谈桥梁施工中预应力技术的应用.doc

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1、谈桥梁施工中预应力技术的应用摘要:现在,随着科学技术的发展,专家越来越重视预应力技术的应用,尤其是在桥梁的建设当中。然而,预应力技术的应用存在着一些问题,这些问题亟待解决,主要是与预应力技术在张拉施工方面相关的问题,这个过程十分复杂。此外,大多数专业技术人员并没有受到过专业的训练,他们在操作中会出现或多或少的失误,导致桥梁建设的质量的不到有力保障,而这些问题出现的频率也越来越大。对此,文章针对桥梁建设中相关于预应力技术应用的问题展开讨论,并给出专业的建议。关键词:桥梁施工;预应力技术;应用 中图分类号:K928 文献标识码: A 引言 在科学技术日新月异的新世纪,建筑行业的发展速度也随着加快,

2、在当前的建筑领域中,各种施工技术都得到了长足的发展,同时还涌现出了大批更加先进的施工技术。其中预应力技术就是当前建筑工程中应用较为普遍,且效果显著的技术,随着该技术的发展应用,使得现代建筑的质量和性能都得到了大幅度提升。而随着我国道路事业的发展,预应力技术在当前的桥梁施工中也到了广泛的应用,而预应力技术在当前的桥梁施工中主要应用在桥梁的受弯构件中和公路桥梁的加固等中。 一、预应力技术的概述和特点 1、预应力技术的概述 桥梁施工中,预应力技术根据其具体的施工部位通常可分为三个部分,即受弯构件施工部分、基于混凝土结构的多跨连续梁的施工部分以及加固施工部分,在桥梁施工中,这三个部分的施工都会应用到这

3、种技术。首先,在对桥梁施工中受弯构件施工时,加固构件所产生的原始内力会影响到混凝土结构的应力变化,因此,为使这种影响能够降到最低,避免其对结构质量的破坏,就需要靠预应力技术,来消除这种影响,保证桥梁的质量安全。其次,在对基于混凝土结构多跨连续梁施工中,为保证结构质量,也需添加额外的预应力来对多跨连续梁的抗剪和抗弯承载力进行加强。最后在对桥梁中的加固施工中,还需使用预应力技术来对加固部分进行补强,以保证桥梁的结构质量,该部分的施工主要是针对桥梁结构以及构件部分。 2、预应力技术特点 我国的桥梁在建设的过程中,预应力技术主要的应用不只局限在桥梁建设整体结构上,还在桥梁锚固与桥梁边坡上进一步的应用预

4、应力技术,能够为桥梁在建设过程中节约了施工建筑材料。并且预应力技术具有抗裂、抗滑进而抗渗的作用,降低了桥梁中主控张拉预应力,提高了桥梁施工设计的安全性与桥梁结构的刚度的优点。 二、预应力技术在桥梁施工中的作用 随着我国社会经济的发展,公路桥梁的施工项目越来越多。在桥梁的施工过程中,预应力技术能够使相关的建筑材料充分发挥其高强度的性能,对于目前在桥梁中常常出现的裂缝问题能够做到有效的控制,并且能够减轻整个结构的总体重量,使桥梁能够承受更大的负荷,在目前桥梁施工项目中得到了广泛的应用。例如,预应力技术可以应用于受弯部件中,通过补强受弯部件,改善其结构性能,这是目前延长桥梁工程项目寿命、提高桥梁工程

5、的负荷能力的卞要力一法,以满足现代社会对交通运输的要求。 三、预应力技术在桥梁施工应用过程中的问题及措施 1、后张预应力结构张拉力控制的问题 预应力施工作业不够规范,特别是张拉力控制不严对预应力桥梁质量影响较大。一般张拉作业采用张拉力和预应力筋伸长量同时控制,以张拉力为主,以伸长值校核张拉力。通常张拉力的计量采用 1.5 级油压,误差大,有的千斤顶甚至未经计量标定就张拉,而且张拉人员多数未经专业培训,如果作业不专心,经常容易出现较大误差,甚至读错表,发生张拉力忽高忽低的现象。特别在多束张拉时,由于每束张拉力都不同,往往对预应力筋的伸长值计算不准确,弹性模量取值混乱,实际张拉时难以做到将伸长量按

6、规范规定控制在6%范围内,导致张拉力失控。 预应力钢筋张拉伸长量不足的防治措施。首先,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。其次,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。 2、波纹管堵塞 堵管是指在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞的现象发生了堵管会导致后期预应力钢绞线穿束无法通过或张拉预应力时钢绞线实际伸长值与设计计算值相差很大,给

7、施工带来不必要的麻烦,即影响了工期,又耗费了人力。引起堵管的原因分析:首先,施工单位在施工过程中没有严格按照施工规范安装波纹管,出现波纹管定位不精确引起的弯折扭曲、套管接头松动,或者是在混凝土浇筑施工中,振捣人员在振捣混凝土时操作失误,造成波纹管局部的破裂,直接导致混凝土水泥浆渗漏到波纹管中造成堵管。其次,波纹管自身的质量缺陷引起漏浆堵管。 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

8、。 3、预应力张拉的时间问题 近几年,为了提高混凝土预应力的早期强度,大多采用添加早强剂的方式,在混凝土浇注 3 d 之后,开始张拉,张拉后等待混凝土到达一定强度。若混凝土强度增加过快,弹性模量增加过于缓慢,就会使预应力的损失有所增加,使桥梁承载能力不足,从而出现较多的裂缝。另外,采用早期强度的混凝土做检测试块来代替实际强度,也存在一些问题。实践证明,早期使用早强剂的混凝土都不能达到实际标准。 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,避免过早张拉

9、。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、预应力技术的实际应用 1、预应力钢绞线、锚具的选择 桥梁工程施工中的预应力技术应用钢材,多为普通预应力钢绞线、松弛钢绞线以及矫直回火预应力钢丝和预应力钢筋等,低松弛钢绞线作为一种新型材料,具有施工便捷、实用性强等特点,对于提高桥梁工程项目的美观度也具有非常重要的作用。桥梁施工预应力技术应用过程中,可通过伸长率参数、断裂荷载度、松散程度以及表面状态和几何参数等几个方面着手,加强对其质量的有效控制。其中,钢绞线最好选择那些松弛性较好、尺

10、寸、规格和延伸率等都比较好的一些类型。预应力技术通常包括先张法、后张法操作方法,其中后张法施工过程中所用到的锚具主要有机械锚固、摩阻锚固两种。实践中我们可以看到,机械锚具通常应用在预应力材料的端部位置,经加工以后可形成具备实际应用价值的锚固构件,这种锚具可应用于集束型的高强钢丝、锚旋高强度的粗钢筋之中,同时可以有效应用于多根钢绞线和单根钢绞线锚旋建设过程中,应力损失一般都比较小,并且连接施工较为方便;摩阻锚具的种类与规格存在着较大的差异性,实际应用范围也非常广泛,可用楔形的锚具对施工过程中的钢筋材料进行拉紧操作,锚固力相对较大一些,而且其穿索操作也比较便捷。 2、预应力技术在公路桥梁受弯构件中

11、的应用 公路桥梁的受弯构件对公路桥梁工程的施工质量和使用寿命具有重要影响,因此必须合理科学应用预应力技术,把高强度的碳纤维有效加固到受弯构件中,使得受弯构件在公路桥梁项目的施工和使用时,即使面临承受荷载超出极限压应力的情况下,通过碳纤维的强拉应力发挥,也能有效降低受弯构件发生损坏的可能性,延长公路桥梁工程的使用寿命。 3、在加固施工中的应用 桥梁加固的方法一般包括以下几种,一是对构件的补强来达到加固的目的,二是对结构性能的优化,从而提高桥梁的实际承载能力,从而延长桥梁的使用年限,使桥梁的实际使用功能更加的适应现代交通运输的需求。值得注意的是实际上卸载是为了使加固施工时混凝土的初始应变量有所降低

12、。此时,我们可以预先对构件施加预应力来达到减小构件的拉应变和压应变值得目的,同时能够有效的提高构件在极限承载力下的应变增量,使加固钢筋的实际作用得到充分的发挥。 4、注意孔道疏通 堵管主要表现为通孔器无法贯穿索孔,或混凝土浇筑前内置预应力筋无法拉动等,造成堵管的主要原因可能时波纹管的结构脱落导致漏浆或者是在混凝土浇筑时对波纹管产生踩踏或挤压式的破坏。对于堵管问题的预防可以通过以下几个方面:保证波纹管管材的刚度;保证管材连接部位的连接质量;另外在混凝土施工完毕后,初凝前使用通孔器对孔道进行疏通,如出现堵管现象,可立即对堵塞部位进行修复疏通。 5、多跨连续梁施工中的应用 无粘结预应力混凝土施工工艺

13、作为当前混凝土施工技术中的重要形式,其施工方式和施工措施的完善为当前桥梁施工技术的提高奠定了基础。从结构层面上来看,多跨连续墙在施工的过程中主要分为正弯矩区和负弯矩区两种形式。预应力混凝土结构已成为当前建筑结构中的主要形式,在使用拉应力的过程中首先要选择跨中的为正弯矩,存在支座的为负弯矩。结合多款连续梁中需要承担的各种荷载力来设计对预应力的抵销模式,保证推迟裂缝的出现和限制裂缝发展的施工原理和施工工艺的存在,为混凝土强度和刚度的提高奠定了基础。当多跨连续梁的抗剪承载能力和抗弯承载能力在应用的过程中难以满足施工建设要求的时候就必须采用合理的方式对地基进行加固,确保桥梁结构的荷载承受能力。五、桥梁

14、施工过程中预应力技术的控制措施 1、严格控制用水量 针对未得到充分利用的而降低流动性能的水泥浆,是无法使用增加水量的途径提高流动性能。在搅拌水泥浆的同时,对于耗用水量需紧密依据实际情况、并参照规范要求来投放;针对已经搅拌完毕的水泥浆要在每一次都彻底卸掉,在水泥浆尚未彻底倒走以前,禁止掺入用于搅拌的新型材料,特别要杜绝进料和出料同步进行的局面,否则既无法真正节省时间,还会给施工带来后顾之忧。在压制水泥浆之前,若在管道的内部发现垃圾或水分等残余物体,应立马使用空压机将其迅速去除。 2、加强施工人员的技能培训,减少失误发生率 施工质量成败的关键还是在于人,因而提高施工人员的综合素质就显得尤为必要。就

15、目前情况看,施工者的技术遭到一定程度的限制,其不能很好地把握好各项预应力施工要领,对施工技巧理解和掌握的不透彻,因违反操作规章,影响预应力在路桥施工中的安全使用,并诱发堵塞波纹管的现象。这就要求桥梁施工单位要加大对施工人员的技术培训力度,把最先进的预应力技术传授给他们,提高其质量控制意识,把质量、速度和效益有机统一起来。定时定期举办“预应力技术应用”的培训讲座,邀请具有丰富施工经验的技术人员教导施工作业的职工,使其对预应力技术理解深入、精准掌握、务求实效、应用灵活。企业要健全施工法规,建立必要的激励机制,对积极刻苦攻关、钻研预应力技术、并在实践中不断创新应用手段的人员予以必要的奖金奖励,调动全

16、体作业人员的创新意识和工作的热情。明确职能划分,做到各部门有效配合,做好监理工作,管理好施工器械、设备和材料,带入现场的建材需要保证质量绝对可靠。健全制约和监督体系,改变过去各部门相互扯皮的局面,促使施工作业高效、统一、有序地开展。 3、施工中要注意封闭孔道口 主要对各种类型的孔道接口或者暴露在外面的孔道口进行堵塞,防范因水泥浆的外露而阻塞孔道。在安装钢筋时,要注意保护预应力钢筋,并采取适当的措施防止预应力钢筋的套管或者外表皮遭到破损。当焊接钢筋时,避免将预应力钢筋充当为搭接作用的钢筋,并回避在预应力钢筋的周边执行各种焊接任务,若不得不在这个方位开展焊接工作,那么也要尽最大可能将预应力钢筋保护

17、起来,以便于维持其质量。 4、维持预应力钢筋的性能 预应力钢筋在浇灌水泥浆时,要确保张拉应力满足于设计的需求,延伸的长度也要紧密切合于所规定的范围。另一方面,要注意维持浇灌水泥浆的量,最终实现孔道内部呈现饱满的状态。预应力钢筋在预埋时要注意每一个控制点的定位需精准牢靠,在施工的进程中避免损坏预应力钢筋的套管等部位,一旦发生类似的情形,需要立即报请质量检测部门予以妥善处置和解决。5、加强对材料设备管理 在对预应力混凝土进行施工时,首要顾及的因素便是材料和设备,有高素质的施工建设队伍还不够,还离不开先进的、性能完备的材料和机械,这同时也奠定了施工管理的根基。从总体而言,预应力混凝土的结构对于预应力

18、钢筋的要求是非常苛刻的,在平时管理时,要注意加大对现场材料的审验,施工企业要选择信誉度高的供货厂商,在检验建材时,不能忽视任何一个环节,进而为施工的质量控制夯实基础。 结束语 近几年,预应力技术在桥梁施工中广泛被应用,但是在工程施工中还存在很多问题,因此,要加强对预应力技术在桥梁施工中应用的质量控制,同时,要加大对桥梁施工中预应力技术的分析研究力度,从而才能够提高预应力技术的水平,才能够促进我国桥梁建设的发展。 参考文献 1陈尊.公路桥梁施工中预应力技术措施及质量控制J.科技创业家,2012(16). 2陆廷超.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用J.科技创新与应用,2012(01). 3张钧才.预应力在桥梁施工中的应用分析J.城市建设理论研究.2011(22)53.

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