桥梁施工中预应力技术的应用分析

发表时间:2021/3/29   来源:《城镇建设》2021年1期   作者:安学卫
[导读] 随着社会发展和经济水平进步,我国城市化建设规模不断扩大,
        安学卫
        中石化中原建设工程有限公司,河南 濮阳 457001
        摘要:随着社会发展和经济水平进步,我国城市化建设规模不断扩大,城市之间的运输需求也不断增大,为公路桥梁提出了更高的要求,公路桥梁工程项目数量也越来越多。预应力技术在公路桥梁施工过程中的应用能够有效提升施工的质量和公路桥梁的稳定性,为充分发挥预应力技术的作用,必须在实际的应用过程中掌握预应力技术的要点,并针对其在公路桥梁施工中实际的应用问题进行仔细分析,并制定有效的解决方案。最后针对其应用流程和应用措施进行简要的探讨。
        关键词:公路桥梁;预应力技术;施工应用
引言
        桥梁工程施工是关系到公共交通事业顺利开展的重要举措,为确保工程施工质量,在施工环节强化新技术应用尤为重要,当前在桥梁施工工程中使用最为频繁的措施是预应力技术,根据技术的差异,可以将其划分为后张法预应力结构以及先张法预应力结构。比较这两种方法可以得知,后张法预应力是拥有曲线配筋的,是可以不需要使用永久性张拉台座的。通过使用后张法预应力结构,为现场施工提供极大便利,所以在桥梁施工环节,便青睐于使用预应力技术。
        1预应力技术的特点
        预应力技术的特点是节约原材料和提高企业的经济效益。在进行工程选材和施工方式确定的过程中充分发挥预应力技术的作用,可以最大化地减少预算、节省材料。预应力技术也可以应用在公路项目上,目的是加强其承载的稳定性,有着高强度和防渗的特点。同时,预应力技术在桥梁中的应用极大地提升了桥梁整体质量,使现代桥梁具备更大的承载能力。简单来说,预应力技术是保证建筑结构的安全、稳定、抵抗震动的关键技术。因而在建筑施工的过程中需要技术人员提高对预应力技术的重视程度。预应力技术在建筑工程中应用,主要是可以减少一些结构自身的重量,增加长跨度结构的稳定性,节约一些建筑材料以及优化建筑的使用功能,总而言之,预应力技术对于提高建筑的综合效益有着积极的作用。因此,在当前的建筑工程中,要想解决跨度问题以及完成一些复杂性的建筑结构,就可以用预应力技术。

2公路桥梁施工中预应力技术问题
        2.1结构张拉控制不好
        当前我国工程项目的施工实际情况来讲,在进行公路桥梁预应力技术张拉施工当中,预应力技术的施工操作方面存在不规范的情况,导致安全隐患不断增多,对公路桥梁工程的施工质量带来一定的影响。因此,施工单位必须重视对预应力张拉施工的严格监督与控制,尤其要注意张拉施工控制力度,要最大可能保障张拉力投入的准确性。另外,部分公路桥梁工程项目施工当中,施工单位在进行施工之前没有对施工人员和技术人员进行技术交底,也没有对施工人员进行专业化的岗前培训,施工人员在不了解和没有充分掌握张拉力施工的操作步骤与操作流程情况下,操作并不规范,常发生操作错误的情况,主要表现在预应力张拉不均衡,导致公路桥梁工程施工质量受损,不但延误了施工进度,同时也造成成本的增加。
        2.2结构存在裂缝问题
公路桥梁结构施工中出现裂缝较为常见,通常是因为张拉应力不足,桥梁受力达不到设计要求,使用寿命变短,会造成大面积裂缝。另外,由于部分地区的气候、温差变化较大,公路桥梁无法适应快速的温差变化规律,出现的裂纹类型也存在一定的差异,大部分裂缝呈现深入型、表面型和贯穿型这三种。为有效降低裂缝的出现概率,施工人员必须能够严格的控制路桥梁所有构件的质量,同时还要注意对裂缝问题的监测,降低裂缝出现的概率。
        2.3混凝土弹性模量
        对预应力的影响传统的施工更加关注混凝土的整体强度,而忽视了弹性模量。大量的实验研究证明,混凝土弹性模量的增长速度远小于混凝土整体强度增长速度。如果弹性模量过低,那么最终的张拉效果也会受到影响。一旦出现严重的变形,其他部位的受力也会失去平衡,严重时甚至会导致混凝土出现拉裂现象。
3预应力问题的解决途径
        3.1管道堵塞解决途径
        在处理管道堵塞时,一定要按照预应力钢筋曲线坐标进行调整,并对指定的位置进行处理。之后,借助冲击钻对主筋位置进行开孔处理,并消除表面的水泥浆块,确保其他部位的完整施工。等到张拉结束后,选用其余的微膨胀混凝土填堵孔洞,一般采取以下措施:(1)做好下料前期的波纹管检查工作,消除其他不稳定因素的影响;(2)全面检查波纹管的安装问题,使其固定在指定的位置上,确保其密封性;(3)做好混凝土浇筑前的保护处理,消除振捣棒对波纹管的影响。[1]
        3.2裂缝补救措施
        表层的温度裂缝是非常严重的问题,在实践过程中,要做好基础性的控制工作。在温度过高的情况下,一定要选择有效方式降低温度,从而保证施工进度的顺利推进。如果混凝土温度过低,一定要提前做好保温措施。另外,延长拆模时间不仅可以有效解决温度过低的问题,还可以保证混凝土整体强度不会受到其他因素的影响。在处理裂缝的过程中,必须采用严格的混凝土配比方式调整混凝土的配比,并且在浇筑的过程中需要严格控制浇筑的顺序以及浇筑的厚度,使其能够满足整体工程的要求,减少内风问题的出现。
        3.3张拉措施
        在浇筑混凝土时,一定要按照指定的流程制作弹性模量试块。按照指定的试验操作,计算出合适的评定标准方法,规范其他的操作行为。如果预应力张拉不符合基本要求,那么整体的张拉效果也可能会受到影响。除此之外,一定要对张拉设备进行校准处理,以此确保整体的施工规范和安全[2]。
        3.4张拉前期裂缝处理措施
        为了处理好张拉前期裂缝问题,需要选择合理的施工工艺,保证张拉设备的性能以及压力满足实际要求。此外,为了避免张拉前期的裂缝现象出现,在混凝土浇筑的过程中,需要合理计算混凝土的浇筑时间,保证混凝土强度到达设计强度的97%后,方可开展张拉施工。在浇筑混凝土时,需要严格按照工艺规范的顺序以及要求操作,从而保证混凝土的强度值满足设计目标。同时,及时计算模板和支架的使用量,结合试验数据合理控制基本信息,消除其他方面的影响。特别是在浇筑环节,一定要做好振捣的充分准备工作,结合外部天气变化状况,在有效的养生环境中提升预应力混凝土的硬度。
4桥梁施工环节应用预应力技术的流程
        4.1使用预应力钢绞线
        在施工环节选择使用预应力的钢绞线,主要是因为其具备多种优势。首先,在具体的操作过程中,可以最大限度降低成本支出,提升整个桥梁工程的品质,使得建设完成的桥梁工程具备美学价值,同时拥有十分便捷的操作。与传统的钢筋以及冷拉钢丝相比,施工环节选择使用这种材料是一种创新。通过在实践操作中可以清楚得知,钢绞线的使用是可以将用材成本降低30%左右。如今,钢绞线的使用已经不拘泥于在公路桥梁建设环节,同时还可以使用在核电站建造工程中,具有十分明显的广泛性。
        4.2使用锚具
        在锚具的使用环节,不得不使用预应力锚具。在选择预应力锚具的时候,首先要对锚固手段的方式做出详细的分析。根据锚固的方式不同可以划分成为机械锚固方式和摩阻锚固方式。若是桥梁支座的宽度不足、纵筋的长度过短、直锚长度不长等,通过将锚固手段进行强化,最终所获得的结果更加具有稳定性和可靠性,另外还可以强化公路桥梁的总体强度。通过使用机械锚固可以完成桥梁柱节点内部的钢筋施工,将摩阻锚固技术运用到桥梁施工环节,可以为穿索提供极大便利,在实施工程的环节,可以大幅降低施工难度,削减成本支出。但是这种方法在使用中存在的不足也值得注意。
        4.3合理规划预应力体系
        当前在实施公路桥梁规划与设计预应力体系的时候,普遍选择使用钢筋弯曲与顶板纵向相结合的方式完成构建。其中,在公路桥梁的顶板位置处,主要是通过使用锚固将纵向层面的负载能力予以承担,在地面位置安装设置预应力钢筋作为锚固。基于这种类型的预应力体系规划,是可以保证最大化地将预应力体系输出,另外,也可以最大限度降低在实施预应力作业环节中的损失,增设体外预应力施工流程见图1。
        
5市政桥梁工程中预应力施工技术的应用措施
5.1施工准备工作
        要想有序开展市政桥梁工程,保障预应力施工效果,施工单位需要做好施工准备工作。施工单位需要仔细审核设计方案和施工图纸,及时和设计人员沟通不明确的部分,提高设计方案的有效性。施工单位需要结合施工方案准备物料,仔细核对预应力钢绞线和锚具等物料的规格和材质等,满足市政桥梁工程施工要求,此外需要检查材料生产商的合格证。施工之前,施工单位需要全面了解施工流程,明确施工责任,关注预应力施工质量,落实安全管理和环境保护等工作,提前做好准备措施[3]。
        5.2支架、模板施工技术
        为了顺利落实市政桥梁工程施工,施工单位需要做好桥梁基础,如果地势不够平整,施工人员需要利用钻孔灌注技术,提高桥梁地基的承载力,根据工程实际情况浇筑混凝土横梁,保障市政桥梁工程的稳定性。搭设支架的过程中,施工单位需要结合实际工程情况安装梁模板,控制模板厚度在2cm左右。模板安装过程中,施工单位需要按照顺序搭建底模、侧模、顶模。支架施工过程中,施工单位可利用贝雷梁支架方案完成浇筑工作[4]。
5.3预应力混凝土加固施工
为了保证高速公路桥梁的延展使用,使得桥梁承受住高速公路交通产生的压力,在施工过程中就必须对桥梁进行加固。目前主要使用的桥梁加固技术有桥面补强加固、钢板粘贴加固两种。钢板粘贴加固是指将钢板粘贴在混凝土上,使用工业用胶粘合,从而起到加固的目的。在加固过程中,首先要对表面进行处理,卸载负荷,选取合适的建筑用胶。对高速公路桥梁加固时,先清理需要处理的部分,将原混凝土结构的结构层暴露,在不破坏表面粗糙度的情况下保证清理工作达到清洁要求,当局部出现问题时,需先凿毛,采用性能较高的水泥砂浆修补,再进行表面清理,之后使用千斤顶,转移桥梁承载符合,防止出现缝隙。在胶体进场地前需要对其进行质量检验,采用轴式搅拌机械搅拌,使得颜色平均。在粘贴钢板该过程中,应使用少量胶,在指定粘贴位置反复刷涂,钢板粘贴成功后,采用工具固定并增加压力,防止脱落。桥面补强加固是常见的桥梁施工加固方法,可有效提高桥体整体承重性能,选取抗收缩性、防裂、粘贴性等性能较强的混凝土材料,提高桥体抗外界冲击能力。表面处理形式与钢板粘贴加固方式类似,开凿
深度2cm,需保证混凝土浇筑孔道清洁[5]。
        5.4混凝土浇筑应用
        预应力混凝土浇筑主要用于桥梁下方孔道处理中,这是因为下方孔道比板面较长,需先固定好后,从导管内将混凝土导入孔口,进行浇筑,防止孔口疏松不紧实,中间被泥土等物质填充形成阻断等问题,确保混凝土凝结的连续性。施工人员需要仔细测量打孔深度,防止埋管、卡管问题出现。例如:处理某一高速公路桥梁下层孔道时,先对桩孔制定浇筑方案,采取泥浆护壁机械钻孔浇筑,准备后钻机、砂泵等成孔机具,混凝土吊斗、灌注架等混凝土浇注机具,空压机、搅拌机等制浆工具,采用正循环换浆方法,清理两次钻孔,保证下层板面固定,之后进混凝土浇筑,灌注完成后需及时检测拉力,保证高速公路桥梁施工质量。
        5.5预应力钢结构技术应用
        预应力钢结构技术应用中,包括钢筋安装、钢绞线、张力施工等。钢筋是桥梁结构的基础材料,因此要严格要求预应力钢筋安装,保证施工质量、工期正常。安装过程中常出现外表面破损问题,施工人员应按照标准步骤进行安装操作,注意在焊接钢筋的阶段不能搭接预应力钢筋,防止被破坏。施工人员在捆扎钢筋良好后,再进行板内钢筋捆扎。从桥梁施工实践中来看,常发现导向槽等部位的钢绞线位置发生偏移的现象,引起偏移区域钢绞线预应力增加。因此,桥梁结构中钢绞线位要严格控制,明确指出和固定所处部位的顶端,选取符合建筑要求的相关构件,防止钢绞线拉伸、防止出现卡住、挤压问题。张力施工可以分成先张法和后张法两类,先张法是指在混凝土浇灌前张拉钢筋,依靠张拉钢筋与混凝土之间粘结力传递,拆卸锚具。而后张法是指混凝土构件结硬后张拉钢筋,依靠钢筋端部锚具传递预应力,布置锚具不可拆除[6]。
        5.6预应力张拉和灌浆
        市政桥梁工程中落实预应力张拉施工,施工单位要提前清理施工现场,稳定地落实预应力张拉工作,可利用锚板工具控制混凝土强度,满足工程施工标准,保障张拉施工的效果。预应力筋张拉作业结束后,需要灌浆预应力孔,灌浆前,需调试压泵机的工作状态,维护机器运转的稳定性,有序完成灌浆工作,对预应力筋起到加固作用。完成灌浆作业后,为稳定整体锚固,需立即落实养护工作,养护工作中要做好钢筋防腐工作,以优化预应力施工效果[7]。
6市政桥梁工程中预应力施工技术的注意事项
        6.1合理选择钢绞线
        施工之前,需收集工程施工资料,确定桥梁地质和桥梁结构情况,制定针对性的预应力施工方案,以确定钢绞线类型和符号等,满足预应力施工要求,施工单位还要检查钢绞线的合格证,施工中利用合格的钢绞线。要结合桥梁结构的性能,平衡桥梁伸长率和松弛率等参数,合理选择钢绞线型号。
        6.2合理选择锚具
        合理利用锚具,可以提升市政桥梁工程的施工质量,为其他施工项目的施工奠定基础。施工单位在选择预应力锚具的时候,需要结合施工条件选择机械锚具和摩阻锚具。摩阻锚具操作过程比较方便,因此在市政桥梁工程应用效率更高,但是在连接安装过程比较复杂,会损失较多的应力。因此在市政桥梁工程施工中,施工单位需要根据工程要求选择锚具。
        6.3智能化管理应用
        建筑企业需要完善市政桥梁工程管理技术运行模式,如果工程结构发生变化,也要不断完善运营方式,在系统运行阶段创新传统的管理技术。在市政桥梁工程项目管理过程中,结合传统技术和现代技术,利用新型远程数据,不断更新施工档案数据,利用科学技术远程控制施工过程,降低施工人员的工作难度,同时可以保障施工进度[8]。
        6.4创新预应力施工技术
        施工单位需要更新检测技术,利用先进的施工技术定时检测施工设施,避免发生设施故障。结合传统的质量检测方法和现代质量检测方法,不断更新新型远程数据,提高整体工作的精确度,保障桥梁养护管理效率,因此施工单位需要适当增加科学技术的投资力度。
结束语
        综合以上分析可知,在桥梁工程项目开展的过程中,使用预应力技术不仅可以推动施工任务的有效完成,而且可以提升整体的公路桥梁质量。因此,在应用预应力技术时,要高度重视各项技术操作,严格遵循施工工序,及时处理相关问题,从而更好地提升预应力技术的施工效果,保障公路桥梁的整体性能。
参考文献:
[1]张凌宇.解析公路桥梁施工中预应力技术的应用[J].四川水泥,2020(12):237-238.
[2]林伟.预应力技术在公路桥梁施工中的应用[J].工程技术研究,2020,5(21):61-62.
[3]熊子诚.预应力技术在道路桥梁施工中的应用[J].江西建材,2020(09):143+145.
[4]袁付松.探析公路桥梁施工中预应力技术的应用[J].黑龙江交通科技,2020,43(09):105+107.
[5]张庆,项艇.预应力技术在公路桥梁施工中的应用[J].黑龙江交通科技,2020,43(09):163+165.
[6]刘雪明.预应力技术在道路桥梁施工中的应用[J].工程技术研究,2020,5(17):70-71.
[7]丁庆华.市政桥梁工程中预应力施工技术的应用[J].四川水泥,2020(09):267-268.
[8]陈卫平.公路桥梁施工中预应力技术分析[J].城市建筑,2020,17(23):154-155.
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