预应力技术在公路桥梁施工中的应用研究

发表时间:2020/8/10   来源:《城镇建设》2020年12期   作者:曾博
[导读] 随着我国社会经济的快速发展,工程行业也得到了快速发展

        摘要:随着我国社会经济的快速发展,工程行业也得到了快速发展,公路桥梁作为我国基础建设中最重要的内容,更是受了了公众关注和政府扶持,得到了很大的发展。公路桥梁行业在市场的推动下,在技术层面有了一个大大的提升。预应力技术被广泛应用于在桥梁工程施工中,更好地保障公路桥梁工程的质量。本文分析了预应力技术在公路桥梁施工中的应用,并总结了当前应用中存在的问题,并提出了相应的改进措施以供参考。
        关键词:预应力技术;公路桥梁;应用研究
         公路桥梁工程是我国基础建设的重要组成部分,对我国社会经济发展有着重大影响。公路桥梁工程直接关系到交公民大的通便利性以及物资运输的效率,与物流行业、旅游行业的健康快速发展有着非常紧密的联系。近年来,科学技术不断发展,相关研究人员不断探索出新技术,公路桥梁施工有了越来越多的新技术与新材料的支持。其中预应力技术在公路桥梁中得以广泛应用,促进了公路桥梁工程质量的提高。
一、影响公路桥梁预应力技术相关概述
(一)预应力技术
         预应力是施工前预先施加在结构上的一种应力。在结构的整个使用过程中,预加应力能完全或部分地抵抗消除外荷载引起的拉应力,从而有效地提高结构本身的性能,防止外界破坏。此外,预应力技术还能有效地提高抗裂性能,增加结构共振预计弹性变形性能,从而提高结构的完整性和耐久性。
         公路桥梁工程在使用的过程中会受到非常大的外力作用影响,因此,一定要保证公路桥梁的完整性和耐久性,提高公路桥梁的质量,以保证公路桥梁工程在外力的作用下也能够安全使用。而预应力技术的应用恰好就可以满足公路桥梁工程的这一要求,可以为公路桥梁的安全稳定提供保障,减少因质量问题引发的安全事故,从而保证社会稳定。
(二)预应力结构特征
         体外预应力结构不仅要在截面外布置力筋和管道,还需要利用转向块来实现转向功能。转向块的材料多为钢筋混凝土,也有部分的材料为钢材,主要是传递水平与垂直方向的垂直力,可以有效限制体外束的实际自由长度,还可以有效地调整偏心距。科学布置转向块,可以有效调整钢筋的线形,还可以提高整个结构的抗剪抗弯能力。在布置转向块时,一定要注意集中力比较多,而且力筋与力筋之间存在摩擦,其自身应力相对复杂的,如果转向块布置不合理,会造成转向块的受力不当,出现力筋变硬等问题。
(三)预应力结构的耐久性
         预应力结构中,其体外束决定了结构的耐久性,随着技术的发展,体外束的耐久性可以得到提高,也出现了更加规范的结构体系和技术指标要求,以共同帮助耐久性的提高。比如,目前可以将体外束设计成可调可换的结构,这样体外束的耐久性对总体结构的限制就微乎其微。
(五)预应力技术的作用
         近年来,很多公路桥梁工程中都用到了预应力技术,实践表明,预应力技术在桥梁加固和桥梁施工中有着广泛的应用前景,该技术能够提升公路桥梁结构的完整性和耐久性,并且能够良好地适应新旧系统施工系统,让正在实现发展更新的桥梁施工实现协同工作。预应力结束还可以解决传统施工办法中,材料在加固过程中的出现应力滞后的问题,而将这一技术应用于加固中也能够有效避免裂缝,减小挠度,提高承载力,并且在加固过程中不会对正常通车造成影响。由于结构体系的布置比较灵活这一特点,它不仅能加固连续梁桥和简支梁桥外,还可以对刚构桥进行加固。此外,它不仅可以提高梁体的力学性能,对于构件性能改进也有一定帮助。
         近几年利用该技术成功施工的桥梁很多,通过合理应用预应力技术,可以简化部分施工,减少多余的临时支墩。对于斜拉桥来说,通过该技术,可以有效调整不同状态下的索力,从而保证施工安全。
         目前,体外预应力技术目前在国外应用较多,也比较成熟,我国还处于积极研究探索阶段,取得了一些成果。
(六)影响预应力施工的因素
1.施工材料
         公路桥梁工程施工中所使用的材料质量对最终的工程质量有着直接影响,如果使用的材料不符合标准的,会对预应力施工造成一定的影响,导致公路桥梁工程质量无法达到验收标准,甚至出现非常严重的公共安全事故。
2.孔道压浆质量
         压浆施工的目的是使混凝土材料与钢筋材料结合更紧密,使结构更具可靠性与稳定性。此外,它对人为因素和环境因素引起的钢筋锈蚀问题也有一定的预防控制作用。在公路桥梁工程预应力施工过程中,压浆操作一般是通过机械压浆泵来完成的,如果压浆施工过程中操作不当,可能会出现浆体离析和孔道内残留气泡等问题,对工程质量造成非常负面的影响。
二、公路桥梁工程预应力技术的应用
(一)预应力混凝土结构的应用
         在预应力技术的应用过程中,所用到的混凝土应具有较高的强度和较大的弹性模量,公路桥梁工程施工一般都是采用高强混凝土材料。高强混凝土材料的性价比比较高,保证工程结构拥有同等的结构性能的前提下,其自重和尺寸相对来说比较小,能够有效地提高混凝土结构的跨度性能,这样不仅有效地减少了预应力损失,而且提高了施工设施的使用效率。预应力技术在混凝土结构中应用时,也可与一些外加添加剂配合使用。

如与减水剂、引气剂等配合使用,就可有效地提高混凝土的强度和耐久性,更好的保证公路桥梁工程对不同预应力技术提出的要求。
(二)预应力钢绞线的应用
         在公路桥梁工程预应力施工过程中,如果能有效地利用钢绞线,可以大大降低工程建设中的钢材消耗,可以帮助公路桥梁工程项目节约材料成本,提高工程建设项目经济效益。目前,我国的公路桥梁工程施工中使用的预应力钢筋材料主要有预应力钢筋材料和冷拉预应力钢丝材料。而使用更加便捷、能够更加节省工程钢筋材料的预应力钢绞线材料是近年才出现的,这种材料在实际施工应用过程中可以减轻公路桥梁结构,更好地保证工程质量。但由于钢绞线种类较多,产品更新周期短,使用过程中还存在一些小问题,因此在公路桥梁工程进行材料选择时,一定要结合公路桥梁工程施工的实际情况,参考不同钢绞线的松弛度和伸长量,为施工工程选择性能最合适的、性价比优良的钢绞线材料。
(三)预应力锚具的应用
         在公路桥梁工程建设中,锚具起着非常重要的作用。安装预应力锚具时,在应提前做好定位工作,将锚具固定安装在混凝土结构的两端,在浇筑混凝土,这样才能保证千斤顶的稳定性。
(四)预应力筋穿束
         在公路桥梁工程建设中,按照施工要求需要将12根长度>150 m的预应力筋同时穿过箱梁,操作难度较大,一般使用逐一穿束的方法进行操作。首先将钢绞线、锚板孔、箱梁盖孔分别贴上标签号,然后根据标号顺序依次对应进行穿束,在成束过程中,要注意检查标记是否对应。在穿束过程中,要保证箱梁内部的通常流畅,避免缠绕。若出现钢丝缠绕扭曲的情况,会直接改变力筋受力路径,从而影响到整体施工质量。
三、预应力施工过程中的问题
(一)预应力钢筋定位不够准确
         在预应力筋的铺设过程中,由于预应力筋易产生缠绕扭曲,一定要要保证预应力钢筋能够保持水平、整齐,从而保证预应力筋的铺设质量。此外,为了保证钢筋在管道中间,需要完成钢筋拉伸作业。但是由于预应力钢筋本身的长度较长,再加上受操作人员操作技术的影响,很容易出现钢筋偏离管道中心的情况,还会影响到钢筋与锚板垂直要求。
(二)预应力管道堵塞
         在实际施工的过程中,由于操作人员的失误,容易造成混凝土预应力管堵塞,从而出现预应力筋无法通过管内或拉伸过程中预应力筋无法调直等问题,最终导致预应力混凝土土结构的质量降低。
(三)拉伸作业时拉力控制不够精确
         在预应力技术的应用中,最重要的是拉伸预应力钢筋,以保证其在管道中心位置,并保证钢筋的拉直。然而,在预应力钢筋的拉伸作业施工中,由于操作人员对拉伸作业的细节把握不到位,在施加应力时出现误差,影响了整个预应力钢筋工程。如果拉伸作业时施加的应力过小,将导致预应力钢筋矫直失效,从而无法保证预应力钢筋的定位精度。如果拉伸作业时外加应力过大,则会导致预应力钢筋的结构被破坏,容易出现开裂等情况,对于预应力钢筋的性能也会产生烟瘴的不良影响,同时也降低了预应力混凝土结构的性能。
(四)外加剂应用不够科学
         在进行预应力结构施工时,为了保证结构质量,一般要进行预拉力试验。施工团队为了尽快完成预拉力实验,一般都在混凝土中加入早强剂来使混凝土结构快速达到强度要求。但在具体操作的过程中,一些操作人员缺乏专业知识,不能准确掌握外加剂的用量和添加时间点,导致预应力混凝土性能达不到标准,甚至还会引发预应力混凝土裂缝和变形等问题。
四、提升预应力技术施工质量的措施
(一)保证预应力钢筋定位准确
在钢筋穿过管道之前,要保证施工人员的操作技术水平和管道的畅通,施工人员要对管道进行检查,操作技术人员一定要保证预应力钢筋位于管道中心。
(二)避免管道堵塞
         外来杂物混入管道可能会造成的孔道接口堵塞,施工人员一定要制定相关解决方案,及时清理管道中的外来物,保证铺设预应力钢筋时,钢筋能够平直穿过管道,防止钢筋缠绕扭曲问题发生。
(三)加强拉伸作业时的拉力控制
         施工团队要提升施工人员的知识和操作技能,提高施工人员综合素质。在预应力筋拉伸的过程中,施工人员对力的专业控制非常重要,一定要结合积累的施工经验,并参考预应力结构的设计参数,将拉伸应力控制在合理的范围内,保证预应力钢筋拉直,且不受破坏,保证预应力混凝土结构的质量。
(四)注意外加剂使用的科学性
         在外加剂的使用过程中,施工人员不能单纯依靠经验判断,随意添加外加剂。要根据不同的水泥品种、施工环境以及混凝土凝结时间等实际情况,经过试验之后,判断外加剂添加量和添加的时间点。
五、结 语
         公路桥梁工程的数量随着经济社会的发展在不断增加,施工要求与工程质量要求也在不断提高。目前,预应力技术在公路桥梁的建设中得到广泛应用,但在应用的过程中受到人为因素、技术因素和环境因素的限制,还存在一些问题,会直接影响到工程质量。技术人员要根据相关问题进一步改进预应力使用操作技术和预应力技术,更好地帮助解决实际工程中的问题,提高工程质量。
参考文献
[1]乔居龙.公路桥梁施工中预应力技术探讨[J].山西建筑,2017,43(22):170-171.
[2]郭瑞,刘相呈.试析公路桥梁施工中预应力技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2017,(12):163-164.
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