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談道路橋梁施工中預應力技術的運用理工論文
預應力技術的運用,不僅具有增強道路橋梁結構的剛度和強度、降低其結構豎向剪力和主拉應力、提高其抗滲透性和抗裂能力、節省施工材料和減輕自重的作用,而且還具有設計安全可靠、結構形式簡單、施工工藝便捷等特點。尤其是目前在我國大力開發和提高現代化交通建設的形勢下,預應力技術在道路橋梁施工中的運用,對道路橋梁使用年限和
承載能力等的增強,具有積極的現實意義。
一、預應力技術的概述
1、預應力技術運用的原理
在道路橋梁施工中預應力技術的運用原理:主要是通過在混凝土工程中應用預應力技術,進行混凝土預應力構件的構建,使混凝土構建自身的預應力減小或者抵消因外荷載所引起的拉應力,也就是說,利用混凝土產生的較高的抗壓能力來補充其較差的抗拉強度,來達到延遲混凝土受拉伸部位的開裂,提高道路橋梁施工質量的目的。
2、預應力技術的意義
預應力技術在道路橋梁構造中的運用,是通過采用高強度的混凝土和高強度的鋼材,來使混凝土構件產生較高抗拉裂能力、較強的抗滲性、良好的剛度、高強度的抗疲勞性,從而達到減少結構截面的尺寸、節約混凝土和鋼材、減少撓度、預防開裂、降低結構自身重量的目的。由此可見,在道路橋梁施工中預應力技術的運用,不僅使工程構造更加輕便、經濟、美觀,又能延長工程的使用壽命。而預應力技術在道路橋梁施工中的運用,不只是局限在道路橋梁的結構上,其在道路橋梁加固維修的大型構件提升、頂推施工和加強錨固等方面的運用中也發揮著至關重要的作用。
二、預應力技術在道路橋梁施工中的運用
1、預應力技術施工鋼材和錨具的選擇
預應力鋼筋、普通預應力鋼絞線、低松弛鋼絞線、以及矯直回火預應力鋼絲等,是我國在預應力技術施工中常使用的鋼材。低松弛鋼絞線作為一種新型的預應力鋼材,具有經濟高效、實用、施工便捷,能夠提高建筑構件美觀程度和操作特點輕便性的,在大型的道路橋梁施工中使用的程度更為廣泛。斷裂荷載度、伸長率的參數、表面狀態、幾何參數以及鋼材的松散程度等,這些都是適合選擇預應力鋼材時應該考慮的參數,鋼材的尺寸、規格品種、延伸率和松弛性是鋼絞線在標準選擇上應該考慮的參數。
機械錨固和摩阻錨固是預應力技術后張法中通常所使用的錨具,預應力鋼材端部主要使用機械錨固類的錨具,利用機械進行加工,使其成為具備工作條件的錨固。因其具有方便連接和應力損失小等特點,預應力沒有灌漿之前可以進行重復張扣或放松等操作。在錨旋高強度粗鋼筋、集束型高強鋼絲以及特殊的錨旋單根鋼絞線或多根鋼絞線中通常會使用這類錨具。摩阻錨固類的錨具品種類型較多,應用范圍更為廣泛,其具有利用楔形錨具拉緊預應力鋼材形成錨旋的作用,其有著錨固力的噸位比較較大,變化多樣,穿索操作過程簡便的優勢,也存在著預應力損較大,重復拉張或放松時不便捷的缺陷。
2、預應力技術在道路橋梁鋼筋混凝土結構中的應用
鋼筋混凝土結構中的質量通病是混凝土裂縫問題,尤其是在大型鋼筋混凝土構件和結構中,裂縫問題極容易出現。而預應力技術在鋼筋混凝土中的運用,對構件和結構過早出現裂縫問題的防治,具有顯著的效果。其運用是在道路橋梁鋼筋混凝土構件和結構使用之前或加載時,預先施加壓力在受拉區的混凝土上,就是說在受拉區的混凝土內進行張拉鋼筋,并通過鋼筋本身的回縮力,來使混凝土的受拉區,預先接收到鋼筋施加其的壓力。而混凝土的構件或結構在受到外部施加壓力的時候,會先將受拉區混凝土中的預壓力抵消,接著混凝土才受到拉力,使混凝土的伸長得到了有效的限制,這就有效的延緩或避免了裂縫的出現。
3、預應力技術在碳纖維片中的應用
構件受彎能力要求高和跨度大等是道路橋梁的特點,而其受彎的構件和結構,一般都是大型的鋼筋混凝土T型箱梁或梁。由于鋼筋混凝土箱梁受拉區的混凝土壓應力和拉應力較大,要想滿足構件和結構的受彎能力的需求,需要花費較高的成本。而碳纖維具有施工簡單和高強度的特點,使其在道路橋梁工程施工得到較為廣泛的應用。混凝土的應變增量對碳纖維的最終盈利起著決定的作用。初始應變較大會使碳纖維應力程度較差的構件遭到破壞。在道路橋梁施工中,對粘貼碳纖維片材施加一定的預應力,可以使碳纖維片材自身具有一定的初始拉應力,來提高碳纖維的應力,防止碳纖維強度破壞。
4、預應力技術在道路橋梁加固工程中的應用
采取加固普通的道路橋梁措施可以使橋梁承載能力得到提高,構件的補強和構件結構性能的改善是提高橋梁承載能力、延長橋梁使 用壽命、滿足交通運輸需要的關鍵措施。改變橋面結構受力體系、加固橋體外預應力以及加固橋面補強層等,是目前我國橋梁施工中常用的加固措施。在道路橋梁施工時實際的操作中,可以先在構件上施加預應力,使其受拉部位產生拉應力,以使預應力構件在初彎矩時的拉應變減小,從而使構件極限承載力得以提高,加固鋼筋的作用進一步發揮,使道路橋梁中鋼筋混凝土梁的性能得到有效的提高。
三、道路橋梁施工中運用預應力技術需注意的問題
1、預應力構件張拉前的裂縫
預應力構件張拉前出現的裂縫情況是在所難免的,裂縫主要出現在表面,寬度不夠、分布不均勻、梁板類構件的分布方向多沿短方向,有的時候會在構件的頂面延伸到構件的側面,有的時候會出現在箍筋位置。溫度裂縫走向沒有規律,梁板式構件的裂縫多與短邊平行。但是,我們要盡量避免在預制場內的構建出現裂縫,預防由溫差引起的表面溫度裂縫,應控制構件的內外溫度差。夏季施工時要先使用低水化熱水泥。預制構件在低溫時,不能過早對模板進行拆除,要采取保溫措施。適當延長薄壁構件的拆模時間,使其緩慢降溫,以防止臺座間和預制構件粘結,使構件不受其自身的熱脹冷縮作用的影響。砼澆筑前的施工作業時,應注意隔離劑的保護,用長線法生產先張構件時,應該及時地放松應力筋,以使其約束的作用減少。
2、預應力鋼筋孔道堵塞
預留孔道出現塌陷或堵塞會使預應力鋼筋在通過預留孔道時不順暢,對張拉的效果產生影響,使整體灌注工程的質量得不到保證。因此,做好防治孔道堵塞問題的工作是非常有必要的,要先以預應力曲線坐標為根據,標注堵管的具體位置,避開主筋位置的地方,利用沖擊鉆進行緩慢的鉆孔,使鋼絞線可以自由的通過波紋管并能自由進行伸縮。張拉完后用較高等級的微膨脹混凝土對孔洞進行封堵。預防孔道堵管問題,要在施工之前仔細檢查波紋管的質量,要在澆筑混凝土之前確認好波紋管的安裝位置,做好檢查套管接頭密閉性的工作,在澆筑混凝土的時候保護好波紋管。
結論
我國道路橋梁的飛速發展和規模的擴大,使預應力技術在道路橋梁施工中的運用變得更加復雜。這就需要在實際的工程施工運用中,根據工程的具體情況,嚴格按照其施工方案和施工程序執行,并引入新的施工技術和施工材料,來提高道路橋梁施工的合理性和可靠性,保證其施工質量,以帶來良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻
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