预应力技术在桥梁施工中的应用探讨

2015-10-21 17:12陈剑利吴为
建筑工程技术与设计 2015年27期
关键词:预应力技术桥梁施工应用

陈剑利 吴为

【摘要】预应力施工的出现,为现代桥梁工程施工技术的发展创造了条件。随着预应力技术在桥梁工程中的广泛应用的同时也出现了一些问题,如何将预应力施工技术更好的应用在桥梁工程中,是技术人员值得思索的事情。本文就预应力技术在桥梁施工中的应用作一些简要的分析及探讨。

【关键词】桥梁施工;预应力技术;应用

1、引言

预应力技术在国内桥梁建设中得到广泛应用。具体来说,预应力技术在桥梁建设的长期实践过程中,表现出以下技术优势:降低桥梁的自重,减少工程材料的使用量;提高桥梁结构的抗裂等级和抗渗水平,延长桥梁使用年限;提高桥梁结构的刚度,降低其主拉应力;结构形式不复杂,施工工艺简便快捷,结构设计安全系数高。正是由于预应力技术表现出的这些明显的技术优势,因此此项技术被广泛的运用于桥梁建设中,对提高桥梁的使用寿命,建设优质的桥梁工程意义重大。

2、预应力技术在桥梁施工中的应用

2.1预应力技术在桥梁受弯构件中的应用

桥梁的用途特点决定了其一般具有比较大的跨度,这也对桥梁构建的抗弯曲性能提出了较高的要求,即其构件必须具备比较突出的抗弯能力。因此桥梁的构件一般都会选择箱梁或者大型钢混T型梁。为了使这种结构能够达到设计的抗弯要求,一般需要投入比较多的工程材料,因此,其建设成本偏高。为了克服桥梁抗弯性能和建设成本之间的矛盾,施工技术人员结合桥梁的建设实际提出了一种全新的方法,即碳纤维片粘贴法。碳纤维凭借其较高的强度及简单的施工工艺,成为桥梁常用的加固材料,采用碳纤维片材对钢筋混凝土桥梁受弯构件的加固工程中得到了广泛的应用。因此要使用预应力技术防止受压区混凝土的压应变达到混凝土极限压应变,提高受弯构件的极限承载力和极限拉应变,增加桥梁的承载力。

2.2预应力技术在桥梁加固施工中的应用

桥梁加固一般是通过对构件强度的补强和对结构性能的提高来维持或者提高现有桥梁的承载力,延长桥梁的实际使用寿命,满足我国日益增长的现代交通运输要求。为了减小在加固施工时混凝土的初始应变值,可以考虑预先对构件施加预应力,使构件的受压区预先产生拉应力,受拉区预先产生压应力,从而减小构件在初始弯矩作用下的压应变及拉应变,增大构件达到极限承载力时所产生的应变增量以及加固钢筋时的应力,充分利用加固钢筋的强度。其改造的主要技术途径有:加强薄弱构件增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载、加固暾台及基础等,通常加固方法有:桥面补强层加固法、增大截面与配筋加固法;体外预应力加固法;粘贴钢板加固法;改变结构受力体系加固;增加横向联系加固等。

2.3预应力技术在避免桥梁钢筋混凝土结构裂缝中应用钢筋混凝土结构中最常出现且难以防范的一个毛病就是混凝土的裂缝,这种毛病几乎存在

于任何一个钢混结构中。目前,国内将预应力技术应用到钢筋混凝土当中的施工实例

已有很多,能够有效地避免混凝土出现裂缝,并取得了显著的效果。预应力技术的出现给裂缝问题的解决提供了一种非常有效的途径,对钢混结构裂缝的出现能够起到非常好的预防效果,能够延缓裂缝出现的时间,延长钢混结构的使用寿命。具体做法如下:在加载桥梁钢混结构之前,预先在位于受拉区域的钢筋进行张拉作业,即给这个区域的混凝土施加一个预应力,之后钢筋在受到拉伸后必定会产生回缩力,这个回缩力作用于该区域的混凝土上,即使混凝土受到压力。这样当混凝土受到外来拉力作用时,必须先平衡该预应力,混凝土才能受到向外的综合拉力作用,才有可能被拉伸。正是基于这个原理,预应力钢混结构可以有效防止混凝土在受到外力时的拉伸,延缓甚至防止裂缝的出现。

3、目前桥梁工程预应力施工技术中存在问题

3.1预应力钢筋管道堵塞问题出现钢筋管道堵塞情况的原因主要是施工人员在施工过程中不恰当的操作造成的,在预应力

混凝土的浇筑过程中有时会出现野蛮施工的情况,片面地追求施工进度和便利,野蛮操作,甚至

还有一部分工程没有对混凝土做好及时的养护措施,都很有可能引起预应力钢筋预留管道出现堵

塞,使得预应力钢筋的张拉工作不能够顺利进行,影响到预应力钢筋张拉的实际效果,导致预应

力钢筋的理论计算值与实际拉长值存在较大的误差,为桥梁的施工工期和预算产生较大影响。

3.2张拉控制问题

张拉控制不严的现象在预应力技术的工程施工中是比较常见的,这主要是由于施工操作不规范引起的。当前,很多工程中都会用到1.5级的油压来计量张拉的控制量,但是这基本上不符合工程的实际情况,容易出现很大的误差。还有的工程在进行张拉作业时,对使用的千斤顶不进行计量就直接投入使用。而且张拉人员多数未经专业培训,如果作业不专心,经常容易出现较大误差,甚至读错表,发生张拉力忽高忽低的现象。特别在多束张拉时,由于每束张拉力都不同,往往对预应力筋的伸长值计算不准确,弹性模量取值混乱,实际张拉时难以做到将伸长量按规范规定控制在±6%范围内,导致张拉力失控。

3.3预应力结构张拉前出现裂隙问题

钢筋混凝土结构在使用荷载作用下出现裂隙是不可避免的,部分预应力的B类构件也允许出现有限制的裂隙,但是在预制场内预制构件时则应可能减少出现裂隙。混凝土的干缩和温差的影响是造成混凝土出现裂缝的两个重要因素,裂缝通常出现在构件表面处,也常出现在箍筋位置,宽度较小、分布不均,梁板类构件多沿构件短方向分布,平行于短边,深进和贯穿的裂缝也多与短边方向平行,裂缝一般沿构件全长分段出现,也有部分裂缝从构件顶面延伸到构件侧面。在一些桥梁预应力混凝土结构中,张拉之前很多混凝土结构就出现了裂缝,这样即使在这种结构中使用预应力技术,也无法起到很好的抗裂效果,因此,减少张拉前出现的裂缝是实现预应力技术的关键之一。

4、预应力技术在桥梁应用中问题的解决方法

4.1预应力钢筋预留管道堵塞问题的解决措施

要避免预应力赶紧预留管道堵管问题不仅要严格按照安装管道的施工规范进行施工作业,还要对管道内部做好定位工作,防止管道出现弯折或扭曲。在实际施工中,也要杜绝野蛮作业的情况,组织专业人员对施工人员进行跟班并控制好抽芯时间。

4.2预应力钢筋施加预应力过大问题的解决措施

在工程中,为防止预应力钢筋预应力过大首先必须加强对预应力材料的检验及各道工序的施工质量控制。其次还必须严格控制桥梁梁体中混凝土的养护龄期,在梁体开始张拉之前,除对梁体混凝土强度有一定的要求以外,还必须对梁体混凝土养护龄期进行严格控制,以防止过早张拉影响混凝土养护。

4.3混凝土表面温度裂缝防治措施

为预防表面温度裂缝,应控制构件内外过大的温差,在夏季施工时优先使用低水化热水泥。在低温时预制构件应采取保温措施,不要过早拆除模板。对空心板等薄壁构件适当延长拆模时间,使之缓慢降温。预制构件和台座之间应涂刷有效隔离剂以预防粘接,使构件不受底模热胀冷缩的作用。在混凝土浇筑前的施工作业中应注意保护隔離剂,对于用长线法生产先张构件应及时放松应力筋,以减少约束作用。

5、结束语

从实际应用情况来看,预应力技术在我国桥梁的施工中有着巨大的应用优势,同时也得到了广泛应用。桥梁施工预应力工艺较复杂,在预应力施工中应做好预应力施工操作人员的技能培训,严格要求按照操作程序施工,编制科学合理的施工方案严格按照施工验收规范、操作规程作业,同时应不断应用新技术、新材料、新工艺,确保工程施工质量。

作者简介:陈剑利(1972-),男,工程师,主要从事公路与桥梁施工技术与管理工作。

猜你喜欢
预应力技术桥梁施工应用
桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用分析
公路桥梁施工中预应力技术问题的探讨
浅析市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术
基于公路桥梁施工中预应力技术应用研究
桥梁施工中的悬臂挂篮技术探讨
GM(1,1)白化微分优化方程预测模型建模过程应用分析
煤矿井下坑道钻机人机工程学应用分析
气体分离提纯应用变压吸附技术的分析
会计与统计的比较研究
探讨预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用