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预应力施工技术在公路桥梁施工中的应用

日期: 2017-03-08
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      【摘 要】预应力技术在公路桥梁施工中因其节省材料、自重轻、减小混凝土粱的竖向剪力和主拉应力、结构简单、安全可靠、便于安装等优点,在国内公路桥梁建设中得到广泛应用。本文就预应力施工技术在公路桥梁施工中的应用详细探讨了预应力的施工技术要点。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/2/view-4672761.htm
  【关键词】预应力;公路桥梁;混凝土;张拉;压浆 
  一、预应力技术的发展现状 
  尽管预应力技术诞生时间并不长,但是预应力混凝土凭借其安全可靠的结构、优良的抗裂性等优点而在公路桥梁设施的建设中得到越来越广泛的运用。而且,自1937年世界第一座预应力混凝土桥梁建成以来,混凝土材料、预应力施工工艺等都在预应力混凝土结构发展过程中得到不断发展、完善。 
  (一)混凝土材料 
  目前工程实施中广泛采用是可以充分发挥材料强度的高强混凝土,这种混凝土可以有效的减少自重和截面尺寸,从而提高跨越能力。而预应力混凝土恰恰就是要求混凝土应具有高强度、低收缩徐变、高弹性模量、缓凝早强等特点。这样一来,便可有效减少预应力损失,提高设备的利用率和构件的生产率,为加速施工提供了保障。以我国著名的大桥为实例,如武汉长江二桥、汕头海湾大桥等都是使用的C40~C50级泵送混凝土。另外,随着化学工业的不断发展,施工中也开始在混凝土中添置一些外加剂,如缓凝剂、减水剂、膨胀剂等,极大地改善了混凝土的性能。 
  (二)预应力施工工艺 
  随着新型材料的不断涌现、科技的不断进步以及相关设备性能的不断优化与提高,预应力的施工工艺也得到了不断地完善与提高。 
  首先,混凝土结构的施工提倡在运用立模现浇整体施工技术的同时,预制标准构件施工法。以桥梁工程为例,根据不同的结构以及实际的施工环境在“架就地浇注施工法”、“逐孔施工法”、“悬臂施工法”以及“支顶推施工法”等不同施工方法中进行选择。 
  其次,预加应力材料张拉工艺也得到了很大的发展。近年来兴起的“自张法”、“电热法”取代了传统的台座、千斤顶等进行的机械张拉,张拉技术日趋成熟。 
  再者,经过实践,通过在混凝土内部预留需在混凝预应力孔道来进行体内后张预应力混凝土结构的施工。而对孔道的制作既可以采用埋预应力管道方式来成型,也可以采用后粘结预应力筋和无粘结预应力筋作为预应力筋,亦可以采用先预埋后抽芯的方式。而这些方法都简化了预留管道的施工过程,提高了施工效率。 
  二、预应力施工技术在公路桥梁施工中的具体应用 
  (一)预应力施工技术在公路桥梁施工中的应用方向 
  1、预应力在混凝土箱梁中的应用 
  跨径40~60m,采用等截面连续箱梁,强、低松弛钢绞线。纵向预应力采用中等或偏的张拉吨位,根据施工方法,可采用连接锚具续配置纵向预应力钢束:当箱梁悬臂板悬出长度在4.0m以上,要配置桥面板横向预应力钢束一般采用扁锚3~5根钢绞线为一束箱梁的施工方法,我国一般采用支架现浇或滑模逐孔浇筑。跨径70~200m采用变面连续箱梁,除了按一般连续箱梁配置纵、横预应力钢束以外,在箱梁腹板中配置精轧螺纹粗钢筋的竖向预应力称为三向预应力混凝土结构。施工方法多采用悬臂浇筑,也可以预制拼装。目前,国内修建40~60m等截面的”双向”预应力结构较多,大跨径、变截面连续箱梁相对较少。 
  2、预应力在混凝土空心板中的应用 
  公路桥梁跨径16~25m,采用预应力混凝土空心板、所使用的预应力钢筋、一般为高强、低松弛钢绞线。先张法采用单根铜绞线;后张法采用扁锚或群锚(圆锚),中等张拉吨位。预制安装或支架现浇并编有标准图冷拔低碳钢丝一般不采用了。在实际使用中,也有将预应力混凝土空心板跨径做到30~35m。对于这种跨径,一是材料用量较大;二是钢度偏小,所以空心板跨径到25m为宜。 
  3、预应力在混凝土简支T梁中的应用 
  预应力混凝土简支T梁跨径一般20~50m,采用高强、低松弛钢绞线,后张法、群锚、中等张拉吨位;预制拼装。有配套架桥设备,并编有标准图。随着行车条件要求的提高,以往的简支改桥面连续,最近已采用现浇梁端湿接缝,在支负弯矩区桥面板中配扁锚预应力钢绞线,形成桥面连续进了一步的“准连续”结构。 
  (二)预应力桥梁施工中的关键技术 
  1、张拉预制底座 
  张拉预制底座应坚固、无沉陷,并考虑利于排水,防止由于排水不畅造成地基下沉。底座的反拱度值应参照设计文件所提供的反拱度值(为理论计算值,为建议值)、结合实际施工和生产性试制梁的张拉情况确定。反拱度应做成抛物线。 
  2、模板 
  模板必须保证必要的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受施工过程中的各项荷载,保证箱梁各部形状、尺寸符合设计要求。模板分块应结构合理、装拆方便,并充分考虑模板的适应性和周转率。 
  3、箱梁外模 
  箱梁外模应采用定型钢模或大块高强度覆膜竹胶合模板,模板表面应光洁、无变形,接缝严密不漏浆。在同一结构中应采用同一类别的脱模剂,脱模剂不得用废机柴油,也不得使用易粘在混凝土上或使混凝土变色的油料。内模宜采用木模、钢模、钢木组合模,内模定位应准确、牢固,不得有错位、上浮、涨模等情况。钢模板的面板变形不应超过1.5mm。模板挠度:外模不应超过模板两支点距离1/400、内模不应超过两支点距离l/250。钢筋接头:当钢筋直径≥12mm时,采用焊接;当钢筋直径<12mm时,可采用绑扎。 
  4、混凝土浇筑 
  对钢筋、预埋件、波纹管、混凝土保护层厚度(垫块)及模板满足设计要求后,才能浇筑混凝土,浇筑前必须清除模板中杂物。在浇筑时,应检查混凝土的均匀性和坍落度。混凝土可采用底板、腹板、顶板全断面由梁一端向另一端斜向循序渐进的方法进行,浇筑完一段底板后需扣牢底板顶模板;或用先浇底板和2/3高度的腹板,再浇筑剩余腹板、顶板,若腹板处先后浇筑的时差超过混凝土的初凝时间,应按施工缝处理。箱梁腹板与底板及顶板连接处的承托、预应力钢材锚固钢筋密集部位,应特别注意振捣。   混凝土的浇筑应连续进行。混凝土密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、顶板表面呈现平坦、泛浆。浇筑混凝土时应防止模板、钢筋、波纹管等的松动、变形、破裂和移位。混凝土初凝后,模板不应有振动。混凝土浇筑完成,表面收浆干燥后,应及时养护(若在波纹管内放置芯棒,注意抽动的适宜时间)。混凝土强度建议达到设计强度的8O%,或根据现场施工试验结果,并征得监理工程师同意后方可拆模,拆模时应防止损伤混凝土。 
  5、顶板钢束张拉施工 
  主梁接头混凝土达到规定的强度值后,方可张拉顶板连续束。顶板钢束张拉完成后,校正槽口普通钢筋,采用相同直径钢筋电焊连接。负弯矩张拉完毕,孔道应尽早压浆。张拉端或固定端预留槽位置处纵横向钢筋如埋入在混凝土内的应凿出,凿出长度应满足焊接接头要求;清除粘结在钢筋上的混凝土;预留槽受力钢筋采用焊接;预留槽口混凝土浇筑与剩余部分整体化混凝土一起施工。临时支座采用硫磺砂浆制作(硫磺砂浆的配方应预先在同等压力条件下作压力试验和熔化试验,以防临时支座难以熔化释放),临时支座熔化时防止高温影响永久支座质量。临时支座顶面应与永久支座顶面保持齐平,以保证永久支座与混凝土接触但不受力。永久支座顶面直接与接头混凝土底部钢板浇在一起。 
  6、孔道压浆 
  (1)压浆的作业顺序 
  封堵锚头→冲洗管道→接压浆管→拌制灰浆→抽真空→压注灰浆→起压闭浆→拆除压浆及出浆孔上的阀门管节,准备进行下一孔道压浆。 
  (2)孔道压浆应注意的几点 
  ①压浆设备正式使用前进行试运行,并配置备用设备。 
  ②现场进行水泥浆试配,以使水泥浆的水灰比、泌水率、膨胀率和稠度等指标符合规范要求。 
  ③压浆前首先检查孔道是否畅通,用水湿润孔道后再用高压空气吹出孔道内的积水。 
  ④严格控制压浆压力和速度。压浆开始后应匀速进行,中途不得停顿,在管道中间设一个或多个排气口的,须待排出浓浆后再逐个用木塞打紧。 
  ⑤采用真空压浆技术。对长的预应力管道,采用真空辅助压浆扫术,可有效解决普通活塞式压浆机由于压力不足,导致的灌注水泥压不实问题。 
  三、结语 
  综上,预应力技术也由于其独特的优越性能,而在公路桥梁的工程建设中发挥着越来越重要的作用。但因预应力技术施工工艺相对复杂,且需要很强的专业性,故在其施工中仍存在着一些问题。明确其施工流程,抓好每道工序、各个环节的质量控制,从而有效保障公路桥梁工程施工的质量,推进我国现代化建设稳步前行。 
  参考文献: 
  [1]焦江华.大跨度预应力桥梁工程中的施工工艺与质量控制措施[J].科技传播,2013.2. 
  [2]周文辉.重阳水库特大桥50m预应力混凝土T型连续梁的施工技术[J].黑龙江交通科技,2009.10. 
  [3]张君瑞,汤洪伟.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].科技与企业,2012.7. 
  [3]金家明.预应力施工工艺在桥梁施工中的应用[J].工程与建设,2011.4.

       原文地址:http://www.xzbu.com/2/view-4672761.htm


师资力量 / Teacher
发布时间: 2018 - 09 - 27
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