公路桥梁施工中预应力技术分析
摘要:目前,我国公路建设正处在蓬勃发展的时期,而预应力技术是公路建设中的关键技术,但是预应力技术的施工难度大,程序复杂。因此,在预应力桥梁施工中常会遇到一些质量问题,而怎样解决这些问题,提高施工技术是业界普遍关注的问题。
关键词:公路桥梁,施工,预应力技术
随着工程建设技术的发展,预应力混凝土结构通过其能高度利用材料高强度的特点,科学有效的预防了混凝土裂缝的产生,不仅减轻了结构的自重,还增大了桥梁的跨径,其刚度高,保证了行车的舒适度,因此,在公路施工中得到了广泛的应用。然而,预应力桥梁的裂缝病害十分普遍,尤其是箱梁桥。导致裂缝出现的问题很多,预应力桥梁施工中出现的若干预应力技术问题,以及在施工中出现的各种问题,这给工程质量将会带来了很大的安全隐患。
1 预应力技术在公路桥梁施工中的应用
1.1预应力技术在受弯构件中的应用
由于碳纤维的强度较高,其施工工序也比较简单,因此,采用碳纤维片材对钢筋混凝土受弯构件进行加固的方法已经得到推广,并广泛使用在工程中。但在对各种受弯构件进行加固前结构已存在初始内力,混凝土己具有初始的压应变和拉应变,所以,当受压区混凝土的压应变力达到混凝土本身的极限时,弯构件就会产生极限承载力。
1.2预应力技术在加固施工中的应用
道路桥梁加固通常是对构件的补强和巩固,或者是对构造物结构性能的改善来恢复和维持道路现有的承载力,以便延长其寿命,以便适应现代交通要求。然而,其卸载的目的就在于减小加固施工时混凝土的初始应变。这时,可先对构件加强预应力,让受压区产生拉应力,受拉区产生压应力,以减少构件在初弯矩作用下的拉应变和压应变,这样有利于提高构件的极限承载力,保证构件能增量和加固钢筋的应力,让加固的钢筋能发挥它积极的作用。
1.3预应力技术在钢筋混凝土多跨连续梁的应用
多跨连续梁有正弯矩区和负弯矩区,通常在支座处为负弯矩,跨中为正弯矩。当梁的抗弯承载力和抗剪承载力无法满足要求时,就需要加固。跨中正弯矩区抗弯承载力出现问题时,可用粘贴碳纤维的工艺进行加固,施工相对比较简单,其主要的原因是所加纵筋锚固的问题不宜解决。
2 公路桥梁几种常用的预应力加固技术
2.1横向预应力加固技术
这种技术的主要工艺是,在主梁下缘的对称梁中线处进行预应力筋的安装,并在距梁端的合适部位进行弯起,再利用支撑点来锚固在主梁端部的锚固钢板上面,这种钢板呈现“U”字的形态,在主梁端部的下翼缘上面。将原本水平段内的钢筋预应力通过撑棍分为若干节段,而两端的撑棍还能起到支点的作用。在每一段的中间点还需要通过拉紧螺栓将对称的钢筋收紧,在收紧的过程中会产生一定的预应力,而主梁则会受到这种预应力的影响,同时预应力筋产生的负弯矩由于预应力筋多为水平的直线形,在梁的两端向上弯曲不多,所以,这种技术的加固只能针对减小梁中的正弯矩,对减小梁端的剪力没有太大的帮助。
2.2纵向预应力加固技术
纵向预应力加固技术就是沿着预应力筋轴线的方向来进行预应力施加的技术。这种技术的预应力布置在桥梁底下,并在梁两端设置导向块的位置弯起,然后锚固在主粱的顶板或腹板上,沿着主梁方向纵向张拉,降低桥梁端总体的剪力。其锚固构造为纵向张拉的锚固构造,一般包括两种,腹板锚固和梁顶锚固。其中,腹板锚固可以使用在
桥梁交通过大,交通无法正常运行的情况下,可以把预应力筋锚固在主梁的腹板上,其具体的做法包括钢销锚固法和钢板锚固法,而钢板锚固法有的稳定性强,对梁体影响不大,固定钢板的螺栓较小的优点。在梁顶锚固在锚固之前,只在横隔梁和桥面板上开凿和斜筋倾斜的方向一致的斜孔,穿过预应力钢筋之后,在斜孔的周围应按钢垫板
尺寸把桥面板凿出凹槽,并用环氧砂浆把垫板粘牢。而预应力筋在张拉之后锚固在桥面板上,最后将锚头封闭在桥面铺装混凝土内。这种锚固方法可以较少的凿开桥面的混凝土,保持桥面的整体性,也可以在桥面进行锚固施工。在张拉时应对称桥中线进行,同一根梁张拉要对称同步的进行,让梁的两侧钢筋具有相同的拉力。
3 预应力相关问题解决措施
3.1预应力钢筋张拉伸长量不足的防治措施
(1)在预埋钢筋管道时,施工人员必须对每一个坐标位置严格的按照设计坐标固定牢靠,保证整体管线的通畅,特别是那些容易造成管道弯曲的地方,在浇筑过程中也必须认真做好检查,混凝土振捣时应该注意,振捣棒不能直接碰到管道,预防预应力的管道出现偏移。
(2)在计算预应力钢筋张拉的理论伸长量时,预应力钢筋的弹性模量要通过试验取得实际数据。
3.2管道堵塞问题的解决措施
如果预应力管道被堵塞,首先应根据预应力筋坐标曲线,找出并标注出泄漏的主要位置,然后绕开梁的主筋,采用冲击钻进行缓慢开孔,清理干净管道中的水泥浆,使钢绞线可以顺利的穿过波纹管道,其次,待张拉结束后,用高级等级的微膨胀混凝土对孔洞进行封堵。
4 施工过程中的质量控制
(1)施工中,其桥梁的张拉力必须达到设计要求,并满足施工的各项要求,在张拉、灌桨阶段的质量控制关键就是合理的计算压浆值,保证孔道浆体饱满。
(2)为了减少和预防因漏浆或异物进入导致管孔堵塞的情况,我们应对预应力的孔道接口处、孔道与灌浆孔、排气孔管连接处以及外露的灌浆孔、排气孔端加强密封,并提高其耐久性。在混凝土的施工中,为了预防损伤和移位,振动棒不能接触预应力孔道和锚具。预应力孔道和锚具安装的位置由于钢筋密集,振捣工作的难度大,而为了保证其振捣的密闭性可以在容易出现裂缝的部位,采用钢筋棒辅加上人工插捣和适度的模板外进行敲振。孔道的清理工作应在混凝土浇筑完成后进行,主要是为了及时封堵张拉端和灌桨孔、排气孔管口,防止杂质进入预应力管孔,保证后期的张拉工作与浇注工作顺利完成。
施工完成后的质量控制:
(1)查看施工记录是否完善;各种隐蔽验收手续是否完备;加强质量评定,保证施工质量达到质量评价标准。
(2)张拉完成后最好在第二天紧接着进行封锚。封锚前应用手持砂轮切割机切割预应力筋多余长度,其剩余的长度不得多余30mm;最后,还要将锚具、锚孔清理干净,根据设计施工要求封锚:封锚材料必须将锚具、预应力钢丝头全部封锚堵密实,不能外露或留下空隙。
5 结束语
桥梁结构预应力施工技术是公路建设中的重点,是现代桥梁施工的新方法,传统的结构设计已经无法适应现代公路桥梁建设的发展了,必须开展新方法,新技术,才能保证施工的质量。