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桥梁施工中预应力技术探讨

2018-03-25

山西建筑 2018年7期
关键词:张拉箱梁桥梁工程

李 程

(山西王城高速公路有限公司,山西 太原 030006)

1 概述

所有工程结构均会受到一定的外力作用,广义上预应力是指在结构还没有受到外力作用的情况下,人工对结构预受力位置进行施压处理。人工所施加的压力便属于预应力,这样能够显著改善结构抵抗外力的性能。桥梁工程中涉及的预应力技术很多情况下是应用于混凝土结构之中,从而有效的提升结构耐压力以及承载力,确保结构可以承受不同方向上的压力作用。在社会与经济不断发展的过程中,桥梁工程建设数量逐渐增加,桥梁工程的质量要求也更加严格。在桥梁之中通过预应力技术的应用,能够有效的提升桥梁的质量,确保桥梁结构能够发挥更为优良的性能,并且还能够显著的减少建筑材料使用数量,确保结构的自重有所减少,防止桥梁出现裂缝问题,从而有效提升桥梁的负载数量。

2 预应力技术在桥梁施工中的应用

2.1 在混凝土箱梁施工中的应用

在箱梁结构之中,将箱梁内部的钢绞线进行张拉处理,确保结构拥有一定的预应力作用,从而能够有效抵消外界载荷对箱梁的应力作用,这样不仅能够有效提升箱梁结构的承载性能,同时还能够有效控制箱梁结构出现变形以及裂缝,有利于箱梁结构整体性能的提升。进行预应力箱梁施工的过程中,要求施工人员应当依照设计图纸以及标准要求进行严格施工,确保钢筋焊接工序以及下料工序均能够依据规范进行,这样才能保证预应力箱梁的施工质量。

2.2 在混凝土空心板中的应用

预应力空心板和普通的空心板对比而言,其跨度更大,而且承载能力更强,即有优良的抗渗以及抗震性能。一般情况下,若是工程的跨度在16 m~25 m情况下,此时应用普通空心板结构由于跨度较大,空心板的承载性能较差,导致空心板不能满足承载要求,此时便能够应用混凝土空心板。但是,在30 m~35 m的范围之内,预应力空心板结构自身承载能力将随着跨度的不断增加而有所降低,因此,在实际的应用过程中,应当确保空心板结构的跨度控制在25 m范围之中。

2.3 在受弯构件之中的应用

预应力技术在受弯构件中的应用主要是将碳纤维片材粘贴在受弯构件表面位置,这样能够确保混凝土结构的硬度进一步增加,其属于非常特殊的一种加固方法。进行碳纤维材料粘结的过程中,通过应用预应力技术,能够确保碳纤维具有更强的性能,此种技术主要是应用在一些较易出现弯曲的构件之中。

2.4 在加固施工过程中的应用

通过应用预应力技术,还可以对已经服役过程中的桥梁工程进一步加固处理,这样能够确保桥梁构件性能可以进一步强化,并且确保桥梁工程自身寿命进一步增加。进行加固处理的过程中,一般是应用体外预应力加固方法,或者是粘贴钢板方法。桥梁加固过程中主要技术有外部预应力钢索加固技术与下撑式预应力拉杆加固技术。外部预应力钢索加固方法通常是利用预应力钢绞线,沿着桥梁的梁肋侧面位置,依照相应线形进行设置,利用张拉作业达到体外预应力的目的。下撑式预应力拉杆加固技术在具体应用过程中主要是直线式、折线式以及混合式。

3 桥梁施工中预应力技术应用存在的问题

3.1 一端张拉存在的问题

在桥梁工程的施工过程中,若是桥梁结构的跨度相对大,进行实际施工时通常会应用一端张拉的预应力技术。若是采用一端张拉工艺,便会导致张拉过程中需要跨越多个箱梁横隔板结构,因此张拉中遇到的摩擦力也会较大,张拉的孔道会进一步的增加,造成这些问题出现的原因主要是由于采用一端张拉工艺时会出现受力不平衡的问题,会导致材料出现定向的偏移。若要有效的解决上述各个问题,最有效的方法便是使用两端张拉工艺以取代一端张拉工艺,这是由于采用两端张拉工艺时,会在两端同时的施加拉力作用,此时材料受力也处于平衡状态,不会出现定向的偏移问题。如此,不仅能够解决一端张拉工艺中出现的各种问题,同时还可以有效避免结构之中裂缝的出现。

3.2 结构张拉力的问题

根据作者以往的施工经验来看,在桥梁施工过程中,结构张拉力存在的主要问题多是因为施工过程中未能依照标准以及规范进行操作,对于桥梁工程张拉施工中的张拉力控制不够严格。并且,结构张拉力是否适宜在很大程度上会受到施工人员自身素养、工作态度以及专业技能等因素的影响,要是结构张拉力不适宜,将会使桥梁施工出现质量问题。

3.3 波纹管堵塞问题

对于结构张拉力来说,很多问题是由于作业人员自身素养造成的,而波纹管发生堵塞问题则主要是因为操作人员施工过程中的疏忽所造成的。很多情况下作业人员施工中未能依据规范进行,使得波纹管在定位过程中不够准确,使得不同波纹管的接触不够紧密,从而使得桥梁工程出现一定的质量问题。

4 桥梁施工中预应力技术施工质量控制措施

4.1 严控原材料质量

进行预应力施工作业时,应当应用预应力材料,比如,应用钢绞线材料、碳纤维材料,这样不仅可以保证预应力施工的整体质量,同时还能保证施工中的安全性。要是预应力施工过程中采用的材料达不到质量要求,便会导致严重的质量问题。所以,施工中的各项材料均应当进行严格检查,有些具有特殊要求的材料应当进行专门检测。

4.2 预防工字梁破碎的措施

工字梁出现破碎主要指的是在进行张拉处理之后,工字梁结构梁底部位出现了一定的混凝土破碎问题,要想预防工字梁破碎问题的出现,可以采用以下两种措施:

1)在进行梁体的预制过程中,应当预先加设橡胶板结构,厚度值为2 cm左右,长度值为1 m,将橡胶板设置在底模端部位置处。在梁结构完成张拉作用后,此时橡胶板便会受到一定的压力作用,从而发生形变,这样便有效的增大了梁的受力面积,确保将梁收到的集中应力能够进一步分散,从而有效的避免工字梁端部发生破碎问题。

2)进行梁结构预制时,还可以设置相应的倒角,在梁结构完成了张拉施工后,便能够确保梁结构的受压面积进一步增加,从而有效的防止梁体出现破碎问题。

4.3 先张法和后张法施工措施

在采用先张法施工工艺时,重点要确保均匀的放张,所采用的方法多为千斤顶法以及砂箱法等。若是利用千斤顶法进行张拉处理时,要求在放张的过程中,尽可能多次完成。若是利用砂箱法进行张拉处理时,要求进行放张的过程中,要保持均匀的速度。要是张拉时钢筋只有一根,则多是采用螺母拧松方法,在采用此种方法工艺时,不能够把力筋一次性放松,应当首先将两侧位置放松,再将中间位置放松。

在采用后张法施工工艺时,进行张拉处理时,应当尤为注意克服局部的应力集中问题。首先,应当确保构件的尺寸能够达到标准以及设计要求,并且进行张拉作业时应当保障混凝土构件的强度值达到设计要求,若是设计中未明确规定张拉强度要求,则要求混凝土构件强度值超过混凝土设计等级强度的75%。在张拉完成后,同样应当对张拉作业加以检查,若是存在滑丝或者是断丝问题,当滑丝或者断丝数量超过了总数量的1%时,则需要将滑丝或者断丝进行更换处理,然后再次的进行张拉作业。

5 结语

国内很多桥梁工程在建设施工以及后期加固处理过程中,均已经应用了预应力技术,在一些大跨度的桥梁施工过程中,也是优先采用预应力混凝土技术。预应力技术拥有非常广阔的发展空间,在未来预应力技术发展过程中,要求进一步的革新与改进预应力技术,这样才能达到工程建设对预应力技术新的要求,确保预应力技术得到更好的发展与应用。

参考文献:

[1]王丽红.公路桥梁施工中预应力技术探讨[J].山西建筑,2017,43(35):186-187.

[2]刘志斌.公路桥梁施工中预应力技术应用研究[J].山西建筑,2017,43(35):169-171.

[3]陈吕飞.公路桥梁施工中预应力技术探讨[J].四川水泥,2017(12):15.

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