探析铁路桥梁工程施工中预应力技术的应用

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:张海军
[导读] 摘要:随着我国现代化城市的快速发展,我国铁路桥梁建设也实现了现代化,而对其设计和施工水平也需要不断提高。
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        摘要:随着我国现代化城市的快速发展,我国铁路桥梁建设也实现了现代化,而对其设计和施工水平也需要不断提高。预应力施工技术可以通过预先施加压应力的方法,增强桥梁混凝土结构的受拉能力,保证了桥梁的安全性和耐久性。鉴于此,本文将围绕预应力技术在铁路桥梁工程施工中的应用措施进行深入探讨,以供大家参考。
        关键词:铁路桥梁工程;施工;预应力;
        一、预应力技术在铁路桥梁工程中的应用原理
        在铁路桥梁施工中,最广泛的应用材料是钢筋,但是钢筋混凝土结构在受力作用下容易产生细微的裂痕,因而施工中经常先给钢筋施加部分拉力,然后再浇筑混凝土,当强度达到适当要求后,再把钢筋松开,钢筋在整个过程中会逐渐回缩,通过抵消正常的荷载拉力把施工中需要的孔洞预留出来,将拉力达到一定要求的钢筋最终借助器械猫固在构建两头。在混凝土极限拉力和荷载作用力的影响下,构件钢筋的应变力已经超过于混凝土的极限拉力,导致钢筋强度不能发挥其应用的使用价值。简单说就是在无任何外荷载的情况,通过机械或者加压等方式加大钢筋的拉伸能力,形成预应力钢筋混凝土结构。如果构建受到外在的荷载压力后,混凝土自身的预应力能够起到抵消作用,然后在荷载逐步增大后,在承受自己的荷载拉力,这样可以延迟混凝土出现裂缝和细纹的时间。该施工方式优点是可以最大限度的提升构件的抗裂能力、提升构件的刚度,并且能发挥出构件的材料性能,节约钢材的同时,提升构建的使用效能。
        二、铁路桥梁工程施工中预应力技术的应用方法
        1.预应力管道施工。预应力管道施工过程中要求在梁底施工中运用金属波纹管制孔,竖直方向需要在预应力筋的外延套入铁皮管,横向运用铁皮波纹管。所有的管道运输进入现场以后,注意管道的保养不要让管道受到外力的冲击,出现变形或者开裂的现象,另外要保障整个管道的尺寸大小,管道保存时要求竖直摆放,同时存放地点要求干燥不要让雨水渗入其中。根据图纸位置设置波纹管的摆放位置,固定的钢筋选用定位筋,安装好的管道基本标准是平顺、无折角。统一管道接头标准长度设定在5d左右,然后运用比实际大一号的波纹管进行套接,对称好以后适度旋转拧紧,最好运用胶带纸将接头处缠好,避免混凝土浆深入到接口,降低胶带密实度。按装过程中如果管道位置与预应力管道位置产生冲突,要以管道位置为主,适度的移动钢筋,确保管道位置的准确。施工过程中,施工人员要小心谨慎,避免震动棒或者机械接触碰撞到管道,将管道损伤后形成管道的阻塞。检查重点是管道否存在空洞、接头处连接是否妥当、密封严密性是否好、位置有无偏差。
        2.预应力张拉施工。张拉期间应采取措施避免受雨水、养护用水浇淋。预留孔道安装时应采取可靠的定位措施,预应力管道定位网钢筋,其钢筋应焊接成型,并采取措施使之与梁体钢筋相连。生产初期预应力筋张拉前,应对孔道摩阻损失、喇叭口摩阻损失和锚口摩阻损失进行实际测定;根据实测结果对张拉控制应力做适当调整。预应力筋张拉前,应采用通入压缩空气的方法清除孔道内的杂物和积水。预应力张拉按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。预张拉在制梁台座上进行,当混凝土强度达到规定要求(≥30MPa)时,拆除端模和内模,松开外模紧固件,同时清除管道内的杂物和积水,将预应力筋穿进,进行预张拉。预张拉能有效地控制混凝土预制梁的早期裂纹;初张拉应在梁体混凝土强度达到设计值80﹪加3.5MPa(43.5MP)后进行,初张拉后,梁体方可吊出台位;当梁体混凝土强度达到设计强度的100%加3.5MPa(53.5MPa)及弹性模量达到设计值(35.5GPa)且混凝土龄期大于10天时,进行终张拉。终张拉结束后30d时,应由质检人员对梁体进行上拱度测量,实测上拱值不宜大于1.05倍的设计计算值。预应力筋张拉完成后,应在48h内进行孔道压浆。

锚圈与锚垫板之间交接缝的外露面、封锚新老混凝土之间的交接缝应按设计要求进行防水、防锈处理。封锚前,梁端混凝土表面进行凿毛处理。
        3.管道压浆施工。真空压浆的质量控制措施,钢绞线束终张拉完毕,在48h内进行管道压浆。压浆材料为高性能无收缩防腐灌浆剂。压浆前管道真空度稳定在-0.06~-0.10MPa之间。当压浆管口流出的浆体浓度与压浆泵中的浓度一致时,连接管道的压浆口,开启压浆口阀门进行压浆。水泥浆用水泥强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。水泥浆要掺入高效减水剂、阻锈剂;高效减水剂要符合JG/T223-2007的规定,掺量由试验确定;阻锈剂掺量宜为12kg/m3或按产品使用说明掺加。严禁掺氯化物或其它对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。水泥浆要饱满密实,体积收缩率<2%。拌和水要不含对预应力筋或水泥有害的成分。可采用清洁的饮用水。如采用非饮用水,事先要经过检验,并达到混凝土拌和用水的要求。冬季压浆时采取保温措施,水泥浆掺入防冻剂。
        三、加强预应力混凝土应用效果的有效措施
        1.提高预应力混凝土质量。混凝土施工质量好坏对预应力构件的使用效果也至关重要。首先需要减少模板支架几何尺寸的偏差,按照图纸尺寸精确制造,同时需要着重注意模板连接处的稳定性。模板焊接完成后需要对焊接部位进行清理打磨,减少焊接凸起导致的模板尺寸发生改变。按照设计图纸认真检查钢筋的主要设计控制指标,做好预留孔道的预留,将各部分误差控制在设计允许范围内。其次,在混凝土制作过程中,应该控制好外加剂、砂率、水和混凝土胶凝材料的比例,按照设计的要求进行混凝土的调配、浇筑、振捣和养护。
        2.做好预应力混凝土张拉质量的控制。在铁路桥梁预应力混凝土施工过程中,预应力张拉极易受到周边环境的影响,导致实际张拉质量与设计存在一定的偏差,因此,在实际参数测量完成后需要及时对设计方案进行调整,以保证张拉的效果和质量,在对张拉力进行实际测定调整的过程中,还要及时对伸长值进行调整,并将偏差值控制在6%左右,可以最大限度的保证预应力混凝土的张拉质量符合设计要求和工程要求。
        3.做好预应力混凝土张拉裂缝的控制。钢筋混凝土结构在张拉过程中,在荷载的作用下受到自身温差和干缩影响形成裂缝,导致预应力混凝土无法发挥其应有的抗裂效果。因此,在预制场内制作的构件在张拉前尽量避免裂缝的产生,可以采用低水化热水泥、保温保湿养护、延长拆模时间等措施控制张拉前裂缝的产生,同时还要防止预制构件与台座黏结,减弱热胀冷缩影响,进一步提高桥梁预应力混凝土质量。
        结语
        总而言之,作为桥梁建设工程领域中不可或缺的新型技术,预应力施工技术有效地确保了铁路桥梁良好承重状态的维持。目前,铁路桥梁是我国铁路建设事业健康发展的重要条件,铁路桥梁的预应力施工水平在一定程度上体现了现代化铁路建设工程的技术水平。因此加强铁路桥梁施工、维修、加固过程中预应力技术的应用,不仅有助于提高桥梁建设工程的安全质量,同时对推动我国现代化铁路建设事业的发展具有重要的现实意义。
        参考文献:
        [1]庄新胜.预应力技术在铁路桥梁工程施工中的应用[J]工程技术研究2017(3)
        [2]李平非.桥梁施工中预应力应用及问题分析[J].建筑技术开发,2018.11
        [3]杨琳.预应力技术在道路桥梁工程施工中的应用[J].建材与装饰,2017(49)
        [4]娄晓.浅析桥梁施工中预应力技术的应用[J].城市建设理论研究2017(09)
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