公路桥梁施工中预应力技术应用研究.pdf
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1、中文科技期刊数据库(引文版)工程技术 173 公路桥梁施工中预应力技术应用研究 樊 鹏 索文斌 中交一公局海威工程建设有限公司,北京 101119 摘要:摘要:公路桥梁是现代交通网络的重要组成部分,而施工中的预应力技术是保障桥梁结构安全和稳定的关键。通过在混凝土构件内引入预应力,可以有效地改善桥梁的承载能力、抗震性能和耐久性,延长桥梁的使用寿命。在公路桥梁施工中应用预应力技术,不仅能够提高工程的整体质量和可靠性,还可以减少材料的使用量,节约资源,降低成本。预应力技术的应用已经成为现代公路桥梁施工的重要技术手段,为桥梁工程的发展提供了良好的保障。基于此,本文依托于临淄至临沂高速公路 LLSG-7
2、 标段西良村大桥预制箱梁预应力施工技术对公路桥梁施工中预应力技术的应用进行了综合的分析。关键词:关键词:公路桥梁施工;预应力技术;应用 中图分类号:中图分类号:U291 0 引言 预应力技术作为公路桥梁建设的主要技术手段,在建筑施工过程中,它对于提高混凝土构件的承载能力和抗裂性能有着明显的效果,同时可以降低施工难度和工程造价,增强公路桥梁的安全性和可靠性,促进公路桥梁的发展和进步。1 工程概况 临淄至临沂高速公路LLSG-7标段位于山东省临沂市 沂 水 县,标 段 起 终 点 桩 号 为 K121+599.464 K146+725,路线全长 25.126km。以西良村为例,西良村大桥上面的结构
3、是装配式预应力混凝土小箱梁,每个箱梁的面积是 20 x30 米,而其右幅预制箱梁是每个箱梁长度是 30 米,梁高是 1.6 米,单幅箱梁是由五个箱梁组合而成,其底板宽度和顶板宽度分别是 1.0 米和 2.4 米,顶板厚度是 18 厘米,而底板厚度和腹板厚度则是 30 厘米,(跨中为 18cm)。梁端和跨中各一道横隔板。2 预应力工程相关工序 2.1 安装波纹管 定位钢筋安装完成后,可安装波纹管,30m 箱梁采用金属波纹管,在底腹板胎架下槽钢位置,按照设计给出的预应力钢束坐标来张贴定位贴纸。在实际的钢筋绑扎操作过程中,必须按照设计图纸的要求来精准固定波纹管和锚垫板的位置,对于 U 形波纹管或者井
4、字形定位筋要求必须进行敷设,直线段要求每隔 0.8m设置一道,曲线段因为有加密要求,所以每隔 0.4 或者 0.5m 要设置一道。2.2 混凝土作业 在钢筋、模板施工完成后,需及时再一次对箱梁模板及钢筋进行检查,满足要求后及时请监理工程师对施工结果进行合格检查和验收。另外一方面,在对钢筋模板进行砼浇注以前,要首先对当时的天气情况进行了解,及时的做好相关防护工作,以防出现意外情况。(1)混凝土浇筑 1)混凝土由罐车运至制梁台座后,溜槽对准事先洒水湿润的料斗,将料斗灌满 90%,然后采用龙门吊吊挂料斗的方式进行浇筑,龙门吊由专人进行操作。2)混凝土的浇筑 梁板振捣过程中需注意振动器的使用,使振动器
5、最大程度的避免碰到模板、预埋件以及预应力管道,而对于锚垫板后面的钢筋密集区则需要使用小直径振动棒加强振捣,并辅用橡胶锤轻敲模板,确保混凝土密实。3)混凝土浇注过程中随时检查混合料的坍落度和拌和质量,并按规定频率采用振动平台按要求制作 6组试件,3 组分为一组,共分为两组,一组在试验室进行养护,一组在现场进行同条件养护,最后的结果是拆模和张拉强度的重要依据。(2)砼养生 梁体在拆模以后还有很多重要的细节要求,首先中文科技期刊数据库(引文版)工程技术 174 应该用土工布覆盖梁体,其次要运用自动喷淋设施对梁体进行养护,最后值得注意的是,梁板两端和翼板腋角洒水的薄弱部分应该安排专门的养护人员进行洒水
6、养护,使其表面保持湿润的状态,并且养生期不能少于七天的时间。2.3 预应力张拉(1)钢绞线下料及穿束 钢绞线的下料长度是由千斤顶工作长度和图纸的设计长度两者之间的总和来计算的,采用自动穿束机时,须逐根将端部钢绞线引进孔道,然后开动自动穿束机,多余钢绞线采用砂轮切割机切割,严禁使用电焊机等热切割。(2)预应力张拉 1)张拉设备及仪表 在公路桥梁施工中应用预应力技术时,常用的张拉设备和仪表包括:预应力钢束;螺栓式张拉器;液压式张拉器;应力传感器;应拉力计。这些设备和仪表在公路桥梁施工中起着重要的作用,能够确保预应力施工的质量和精度。根据具体工程需求和设计要求,还可以使用其他类型的设备和仪表。在使用
7、智能设备之前应该让有资质的检测单位对千斤顶和仪表进行校验,通过主控电脑对每台设备的机械动作进行智能控制,从而让系统自动自主的完成张拉。2)张拉顺序及伸长量数值 30m 箱梁:N1N3N2N5N4;3)张拉程序 在主控电脑上输入张拉需要的各项参数并确认数据无误,根据 015%k30%k、设计应力k(持荷 5min、记录伸长值)以及回油、锚固(测量总回缩量)这样的顺序进行张拉,同时开启张拉程序。(3)张拉 1)操作时粗依据张拉顺序有序进行,依次对工作锚、工作夹片、限位板、千斤顶、工具锚以及工具夹片进行安装,同时把千斤顶的位置调整到合适位置,保证施加预应力的时候梁体孔道、锚具以及张拉千斤顶中心处于同
8、一轴线上。2)张拉顺序应按设计要求进行,宜采用 4 个千斤顶同时对称张拉,避免多次偏心受力影响梁板内在质量。3)张拉程序分别是由 0初应力(15%)、2 倍初应力(30%)以及 100%con(持荷 5min 锚固)三个方面组成。4)张拉控制要点 张拉力值控制:根据设计要求和规范要求,合理控制预应力钢束的张拉力值。要使用准确的仪器和设备进行张拉力的实时监测和记录,确保达到预定的张拉力数值。张拉顺序控制:按照预定的张拉顺序,合理安排预应力钢束的张拉次序。通常先张拉主梁或连续梁的内部钢束,再张拉外侧钢束,以使得整体应力分布均匀,避免局部承载过大。张拉速度控制:张拉过程中应控制张拉速度,以充分利用材
9、料的弹性,避免产生不可逆变形和应力集中。一般来说,初期的快速张拉和最后的缓慢张拉是常用的张拉速度控制方法。张拉过程监测:通过张拉力测量装置和应变传感器实时监测预应力钢束的力变化和应变情况,并及时调整张拉力和控制张拉过程的精度,保证施工质量。锚固质量控制:在完成张拉后,要进行锚固质量的检查和控制。确保锚固装置安全可靠,预应力钢束与结构之间的力传递有效,并进行必要的偏转修正。张拉记录和报告:对每次张拉施工都要进行详细的记录,包括张拉力值、张拉速度、张拉顺序、张拉过程监测数据等,并撰写张拉报告,作为工程质量验收的依据。在进行张拉时必须需要两端同时张拉,而且两段的不同步率应该要小于2%,这个数值可以根
10、据两端的伸长值计算得到。张拉工作完成后的 24 小时之内,要检查钢绞线是否有滑丝、断丝的现象发生,确认没有的情况下才可以进行割束,而且每片梁的断丝滑丝数量不能超过钢绞线总丝数的 1%,并且这些钢绞丝不能在梁体的同一侧以及在一束内的断丝数量不能够超过一丝。预应力筋张拉在锚固之后,孔道应该在尽早的进行压浆作业,并且必须在 48 小时之内完成压浆,如果这个时间之内完成不了压浆,就要采取预应力筋锈蚀措施。在张拉结束后要对梁体的起拱度大小进行测量,对锚垫板处的混凝土进行检查,看看是否出现裂纹的现象。(4)张拉强度、张拉应力及伸长值计算 中文科技期刊数据库(引文版)工程技术 175 本项目为先简支后桥面连
11、续箱梁结构,所以在进行预应力筋张拉时,混凝土强度和弹性模量的设计强度必须达到 90%以上的数值,并且混凝土龄期不能少于七天,同时达这两个要求才能进行预应力筋张拉。张拉过程中锚下的控制力con=0.75fpk=1395Mpa,采用两端对称张拉。锚下张拉控制力=控制应力股数(KN)。1)张拉力控制 预应力张拉时会出现一定程度上的磨损,主要考虑的是钢束和锚圈之间产生的磨损,一般来说,锚口摩阻损失都是按 3%计算,张拉初应力用 15%的锚外张拉力控制应力,在实际的张拉操作过程中,应该在平稳状态下分级施加预应力,按照 15%、30%和 100%的比例进行预应力张拉,每一级的油表读数以及伸长量要进行详细的
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