李勇 郭成利
【摘 要】路橋的預應力技術跟傳統(tǒng)路橋施工工藝以及技術相比,盡管起步比較晚,但是在施工工藝與技術上具備很大的優(yōu)勢。當施工人員把預應力技術應用在路橋施工中時,可以提升路橋承載能力并延長它的使用年限。
【關鍵詞】路橋施工;預應力技術;應用
0.前言
預應力技術隨著荷載等級的不斷提高,橋梁工程逐漸向輕型、大跨度方向發(fā)展,預應力梁板結構的應用越來越廣泛,在今后的橋梁加固橋梁加固中,現(xiàn)有加固技術可能在很大程度上受到限制,因此,有必要開發(fā)和研究預應力技術在舊橋改造中的應用。
用預應力技術對結構進行加固主要是通過后張法中的體外預應力來實現(xiàn)的,其施工工藝:體外預應力的預應力鋼束設于砼構件的外側,鋼束穿過設在構件端部的擋塊和中部適當位置的轉向塊進行張拉,從而使砼構件獲得預壓應力。此法的主要目的是簡化預應力工藝,但結構的受力、特性比常規(guī)的粘結預應力砼差,鋼材用量也較大,目前主要用于較大跨度的橋梁工程或維修加固工程中。
1.預應力在路橋施工中的應用
1.1加固施工
施工人員采取一定的措施對路橋進行加固,其目的在于通過對構件進行補強,將結構的性能改善,進而提高橋梁的承載力,使其使用壽命得以延長,以滿足當前交通運輸所需。一般比較常見的加固方式分為三種,一是對橋面補強層進行加固;二是將結構的受力體系改變并對其加固;三是對體外預應力進行加固。實際施工過程中卸載的目的在于把混凝土結構加固時產(chǎn)生的初始應變減小,施工時可以先對構件施加一定的預應力,在構件受拉區(qū)形成一定壓應力后,構件的初彎矩壓應變以及拉應變都會隨之減小,這樣就可以把構件在極限承載力時所形成的應變增量及壓力提高,以便將加固鋼筋的作用充分發(fā)揮出來。
1.2混凝土多跨連續(xù)梁
預應力技術常被用作梁特別是彎矩的研究,一般彎矩有兩種,一種正彎矩,一種為負彎矩,通常多跨梁里面常有正負彎矩存在的位置。通常負彎矩會位于梁支座位置,正彎矩則可以梁跨中部位。如果梁抗彎強度以及抗剪強度不能滿足施工規(guī)范以及設計要求,就需要對其采取加固強度的措施;當跨中的強度值難以滿足施工規(guī)范要求時就需要采取一些技術手段進行加固,最常見的技術手段為粘貼碳纖維,然而這種施工技術雖然簡單易操作,但是經(jīng)常會出現(xiàn)各種縱筋錨固問題。
隨著預應力技術范圍的不斷擴大,路橋施工獲取大量便利的同時也發(fā)現(xiàn)了不少問題,尤其是關于預應力張拉技術的,因為張拉技術的加工工藝比較復雜,因而會對施工技術人員的自身素質以及施工設備性能都有很高的要求。然而實際加工時,因為施工人員沒有按照施工規(guī)范科學進行施工,以致于留下了很多安全隱患。
1.3受彎結構
碳纖維施工簡單、強度也比較高,因而在對受彎構件加固時常會選擇粘貼碳纖維片材作為施工材料。由于加固前結構本事便形成了初始內(nèi)應力,混凝土也就有了初始應變以及壓應變,一旦混凝土受到的壓應變比混凝土極限壓應變大時,構件的極限承載力也就達到了最大值。一般碳纖維片材最終應力該由混凝土自身應變增量所決定的,假如當初的始應變比較大,而碳纖維片材應力又比較小,碳纖維的高強度就很難充分發(fā)揮出來。施工人員在將碳纖維片材粘貼好的時候還需施加一定量的預應力,這樣該材料就會有了初始拉應力,也就可以防止構件破壞時沒有足夠的應力,進而使得它的強度充分發(fā)揮出來。
1.4混凝土路面
路橋混凝土路面施工時也需采用預應力技術,這是新時期得到重視和大力推廣的一項新技術,其施工原理和預應力技術應用到橋梁鋼筋混凝土結構中的施工原理差不多,與此同時借助預應力鋼筋的配置也實現(xiàn)了從某種程度上給予混凝土路面適當?shù)募s束,這樣就可以延緩裂縫出現(xiàn)的時間或者避免裂縫的產(chǎn)生。在對混凝土路面進行施工時要合理施加縱向的預應力,進而防止混凝土路面出現(xiàn)橫向收縮裂縫。當下預應力施工技術已經(jīng)越加成熟,施工效果也越來越好。
2.路橋預應力施工技術常見問題
2.1波紋管出現(xiàn)堵塞
一些施工企業(yè)為了趕工期在安裝波紋管時完全不按照施工規(guī)范以及施工設計進行,因而使得波紋管定位不夠準確,進而促使套管出現(xiàn)接頭、彎折扭曲等各種不良現(xiàn)象出現(xiàn)。施工人員在現(xiàn)澆混凝土時,由于要對混凝土進行振搗,一旦沒有把握好振搗的力度很容易導致波紋管出現(xiàn)破裂現(xiàn)象,如果發(fā)現(xiàn)不及時未能采取有效措施進行更換和修復,便會導致混凝土漿往波紋管里面流去,進而導致波紋管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。另外波紋管在進場驗收前沒有嚴格控制其質量,所以一旦出現(xiàn)質量問題,這些因素便是導致管道出現(xiàn)堵塞的最根本原因。
2.2預應力構件在張拉前就有裂縫問題出現(xiàn)
張拉前的預應力構件有裂縫問題出現(xiàn)主要原因在于構件受溫差作用出現(xiàn)收縮,進而導致裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生,然而這種不利現(xiàn)象是鋼筋混凝土構件很難避免的,因而施工技術人員必須嚴格控制施工現(xiàn)場所采用的構件的質量,控制好裂縫,盡可能的將這些不利因素減小。
3.處理路橋施工中預應力技術問題的措施
3.1處理堵管問題的措施
路橋施工期間,如果碰到堵管現(xiàn)象,就要先結合預應力筋的曲線坐標位置將 堵管所在位置標出來,需注意的是一定要避開主筋所在的位置,然后采用沖擊鉆緩慢進行開孔。對于堵管問題也可事先采取防止措施,比如施工下料錢 要仔細檢查一遍波紋管的質量,混凝土澆筑前要將安裝波紋管的位置確定下來,對于套管接頭以及密閉性要認真檢查,整個混凝土澆筑過程中一定要采取有效措施保護好波紋管。
3.2處理裂縫問題的措施
預應力施工時采用的構件很容易受溫度影響在其表面形成不同程度的溫度裂縫,所以要控制好構件內(nèi)外 所存在的溫差。薄壁構件的拆模時間要適當?shù)难娱L,一般情況下施工人員還需在預制構件以及臺座間涂上適量的隔離劑以免二者粘結在一起,進而因熱脹冷縮導致構件受到影響。除此之外高溫期間可以采用低水化熱水泥,而低溫期間則需要采取適當?shù)谋卮胧B窐蚬こ填A應力混凝土的路面施工時,很容易受到路面收縮以及徐變過大因素的影響使得預應力受到損害,進而影響到工程的施工質量,這時可以選擇強度比較高、水灰比比較小的混凝土開展施工作業(yè),因為高質量的混凝土自身的收縮以及徐變比較小,可以避免上述不良現(xiàn)象的出現(xiàn)。
4.結語
總之,橋梁加固技術術語21世紀路橋施工領域發(fā)展最快也是應用最為廣泛的一項施工技術,該預應力技術不僅帶動了土木工程的迅速發(fā)展,也使得我國橋梁加固提載方面形成了一種更為主動、有效的技術與 方法,而且從很大程度上將構件承載能力提升到更高的層次。所以加強對我國舊橋加固以及改造技術的研究,不僅可以為我國現(xiàn)代交通貢獻一份力量,還能給國家?guī)碡S厚的經(jīng)濟效益與社會效益,因而發(fā)展前景非常廣闊。
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