预应力施工技术在道路桥梁施工中的应用

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年第40卷3月9期   作者:谢继扬
[导读] 道路交通在人们日常生活中扮演着举足轻重的角色。城市里面一座座的高架桥,郊外一条条的高速路,乡村里面一条条的山路,方便了人们的出行,也促进了经济的发展。

        谢继扬
        北京市市政四建设工程有限责任公司 北京 100000
         
        摘要:道路交通在人们日常生活中扮演着举足轻重的角色。城市里面一座座的高架桥,郊外一条条的高速路,乡村里面一条条的山路,方便了人们的出行,也促进了经济的发展。伴随着交通运输的发展,公路桥梁的建设需求也日益增加,对质量的要求也日益提高。先进科学的施工技术,特别是预应力技术,在施工中广泛使用,并且形成了一套完整的体系。但是,实际施工中出现的多方面因素,或多或少的会影响预应力技术的发挥,对整个工程质量造成不良影响。所以,在此分析探讨预应力技术在公路桥梁施工中常见的问题,并对这些问题提出相应的解决方法和质控措施。
关键词:预应力;施工技术;道路桥梁
引言
        桥梁工程是交通建设中十分重要的一种工程,对于保证通行,促进地区经济发展有十分重要的作用。但是由于桥梁工程的施工要求比较高,一般处在比较复杂的建设环境当中,因此施工难度比较大,需要使用合理的施工方法及技术才能满足需要。后张法预应力施工对保障桥梁结构的稳固性,提高桥梁运行周期起关键作用,要合理使用该技术,提升桥梁的功能。
1预应力技术的概述
        市政道桥施工预应力技术的主要作用对象是混凝土,可提升混凝土构件的性能,进而使其具备平衡外力的性能。使用这种技术可提高混凝土构件的抗拉强度,避免混凝土在巨大的拉力作用下出现开裂的现象。在道桥工程施工期间,混凝土凝结过程中与钢材结合,发挥了预应力混凝土的作用,可在施工中提供强度较高的预应力。此外,可降低混凝土构件的重量,节约使用的混凝土材料,防止出现开裂的现象,可延长道桥工程的使用寿命,减少施工成本。
2预应力施工技术在路桥工程建设中的重要作用
        预应力施工技术指在路桥工程的前期准备和规划阶段,对施工数据和实际情况进行测算工作,根据测算的结果,对工程的局部结构进行预加压,充分减少后期实际施工过程中工程主体将承载的压力,采取预先加压方式可为工程安全提供充分保障,提升路桥工程内部结构的稳固性。预应力技术在工程加固方面的应用较为广泛,可避免路桥工程实际施工期间出现工程变形、裂缝等问题。预应力施工技术与混凝土结合使用在施工中是较为常见,通过预先对混凝土材料施加压力,将混凝土材料的压力转化为路桥工程结构的内部应力,可有效抵消实际施工过程中的部分拉力。预应力施工技术对市政道桥施工质量的提升产生积极影响,随着我国城市化的不断推进,城市建设中道路桥梁施工种类、规模均发生较大变化,在建设数量方面有逐年增长的趋势。
3预应力技术原理
        什么是预应力技术,在结构承受外荷载之前,预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力,以改善结果使用的性能的结构型式。通俗一点的说法就是建筑中增加少量钢筋,大梁承载力翻倍,这就叫预应力。比如桥梁中的梁,由于梁所受的自重和外荷载绝大部分方向向下,所以梁在投入工作时,必然会产生上部收缩和下部拉伸的变形,即梁的上部受压下部受拉。预应力就是在梁投入使用之前,人为地在梁下部施加压力,使得梁下部受压,上部受拉。这样,梁在投入工作时,就能提高承载能力。
4预应力技术的常见问题
        4.1波纹管堵塞
        波纹管堵塞主要是指在混凝土浇筑后波纹管出现堵塞现象,会导致后期预应力钢绞线无法穿束通过,或者张拉预应力时钢绞线实际拉伸值与设计计算值出现偏差,给后续施工带来不必要的困扰,不仅影响工期,还耗费人力。这个问题出现通常有三个因素,一个是波纹管本身存在缺陷,现场验收时没能发现;二是在现场安装波纹管时,定位不准确导致管道变形和套管接头松动;三是在现成混凝土浇筑时,操作人员操作失误,引发管道局部破裂。


        4.2预应力技术的实际应用能力不足
        预应力施工技术在道路桥梁工程施工中的应用广泛,该技术在实际施工应用中仍存在较多亟待解决的问题。对施工规模较大的道路桥梁工程进行施工时,影响工程质量的主客观因素复杂,对施工团队的素质和能力要求较高。不同性质的建筑原材料具备不同的材料性能,原材料在干燥收缩后产生裂缝的可能性存在差异,建设团队在选择施工材料过程中就须重点关注材料对施工裂缝的影响,做好充足的病害预防工作,加强对工程建设原材料的控制力度,顺利保障桥梁结构的稳定性、安全性。
5预应力技术的具体应用
        5.1预应力钢绞线
        预应力钢绞线是有2,3,7或者19根高强度钢丝构成的校核钢缆,并经过消除应力处理(稳定化处理),适合预应力混凝土或类似用途。预应力钢绞线的主要特点是强度高、松弛性能好,另外展开时较挺直。常见抗拉强度等级为1860MPa,而且这种钢材的屈服强度也很高,在多数后张预应力及先张预应力工程中,光面钢绞线是最广泛采用的预应力钢材,镀锌钢绞线和冷拔低碳钢绞线常用于桥梁的系杆、拉索及体外预应力工程。桥梁整体施工后的稳定性和钢绞线的张力具有直接的关系,很多桥梁施工使用后张法,在现浇大梁的时候,埋上空心波纹管道,然后把预应力筋穿进去,用千斤顶拉伸,然后用锚具固定,最后再往波纹管里面的空隙灌胶水泥浆。
        5.2混凝土浇筑
        在工程过程中通过使用预应力技术,应合理限制混凝土的实际浇筑量,在开展混凝土实际浇筑的过程中,采取全面分层的方法进行浇筑。根据施工的种类,选择合适的形式展开后续的施工。选择箱梁混凝土时,可采用插入式的方法浇筑,并使用插杆式的方法进行辅助,保障混凝土的实际作用可达到预期的施工效果。
        5.3预应力孔道预设要求
        当前后张法预应力张拉施工中使用的预应力筋预埋孔道主要采用塑料或金属材质两种波纹管。预埋波纹管之前,要对材料质量进行试验确定,包括对波纹管的尺寸、外观、径向刚度等做好检测工作。波纹管安装要按设计的曲线定位,并用U型筋固定,防止波纹管在浇砼时移位,一般直线段间距100cm,曲线段50cm固定一次,波纹管安装直线段和曲线段要平顺,不得有突变现象。波纹管连接的接头应采用大一号直径的波纹管外套,接缝用胶带包裹密封。波纹管要和锚垫板喇叭管口处连接严密,波纹管一般要伸入喇叭管内直到锚垫板口。同时,波纹管和锚垫板必须要保持垂直状态。
        5.4浆液制备
        (1)本工程中孔道压浆采用的是水泥浆液,在拌制前,应向搅拌机内加水空转5~10min,然后将积水倒净,以起到润湿搅拌机内壁的作用,有助于提升水泥浆液的搅拌质量。(2)将称量好的各种原材料,全部倒入搅拌机内进行搅拌,时间控制在2min左右,具体可依据天气、作业环境等因素确定;随后向搅拌机内加入适量的减水剂,搅拌3min后便可出料。若搅拌好的浆料不能立即使用,需不停进行搅拌。制备浆料时,应对用水量进行控制,切不可加水过量,以免水泌出,使预应力管道顶部出现空隙。
结束语
        预应力施工技术相对其他技术,具有较高的使用价值,在市政道桥施工过程中,采取这种技术可提高道路桥梁的耐用性,延长使用寿命,减少成本投入,具有较高的社会效益和经济效益。通过不断推广和发展预应力技术,对未来我国的市政道桥建设具有重大的意义,对经济发展可起到良好的推动作用。
参考文献
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