关于桥梁工程预应力施工技术分析

2012-08-15 00:49:00王佳伟
河北建筑工程学院学报 2012年2期
关键词:张拉弯矩预应力

王佳伟

(张家口市交通运输局快速路管理处)

1.预应力技术在受弯构件中的应用

在桥梁建筑中,很多施工团队会在多数情况下使用预应力技术,由于它与经济适用房相似,既能够保证功能上的方便基本使用,又能够在经济上保证在合理的支出范围内,将最终的使用效果和预付的成本之间寻找到低于在建筑工程队成本预期的平衡点,也可以用性价比较高的一种技术产品.这种技术的实施可以保证桥梁在承载交通的过程中既保证外观不受施工的影响,又能保证适用性原则,更重要的是能够方便施工队伍的修建进程,不会给施工造成额外的负担,对今后的桥梁保养维修也同样方便易行,这是一种一举多得的技术力量.预应力混凝土结构,目前采用较多的为先张法和后张法预应力结构.两者比较,后张法具有可以曲线配筋,不需要永久性的张拉台座,张拉设备简单,便于现场施工等优势,所以后张法是大型预应力混凝土结构施工的主要方法.

1.1 预应力技术在受弯构件中的应用

由于碳纤维的强度较高,其施工工序也比较简单,因此,采用碳纤维片材对钢筋混凝土受弯构件进行加固的方法已经得到推广,并广泛使用在工程中.但在对各种受弯构件进行加固前结构已存在初始内力,混凝土己具有初始的压应变和拉应变,所以,当受压区混凝土的压应变力达到混凝土本身的极限时,弯构件就会产生极限承载力.

1.2 预应力技术在加固施工中的应用

道路桥梁加固通常是对构件的补强和巩固,或者是对构造物结构性能的改善来恢复和维持道路现有的承载力,以便延长其寿命,以便适应现代交通要求.然而,其卸载的目的就在于减低加固施工时混凝土的初始应变.这时,可先对构件加强预应力,让受压区产生拉应力,受拉区产生压应力,以减少构件在初弯矩作用下的拉应变和压应变,这样有利于提高构件的极限承载力,保证构件能增量和加固钢筋的应力,让加固的钢筋能发挥它积极的作用.

1.3 预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁的应用

多跨连续梁有正弯矩区和负弯矩区,通常在支座处为负弯矩,跨中为正弯矩.当粱的抗弯承载力和抗剪承载力无法满足要求时,就需要加固.跨中正弯矩区抗弯承载力出现问题时,可用粘贴碳纤维的工艺进行加固,施工相对比较简单,其主要的原因是所加纵筋锚固的问题不宜解决.

1.4 拉设备的校核

(1)预应力施工中的各种设备、仪表,均需定期维护和校验,预应力施工是由表读数和钢绞线伸长值这二者来控制的(双控),并以油表读数为主,钢绞线伸长值作校核.千斤顶多次使用后缸内摩擦系数发生变化,油压表灵敏度也发生变化,因此,必须根据使用情况进行定期校验.

(2)张拉的原则:梁体强度到达设计要求后张拉,张拉后按规范要求压浆和安装,防止粱体因横向刚度较小,张拉后又长时间放置而产生侧弯.考虑徐变等影响,需在混疑土强度达到设计强度的100%,且混凝土龄期>12 d后方可进行预应力施工.后又因考虑到控制箱梁腹板的裂缝,经设计变更,可在混凝土强度达到70%的设计强度时,进行第一次张拉——张拉应力达到(张拉控制应力)的50%,待混凝土强度达到设计强度的100%,弹性模量等于3.55×104 MPa后,进行第二次张拉,达到的100%.预应力筋的张拉顺序应符合设计要求,同时应尽量减少张拉设备的移动次数.

(3)张拉后的质量检查,预应力张拉工序属关键工序,也属重要的隐蔽工程.施工中,除施工人员自检、互检外,专职检查部门应对张拉程序、张拉力、静停时间、伸长值、回缩量、断丝、滑丝等情况,进行监督性的旁站检查.在终张拉完24 h后,经检查人员确认并测量梁体挠度合格后,即可进行锚外钢绞线切割.

2 公路桥梁几种常用的预应力加固技术

2.1 横向预应力加固技术

当钢筋混凝土或者预应力混凝土桥梁两端的间隙较小时,为了提高主梁的承载力,通常可利用横向预应力技术进行施工.这种技术的主要工艺是,在主梁下缘的对称梁中线处进行预应力筋的安装,并在距梁端的合适部位进行弯起,再利用支撑点来锚固在主梁端部的锚固钢板上面,这种钢板呈现“u”字的形态,在主梁端部的下翼缘上面,将原本水平段内的钢筋预应力通过撑棍分为若干节段,而两端的撑棍还能起到支点的作用.在每一段的中间点还需要通过拉紧螺栓将对称的钢筋收紧,在收紧的过程中会产生一定的预应力,而主梁则会受到这种预应力的影响,同时预应力筋产生的负弯矩由于预应力筋多为水平的直线形,在粱的两端向上弯曲不多,所以,这种技术的加固只能针对减小梁中的正弯矩,对减小梁端的剪力没有太大的帮助.

2.2 纵向预应力加固技术

纵向预应力加固技术就是沿着预应力筋轴线的方向来进行预应力施加的技术.这种技术的预应力布置在桥梁底下,并在梁两端设置导向块的位置弯起,然后锚固在主粱的顶板或腹板上,沿着主梁方向纵向张拉,降低桥梁端总体的剪力.其锚固构造为纵向张拉的锚固构造,一般包括两种,腹板锚固和梁顶锚固.其中,腹板锚固可以使用在桥梁交通过大,交通无法正常运行的情况下,可以把预应力筋锚固在主粱的腹板上,其具体的做法包括钢销锚固法和钢板锚固法,而钢板锚固法有稳定性强,对梁体影响不大,固定钢板的螺栓较小的优点.在梁顶锚固在锚固之前,只在横隔梁和桥面板上开凿和斜筋倾斜的方向一致的斜孔,穿过预应力钢筋之后,在斜孔的周围应按钢垫板尺寸把桥面板凿出凹槽,并用环氧砂浆把垫板粘牢.而预应力筋在张拉之后锚固在桥面板上,最后将锚头封闭在桥面铺装混凝土内.这种锚固方法可以较少的凿开桥面的混凝土,保持桥面的整体性,也可以在桥面进行锚固施工.在张拉时应对称桥中线进行,同一根梁张拉要对称同步的进行,让梁的两侧钢筋具有相同的拉力.预应力的张拉程序与预应力混凝土梁的相同.预应力筋的张拉形式主要有手动葫芦张拉法、电热法张拉法、千斤顶张拉法等.

3 施工质量控制措施

首先,标高是一项重要的工程处理检测指标.我们在施工过程中,一定要随时观测该指标的变化曲线,只有将各个部分的标高保持在他应处于的正常位置,才能表现出对质量的检测保证.由于在施工过程中可能会遇到管道被其他的接触物撞击,发生破裂或损坏等问题,如果一旦发生类似情况一定要及时的处理,保证整体施工的顺利进行.

其次,张拉是下个阶段的重要关注点,观察每个阶段是否能够达到指标的要求,是否有有悖于最初的设计要求和技术理论.

最后,我们要保证工程中的每个步骤都按一定的计划和条款办事,对每个步骤都要加强控制检测.设置预应力孔道和锚具的部位钢筋密集,振捣困难,容易出现裂缝,规定必须用钢筋棒辅以人工插捣和适度的模板外敲振,加强这个部位的振捣密实.混凝土浇筑完毕后应立即对孔道加强检查和清理,及时封堵张拉端和灌浆孔、排气孔管,预防异物的进入,保证其张拉和灌注可以继续进行.

4 总 结

桥梁工程的好坏直接影响着我们日常的生活,它遍布我国的大中小城市中的公路之间,是我们彼此连接,互通有无的枢纽.我们只有保证桥梁在坚固的情况下安全使用,才能通达四方,畅行无阻.所以对于桥梁的施工安全问题就倍显重要.我们要延续前人在预应力技术给我们留下的宝贵经验和值得我们深度探寻的具体方向的指引,充分的将这种相对较成熟的技术运用到桥梁建设中去,越是稳定的技术就也需要强大的基础理论和专业技术知识作为背景,对这方面的人才要求就更高.对于该技术在现今社会上出现的问题,我们要予以更高的重视,这多是我们施工中运用技术不当而造成的.如果能够只有克服在现实工程中出现的各种问题,才能彻底的解决安全的隐患,筑成高质量的桥梁,为人民大众解决出行的问题.

[1]公路桥涵施工技术规范.JTJ041-2000

[2]混凝土结构工程施工及验收规范.GB50204-2002

[3]冯大斌,栾贵臣主编.后张法预应力砼施工手册[M].中国建筑工业出版社

[4]李俊杰.建筑工程施工技术管理[J].黑龙江科技信息,2010,(04)

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