公路桥梁施工中预应力技术的应用

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

白步正

山西二建集团有限公司,山西省,太原市,030021

摘要

在桥梁工程建设过程中,预应力技术的应用广泛,且优势突出,有助于构建抗裂性能的提升,使构件的受力性能改善,并促进抗剪切、受压稳定性能的提升等,可以在一些特殊要求的桥梁中运用例如我司承建的西巷周边道路建设EPC项目中,拟建一座双向4车道的桥梁工程,全长约1607.291m,由于桥梁两侧道路有明显的高差,且建设单位要求不允许采用桥台抬高路面影响城市美观。同时,建设单位要求桥梁不允许有过大起拱。针对这些要求,我司作为牵头单位,与设计院达成一致,在总包方现有施工技术力量和条件下,拟采用现浇预应力箱梁技术结合拱式结构进行桥梁施工。在施工过程中,针对预应力技术在孔道压降环节存在质量问题、波纹管孔道存在漏浆问题等,我司为解决这些问题,提升桥梁工程建设质量及安全性,进行了策划。鉴于此,本文围绕“预应力技术在桥梁工程建设中的应用及质量控制”针对我司桥梁施工中的情况,展开分析研究价值意义显著。


关键词

公路桥梁施工;预应力技术;应用

正文

1预应力施工技术在市政桥梁工程中的应用价值

1.1具有良好的耐久性

随着市政桥梁工程建设规模的不断扩大,社会各界对工程质量提出了较高的要求,其中预应力技术在市政桥梁工程施工中起到了至关重要的作用,尤其体现在提高桥梁使用的耐久性等方面。市政桥梁工程的耐久性会随着时间的推移不断下降,但有效应用预应力施工技术可以进一步延长市政桥梁工程的使用寿命,在节约桥梁检修费用的同时提高经济效益。基于此,施工企业必须正确看待预应力技术在市政桥梁工程中的应用价值,以此为市政桥梁工程的施工质量提供技术层面的保障。与此同时,风沙、雨雪等天气因素的影响同样会使得市政桥梁工程的腐蚀程度加剧,甚至严重损害市政桥梁工程的使用性能,因此在市政桥梁施工过程中必须选择高质量的材料来增强其抗渗性能,从根本上预防雨水侵蚀带来的负面影响,灵活运用预应力技术保障桥梁工程的施工质量、提高耐久性、延长使用寿命。

1.2使用性能强

将预应力技术应用到市政桥梁工程建设时,还需要选择适合的钢材、混凝土等建筑材料,以此有效减少结构面、降低桥梁高度,避免施工材料浪费的现象发生。最重要的是,这种方式还能有效控制施工材料的资金投入,最大限度地提高市政桥梁工程的建设效益。基于此,施工企业应将预应力施工技术的作用和价值全面体现出来,在保证工程施工质量的基础上控制资金成本投入。在新时代发展形势下企业之间的市场竞争愈发激烈,只有积极引入先进的现代科技手段、转变传统思想观念,才能有效提高土地资源的利用率,并为施工企业创造可观的经济效益和社会效益。

1.3保证桥梁受力性能

在市政桥梁工程建设过程中,施工人员应结合工程建设需求分析施工条件、使用性能,为工程施工质量提供基本保障的同时,还需要充分考虑市政桥梁工程建设的美观性。这就需要相关技术人员结合市政桥梁工程的实际情况分析其受力状态,尽可能提高市政桥梁工程的受力性能、减小桥梁占用空间,确保土地资源得以最大化利用,并在预应力施工技术的辅助作用下优化桥梁工程的受力性能和承载性能。

2预应力技术在桥梁工程建设中的应用要点分析

2.1前期准备

施工准备主要包括满堂支架工程、钢筋工程、混凝土工程,为预应力施工打好基础。1满堂支架施工。满堂支架施工,按照制作支架→基础处理→搭设支架→安装底座→安装底模→预压的流程施工作业。其中,预压是为了检查支架是否安全,消除地基和支架非弹性变形带来的影响。控制桥面线形的技术要点包括:根据梁体自重分布曲线图变化,确定堆载钢筋数量,促使预压荷载、梁体荷载分布吻合。三级加载,加载荷载分别是60%、80%、100%,当支架顶部监测点12h沉降量均值<2mm时,进入下一级加载。监测点的布置,分别是跨中、1/4处、1/8处、每跨两端。预压荷载施加完毕后,间隔24h监测一次,记录各监测点的标高并计算沉降量。卸载6h后,复测各监测点的标高并计算弹性变形量。2钢筋工程施工。钢筋工程施工顺序如下:进场检验→核对种类、型号、数量→提供质量保证书或检验合格证→抽样开展试验分析。钢筋加工时,按设计图纸控制加工形状、尺寸,标准弯钩要满足规范要求。钢筋安装时,按照主筋→箍筋→架立筋的顺序进行,根据图纸位置、保护层厚度完成安装。3混凝土工程施工。混凝土工程主要分为拌和、运输、浇筑、养生四个环节,其中浇筑是重中之重。以腹板混凝土为例,其施工技术要点包括:两侧腹板对称均匀浇筑,分层厚度30~40cm,过厚会导致箱内侧面气孔多、内模偏移、形成色差或冷缝等。严格控制灌注厚度,提高灌注速度,高温季节施工时应提高混凝土的坍落度至上限。腹板外侧混凝土的振捣,遵循密插、短振、勤振的原则,内侧振捣应适当延长振捣时间。

2.2锚固与锚具优化处理

基于桥梁工程建设施工期间,在钢绞线布置方面需利用好预应力技术,需应用到桥墩顶部导向槽、锚固端的横梁及横肋等,并利用张力与拉力代表负荷大小。对于锚垫板的布置,相关施工人员需以相关规划图纸设计要求为依据,规范调整锚固上的横梁方向及位置。基于施工期间,需确保弯曲部位的曲率半径准确无误,对于桥墩顶部导向槽及横肋,需确保控制在平滑的状态当中。

2.3安装预应力管道

预应力管道使用塑料波纹管,安装预应力管道要点包括:安装前,对波纹管进行灌水试验,确保没有渗漏才能使用。安装时,按照设计曲线布设,间隔50~100cm架立定位筋,用于固定波纹管。钢绞线的坐标偏差≤5mm;在波纹管周围,不能进行电焊作业;空隙较大使用海绵泡沫填塞。使用定位钢筋固定钢束管道,定位钢筋和钢筋骨架焊接在一起,定位钢筋的间距≤0.6m,钢束曲线段加密到0.3m。排气孔位于波纹管的最高点,和波纹管的连接处使用胶带密封处理,注意保护成品。

2.4对路桥受弯结构进行加固处理

基于桥梁道路还是个过程中,对于相关施工工作人员,有必要定期检查桥梁结构,并定期进行维护、加固改造处理,从而促进桥梁承载力、使用性能的提升,进一步使道路桥梁的使用年限得到有效延长,使相关人员的人身安全得到有效保护。同时,为了使桥梁工程项目投入运行后的使用年限得到有效延长,需针对桥梁的主要结构进行重点加固处理,或对桥梁承重部分进行重点加固处理等。结合实践工作经验可知,合理应用预应力技术,有助于桥梁构件承载力的提升,使桥梁整体结构的稳定性及牢固性得到有效强化,进一步确保桥梁承载力、使用年限维持在相对稳定的状态当中。需注意的是,预应力技术在操作上比较简单,有助于碳纤维材料应力的提升,因此在桥梁受弯曲结构当中应用效果显著。倘若桥梁工程受弯曲结构应力偏高,受到碳纤维预应力构件的影响,会使弯曲结构遭遇损坏。因此,基于桥梁工程施工期间,需将适宜的预应力添加到碳纤维材料当中,从而确保受弯曲结构的碳纤维应力能够获得有效加固,并提升稳定性,在确保桥梁受弯曲结构强度可以发挥出最大效能的基础上,进一步使桥梁的使用年限得到有效延长。

2.5钢筋混凝土结构施工

在市政桥梁工程施工中必须重视混凝土裂缝问题,灵活运用预应力施工技术减少钢筋混凝土裂缝。在桥梁施工中应用预应力施工技术可以全方位管控混凝土裂缝问题,通过科学施加受拉区域来精准把控预计预应力,使其在市政桥梁工程建设中发挥出应有的作用和效果。在混凝土浇筑工作中运用预应力技术时,相关施工人员应科学调整混凝土振捣施工的方向,确保其长期处于垂直的状态,并结合混凝土本身的情况调整振捣频率,持续观察混凝土振捣状态。当混凝土振捣工作结束后,应缓慢拿出振捣棒,以免在混凝土中留下空隙。在混凝土现浇期间还需要快速排除混凝土内部存在的水分,对混凝土进行二次振捣和二次抹面,通过这种方式防止混凝土产生裂缝问题。

2.6张拉

项目中,张拉设备选择500t和20t的穿心式千斤顶,进场前配套校验,安排专人使用保管。其中,引伸量、张拉油表读数是两个关键参数,需要仔细计算得到。张拉前,检测锚口摩阻、管道摩阻、钢绞线回缩量;张拉时以应力控制为主,以校核伸长量为辅。实际伸长量和计算值,两者误差应在±6%以内,误差过大要查明原因并处理。每一联进行张拉时,遵循“三同心、两同步”的原则,防止构件发生变形扭曲。张拉顺序为腹板索→底板索→顶板索,同类型钢束先张拉边腹板、后张拉中腹板。张拉条件为混凝土强度达到设计强度90%,龄期≥7天。若发现锚环有裂纹,切割钢绞线或压浆时发生滑丝,应更换钢绞线重新张拉。张拉机具安排专人保管,张拉时千斤顶后方不能站人,发现设备运转异常,及时停机检修。张拉全部完成后,按照设计要求作防锈处理。

2.7真空灌浆操作

在工程建设过程中通常需要用到压力灌浆法,将真空泵用到孔道一端后,使得孔道内产生真空度,并通过真空灌浆操作来填满预应力筋预埋孔道、预应力筋间空隙,同时有效避免后张预应力混凝土结构问题。一旦预应力筋失去保护,非水平状态下的后张预应力筋就会出现多跨度弯曲的情况,而高应力状态下的预应力筋则会遭到严重腐蚀,在腐蚀部位还可能出现断面缺损的情况。

3预应力技术在桥梁工程建设中应用的质量控制策略分析

3.1加强管道注浆质量控制

在桥梁工程建设施工过程中,预应力技术应用期间,需加强管道注浆质量控制,即:(1)在应用压力表前期,需展开校准处理。基于灌浆期间,定期对设备进行清洗处理,在施工完成之后,再进行清洗作业,孔道用高压水冲洗,后用高压气体吹干。压浆时观察出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆筒浆体基本一样时,关闭压浆泵,关闭另一端阀门。(2)再次启动压浆泵,使灌浆压力达到0.5-0.7MPa下持压2min左右,当孔道较长或采用一次压浆时,最大压力宜为1.0MPa。最后关掉压浆泵,关闭灌浆端的阀门。(3)在压降期间,需确保水泥强度控制在>30MPa,水灰比维持在0.4-0.45之间。在添加入减水剂的情况下,需合理调整水灰比,通常不能>0.35。搅拌期间,需加强泌水率控制,通常大概控制在2%,1天之后需确保初浆完全吸收。基于调浆期间,需将时间大概控制在20秒。考虑到水泥浆与相关施工要求相符,需将适量的膨胀剂添加其中,确保水泥浆的膨胀率>15%,将拌和时间控制在5分钟左右,以此确保能够得到粘稠度均匀的水泥浆。对于水泥浆拌和到压浆的时间间隔,需以环境温度为依据,一般不超过40min。(4)在压浆过程中,压浆时浆体温度应在5℃~30℃之间。孔道压浆应自下而上进行。孔道压浆工艺应符合设计要求,同一孔道应连续压浆一次完成。需应用到活塞式压浆泵,其压力值需控制在0.5MPa到0.7MPa之间,压浆期间需缓慢连续进行,并不断关闭、开放排气孔,确保孔道内空气的通畅性。同时,基于孔道集中区域当中,需确保压浆持续进行。在压浆完成之后,考虑到管道内充满灰浆,还需经过稳压期,需将稳压期的时间大概控制在5min

3.2完善质量保证措施

在项目经理的领导下,建立完善的质量保证体系,明确各层级的职责,做好现场管理工作。落实技术交底制度、工艺试验制度、工艺过程三检制度,制定质量指标具体控制措施。针对模板偏位和漏浆、混凝土表面露筋等质量通病,采取针对性的防治措施。例如:合理选择钢绞线,下料和穿束严格按照规范作业;针对滑丝断丝问题,一束出现少量滑丝时,可用单根张拉油顶进行补拉;一束出现多根钢绞线滑丝时,须放松钢绞线束,重新装夹整束补拉。结合施工环境、工程结构特点、气候环境及施工方案,制定事故应急措施,防止安全质量问题发生,降低问题带来的损失和影响。

3.3加强钢绞线与锚具质量控制

将预应力技术应用到桥梁工程建设施工过程中,处于施工现场,锚具、钢绞线均需具备相关质量合格证明,并且质量验收工作人员需展开相对应的性能测试。针对规格、型号不同的钢绞线以及锚具,需进行分类存放处理,并逐一做好标记。此外,基于施工期间,需仔细核对相关钢绞线、锚具的型号与规格等,严格落实岗位责任制,将责任落实到个人,确保钢绞线与锚具管理质量得到全面提升。

4结论

综上所述,高速公路桥梁施工中,预应力施工技术得到广泛应用,具有施工成本低、质量有保证等优点。本文结合工程案例,从前期准备、安装预应力管道、钢绞线下料、穿束、张拉、压浆封锚等方面介绍了施工技术要点。针对施工中存在的问题,完善质量保证措施,加强现场施工管理;推行智能张拉技术,实现施工技术的创新,获得更高的经济效益和社会效益。

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