桥梁施工中预应 力技术的应用分析

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年3月9期   作者:叶丹丹
[导读] 在桥梁施工中应用预应力技术,能够降低主体材料负荷,改善桥梁抗渗能力,
        摘要:在桥梁施工中应用预应力技术,能够降低主体材料负荷,改善桥梁抗渗能力,降低基本应力,确保桥梁主体结构的稳定,增强桥梁刚性与强度,提升桥梁的安全系数。科学应用预应力技术,有助于提升工程质量水平,为桥梁的安全运行提供保障。
        关键词:桥梁工程,预应力,施工技术
1 桥梁施工中预应力技术应用价值
1.1提高桥梁承载力
        必须保证混凝土与钢筋质量达标,预应力技术应用达到最佳效果。应用预应力技术开展桥梁施工,能够在一定程度上提升桥梁结构的承载力,提高桥梁工程施工质量。
1.2 延长桥梁使用寿命
        在桥梁工程建设中,自身因素及外力因素都有可能对桥梁工程建设质量产生影响。周围环境中的腐蚀性物质如酸、碱、水分等是桥梁质量的外部影响因素,会对桥梁施工质量造成威胁。通过预应力技术的合理化应用,能够从根本上防治腐蚀问题,从整体上提升桥梁工程质量,延长桥梁的使用寿命。
2工程概况
        该桥梁全长 3.011 km,设置( 72+128+72) m 预应力混凝土双线连续梁,连续梁全长 273.5 m,边支座横桥向中心距 6.2 m,中支座横桥向中心距 6.2 m。箱梁钢筋分为普通钢筋和预应力钢筋。预应力筋分横向、竖向、水平三个方向设置,纵向预应力筋设置在顶板、腹板以及底板上,横向预应力筋设在顶板上,竖向预应力筋设在腹板上。
3公路桥梁预应力施工技术的应用
3.1穿束
        预应力筋除纵向预应力在混凝土浇筑后穿束,安装孔道时应穿入横向预应力。在预应力穿束前,通常可采用高压风清洁孔内的灰尘和杂物,同时横向筋在进行混凝土浇筑施工前穿入,应用人工结合的方式进行纵向筋穿束,整个过程如下所示:1) 应用人工操作方式,先将单根钢绞线传入到孔内,并从另一个孔口位置拉出。2) 利用前面穿好的钢绞线牵引钢丝绳完成穿束。3) 在钢丝绳一端设置钩,并将其钩在钢束端部的钢环之内。4) 运用卷扬机拖拉钢丝绳,使之收紧,并将钢绞线从另一端拉出。
3.2张拉控制
        1) 在进行张拉的过程中,先完成腹板束,然后依次完成顶底板束,且按照从外到内、先长索后短索、对称性原则进行。采用两端同步张拉,左右对称进行,最大不平衡束不能超过 1 束。2) 采用双控预应力措施,预应力值主要根据油压表读数,校核预应力伸长值,预应力钢束在使用前进行张拉、锚固试验,同时对之做喇叭口摩阻试验、管道摩阻试验,对预应力瞬时损失数值做具体测量,保证预施应力具有较高的准确性。3) 在完成预应力筋的张拉施工之后,应对锚具做封堵处理,同时保证在 48 h 内完成压浆操作。
3.3 张拉施工
3.3.1纵向预应力
        纵向预应力张拉由千斤顶设备完成,总体顺序为先完成腹板束,然后完成顶底板束,按照从外到内、先长索后短索、对称性原则张拉。
3.3.2预应力筋张拉
         在进行预应力筋张拉时,主要应用双控措施,张拉力和伸长量应同时控制,整个张拉过程应严格按照设计要求进行,张拉过程中应进行伸长量的观测,如果伸长量存在不足,应查明其具体的原因,然后进行补张拉处理,同时在此过程中应注意观察是否存在滑丝、断丝的情况。
3.3.3张拉操作步骤
        1) 钢绞线、千斤顶就位( 调试) 。将工作锚环套放在钢绞线束上,使其靠近下锚垫板后塞紧夹片,然后安装对中( 承压套) 。安装千斤顶,使钢绞线穿过千斤顶,然后安装工具锚并塞住夹片。安装过程中工作锚与工具锚之间不能出现有绞线情况。当千斤顶适当靠近对中套筒时,对千斤顶的位置进行调整,使千斤顶、锚环和孔道在同一轴线上。当施加初始应力时,确保不会改变上述安装条件。2) 张拉至初始应力。

张拉纵向初应力过程中,应同时顶起两端,加载至钢绞线初应力,应在两端再次检查锚具的对中情况。如果找正不够准确,应卸下千斤顶并重新找正,最后测量油缸的长度,并在工具锚夹片子处标记滑丝,进行一端张拉一端控制。3) 张拉至控制应力。当初应力张拉后,两端同时顶起,两端均匀同步张拉至钢绞线束张拉控制应力。重新测量油缸长度,计算并检查伸长值,检查有没有断丝情况。负载保持 5 min 后,回油并卸下锚。
3.3.4钢绞线切割
         当张拉完成后在靠近锚具的钢绞线上环周围做明显标记,复查无新断丝,且在梁体挠度测量合格,由监理现场确认无问题之后,才能对之进行钢绞线切割,准备压浆施工。在切割的过程中,应用砂轮机完成,且注意保持与锚具之间的距离,避免切割损伤到锚具。此外,在进行切割的过程中,应注意对锚垫板根部的预应力筋做降温处理,避免因为切割引起温度过高,使得钢绞线出现滑丝的情况。在完成切割之后,应对锚具做防锈处理。
3.3.5压浆与封锚
         1) 压浆。预应力钢筋张拉施工完成后,应在 48 h 内封堵锚具并完成压浆作业。a.压浆管的布置。在纵向预应力两端分别设有压浆孔以及出浆孔,上端排气孔采用锚板上拉缝留孔处理,阀门安装在与压浆孔连接的压浆管上。压浆后泥浆不得流出,以确保泥浆的密度。b.泥浆拌合。浆体强度等级不得低于 M55,水泥强度等级采用 42.5 低碱普通硅酸盐水泥,并加入高性能无收缩防腐灌浆剂,掺量通过试验后确定,灌浆剂技术指标符合相关要求。水泥浆进入注浆泵之前通过 1.2 mm 的筛网进行过滤。严格依照设计配比进行调配,在拌制的过程中,先加入水,然后向其中添加对应比例的水泥和灌浆剂,控制搅拌时间,通常时间在 3 min ~5 min,但从开始搅拌到将浆体压入孔道,该过程的持续时间不能大于 40 min,且在此期间内应保持持续性搅拌。此外,在压浆入管的过程中,应注意控制环境温度和浆体入管温度,环境温度应大于 5 ℃,在低于该数值时,采用保温措施。c.压浆工艺。采用真空辅助压浆技术首先要进行泌水率、膨胀性能和防锈性能试验,这些工作试验室已完成。通常流动试验应用锥形漏斗来完成,观测流动时间、最大自由膨胀率、限制膨胀率等参数。压浆施工应用的是压浆效率为 3 m3/ h 的连续式压浆泵,其型号为 ZGG43 型。通常情况下后张预应力筋容易出现被腐蚀的现象,对其原因进行分析,可能因为压浆施工的过程中,存在不密实的情况,使得压入管内的浆体存在气泡,且在凝固之后出现空隙; 其次水泥浆其本身在压浆过程中较容易出现泌水、离析的情况,这也是压浆气泡、空隙存在的主要因素,进而在后期对预应力筋产生腐蚀作用。本工程采用的真空辅助灌浆主要采用真空泵将孔道内空气抽成负压,通常压力值为-0.06 MPa~ -0.08 MPa,且在压力值保持稳定之后,打开压浆阀门,开启压浆泵,对孔道进行持续性压浆。与此同时,应用另一台压浆机在孔道另一端向其中压入拌制完成的水泥浆,通常压力值设定在 0.4MPa ~ 0.5 MPa,通过这种方式能够有效提升压浆的密实度,降低气泡形成率。压浆过程中使用的胶管一般应不大于 30 m。当长度超过此值,应适当增加压力,但长度通常不能超过 40 m。在压浆施工过程中,应注意下面几个问题: 对预应力管道进行清洗,用空压机将管道中的残余水吹干。严格规范压浆、配浆过程,且在实际压浆中注意观察情况。避免出现串孔、漏浆的情况。如果发现这些情况,应对之及时做出处理。且在压浆中由于意外情况不能将孔道一次性灌注完成,则应当采用高压水清理管道,并用空压机将管内积水吹净,故障处理后再进行正常压浆。
         2) 封锚。当管道压浆完成后根据设计要求,采用 C55 干硬性补偿收缩混凝土进行封锚。为了保证混凝土良好的性能,在对之做封锚处理之前,通常需进行防水处理。在封锚时,先在端口的位置安装钢筋网,将之绑扎成钢筋骨架,最后进行混凝土浇筑,且采用聚氨酯防水涂料涂抹。
结束语
         预应力技术属于施工中的基础施工技术,在提高施工效率的同时,还应加强技术施工,在保证工程质量的同时,保证工程的安全稳定。在桥梁和公路的施工中,预应力技术也应保证其技术的不断改进,进一步推动我国路桥事业的发展进程。
参考文献
[1] 陈晶. 道路桥梁中预应力施工技术的运用与质控举措研究论述[J]. 居舍,2019( 29) : 152 -153 +181.
[2] 董国林. 预应力技术在道路桥梁施工中的应用探究[J]. 山东商业职业技术学院学报,2019,19 ( 05) :97 - 100.
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