约钢材、混凝土、减小结构截面尺寸、降低结构自重、防止开裂和减少挠度的目的。预应力混凝土技术能够是路桥工程更加经济、轻巧与美观，

3、能够有效增加路桥工程施工寿命。二、公路桥梁几种常用的预应力加固技术 1、横向预应力加固技术 当钢筋混凝土或者预应力混凝土桥梁两端的间隙较小时，为了防止在主梁的端部进行张拉，通常可采用横向预应力加固技术。该技术是在主梁下缘的对称梁中线处进行预应力筋的安装，并在距梁端的适当距离位置进行弯起，然后通过支点来锚固在主梁端部的锚固钢板上面，其锚固钢板呈“U”字形套在主梁端部的下翼缘上面。其水平段内预应力筋通过撑棍来分成若干段，同时两端的撑棍还可起到支点的用处。在每段的中点通过拉紧螺栓来将两对称筋进行收紧，而收紧的过程中即在拉杆产生预应力，最终主梁由于受到锚固钢板上传来的预压力，同时预应力筋产生的负弯矩由

4、于预应力筋多为水平的直线形，在梁的两端向上弯曲不多，因而这种加固方法只能有效的减小梁中的正弯矩，而对减小梁端的剪力帮助不大。 2、 纵向预应力加固技术 所谓纵向预应力加固技术就是沿着预应力筋轴线的方向来进行预应力施加的技术。其预应力筋沿着主梁底部布置，并在梁两端设置导向块的位置弯起，然后锚固在主粱的顶板或腹板上，再沿着主梁进行纵向的张拉，以此来降低梁端的剪力。其锚固构造为纵向张拉的锚固构造，通3常主要包括两种，腹板锚固和梁顶锚固。其中，腹板锚固当桥面的交通量较大而不能进行交通中断时，可以把预应力筋锚固在主梁的腹板上，其具体的做法包括钢销锚固法和钢板锚固法，其中钢板锚固法有着传力均匀、锚固力大、

5、对梁体影响不大、进行钢板夹持的螺栓孔比较小等优点。梁顶锚固在锚固之前，只在横隔梁和桥面板上开凿和斜筋倾斜的方向一致的斜孔，而穿过预应力筋之后，在斜孔的周围应按钢垫板尺寸把桥面板凿出凹槽，并用环氧砂浆把垫板粘牢。而预应力筋在张拉之后锚固在桥面板上，最后将锚头封闭在桥面铺装混凝土内。这种锚固方法的优点是凿开桥面板少量混凝土，即可在桥面进行锚固施工。预应力筋张拉方法与其构造形式有关，张拉位置可以在梁顶沿斜筋方向张拉，亦可在梁底沿水平方向张拉。在张拉时应对称桥中线进行，对于同一根梁张拉应对称同步进行，使梁的两侧钢筋具有相同的应力状态。预应力的张拉程序与预应力混凝土梁的相同。预应力筋的张拉形式主要有手动

6、葫芦张拉法、电热法张拉法、千斤顶张拉法等。设计预应力可通过粘贴应变片、千斤顶读表、测量张拉预应力筋的变形量以及测定预应力筋的自振频率等方法测量。 3、竖向预应力加固技术 当采用上述两种预应力加固技术都不便施工的时候，还可采用竖向预应力加固技术。该技术通过在梁肋的两侧进行预应力筋的对称布置，一般在梁端肋侧锚固，在预应力筋中部竖直向上张拉，在梁肋底部用小横梁固定预应力。这种方法克服了纵向应力损失大而张拉行程短、张拉力大的缺点，减小了张拉力、增大了行程，也降低了张拉力损失，同时4可以对预应力筋施加较高的预应力，能有效的弥合旧桥梁体原有的裂缝。预应力张拉可以一片梁一片梁进行，但必须对称于中线张拉，这样

7、可以减小弹性压缩损失的不均匀性。横梁的作用在于固定竖向张拉产生的钢筋预应力，根据具体情况，横梁可以设计成锚固于梁肋上不能滑动预应力筋的固定支点或可以在梁底活动的活动支点。横梁位置最好在张拉点，这样可以减小因横梁固定点与张拉点不同而造成的张拉力损失。 三、路桥工程中预应力技术的施工工艺 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，

8、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。机械锚固类是通过机械加工形式，在预应力钥材端部形成一个同锚钉工作条件相适应的高5强钢丝或高粗度钢筋。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

9、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、钢绞线下料与穿束 在进行钢绞线下料时，首先需要对钢绞线进行严格的质量检测，只有检测通过的产品才能进入施工现场，严禁使用质量不达标或者是存在严重安全隐患的钢绞线，然后再根据确定好的钢绞线位置进行下料，长度应该满足预应力筋设计的尺寸以及张拉需要。后张法的预应力筋管道一般使用金属波纹管或者塑料波纹管制成，当公路桥梁跨径 1625m 的空心板时可以采用金属波纹管，当跨径大于 25m 的连续箱梁结构时可以

10、采用塑料波纹管。穿束过程中需要对钢绞线进行标号然后采用单根穿索的方法，避免在穿束过程中产生缠绕现象影响预应力的效果。 。 4、预应力筋张拉工艺 预应力筋的张拉包括预紧张拉和高应力张拉两个过程。在我们实际施工中，虽然采用编号一一对应限制钢绞线位置的办法，可以有效避免产生缠绕的情况，但还必须避免钢绞线在张拉过程中产生缠绕。预紧张拉就是为了避免产生张拉缠绕，而在高应力张拉之前使钢绞线顺直的办法。预紧张拉的好坏直接影响了整个钢绞线张拉的效果。由于钢绞线很长，下垂量很大，预紧张拉一定要两端对称进行，这样才能保证钢绞线两端粘结长度不会相差太大。 6此外，要注意在预紧张拉的时候，既要使钢绞线绷紧而不缠绕，又

11、要保证钢绞线不错位，所以必须注意预紧力的大小，过大或过小都有可能造成钢绞线缠绕或者错位的情况，一般来说，预紧张拉力采用 15%的设计张拉力。在预紧张拉之后，并不能立即进行高应力张拉，而需要对梁体构件的几何尺寸、灌浆孔和排气孔是否符合要求、构件端部预埋铁件位置是否准确、孔道位置是否正确、混凝土浇筑质量是否合格、孔道是否有堵塞情况等进行仔细的检查，这些细节问题都有可能引起钢绞线张拉不合格。此外，还需要对各种机械、设备、仪表进行校验，张拉设备应当配套校验配套使用。 5、压浆 预应力桥梁施工之中，体外索锚固定横梁一般采用局部粘结的方式，其粘结力都有设计标准，一般来说，在保证压浆密实的情况下，粘结段的粘

12、结力达到设计张力的 108%才能满足锚固要求，所以压浆工作是一道极为重要的工序，必须进行 1 1 的模型试验才能正式施工。而压浆施工必须在张拉完成后 24 h 内进行，为了保证压浆过程的均匀稳定和压浆压力适度，一般采用手动压浆机。 综上所述，预应力技术由于其优越的特性和良好的经济指标，在公路桥梁施工中得到了广泛的应用，而且由大量工程实践可以证明，其所取得的成绩和效果极为可观，值得进行更为深入的开发研究和推广应用。参考文献： 1 黄忆彬.钻孔灌注桩在桥梁施工中的质量控制措施7J. 沿海企业与科技. 2010(01) 2 黄银香.公路桥梁施工中预应力技术探析J. 中国新技术新产品. 2010(08) 3 何天宾.公路桥梁施工中预应力技术探讨J. 中国新技术新产品. 2010(06) 4 冯旭.某公路预应力混凝土桥梁施工技术要点J. 中国新技术新产品. 2010(04) 5 杨晓翔.公路桥梁施工中预应力技术应用J. 中国高新技术企业. 2010(10) 6 王兴军.浅析公路桥梁施工中预应力技术措施J. 河南科技. 2010(08) 7 余吉,聂国彬.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨J. 科技创新导报. 2009(06)