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预应力技术在路桥施工中的应用

2019-07-15马朝辉闵春亭

科技创新与应用 2019年12期
关键词:预应力技术路桥施工应用

马朝辉 闵春亭

摘要:经济快速发展背景下,我國的基础设施建设越发完善,路桥工程的数量持续增长,预应力技术在路桥施工中也因此得到了更加广泛的应用,在提高路桥工程施工质量和稳定性方面发挥着积极作用。文章从预应力技术的内涵出发,结合具体工程实例,对预应力技术在路桥施工中的应用进行了分析和讨论,希望能够为相似工程的施工建设提供一些参考。

关键词:预应力技术;路桥施工;应用

中图分类号:U445.57 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)12-0174-02

前言

新时期,我国的交通运输事业得到了前所未有的发展,公路桥梁等基础工程不断完善,在经济发展中发挥着不容忽视的作用。公路桥梁工程不仅关系着我国交通运输的整体效率,也关系着交通安全和人们的生命财产安全,其本身投资巨大,施工周期长,在施工阶段存在很多可能对工程质量产生影响的因素,需要采取有效措施来保证施工效果。将预应力技术应用到路桥施工中,能够对有害应力进行抵消,保证桥梁结构的稳定性和安全性。

1预应力技术概述

预应力技术简单来讲就是对应力进行提前控制的一种特殊技术,可以通过预先向结构施加应力的方式,对结构中存在的会对工程质量和安全产生影响的应力进行抵消,从而保证工程结构的稳定性和可靠性。预应力技术发展于上世纪五十年代,经过数十年的发展,从上世纪八十年代开始,在路桥工程领域得到了应用,多数体现在混凝土工程中,在提升混凝土结构抗裂性和抗渗性等方面发挥着积极作用。

对于现代路桥工程而言,预应力技术是一种比较常见的技术,能够减少施工中结构承受的荷载,实现受力均衡,通过抗拉强度补偿的方式,减少和消除受力不均匀引发的开裂问题。将预应力技术应用到路桥工程中,一是能够提升结构的刚度和强度,保证结构具备良好的抗压性能和抗渗性能,降低结构自重,避免开裂问题,在保证桥梁安全运行的同时,也可以延长其使用寿命;二是预应力技术能够从受拉和受弯两个方面,通过合理施加预应力的方式,对原本的结构进行改善,保证施工安全;三是预应力技术可以对路桥工程整体的受办情况进行改善,在保证结构稳定性的同时,减少钢筋的使用,以此来降低成本消耗。

2预应力技术在路桥施工中的应用准备

以某道路桥梁工程为例,对预应力技术的应用情况进行分析和讨论。该桥梁横跨河流,全长1.2km,采用双向六车道设计,宽度达到35m(如图1)。在对桥梁工程进行施工的过程中,因为其本身跨度较大,为了保证结构稳定和施工安全,采用了预应力技术,这里对预应力技术的应用准备和具体应用进行简单分析,希望能够保证桥梁的施工质量。

2.1钢绞线选择

预应力钢绞线的选择对于预应力技术的应用影响巨大,在路桥工程建设中,预应力钢绞线会直接影响工程整体的施工质量,钢绞线的质量与桥梁结构的稳定性密切相关。现阶段,在预应力技术中比较常见的钢绞线有几种,一是普通钢绞线,二是矫直回火性钢绞线,三是低松弛性钢绞线,对比这几种钢绞线,低松弛性钢绞线的应用范围最广,能够实现与工程整体的有效配合,耐用性强且成本低廉。在对钢绞线进行选择的过程中,还需要关注其空间位置,制定出切实可行的施工方案,因为钢绞线本身的抗拉性能、空间位置以及路桥结构等都会影响钢绞线最终的使用效果,在设计环节需要做好综合考虑,严格依照设计图纸进行施工,从保证钢绞线荷载力的角度,还需要对转折位置、墩顶导向槽乃至转向横肋端部进行适当打磨,保证曲率与平滑度都可以满足工程施工要求。

2.2预应力加固

预应力加固是预应力技术应用中一个非常重要的环节,如果将预应力技术在路桥工程加工施工中的作用切实发挥出来,则能够显著提高路桥工程结构的承载能力,在保证安全的同时,延长工程使用寿命,实施上,这也是将路桥工程应用预应力技术的—个主要目的。在针对路桥工程进行施工建设的过程中,提升其承载能力的方式有很多,如设置补强层、改变结构受力体系等,都是比较常用且有效的承载力提升方法。

2.3锚具的选择

锚具在预应力技术应用中同样发挥着重要作用,通过锚具与钢绞线的相互配合,就可以构建起相对完整的预应力体系,而如果锚具选择不当,必然会对预应力技术的应用产生负面影响。在实践中,预应力技术的应用方式大致可以分为先张法与后张法两种,不同方式对于锚具的需求不同,应该做到具体问题具体分析。先张法指在混凝土浇筑前进行预应力筋的张拉,需要借助相应的锚具,将预应力筋临时固定在台座或者钢模上,然后进行混凝土浇筑,待其强度达到设计强度的75%以上时,在确认预应力筋与混凝土足够粘结的前提下,对其进行放松,以此来完成预应力的施加,不过这种方法为一般仅适用于中小型构件的预制生产;后张法与先张法的施工顺序相反,需要先进行混凝土的浇筑,在混凝土构件留出相应的预应力筋张拉孔道,待混凝土强度达到设计强度的75%以上时,借助预留孔道穿入预应力筋,进行预应力张拉作业,借助锚具将张拉完成后的预应力筋固定在构件端部,最后在预留孔道内灌注混凝土,确保预应力筋能够与构件形成统一整体。在路桥工程中,预应力的张拉采用的是后张法,因此锚具的选择也应该从后张法的要求出发,保证其作用的合理发挥。例如,可以选择机械锚固类锚具,通过机械加工,在预应力钢束端部形成相应的锚碇条件,确保锚固作业的效果,无论是高强度钢筋,还是集束型钢丝,都可以选择这种锚具,其本身连接诶方便,应力损失小,可以在没有进行混凝土灌浆前,进行预应力的反复张拉和调整;可以选择摩阻锚固性锚具,将预应力钢材“挤紧”后形成相应的锚旋作用,锚力吨位大、品种多且穿索方便,应用范围广,不过存在较大的锚具应力损失,无法进行重复张拉凹。

3预应力技术在路桥施工中的应用

3.1在现浇混凝土中的应用

路桥施工中,预应力技术主要及时应用在现浇混凝土结构中,能够发挥出非常积极的作用。在实践中,应该关注两个比较关键的问题:一是在进行现浇混凝土施工的过程中,应该做好混凝土的振捣工作,优先选择垂直振捣的方式来,其不仅可以保证混凝土振捣的效果,也可以减少振捣过程中对于预应力索的扰动,将预应力技术的作用充分发挥出来;二是应该做好混凝土结构的养护管理,通过相应的保温保湿,提升混凝土构件的性能,为预应力技术的应用奠定良好基础。例如,在混凝土养护环节,可以进行蓄水保温,保证注水量充足,同时以湿麻袋对混凝土进行覆盖,以此来实现对于混凝土温度的有效控制,对混凝土结构的刚度进行改善。

3.2在受弯构件中的应用

路桥工程施工建设中,受弯构件非常常见,一般都会选择碳纤维材质来进行加固,因为碳纤维本身具备较高的强度,施工简单,通过在钢筋混凝土受弯构件上粘贴碳纤维片材的方式实现加固目的,有着良好的效果。但是需要注意的是,受弯构件本身在进行加固前,就已经存在有初始内力,其会在混凝土内部引发拉应变和压应变,如果构件本身达到极限承载力时,混凝土的压应变同样达到极限,则相应的过程就是加固到极限承载力的过程,技术人员可以根据混凝土结构中应变的增加量,对碳纤维片材的应力值进行确定。在实践中,结构的初始应变值与构件破坏瞬间的碳纤维片材应力值呈反比关系,换言之,当初始应变值较大时,碳纤维片材的应力值相对较小,其本身所具备的高强度特性将无法体现出来。因此,施工过程中,技术人员应该赋予碳纤维片材初始拉应力,可以在对碳纤维片材进行粘贴时,先对其施加一定的预应力,以此来将碳纤维片材的作用最大限度地发挥出来。

4结束语

总而言之,新时期,伴随着经济的快速发展,我国的路桥工程数量飞速增长,在路桥工程施工中越发强调施工质量的控制。将预应力技术应用到路桥工程施工中,能够有效抵消结构中的有害应力,提升结构的强度和刚度。在应用预应力技术的过程中,应该做好各个环节的有效管理,重视钢绞线和锚具的选择,做好预应力加固,同时依照路桥工程的特点,做好薄弱环节的有效控制,将预应力技术的优势充分发挥出来,推动路桥事业的稳定健康发展。

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