预应力连续箱梁技术在施工中的运用

摘要:预应力砼连续梁一般都是作为全预应力结构进行设计,准确的建立预应力度极为重要。

但是实际施工中常有由于以上原因造成预应力不足、梁体产生裂缝、支座破坏等问题,因此施工过程中必须严格控制影响预应力施工质量的关键因素。

毕业论文网   关键词:预应力;弯钩构件;连续箱梁张拉   Abstract: The prestressed concrete continuous beam is generally designed as the prestressed structure, and the establishment of the accurate prestressed is very important. But the actual construction has a tendency of the creation of the prestressed girder crack insufficient, problems destruction due to the above reasons, , so the construction process must be strictly controlled to influence the quality of the prestressed construction.   Keywords: prestressed; crotch structures; continuous box; tension      中图分类号:TU757 文献标识码:A 文章编号:   引言    随着预应力砼连续箱梁桥在我国高等级公路建设中的广泛使用,其施工水平也逐步得到提高,由于预应力混凝土的使用,使箱梁能最有效的利用现代高强度材料,提高了耐疲劳强度,节省钢材,减小了构件截面,在常遇荷载下也不会产生裂纹。

但是对施工则提出了更高的要求,本文结合自己的多年的施工实践经验,对预应力砼连续箱梁施工中还经常出现一些问题,影响到其施工质量,现就后张预应力施工中经常发生的一些问题做如下论述。

1.预应力技术在公路桥梁施工中的应用概要    1.1 预应力技术概要    随着我国公路桥梁建设规模的扩大,对施工质量更是提出了更高要求。

应运而生的预应力技术由于其自身的众多优点而得到了非常普遍的应用。

它具有充分利用材料的高强度性能,加大桥梁跨径和刚度大等优点,更重要的是它能有效防止混凝土裂缝。

预应力技术还具有复杂的工艺和专业性很强的施工结构。

因此,本文将从两个方面对预应力技术在公路桥梁施工中的应用进行探讨。

1.2 预应力技术在公路桥梁中的应用概要   (1)在弯钩构件中应用预应力技术    众所周知,高强度的碳纤维是由于施工起来属于比较简单的那种,所以使用碳纤维材料来解决弯钩构件的加固问题,已经得到了广泛而且肯定的应用。

但是在对受弯构件进行加固以前,结构就已经具有初始内力,并且混凝土也已经有初始的压应变和拉应变了。

在弯钩构件中应用使用预应力技术能使得混凝土压应变处于压应变极限之时受弯构件的承载能力不会超过极限的承载程度,安全系数得到提升。

(2)在加固施工中应用预应力技术    现代交通运输越来越需要更高的要求,如何增加公路桥梁的使用时间,就显得尤为重要。

对公路桥梁的加固一直都采用补强构件和改善结构性能来恢复或者提高现有道路桥梁承载能力。

但是,为了减小加固施工混凝土的初始应变从而在实际中应用卸载的方法。

可以预先对构件施加预应力,这时受压区会产生拉应力,同时受拉区产生压应力,这也就会减小构件在初弯矩作用下的拉应变和压应变。

而且也达到了提高构件达到极限承载力时的应变增量和加固钢筋的应力

这样,加固钢筋就得到了充分的实现。

(3)在混凝土中应用预应力技术    a)在混凝土空心板中的应用。

公路桥梁的跨径一般为16—25m,所以可以采用预应力混凝土空心板,这里所使用的预应力钢筋一般为高强并且低松弛的钢绞线

b)在混凝土简支T 梁中的应用。

预应力混凝土简支T 梁跨径一般为20—50m,它也采用高强并且低松弛钢绞线

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。

c)在混凝土箱梁中的应用。

跨径40~60m可采用等截面连续箱梁,强、低松弛钢绞线;如果箱梁悬臂板悬出长度在4.0m 以上,配置了桥面板横向预应力钢束常采用的施工方法是扁锚3~5根钢绞线为一束箱梁

2 施工工艺   2.1预应力钢绞线安装    预应力钢束孔道位置、钢绞线是否发生缠绞现象是质量控制的关键。

如果孔道位置不准确,就改变了结构受力状态,同时曲线孔道标高变化段不圆顺还会增大预应力孔道摩阻损失,因此孔道位置准确与否直接关系到施工预应力度能否与设计的预应力度相吻合,对结构安全和工程使用阶段是否会产生裂缝都有很深的影响。

施工中很多施工单位并不重视这些细部工作,固定钢束的井字架位置不准确或不按照规范和设计规定的间距布设,必然造成钢束位置与设计不符、有的还会在曲线变化段产生急弯(半径太小)或孔道局部偏差过大。

多根钢绞线如果缠绞在一起,张拉时各根钢绞线受力不均匀,增大了钢绞线之间的摩阻,造成预应力损失加大。

目前仍有小部分队伍使用人工进行穿束,尤其对多根钢绞线的长束重量很大,人工穿束费时费力,容易造成工人转动钢束穿进,使钢绞线互相缠绞在一起。

施工预应力钢筋定位安装首先设计图纸要求在箱梁肋上准确布置波纹管的定位筋,纵向间距应小于1m,横向位置按设计图纸上的坐标定位。

波纹管接头处一定要将波纹管接口用小锤整平,以防在穿束时引起波纹管翻卷,严重时会导致管道堵塞。

还要检查波纹管是否因为焊接等原因产生破损或变形,若发现一定要在浇筑混凝土之前补好。

在与锚垫板接头处一定要用胶带或其它东西堵塞好以防水泥浆渗进锚孔内。

在穿束之前要清除锚头上的各种杂物以及多余的波纹管;用高压水冲洗孔道;在干净的水泥地坪上编束,以防钢束受污染;卷扬机上的钢丝绳要换成新的并要认真检查是否有破损处;在编束前应用专用工具将钢束梳一下,以防钢绞线绞在一起;将钢束端头做成圆锥状,用电焊焊牢,表面要用砂轮修平滑,以防钢束波纹管接头处引起波纹管翻卷,堵塞孔道

预应力孔道是曲线状,用人工穿束就比较困难,通常将钢丝绳系在高强钢丝上,用人工先将高强钢丝拉过孔道,然后将钢丝绳头用12的半圆钢环与钢束头经焊接而接在一起,开启卷扬机将钢束徐徐拉过孔内,在钢束头进孔道时,用人工协助使其顺利入孔。

如果在钢束穿进过程中堵塞,要立即停止,查准堵塞管位置,凿开混凝土清除管道内的堵管杂物,仍继续用卷扬机将束拖过孔道

2.2 预应力钢绞线张拉    张拉控制应力能否达到设计规定值直接影响预应力效果,因此张拉控制应力张拉中质量控制的重点,张拉控制应力必须达到设计规定值,但是不能超过设计规定的最大张拉控制应力

预应力值过大,超过设计值过多,虽然结构抗裂性较好,但因抗裂度过高,预应力筋在承受使用荷载时经常处于过高的应力状态,与结构出现裂缝时的荷载接近,往往在破坏前没有明显的预兆,将严重危害结构的使用安全。

为了准确把握预应力的施加情况,以应力控制方法张拉时必须以伸长值进行校核。

因此能够提供准确的理论伸长值显得尤为重要,必须对《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)中理论伸长值的计算有个正确理解:预应力孔道坐标符合设计要求、曲线孔道圆顺的情况下,孔道局部偏差和预应力筋与孔道壁间的摩擦系数对理论伸长值大小的影响不大,均可按照规范取中值;钢绞线的弹性模量Ep取值对理论伸长值大小的影响较大,应根据实测值进行计算;计算平均张拉力时应按照孔道长度计算伸长值,伸长值L的取值应加上锚垫板至工具夹片的前端的距离。

另外在比较理论伸长值与实际伸长值时应以初应力到控制应力部分的值为准进行比较,因为从零到初应力的伸长值是推算的,并且测量次数多,产生累积误差较大。

由于施加预应力,砼必然产生弹性变形,同时产生轴向变形和上下方向的挠曲。

张拉时如果约束其轴向收缩和挠曲,就会使砼产生预想不到的裂缝,重则出现质量事故。

因此,张拉前必须拆除对梁体轴向收缩有约束作用的梁侧模板,拆除支座周围对活动支座在顺桥方向的移动和旋转、以及对固定支座的旋转有约束作用的模板和支架。

张拉顺序应按照设计规定进行,若设计没有规定应避免使构件截面呈过大的偏心受力状态,不使构件边缘产生过大的拉应力

尤其对曲线桥梁更应注意,张拉时不能使曲线梁内、外边缘产生过大的拉应力,而使梁腹产生裂缝。

张拉时必须先张拉靠近截面形心的钢束,如果有多排钢束,必须对称进行。

连续梁钢束长度较大,提倡两端同时张拉

如果设备不足,可先固定一端、张拉另一端,然后再张拉固定端补足应力

尤其对曲线预应力筋更应如此。

一端张拉时,虽然张拉端达到了控制应力,但由于孔道长度大,导致钢束转角θ增大,摩擦力增大,使得预应力张拉端向固定端逐渐减小,固定端附近预应力明显不足。

施工过程中,由于操作失误或千斤顶压力不准确或锚具安装误差、夹片质量差等原因,有时会发生断丝和滑丝的情况,当断丝或滑丝数不超过规范值时,可采用超张拉方式补足应力,若超过规范值必须卸锚,更换钢束(根据断丝数确定应力损失值,通过提高其它钢丝应力补足断丝造成的应力损失,但在任何情况下都不得使钢绞线应力达到0.8Rb,否则必须更换钢束)。

对此处理须慎重,必须保证质量和安全。

2.3 孔道压浆    预应力管道压浆工作在后张预应力构件中起着举足轻重的作用,防止预应力钢材锈蚀;使预应力钢材与混凝土有效粘结,实现整体应力效果,增强梁体的承载能力;减轻锚固体系的负荷。

因此必须高度重视压浆质量。

要求压入孔道内的水泥浆在结硬后应有可靠的密实性,能起到预应力筋的防护作用,同时也要具备一定的粘结强度和剪切强度,以便将预应力有效的传递给周围的砼。

在以往的工程实践中,由于施工人员对孔道压浆的工艺和材料质量未给予足够重视,导致预应力筋过早生锈,降低结构耐久性。

要想使压浆工作成功,必须做到水泥、水、外加剂和压浆设备符合规范要求;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;压浆前检查孔道是否畅通;压浆顺序正确,按孔道由低向高的顺序进行;严格控制压浆压力和速度。

3 结束语    随着我国公路桥梁事业的飞速发展,预应力结构和技术展现出了更大的优势。

目前中小型公路桥梁几乎都在采用预应力混凝土结构。

从西方修建钢桥的例子可以看出,时间的增长会造成维修和养护费用的增大。

正是由于预应力技术的许多优点,使得它在被逐年更广泛地使用。

虽然预应力技术无论在理论还是在实践中都已经发展成为比较成熟的技术,但是由于一些问题,比如张拉工艺不适合和孔道和锚具质量不合规范等,因此,在实际施工中仍然存在很多不足,这些还需要后续的努力。

0 次访问