试析高速公路桥梁预应力检测及控制技术

发表时间:2021/7/15   来源:《建筑实践》2021年3月8期   作者:孙博
[导读] 随着时代的进步,我国的公路工程也备受国家和人民的重视。
        孙博
        陕西益淋机电工程有限公司,陕西西安 710000
        摘要:随着时代的进步,我国的公路工程也备受国家和人民的重视。桥梁工程中对预应力技术的应用是最为普遍的方式。这对桥梁工程的顺利完成起到关键性的作用,是保证桥梁质量稳定性、安全性的前提。在如今工程技术研究中对桥梁预应力检测和控制技术应该着重研究。
        关键词:高速公路;桥梁;预应力检测;控制技术
        引言
在桥梁工程的施工建设过程中,预应力技术的应用在保证桥梁施工耐久性与安全方面发挥着不可忽视的作用。如果无法保证单束受力均匀,将会出现钢绞线疲劳、断裂的问题,甚至引起底板的纵向开裂。所以在桥梁工程中,预应力检测及控制技术一直受到业内人士的重点关注。
        1检测原理及设备
1.1检测原理
利用锚固体系弹模效应和最小应力跟踪原理,利用高精度位移传感器,进行有效预应力检测(单索、整束、钢绞线);同时利用张拉中一端施力向另一端传递原理,进行摩阻检测,以求准确悉知有效预应力。
1.2检测设备
数显式张拉仪,直接显示张拉力的大小(kN)及相应伸长值,并自动无线传输,实时显示本机和各张拉点的数据(张拉力与伸长值)。
1.3检测内容
(1)单根钢绞线有效预应力检测——有效预应力大小与同束不均匀度。(2)整束有效预应力检测——控制其大小与同断面不均匀度。
        2检测数据
选取现场的55片梁进行了有效预应力的相关检测,目标是控制锚下有效预应力。确保了锚下的预应力达到了相关的要求,还确保了同束内部的各个钢绞线之间的受力较为均匀。运用了科学的检测手段,从而确保了检测数据的准确性以及可靠性。为了直观的统计分析检测数据,将已有的以往部分的高速公路检测结果与本次的实验结果进行了对比。经过实验得出了以下结论。(1)由于A1,A2型号施工梁板同束索力及不均匀度平均值存在较大偏差,在施工人员的排查下得出主要原因是部分梁板为较早施工,已超过张拉千斤顶的标定日期,且在施工时未进行疏编穿束,导致预应力筋存在纠缠现象,单束预应力值存在较大偏差。经过改进施工方法后,后续施工中梁板同束索力、不均匀度平均值相对稳定。(2)一个断面的不均匀度反映了张拉的重复精度,各梁各束里不均匀度越大说明了张拉重复精度越差,一共检测59片梁。经过系统的分析,发现了以下规律:当不均匀度>10%的时候质量很差,当不均匀度为4%~10%的时候质量较差,当不均匀度为2%~4%的时候质量为合格,当不均匀度<2%的时候质量为良好,当不均匀度<1%的时候质量为优秀。(3)通过实验发现,梁的实测质量与同束不均匀度,同断面不均匀度以及张力的大小均有关系。一共检测了55片梁,发现这些梁的质量大多数的质量都是良好以及合格的。但也存在一些质量很差的梁,基于此,对梁的质量的控制是十分重要的。
        3加强高速公路桥梁预应力张拉施工质量控制的措施
3.1优化梳编穿束工艺
针对本文工程案例,针对预制构件中的短束,造成索力不均匀度过大的原因是梳编穿束的质量不合格,钢绞线打绞问题十分严重。所以,施工单位在梳编穿束的时候,必须要严格按照标准的梳编穿束工艺进行施工。在准备好油性笔、透明胶带、钢丝绳、梳编板、扎丝等工具之后,就要按照相应的流程进行施工。

第一步,下料,即当每束绞线下料的时候,要确保有一根绞线长处10cm-20cm,并将其作为中间绞线,其它的绞线要保持下料长度相同。第二步,编号,即对每一根钢绞线的两端编上相同的号码,并用胶带进行固定;对两端的锚具进行同时编号,一块锚具为顺时针编号,一块锚具为逆时针编号。第三步,端头绑扎,注意要先将端头分层,先进行逐层绑扎,在进行全部绑扎。确保绑扎好后的绞线可以呈现出正方形、矩形或者梯形等形状。第四步,梳束,利用梳束板或者锚具梳理钢绞线,在钢绞线长度为1m处用扎丝扎紧,将扎丝端头朝上。第五步,穿束,钢丝绳的一端与卷扬机连接,另一端以绳套的形式与绞线穿入端连接。然后用塑料瓶与胶带固定穿入端端头,然后启动卷扬机,拉动绞线,保持匀速、缓慢。第六步,对中调整,去除传入端的钢丝绳、塑料瓶、胶带等物,露出绞线编号,然后将中间绞线套入锚具孔的中间位置,上夹片,轻微顶紧,再将其它绞线分别倒入相对应的锚具孔内,然后再调整锚具,使两端锚具各孔位对中。
3.2张拉设备的准确标定
首先,针对张拉设备的整体标定。一个完整的张拉视力系统主要有三部分组成:第一千斤顶、第二压力表、第三油泵。其中,千斤顶的主要作用是进行张拉力值的显示,油压表的主要作用是进行兆帕数的显示。二者之间的相互转换与张拉油缸面积以及油缸本身的性质息息相关,所以必须要结合施工现场的实际情况进行整体静态标定。而我国目前的高速公路桥梁施工中,都以分割标定为主,即只标定千斤顶与压力表,甚至部分施工现场依然在使用动态标定,不仅不符合使用条件,还会引起较大范围内的误差,从而引起张拉停顿持荷中张拉力的过大。在低压力状态下,千斤顶的摩阻值的表现也十分强烈,标定的时候还需要满量程标定,加强摩阻的控制。需要注意的是,需要加强千斤顶的内泄漏控制,防止内泄漏太大而影响千斤顶的静态标定准确度,进而影响张拉中的持荷保压,造成张拉失控等问题。其次,针对张拉设备的静态标定。顾名思义,必须要保持张拉系统的静态,才能进行标定,否则将会在摩阻以及内泄漏等因素的影响下增大标定时的油压表读数。这样在张拉持荷的时候,会引起张拉力的突然增大,如果此时钢绞线的受力不均匀,将会导致受力较大的绞线在张拉的时候陷入屈服区,从而无法成功施加预应力。在检测的时候,一旦发现预应力施加不成功,就要全部退锚并重新进行梳编穿束,修复好千斤顶泵站系统之后再重新进行张拉设备的静态标定。
3.3张拉工艺的检查
产生部分梁板质量不过关的因素有很多,主要的原因在于思想上的不重视以及张拉设备不稳定,张拉工艺不规范等方面。下面将具体罗列这些因素,以及检测过程中出现的问题。(1)检测过程刚开始的时候工人并没有使用编束、整束工艺,对这种工艺存在一定的错误认识,认为这种工艺完全没有必要使用且没有任何的作用。经过大量的教育引导以及知识传授,才使这些工人认识到了这种工艺的重要性。除此之外,还对这些工人的工艺进行培训,确保这些人可以掌握编束、穿束技术。(2)在检测过程中采用张拉设备与施工单位使用张拉设备的静态标定,这种标定方法使得部分的力值存在很大程度的偏差。造成这种偏差的原因可能是由于千斤顶标定时间间隔过长。针对这个问题,将以相关的施工单位在规定时间内标定千斤顶。(3)在监测过程中发现部分的预应力筋持荷时间较短,≤5min,这种情况导致有效预应力值偏低,认为针对这一现象,可以在现场加强宣传,建立一个奖惩机制来强调施工人员的责任意识,从而培养施工人的工作热情以及工作积极性。
        4结语
随着国家公路桥梁施工项目的不断增加,预应力的作用想变得越来越重要。想要让桥梁的预应力检测工作更上一层楼,保持一定的稳定性以及可靠性,就需要不断的对桥梁的预应力检测技术进行完善。
        参考文献:
[1]程显春.高速公路桥梁预应力检测及控制技术[J].设备管理与维修,2019(02):135-136.
[2]鹿志伟.试述高速公路桥梁工程施工中预应力检测技术的应用[J].中国标准化,2018(24):181-182.
[3]彭仙淼.高速公路桥梁预应力检测及控制技术研究[J].广东交通职业技术学院学报,2018,16(01):35-38.
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