预应力施工技术在桥梁工程中的应用分析

发表时间:2021/3/12   来源:《中国建设信息化》2020年22期   作者: 乔祥源 张强 程冲
[导读] 近几年来,我国公路工程建设规模的壮大,桥梁工程质量要求越来越高,
        乔祥源  张强  程冲
        1 山东沂蒙交通发展集团有限公司  山东 临沂 276000  2 山东沂蒙交通发展集团有限公司  山东 临沂 276000   3 临沂市交通运输局河东交通发展服务所 山东 临沂 276000
        摘要:近几年来,我国公路工程建设规模的壮大,桥梁工程质量要求越来越高,预应力在公路桥梁工程中的应用成为必然选择。而预应力施工技术是提高公路桥梁工程施工质量和安全水平的关键,因而对预应力施工技术在公路桥梁工程中的应用情况进行分析,十分必要。
关键词:预应力技术;桥梁工程;应用;施工要点
        1、公路桥梁工程中应用预应力技术的优点
        作为一种现代施工技术,预应力技术在很多施工建设领域都有着广泛的应用,特别是在路桥的施工中有着非常重要的作用。预应力也就是一个预先产生的力,对于一些常规建筑结构或者机械结构,我们为了能加强其刚性,可以事先给它施加一个与之日后所受作用相应的力,这样就可以增强其弹性,从而起到一个降低因自身震动和受外压导致结构变形问题的作用。也就是在结构受外力之前先施加一定压力,提高其适应性能。通过对建筑结构或机械结构施加预应力,可以有效改善其结构的使用性能,并提高其原本抗性。预应力技术在路桥施工中的应用原理,也就是在路桥的主要受力机构受到外力作用之前,对其受力部位和受力部件进行预应力的施加工作,从而提高路桥受力部件的刚度和韧性,这样就能减少因外力而引起的拉应力,通过利用预应力混凝土的抗压能力,就可以很好地弥补混凝土部件本身在强度和韧性上的不足,达到提高路桥整体承载力的效果。
        2、预应力技术在桥梁工程施工中的应用 
        2.1在混凝土空心板中的应用
        在进行公路桥梁项目建筑施工过程中使用最多的就是建筑材料,其中混凝土空心板也是比较常用的建筑材料之一。混凝土空心板有着一定的自身特性,由于这种材料的横截面分布多道圆孔,因此在其自身重量较轻,方便运输,安装也比较方便,这都是混凝土空心板的良好特性。在进行混凝土空心板的建筑施工过程中,主要有两种方式:①先张法;②后张法。需要注意的是,在进行施工时无论使用哪种施工技术都会对混凝土空心板产生一些影响,使其出现纵向裂缝的情况,因此为了杜绝这种情况的出现,就需要使用预应力技术进行技术控制,稳固混凝土空心板的质量,提高使用效率。
        2.2在受弯构件中的应用
        公路桥梁施工过程中还需要使用到一些加固材料来确保工程完成之后的安全运行,比较常用的就是碳纤维,其硬度是十分高的,比其他材料要好很多。尤其是在公路桥梁中的受弯构件施工中使用炭纤维进行加固,可以充分弥补其他建筑材料的不足。可以有效的提高受弯构件的承载力,以及极限拉应力,可以有效的提高公路桥梁的建筑施工质量,增加其使用寿命。
        2.3在箱梁钢绞线中的应用
        在施工时,箱梁钢绞线预应力有许多环节需要注意。①钢绞线的.张拉顺序,其横向钢绞线一般要求从上往下张拉,而腹板则是从下往上张拉。②时间要求高,预应力管道在箱梁钢绞线张拉后的1d内要完成压浆。③要因地制宜,天气状况不佳或发生下雨等情况下就不能施工,因为雨水会对箱梁钢绞线造成腐蚀,影响钢绞线的强度等,需要提前做好环境观察。
        2.4在承重加固中的应用
        预应力技术除了可以应用在桥梁的一些特殊部位,对于一些主要承重部位也具有重要作用。因为桥梁是暴露在外面,而且经过一段时间的使用之后会出现一些损坏,这就需要相关维修人员对其进行定期修理和维护。

在修理过程中,为了不断弥补和修护桥梁损坏处,施工人员可以采用预应力技术对其进行加固,对于一些已经遭到损坏的部位进行补救,这样可以通过力的相关抵消原理大大减轻桥梁的负重,进而减轻巨大重力对于桥梁的损害,有助于延长公路桥梁的使用年限。
        3、桥梁工程中预应力施工要点分析
        3.1钢绞线空间位置的确定
        在桥梁工程施工过程中,由于张拉钢绞线的反向压力会受到预应力的影响,因此钢绞线的空间位置会出现偏移,而这不仅会造成经济损失,而且还会威胁到施工人员的生命安全。因此,在预应力技术的应用过程中,施工人员必须严格按照施工设计图纸进行施工操作。在墩顶导向槽和转向横肋施工时,必须确保曲率半径的准确性,并需保持导向槽和横肋的端部始终光滑,从而精准确定钢绞线的空间位置。另外,还必须确保锚固端横梁处锚垫板的预埋位置,并使其方向符合国家所规定的标准,只有这样才能保证桥梁结构更好地承受局部应力。
        3.2张拉程序及工艺
        张拉程序以及张拉工艺为:支立、安装内模→绑扎上部钢筋→穿波纹管并定位固定→支立、安装侧模→安装端头模板→检测、校正模板→绑扎剩余钢筋→灌注混凝土→混凝土养护→拆模→穿预应力钢绞线→张拉、压浆→封端。二次张拉是预应力张拉过程中的重要环节,进行二次张拉的目的是缩短生产台座的周期,加快施工进度,这是目前普遍使用的方法。两次张拉就是在混凝土的强度达到设计强度的60%时,先进行部分预应力的张拉,方便结构移除,以为下个构件的生产提供空间与器具,但移除的构件不能直接使用,而需放置养护,当强度达到设计强度以后再进行后续的张拉工作。另外,在二次张拉的过程中,为减少预应力筋与孔道间的摩擦力,要防止预应力加载过程中对构件造成损害,且要保证张拉线处于构件的受压区域,同时还需计算出预应力损失值,并在张拉过程中计入到施工设计与计算中。此外,根据构件长度与场地条件,钢筋的双侧张拉一般要在预应力钢筋25m长度以内进行。如果构件长度大于25m,则可考虑进行单侧张拉。
        3.3灌浆施工
        桥梁工程下层孔道的灌浆孔与板面的灌浆孔相比,更需要做好固定,以确保灌浆孔能够充分发挥作用。在开展施工作业时,需要防止孔道与预应力锚具、振动棒接触,防止混凝土出现位移。在完成浇筑施工3d后再进行张拉,以确保混凝土的强度。为了避免出现预应力损伤,要严格控制混凝土强度的增长时间,并要确保其与弹性模量的增加呈正比,避免混凝土出现裂缝。同时,还要合理控制早强剂的使用时间,进而确保张拉作业满足标准和规范的要求。
        3.4预应力张拉
        张拉力是桥梁工程张拉施工过程中所产生的力。要想控制张拉力,就需要同时控制张拉力和预应力。首先要以张拉力为控制核心,以预应力筋伸长量作为控制张拉力的标尺,以此实现张拉力的有效控制。关于张拉力的计算,理想条件下是以1.5级油压作为计算标准,但在实际施工中要根据具体情况权衡选择,要充分考虑各种误差要素,例如操作失误、其他客观因素等,尤其是要注意操作失误所造成的计量偏差。张拉又可以进一步细分为单束张拉和多束张拉。单束张拉相对容易控制,出现误差的概率也要小很多;而多束张拉由于存在多个弹性模量,加之每个模量具有不确定性,因此最终产生的张拉力容易出现偏差。因此,在张拉控制中优先采用单束张拉。
        3.5黏结段压浆
        在整个张拉过程完成以后,必须尽快对局部有黏结段的区域进行压浆,从而提高整个黏结段的黏结力。在压浆过程中要注意手动压浆机的操作。利用手动压浆机进行压浆可以更好地确保压浆的稳定、均匀,并且能够缩短压浆时间。当压浆区域处于较为密实、饱满的状态时,可以利用黏结段的黏结力大于实际设计的张拉力这一特点进行操作。
结语:总之,在桥梁工程施工中采用预应力技术,可以提高施工质量。为避免出现施工质量问题,需要做好预应力技术施工过程中的质量控制工作,及时总结施工经验,针对施工中的难点问题,采取有效的措施加以解决,从而推动预应力技术的进一步发展与应用。
参考文献:
[1刘庆滨.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].交通世界,2018(15):108-109.
[2]程志彬,程海鲲.预应力技术在市政桥梁工程施工中的应用[J].河北企业,2018(7):166-167
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