任毅1 商明辉2
中国水利水电第十四工程局有限公司,云南昆明 650200
摘要:当前我国公路桥梁施工过程中,预应力技术的使用极其广泛,可保证公路桥梁工程的安全性、耐久性及稳定性。如果在应用预应力技术时,没有掌握相应的技术要点,很有可能会影响到公路桥梁工程的使用寿命。因此,研究公路桥梁施工中的预应力技术具有重要意义。下面笔者就对此展开探讨。
关键词:公路桥梁;预应力技术;施工
1 预应力技术的概述
在我国公路桥梁建设中,预应力技术可以保障整个工程的施工质量,所以其对公路桥梁建设有着极为重大的作用。预应力常用于混凝土结构中,主要是为了预防混凝土过早出现裂缝的情况,在使用构件之前预先给混凝土一个预应力,即在混凝土的受拉区内,采用人工加工的方式将钢筋张拉,利用钢筋的回缩力使混凝土受拉区预先受力。这样可以有效防止混凝土在桥梁施工中出现开裂的现象。预应力的产生是为了避免钢筋混凝土结构裂缝过早出现,利用高强度的钢筋以及混凝土,使混凝土结构或者构件在受到荷载之前,通过外力使构件产生的拉力减小。在公路桥梁建设施工中,问题通常是混凝土浇筑过程中出现的,混凝土浇筑过程中出现的问题会对公路桥梁施工后期造成严重的影响。而通过预应力技术的应用,可以有效地改进混凝土施工过程中出现的问题,所以预应力技术在公路桥梁建设中被广泛应用。虽然预应力技术有着一定的优势,但是对其进行应用也意味着加大了公路桥梁建设施工的难度,应用预应力施工技术,需要专业的操作人员和施工设备。就设备而言,由于各种原因的影响,在公路桥梁建设中,一般只有进行大规模的建设时才会运用预应力技术。
2 工程概况
某桥主梁采用变高度预应力混凝土连续箱梁,单箱单室截面,箱梁全宽13m,桥面净宽12m,单箱底板宽7m,两侧悬臂长3m。箱梁顶面设置双向2%横坡,通过顶板顶面倾斜形成,顶板底面为水平;顶板与腹板设置1.8m×0.35m的加腋,底板与腹板设置0.6m×0.25m的加腋。
3 公路桥梁工程中预应力技术的应用
3.1 在多跨型桥梁中的应用
预应力技术在多跨型桥梁中可实现加固效果,能提升多跨型桥梁的稳定性、抗剪能力及抗弯能力,对于多跨型桥梁后续的使用有重要的积极影响。在实际的多跨型桥梁建设中,桥梁会根据结构的层面进行划分,以正弯矩和负弯矩2种形式存在,为保证多跨型桥梁的荷载能力,需要利用预应力技术进行加固。
3.2 在受弯构件中的应用
受弯构件在公路桥梁施工中属于重要的组成部分,为提高受弯构件的应用效果,需要对构件进行加固。在以往的受弯构件加固工程施工中,会使用碳纤维,主要是由于碳纤维具有较高的强度,对于受弯构件的加固效果较好。但在加固施工前,公路桥梁建设中所使用的混凝土就会产生较强的应变拉力,给受弯构件带来较大压力,不利于后续公路桥梁的使用安全性。通过预应力技术的使用可提升受弯构件的加固效果,提升构件承载区域的负荷能力。
4 预应力技术的施工工艺流程以及技术要点
4.1 模板制作和施工要点
模板的制作和施工是保证后续预应力技术施工效果的重要条件,在制作模板时首先需要保证模板的制作质量。可选择定型钢模板,施工人员需要对定型钢模板进行质量检验,为后续预应力技术的使用打好质量基础。在安装模板和拆卸模板时,需要按照施工设计要求进行施工,提升施工的规范性,保证符合后续施工的需求。
4.2 钢筋施工要点
首先,要选择符合标准的钢筋,确保钢筋工程使用材料的合格。其次,专业人员要对公路桥梁的长度等多项数据进行计算和评估,计算出钢筋的使用量和使用位置。最后,要在正确的位置对钢筋进行规范的处理和施工,避免出现不必要的钢筋浪费。
4.3预应力孔道施工要点
目前在预应力技术施工过程中,多数都使用金属波纹管预留张拉孔道和压浆孔道,施工人员需要注重对金属波纹管的施工操作进行把控,使金属波纹管在后续公路桥梁的使用过程中能够控制预应力。另外,需要对金属波纹管进行性能测试,保证达到预应力技术的施工需求,同时需要保证金属波纹管没有破损的状况,一旦发现有破损的问题应及时采取干预措施。金属波纹管的质量会影响预应力钢筋预埋阶段的施工效果,也是影响预应力技术应用效果的重要方面。
4.4张拉以及灌浆阶段的施工要点
4.4.1智能张拉系统
智能张拉系统在应力控制方面应保持较好的精度,精度差值在1.5%之内即可,并进行实时的伸长值误差校对,需要保证伸长值偏差在±6%之内。
安装张拉设备分为5个工序:①安装限位板,在限位板上带有止口以及锚板定位。②安装千斤顶,需选择专门应用在智能张拉系统中的千斤顶,将千斤顶的止口和限位板对准。千斤顶之间张拉力所产生的同步误差控制在±2%的差值内最为适宜,并且需要千斤顶最少能够保证5min的持荷时间。③安装工具锚,工具锚和智能张拉系统前端的张拉端锚保持孔位一致,使2种锚具呈对称的状态。在工具锚的夹片上涂抹退锚灵,保持涂抹的均匀度。④连接好千斤顶,接通油表和油泵电源。⑤开动油泵,使用千斤顶活塞来回打出,将千斤顶中存在的空气排出,避免缸体内部仍然存在残余气体。
智能张拉系统的施工过程分为5点:①启动系统平台,由现场的管理人员和操作人员进行摄像,启动张拉系统。②通过油泵给千斤顶的张拉油缸供油,根据五级加载的原则不断上升油压,将最初的应力值作为伸长值的计算起点,按照1/10,1/5,2/5,3/5,4/5,1的比例分别增加。③在张拉的过程中每一级所产生的数据和信息都会被系统自动记录下来,与此同时还会计算伸长值以及计算值之间所产生的偏差。④利用系统平台和系统对千斤顶的加载速度进行控制,保证可以正常、有序地向千斤顶供油。⑤如果在使用过程中,实际所得出的伸长值和理论计算中的伸长值有较大差距,如正负值大于6%,系统则会马上停止张拉。
4.4.2智能压浆技术工作原理
智能压浆系统由制浆、压浆、测控及循环回路4个部分组成。浆液会在智能压浆系统形成一个持续循环的路径,排出管道内部空气,及时解决管道堵塞的问题。在智能压浆系统中,管道的进浆口和出浆口都会设置监测压力值的仪器,测控系统会收到主机反馈后所发出的指令,并调整压力值。浆液从搅拌到压入孔道的时间需控制在40min之内,搅拌过程中不能出现停顿的现象。对于水平状态或者曲线状态孔道,压浆的压力值需保持在0.5-0.7MPa,超长孔道压浆压力值应控制在1.0MPa,竖向孔道压浆压力值应控制在0.3-0.4MPa。
4.5 混凝土浇筑和振捣工作要点
混凝土的浇筑质量需要符合相关的规定要求,其主要要求为:不存在色差、平整光滑、没有漏浆等,应控制好浇筑模板的倾斜高度和浇筑混凝土的坡度。在混凝土浇筑结束之后需立即进行捣实施工,在实际混凝土施工过程中经常使用插入式的方法进行振捣,当发现在振捣时混凝土的表面不再出现冒泡问题时则视为振捣工作合格。插入式振捣可能会导致孔道出现变形,因此在振捣时应注意振捣器是否触及套管,在孔道处采用外部振捣器进行振捣,强化振捣效果。在模板的角落部位或者振捣器不能触及的区域,可以利用插针振捣,保证混凝土表面光滑度。在混凝土捣实之后的24h之内不能受到振动,否则会影响捣实效果。
4.6钢绞线施工要点
孔道穿束施工是预应力技术实施中的核心环节之一,对于添加预应力的效果有着重要的影响,应根据实际的施工状况对孔道穿束施工方法进行分析。为提升孔道穿束的施工效果,需要先分析钢绞线和钢绞线编束的处理方法,在确保钢绞线处理效果的基础上进行孔道穿束。钢绞线的处理分为钢绞线施工和钢绞线穿束施工,如果没有掌握施工技术要点,会直接影响预应力技术的使用效果。
5 结语
预应力技术是公路桥梁施工中所使用的重要技术手段,为确保技术应用的合理性和科学性,应抓住技术要点,将其用于炭纤维片、混凝土路面施工等环节中,不断提高工程施工的质量和效率,为我国交通事业的发展提供更多的便利,达到现代化城市建设的要求。
参考文献:
[1]董金迎.路桥施工中预应力技术的具体应用及施工要点探究[J].人民交通,2019(02):84+86.
[2]林宇辉.预应力技术在公路桥梁施工中的优化应用策略[J].绿色环保建材,2019(04):118+121.