预应力钢结构在桥梁施工中的应用_郭新瑞.pdf
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1、CM&M 2023.012390 前言在城市化进程发展迅速的背景下,预应力钢结构施工技术到了广泛的应用。在桥梁建设中,涌现了很多新工艺和新技术,通过优化施工技术,可以有效提高施工质量1。其中,钢结构在桥梁工程中的应用最为普遍,主要是由于高强度钢结构可以大大提高桥梁的承载能力,可有效延长其桥梁工程的使用寿命,在桥梁工程发挥着重要的作用。1 预应力钢结构应用的特点预应力技术最初应用于混凝土结构中,用于有效减少混凝土裂缝。在桥梁施工中,结构连接处经常会出现各种裂缝,采用预应力技术能够实现混凝土材料与钢材的有效结合,降低裂缝出现的概率。预应力钢结构是桥梁建设中常用的一种钢结构,它将钢结构中的钢材替换成
2、特殊预应力钢筋,使结构构件承载力得到提升2。预应力钢结构的施工原理是对受力大的部位施加预应力,在结构受到荷载后依靠预应力达到平衡状态3。预应力钢结构可以承受较大荷载,从而达到提高结构承载能力的目的。现阶段,我国桥梁建设应用比较广泛,预应力钢结构应用特点表现在以下三点4-5:第一,钢材本身强度比较大,在承受一定荷载后变形增大,强度降低,钢材承载力因此降低,从而影响桥梁施工质量。第二,预应力结构可以弥补普通钢材中存在的缺陷,提高结构稳定性。这是因为预应力在达到平衡后,预应力钢结构循环应力能够得到改善,提高了结构承载力,从而使结构更加稳定。第三,预应力钢结构自重比较轻,预应力钢结构抗荷载能力强,在同
3、样荷载下,所需的钢材比较少,有利于节约材料,创造良好的经济效益。2 桥梁工程中预应力钢结构的类型及适用范围预应力结构种类较为多样,主要包括以下 4 类6-7:2.1 传统结构型在预应力结构发展中,撑杆梁等形式得到了较快发展,所用到的索膜结构呈现出了新势态。在传统钢结构中,索系布置时需要根据实际情况施加应力,以减轻结构自重,降低施工成本。常用的有网架、网壳等。另一种是悬索结构应用也比较广泛。该结构由承重索、稳定索构成,在施工中增加预应力能够提高结构刚度,优化其应用性能。2.2 吊挂结构型吊挂结构主要由支撑体系、吊索、屋盖组成,支撑体系高出顶部钢索吊挂屋盖,在施工中可以适当增加应力,对屋盖内力调整
4、,确定屋盖结构弹性支点以后即可进入下一个施工环节。支撑体系与吊索长期在室外,因此也被称为暴露结构。2.3 整体张拉型整体张拉型是一种全新结构形式。在大跨度结构中已经不再采用传统构件,而是被受张索系与膜面受压撑杆所代替。使用它有利于减轻结构自重,设计思想符合现代化发展趋势,在新型结构设计体系中具有一定的代表性。2.4 张力金属膜型金属膜片大多固定在结构边缘构件,一方面可以起到围护结构的作用,另一方面可以被当作承重结构。受张力所影响,固定膜片在骨架结构形成块体形式,可以形成大范围覆盖结构。在桥梁施工中应用预应力钢结构,能够减少钢材消耗量,具有明显的优势。针对荷载大、跨度大等情况,采用预应力钢结构可
5、以取得良好的经济效益。在实际生产中,预应力钢结构大多是被应用在建筑领域,尤其是大型建筑与高层建筑。其在国内悬索桥以及斜拉桥都有应用,在桥梁施工中逐渐成熟。3 预应力钢结构在桥梁施工中的作用3.1 提升性能采用预应力钢结构,可以提升结构整体性能。预应力钢结构可以最大限度地发挥其材料特性,在钢材承受荷载时,应力分布比较均匀。钢材强度比较高,如果荷载过大,材料结构会发生变形,导致钢材强度得不到发挥。选择预预应力钢结构在桥梁施工中的应用郭新瑞摘要:为了提高预应力钢结构桥梁的施工质量,对桥梁工程预应力技术应用的特点进行了概述,对桥梁工程中预应力钢结构的类型及适用范围进行了总结,对预应力钢结构在桥梁施工中
6、的作用进行了分析,提出了预应力钢结构在桥梁施工中的具体应用和质量控制措施。关键词:桥梁工程;施工;预应力;钢结构(邢台路桥建设集团有限公司,河北邢台 054000)240工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工应力钢材结构,能够有效地提高桥梁受力性能。从结构形式上看,预应力钢结构具有一定的多样性,应用范围广,可以形成系统的施工技术8。3.2 提高稳定性预应力钢结构与普通钢结构相比,自重比较小,稳定性好,在承受较大荷载时,预应力钢结构变形方向与应力方向相反,比普通钢结构更能平衡应力,显著提高结构稳定性。另一方面,还能优化结构循环,减少裂缝问题。传统钢结构预应力拉索制作比
7、较简单,有一定的制作要求,制作费用比较低。采用组装索缩短节点构造相对较为复杂,美观性不足,组装索腐蚀性不强,经过改进后采用预应力钢结构,防腐性可以得到明显提升,美观性会更强。3.3 降低用钢量预应力钢结构最大的优点就是可以降低用钢量(主要体现在降低钢材总量上),节约资源、减少成本。增强钢材强度,改善结构应用条件,优化结构体系,能够发挥预应力钢结构的最大应用优势。在桥梁施工过程中,预应力钢结构可发挥出承载力与使用性能优势,促使企业降低生产成本,实现经济利益最大化,满足新时代提出的低碳环保理念,促进建筑企业持续发展9。3.4 改善结构受力情况应用预应力钢结构,可以优化结构受力,降低应力峰值。受弯构
8、件峰值比较高,增加撑杆后将弯矩变成轴力,有利于降低应力峰值。此外,利用预应力技术还能创建横向结构体系,达到改善结构受力的目的。4 预应力钢结构在桥梁施工中的具体应用4.1 桥梁施工在桥梁工程施工开始前,需要了解建筑特点以及预应力钢结构应用原理。在进行预应力钢结构设计时,要加强对张拉力度的控制。张拉力的强弱关系到桥梁建筑质量,拉力过强,会导致桥梁负载大;拉力弱,则达不到预应力预期效果,钢结构作用得不到发挥。需要对张拉力强弱进行控制,合理约束钢筋延伸程度,在保证其施工质量的同时,提高桥梁施工的安全性。跨度比较大桥梁需要可靠的预应力,对此通常都是采用先张法施工,以加快工程施工,保证施工效果。在施工过
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