1、解析预应力技术在道路桥梁施工中的应用【摘要】预应力技术的应用,必须充分考虑工程的施工环境,要兼顾混凝土强度的变化,注重原材料的提升和改良。最为关键的是,施工人员要不断提升技术水平,强化经验的提炼和问题的解决。本文通过对预应力技术原理、技术要点的阐述,分析了提升改进的方向和具体措施,希望能对我国的公路桥梁事业有所帮助。 【关键词】预应力技术;道路桥梁;施工;应用 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
2、,在目前桥梁施工项目中得到了广泛的应用。 一、预应力技术概述 预应力技术最早在混凝土施工工程中得到应用,为了减少钢筋混凝土中粘结处过早有裂缝出现,应运用有效的措施,在混凝土结构承受荷载之前,通过对外力的施加,有效减少混凝土构件形成的拉应力,使混凝土达到压应力状态,进一步消除了混凝土抗拉强度中存在的不足,使抗压性能的优势得到充分发挥。在建设公路桥梁的过程中,应将混凝土构件受拉区的开裂问题得到延长,避免对强度较高的混凝土和强度较高的钢材相结合的结构进行运用。且结构物预应力混凝土由于内部有较少裂纹且有良好的抗渗性能,还会有刚度大、强度高等特点。不但如此,预应力混凝土具备的较小自重对桥梁建筑的美观设计
3、也产生一定的有利作用。 二、预应力技术的特点及优势所在 一是提高桥梁稳定性。技术成熟的施工人员通常会在混凝土构件使用前在其表面预先加设预应力,尤其是在弯曲、扯拉的部位,更要严格进行预应力加设。公路桥梁中使用预应力技术有助于提高桥梁的稳定系数,防止桥面出现裂缝等问题,从而提升公路桥梁的安全性能。 二是降低桥梁自身重力。通常预应力技术施工以高强度钢筋混凝土等优质建材为原材料,从而达到降低桥梁自身重力的效果,能够提升桥梁的支撑能力,增加桥梁的承载能力。同时还能够起到降低建筑成本,优化资金配置的作用。 三、预应力技术在道路桥梁施工中的应用技术 1.预应力筋的定位 对预应力钢筋进行定位时,重点技术是数量
4、的设置和核算,预应力钢筋定位必须完全依据图纸铺设,无论是铺设数量还是铺设位置都不能随意修改。只有严格尊重和遵循图纸,预应力钢筋铺设才能发挥效果。此外,施工过程还应该注重预应力筋和猫版的垂直关系,确定和保障承压板的牢固性,只有这样,及时浇筑过程承压板出现位置的移动,也在可控范围之内。 2、 选择预应力钢绞线 当前,国内外普遍使用的预应力钢材包括低松弛钢绞线、普通预应力钢绞线、低松弛预应力坝丝、矫直回火预应力钢丝、冷拉预应力钢丝、预应力钢筋等。其中,低松弛钢绞线作为最新一代的预应力钢材,因其具有经济、高效、施工便捷、构件美观轻薄等优点,已经在国际重要建筑工程中被大量使用,如高速、高架公路,高层大跨
5、度房屋、大型桥梁核电站等。预应力钢绞线的使用可节省钢材至少在三分之一以上,其社会效益和经济效益都十分突出。在选择预应力钢绞线时主要从以下几个方面进行考虑:钢绞线性能参数,包括表面状态、几何参数、断裂荷载、松散性、伸长率、屈服荷载、松弛等;钢绞线标准,包括延伸率、松弛型、尺寸公差、破断荷载、品种规格等。 3、 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,在预应力端部形成一个同锚钉工作条件相适应的高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。而阻摩锚固类则是通过对契形锚具的应用,来讲预应力钢
6、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。 4、预应力钢绞线张拉 (1)张拉控制应力 张拉控制应力非常的重要,它直接影响到了施工的质量,及公路桥梁的结构。所以,只有使张拉控制力达到了一定的要求和标准,才能够控制好张拉的质量。预应力的值不能太大,如果超过了设计值的范围,就会使钢绞线的截面减少,同时,承载力和受力也会随之而变小。抗裂度也不能太高,因为抗裂度如果太高,会使得预应力处于过高的应力状态,从而慢慢的靠近结构裂缝。一旦发生破坏的现象和行为,结构就会产生变化。另外,钢绞线的张拉控制力过
7、度,还会导致其拉断、产生其他危害事故。因此,张拉控制力必须在标准的范围内。 (2)张拉时的控制要点 首先要计算平均张拉力的值,然后再取 L 值,加上锚垫板到工具夹片的前端的距离值,从而获得 L 值。伸长值又分为理论伸长值和实际伸长值,这种两种值都必须以初应力到控制应力部分的值为准,然后再进行对比和分析。在实际的施工过程当中,伸长值的测量和计算容易出现较大的差错。 在张拉的时候必须严格根据顺序和标准来操作,要接近结构形心位置,还要防止构件截面因为太大而造成受力的不均衡。另外,还要再两端同时进行张拉,或者是先控制和固定好一端,进行一端的张拉,然后再进行另一端的张拉。 5、降低预应力损失措施 降低预
8、应力损失措施主要有以下三个方面。第一,对预应力的所有工序和材料进行质量控制的加强和检验的加强,通过规范组织的严格执行,从而避免了施工中施工行为不规范或者预应力材料不合格所引起的预应力损失巨大。第二,对梁体混凝土进行龄期的严格控制。当梁体张拉之前,为了避免出现过早张拉的现象,必须要对龄期以及梁体混凝土强度进行严格要求控制。在设计过程中,为了减少因为混凝土徐变和混凝土收缩而产生的梁体反拱度巨大、预应力损失巨大现象,必须对龄期进行 10 天以上张拉的规定。第三,石英砂的良好级配。当采取砂箱法放张的先张法施工时,需要用拥有良好级配的石英砂。后砂箱的预应力施加压缩值需要比 0.5mm 小,1/3 与 2
9、/5 之间的砂箱长度为装砂量。 总之,从理论层面到实践领域,预应力技术几经创新和提升,技术水平相对成熟稳定。但是也应该看到,受张拉工艺不恰当、孔道质量不高以及锚具等因素影响,预应力技术的应用还存在一些问题。相关的设计单位和施工人员应该对其高度重视,注重对施工环境的关注,重点考虑混凝土强度问题,对预应力技术的缺陷进行有效的弥补和改善,从而提升其应用水平和使用范围,为公路桥梁事业做出应有的贡献。 参考文献: 1田云涛.桥梁工程后张法预应力施工的几点关键技术J.科技资讯,2008.10(31):25-27 2王以超,毛文江,叶兴成.后张法预应力混凝土施工技术在桥梁工程中的运用J.江苏水利,2011.3(5):39-40. 3王敬.后张法预应力管道压浆测控技术的应用J.山西建筑,2013.39(2):188-189. 4金恩斯,萨克恩汗.后张法预应力施工技术及质量控制研究J.企业技术开发,2009.3(2):55-57. 5缪艳.浅析预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用J.科技致富向导,2012.7(7).88-90 6李军锋.市政桥梁预应力施工技术的应用研究J.门窗,2013.4(2):34-36