道路橋梁作業預應力運用
時間:2022-04-22 03:38:00
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建國之初.由于大量工業廠房和民用建筑都需要興建.但我國結構材料.尤其是型鋼和木材奇缺.難以解決廠房鋼結構屋蓋與鋼吊車梁等部件的型鋼用料.近切需要使用預應力混凝土來代替。于是.預應力技術開始在我國大量使用而預應力技術在道路橋梁中的運用.則是在二十世紀五十年代中期.雖然與傳統的路橋施工工藝和技術相比起步較晚.但發展卻異常迅速.預應力施工及期配套技術、設備得到l『不斷的完善。尤其是近年來,預應力混凝土結構所具有的高強度性能,有效的防止了混凝土裂縫,減輕了結構重量.增大了橋梁跨徑,預應力技術在道路橋梁上被廣泛應用目前.預應力技術從理論計算、施工工藝、材料設備、設計施工、試驗檢測等方面都已經形成了完整的可靠體系。
1.預應力技術的優勢特點
在工程運用中.普通鋼筋昆凝土的抗拉極限只有0.00010.0015,由于構件剛度小、撓度大,受拉區混凝土極易開裂。要使混凝土不開裂,受拉鋼筋的應力只能達到30Mpa,而對于允許出現裂縫的構建,當裂縫寬度限制在0.2~0.3mm時.受拉鋼筋的應力也只能達到200Mpa左右預應力技術的出現.正是為了克服普通鋼筋混泥土過早開裂和鋼筋不能充分發揮作用的問題預應力技術在混凝土中的應用.可以使結構構件在承受外荷載之前對受拉混凝土施加預應力.提高構件的剛度.推遲裂縫出現的時間.增加構件的耐久性.減少震動和彈性變形.有效的利用高強度鋼筋和高強度等級的混凝土。同普通混凝土相比.在同樣的條件下.運用預應力還可以降低截面高度.減少構件自重.增加構件的跨越能力.提高構件的承載能力,便于建筑藝術的處理,擴大構件使用范圍.增加構件的抗疲勞性.
2.預應力技術在路橋施工中的應用
從1955年.鐵路部門研制成功我國第一片跨度l2米的預應力混凝土鐵路橋梁起.預應力技術在我國已經經歷了五十余年的發展.在公路和橋梁建設中被廣泛應用目前.在公路橋梁施工中的應用主要有以下幾個方面:
2.1預應力技術在路橋受彎構件中的應用
我們通常所說的受彎構件.是指主要隨橫向茶載作用的構件.其受力特點是上部受壓.下部受拉.在施工中我們常常稱之為梁。因為其受力特點.我們在受彎構件的施工中.受彎構件強度方面我們需要考慮其抗彎強度、抗剪強度、局部承壓強度和折算強度在具體施工中.由于碳纖維所擁有的高強度、施工簡單等特征,我們大多采用粘貼碳纖維片材對鋼筋混凝土受彎構件進行加固從工程力學的角度看,在采用碳纖維片加固之前.結構就已經聚集了初始內力,混凝土的已經有了初始壓應變和拉應變.其應變增量決定了碳纖維片材的最終應力當混凝土壓應變達到其極限壓應變時.構件由達到極限承載力。如果初始應變過大,構件破壞時碳纖維片材的應力就較小,使碳纖維片材強度高的特點得不到充分發揮.因此.我們在粘貼碳纖維片材之前,采用預應力技術.先對碳纖維片材施加預應力.從而提高受彎構件破壞時碳纖維片材的應力.充分發揮碳纖維片材的作用。
2.2預應力技術在路橋加固施工中的應用
隨著我國經濟的高速發展.公路橋梁交通運輸量迅速增長.除了交通量的增長之外還有軸載的加重。道路橋梁造價昂貴.我們在建造的時候都會千方百計保證工程質量.但是由于長期受自然環境和使用環境的影響,橋梁難免會產生損壞現象.為了保證交通的安全和促使道路橋梁發揮應有的作用,恢復或提高現有道路橋梁的承載能力.延長其使用年限,道路橋梁加固和維修成為一個十分突出的問題。道路橋梁加固主要是補強構件和改善結構性能.通常采用的方法有橋面補強層加固法、增大截面與配筋加固法、體外預應力加固法、粘貼鋼板加固法、改變結構受力體系加固法、增加橫向聯系加固法、粘貼碳纖維加固法等實際上是通過施加預應力改變結構的內力.從而提高構件的承載能力.使加固鋼筋的作用得到充分發揮。
2.3預應力技術在道路橋梁多跨連續梁中的應用
多跨連續梁是道路橋梁工程中常用的一種構件.對于道路橋梁安全具有重要的意義.在我國的道路橋梁施工中.已經修建和正在修建的多跨預應力混凝土連續梁橋越來越多多跨連續梁有正彎矩區和負彎矩區,一般來說,支座處是負彎矩區,跨中則為正彎矩區。在我國,多跨度連續梁主要還是采用分節段懸臂對稱施工、跨中合龍、經過多次結構體系轉換、最后形成整聯結構的施工方法在墩頂臨時支承或者錨固,懸臂施工抗傾覆穩定性和抵抗不平衡彎矩。懸臂施工線形控制.豎向預拱度和支座水平預偏量的進行承載優化。
3.預應力技術施工中出現的問題
3.1預應力混凝土構件產生張拉裂縫的問題
在張拉預應力混凝土結構的工程應用中.我們經常會遇到預應力混凝土構件在張拉前出現裂隙縫的問題.雖然這種現象是不可避免的.在張拉后也可能閉合.但帶裂縫工作.工程結構耐久性和結構性能都會受到不利影響。簡單來說,產生裂縫的原因有兩種,一種是荷載所引起的.這種裂縫稱之為結構性裂縫.是承載力不足的結果:另一種是由于變形受約束引起的.這種裂縫稱之為非結構性裂縫.如溫度的變化、混凝土收縮、基礎不均勻沉降等因素都可能引起這種情況。
3.2波紋管孔道漏漿堵塞問題
由于波紋管易于制作.便于施工.對各種形狀的預應力筋束張拉時摩阻力小的原因.在實際施工中,大多數后張法施工的預應力筋孔道都用波紋管做成。但是,由于某些波紋管所用的鋼帶材質較差,厚度不足且厚薄不均.制作出來的波紋管強度、剛度根本達不到要求.在安裝和澆筑時易變形和破損.在混凝土澆筑時砂漿漏人孔道造成堵塞現象.導致后期預應力鋼筋穿束困難甚至無法通過.從而給施工帶來不必要的麻煩,即影響了工期又耗費了人力。在施工下料前.應當對波紋管質量進行仔細檢查.及時發現有缺陷的波紋管.檢查波紋管安裝位置.檢查套管接頭是否連接牢固.密閉性是否達到要求.在澆筑的過程中注意加強波紋管的保護.避免振蕩操作失誤損壞波紋管。
3.3預應力筋束滑絲、斷絲問題
由于預應力筋束生銹就厲害或表面有水泥、油污、雜物;或工作夾片中的絲出現生銹、油污、雜物或夾片里的絲被損傷:或工作夾片尺寸不合格;千斤頂被其它工具抵觸受力不均:預應力筋束絞纏導致個別鋼絞線張拉力太大等情況.都有可能在施工過程中出現預應力筋束滑絲或斷絲的問題。出現這類問題,需要及時根據滑絲、斷絲的情況。采取相應的施工手段修正.如果受損根數少.可以根據比例適當的超張拉;如果受損數量多,超張拉無法解決問題,就必須更換鋼絞線重新張拉。
3.4預應力超長束一端張拉工藝問題
在我國,現澆3-5跨、每跨3O一50米的大跨度預應力連續箱梁底板預應力束的張拉,一般都采用一端張拉工藝這類大跨度采用一端張拉工藝,將一束鋼絞線拉直需要的拉力較大.而且長孔道需要跨越多道箱梁橫隔板,其孔道摩阻需要通過試驗才能確定。如果跨中承載力不足,將會產生正截面裂縫。在國外相關規范中.跨度大于3O米以上的預應力橋梁.都要求采用兩端對稱張拉工藝.才能保證跨中有效預應力和橋梁的恒載和活載作用。在我國,已通車的道路橋梁中,幾乎都出現過由于張拉工藝不適合而產生大量裂縫的問題。
4.結束語
道路橋梁在我國的交通運輸中起著關鍵作用.在施工中道路橋梁預應力工藝較為復雜.我們應當做好預應力施工人員的技能培訓.嚴格按照操作程度序施工,精心設計、仔細檢查,不斷應用新技術、新材料、新工藝,保證工程的順利施工,保證工程的施工質量。
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