预应力技术在现代桥梁施工中的应用

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年9期   作者:张远明
[导读] 计算机网络的高速发展极大地推动了各行业应用技术的提升
        张远明
        天尚设计集团有限公司    311100
        [摘 要]计算机网络的高速发展极大地推动了各行业应用技术的提升。特别是在市政桥梁施工中引入了预应力技术后,为保证工程现场的施工效果,更好地解决施工中的常见问题。因此,需要不断创新升级预应力施工技术,并在道路桥梁的施工中进行实际应用,才能有效解决存在于道路桥梁工程中的各种应力问题,提升道路桥梁整体性能。本文主要分析了预应力施工技术在现代道路桥梁施工技术中的应用情况,以供参阅。
        [关键词]市政工程;预应力技术;保障;风险
        作为当今公路桥梁结构中频繁使用的一种技术,预应力技术可以提升工程结构的跨度和承载力,是一种能够减轻结构中承载负荷的混凝土施工技术,该技术能使结构均匀受力以达到补偿抗拉强度的作用,最终减少建筑结构开裂的问题发生。道路桥梁施工中使用预应力技术可以很好的提高结构的强度和稳定性,保证结构的抗压性和抗渗性,减少开裂现象,降低结构的整体重量,延长其使用寿命。另外,预应力技术的应用能够在原有的受弯和受拉结构的基础上进行进一步的改善,从而增强结构的安全性。除了在基础结构上进行改善,预应力结构还能在整体结构上进行改善,在保证结构的稳定性前提下减少使用的钢筋数量,从而降低工程建设的成本,提高工程的经济效益和资源优化配置。
        1 预应力技术概述
        1.1 预应力技术的原理
        桥梁工程现场施工中整体性较强,其中混凝土施工尤为重要,预应力技术的应用则能为混凝土施工提供更有力的保障。众所周知,混凝土材质轻度较高,可大幅提升桥梁主体的稳固性和承载力,而预应力技术的应用可辅助其更好地解决工程裂痕问题。
        1.2 预应力技术的优点
        社会经济的发展进步,给市政施工带来了更多的发展机遇和挑战。工程难度逐步增加,现场施工难度系数也在不断变化,加之现场环境的多样性,工程质量常会受到各种不可控因素的干扰。而预应力技术的问世和使用,在很大程度上解决了这些问题,使主体结构稳固性更强。现场施工中主要选材为钢筋和混凝土,二者科学合理搭配可不断提升主体结构的稳定性,能匀速分散外界作用力,表面也不容易在其他张力的作用下产生裂缝,同时还降低了原材料的损耗。
        2 预应力在公路桥梁整体结构中的受力情况
        2.1 预应力存在受损问题
        从实践应用反馈来看,预应力技术的高效应用大幅降低了工程的能源损耗。从相关数据来看,在应用环节,在外界摩擦作用下会出现能源浪费。为改善这种状况,在实际操作中应根据现场的其他参数,综合分析摩擦系数,做好数据统计工作,为后续施工提供有价值的参考。
        从以往施工案例来看,混凝土的材料性能和预应力应用有着密切的关联,是能源损耗的重要原因。由于部分施工单位在施工中技术更新不及时,传统操作方式给现场应用和数据测算带来了很大难度。这些因素都影响着现场数据结果的准确性,导致受损问题解决效率较低。
        2.2 预应力存在受弯性能
        桥梁工程结构本身具有一定的受弯性,针对这一特征可更好地研究现场问题引发的原因。以施工中非线性问题为例,其抗干扰性能较差,无形中加大了现场应用难度。预应力技术的现场应用,可提升施工现场的受弯性,并做好科学试验操作。首先要确定主体开裂前的弹性值,随后进行开裂试验,并综合分析实验结果,确定最终极限承受力,保证其受弯性载荷相对较小。
        3 公路桥梁工程施工中关于预应力技术的应用
        3.1 预应力钢绞线材料的选取
        综合分析行业现状,目前施工中常用的原料大致分为:松弛度满足需求的钢绞线、坝丝,满足预应力施工的钢绞线和钢筋材料等。在这些预应力技术施工所应用的材料中,低松弛钢绞线技术相对较为先进。因其采购价格不高、能提升施工效率、美化主体结构,因此在现场应用中有着重要的优势。同时该材质较为轻便,因此备受国内外的桥梁施工单位青睐。从我国目前应用状况来看,其在各种高速路段、桥梁主体中得到了广泛应用。
        此外,在预应力技术的应用过程中,大幅减少了钢绞线材料的损耗,同时提升了现场的应用效果。其高效的节能环保特性,对行业整体水平提升和社会经济的深入发展都起到了积极的推动作用。但是,这里要特别强调,在原材料的选择上,须严格按照技术标准选取性能参数符合现场要求的原料,切不可以次充好,以免影响工程质量。
        3.2 锚具的选取
        从我们常用的锚具特征来看,通常分为2种:一种是机械形式;另一种是摩阻形式。一般情况下,机械形式的锚具较为常用,这种锚具是在预应力端部的某点组建一定强度的刚性材质,常用的是钢丝和钢筋。这种材质具有强度高、操作简便、磨损消耗小等显著优势。在混凝土灌浆施工正式开始前,应结合现场情况对预应力进行适度调节,常见的有放松和紧扣操作。而另一种摩阻锚具的应用大多为楔形。这种工具最大的特点是可辅助预应力技术将建材制成所需的形状。这种锚具具备常规锚具的基本特征并且行业应用范围相对广泛,当面临大面积操作、施工环境复杂多样时,都不会影响其施工效果。但是也存在一定的弊端,其可重复性和张拉力度都不够,因此在实际使用中产生的摩擦损耗相对较大。


        3.3 预应力管道及钢绞线安装
        3.3.1 钢绞线纵向管束安装法
        全面了解施工现场的实际情况,根据技术要求和施工进度选择前档的安装模式,短时操作可人工完成;用时较长或工程量较大时,则需机械辅助完成。为保障穿束的顺利完工,要事先做好编束工作,做到条理清楚,最后用铅丝进行固定,保证其稳固性满足工程需求,杜绝缠绕事件发生。人工操作能更好地保障穿束质量,但是在具体操作中工程难度相对较大,首先得做好绞线端部处理,固定成尖头模式,随后在卷扬的辅助下展开穿束。期间还要做好防护工作,避免绞线出现破损、折弯等问题发生。
        3.3.2 钢绞线穿束中竖向钢束安装
        在此次施工中通过预处理的工作形式,先将钢束绑扎固定在腹板钢筋上,在浇筑工作展开前就要将其固定于管道中。将波纹管与钢筋固定在一起,随后保证波纹管稳定性合乎要求,以有效防范浇筑施工种可能出现的位移情况,施工间距及长度要满足现场工艺需求。
        3.4 封锚及压浆
        3.4.1 在管道内进行灌溉
        待张拉测试完成后,在各个工序施工结果完好的状况下,即可进入下一道工序,即在管道内进行灌浆操作。这道工序可减少钢筋材质氧化发生腐蚀现象。随后将钢束捆绑固定在梁体上。浆液的密度要满足工程需求,严格按照设计标准做好混凝土配合比的搅拌工作。水灰比要不低于0.3,同时不要出现大幅波动。选取样品进行性能测试,强度要符合施工要求,同时还可借助膨胀剂进行改善。
        3.4.2 孔道压浆处理
        钢筋张拉作业测试完成后,由专人做好孔道压浆处理。该过程对水泥性能有着严格的标准,要求强度值不低于C50,要在真空环境下完成操作。施工现场监察时,如果发现有浆液流出,应持续等待一段时间,待到确保内部钢束全部填充完成,水泥发生凝固为止。
        此外可通过孔洞查看现场施工质量,检查孔的间距为20mm左右,等到开始降压操作时逐一关闭。如发现管道压力值分布不均,当管道为水平或曲线情况时,压力值控制0.6MPa左右;当为竖向管道时,则控制在0.35MPa为宜。
        3.5 预应力技术在公路桥梁钢筋混凝土浇筑的应用
        虽然前期选材经过严格的步骤,混凝土材质也符合要求,但是在施工过程中由于操作技术和外部干扰的影响,还是不可避免地产生裂痕。实践表明,预应力技术的现场应用使裂痕问题得到有效缓解。结合其本身特性,钢筋回缩性较强,该环节产生的拉力,将增加对混凝土的作用力,在其他外力的作用下,与结构主体中的拉力相互抵消,会减少对结构主体的作用力,极大缓解了混凝土裂痕问题的发生。
        4 公路桥梁施工中预应力技术应用的质量控制
        4.1 张拉前裂缝的成因与解决方式
        从以往工程案例不难看出,预应力构件部位是裂痕出现的重点,由于结构自身的一些特征,在张拉力的作用下,常会引发裂痕出现。一般情况下裂痕不大,但是也不乏个别情况出现长向裂缝,有时甚至出现在钢筋捆扎部位。
        外界的温度变化也是诱发裂痕的重要原因,这种干扰无固定规律可循,使防御和处理存在一定的难度,因此,须提前做好温度调控措施,减少其对结构主体的干扰。随时关注天气变化,对其进行科学干预,尽量减少温差变化,在一定程度上可降低对结构产生的影响。
        此外,适度隔离也不失是有力的保障措施。在关于张力技术的施工操作中,预应力张拉技术直接影响着现场的施工质量。在实际应用中,从拉伸力和拉伸长度着手,保证其科学合理性。由此可见,作业开始前的准备尤为重要,要尽可能为其创造适宜的作业环境。现场作业者则要不断提升自身的操作技术,切不可盲目追求工期,给结构主体工程埋下巨大安全隐患。
        4.2 预应力钢筋孔道的堵塞问题
        在施工中,稍有不慎,就会引发管道内堵塞,降低张拉力的影响,更有甚者会影响工程正常施工,给质量带来极为严重的影响。所以,要提高重视,降低其给工程带来的不利影响。前期做好排查工作,加大现场监控力度,对于容易出现堵塞的部位加强管理,并做好标识。打孔环节一定要稳准,切不可过分追求速度。这些操作可提升现场操作的灵活性,钢绞线伸缩更自如,后期要严格按照要求做好密封工作。显而易见,管道堵塞无疑会增加现场施工的困难,延误工期。因此,波纹管的质量也非常重要,须保证其满足现场需求,减少堵塞给工程质量造成的不利影响。
        5 结束语
        从应用结果来看,预应力技术的问世和大力推广对市政桥梁的施工质量改善有着重大意义。虽然我国已经取得了阶段性的进步,但是在细节上还有很多问题需完善。要在不影响正常施工的前提下,不断优化预应力技术,提高现场施工效率,减少成本损耗,为我国桥梁事业的发展做出更大的贡献。
        参考文献:
        [1] 郑鹏.预应力技术在公路桥梁施工中的应用[J].交通世界,2019(36): 120–121.
        [2] 周启宏.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用[J].绿色环保建材, 2019(12):119,121.
        [3]张升茂.预应力技术在道路桥梁施工中的应用研究[J].工程建设与设计,2019(10):153-154.
       
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