道路橋梁作業(yè)預(yù)應(yīng)力運(yùn)用
時(shí)間:2022-04-22 03:38:00
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建國(guó)之初.由于大量工業(yè)廠房和民用建筑都需要興建.但我國(guó)結(jié)構(gòu)材料.尤其是型鋼和木材奇缺.難以解決廠房鋼結(jié)構(gòu)屋蓋與鋼吊車梁等部件的型鋼用料.近切需要使用預(yù)應(yīng)力混凝土來代替。于是.預(yù)應(yīng)力技術(shù)開始在我國(guó)大量使用而預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁中的運(yùn)用.則是在二十世紀(jì)五十年代中期.雖然與傳統(tǒng)的路橋施工工藝和技術(shù)相比起步較晚.但發(fā)展卻異常迅速.預(yù)應(yīng)力施工及期配套技術(shù)、設(shè)備得到l『不斷的完善。尤其是近年來,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所具有的高強(qiáng)度性能,有效的防止了混凝土裂縫,減輕了結(jié)構(gòu)重量.增大了橋梁跨徑,預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁上被廣泛應(yīng)用目前.預(yù)應(yīng)力技術(shù)從理論計(jì)算、施工工藝、材料設(shè)備、設(shè)計(jì)施工、試驗(yàn)檢測(cè)等方面都已經(jīng)形成了完整的可靠體系。
1.預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
在工程運(yùn)用中.普通鋼筋昆凝土的抗拉極限只有0.00010.0015,由于構(gòu)件剛度小、撓度大,受拉區(qū)混凝土極易開裂。要使混凝土不開裂,受拉鋼筋的應(yīng)力只能達(dá)到30Mpa,而對(duì)于允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)建,當(dāng)裂縫寬度限制在0.2~0.3mm時(shí).受拉鋼筋的應(yīng)力也只能達(dá)到200Mpa左右預(yù)應(yīng)力技術(shù)的出現(xiàn).正是為了克服普通鋼筋混泥土過早開裂和鋼筋不能充分發(fā)揮作用的問題預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用.可以使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承受外荷載之前對(duì)受拉混凝土施加預(yù)應(yīng)力.提高構(gòu)件的剛度.推遲裂縫出現(xiàn)的時(shí)間.增加構(gòu)件的耐久性.減少震動(dòng)和彈性變形.有效的利用高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。同普通混凝土相比.在同樣的條件下.運(yùn)用預(yù)應(yīng)力還可以降低截面高度.減少構(gòu)件自重.增加構(gòu)件的跨越能力.提高構(gòu)件的承載能力,便于建筑藝術(shù)的處理,擴(kuò)大構(gòu)件使用范圍.增加構(gòu)件的抗疲勞性.
2.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用
從1955年.鐵路部門研制成功我國(guó)第一片跨度l2米的預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋梁起.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)經(jīng)歷了五十余年的發(fā)展.在公路和橋梁建設(shè)中被廣泛應(yīng)用目前.在公路橋梁施工中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:
2.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋受彎構(gòu)件中的應(yīng)用
我們通常所說的受彎構(gòu)件.是指主要隨橫向茶載作用的構(gòu)件.其受力特點(diǎn)是上部受壓.下部受拉.在施工中我們常常稱之為梁。因?yàn)槠涫芰μ攸c(diǎn).我們?cè)谑軓潣?gòu)件的施工中.受彎構(gòu)件強(qiáng)度方面我們需要考慮其抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度和折算強(qiáng)度在具體施工中.由于碳纖維所擁有的高強(qiáng)度、施工簡(jiǎn)單等特征,我們大多采用粘貼碳纖維片材對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行加固從工程力學(xué)的角度看,在采用碳纖維片加固之前.結(jié)構(gòu)就已經(jīng)聚集了初始內(nèi)力,混凝土的已經(jīng)有了初始?jí)簯?yīng)變和拉應(yīng)變.其應(yīng)變?cè)隽繘Q定了碳纖維片材的最終應(yīng)力當(dāng)混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變時(shí).構(gòu)件由達(dá)到極限承載力。如果初始應(yīng)變過大,構(gòu)件破壞時(shí)碳纖維片材的應(yīng)力就較小,使碳纖維片材強(qiáng)度高的特點(diǎn)得不到充分發(fā)揮.因此.我們?cè)谡迟N碳纖維片材之前,采用預(yù)應(yīng)力技術(shù).先對(duì)碳纖維片材施加預(yù)應(yīng)力.從而提高受彎構(gòu)件破壞時(shí)碳纖維片材的應(yīng)力.充分發(fā)揮碳纖維片材的作用。
2.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋加固施工中的應(yīng)用
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展.公路橋梁交通運(yùn)輸量迅速增長(zhǎng).除了交通量的增長(zhǎng)之外還有軸載的加重。道路橋梁造價(jià)昂貴.我們?cè)诮ㄔ斓臅r(shí)候都會(huì)千方百計(jì)保證工程質(zhì)量.但是由于長(zhǎng)期受自然環(huán)境和使用環(huán)境的影響,橋梁難免會(huì)產(chǎn)生損壞現(xiàn)象.為了保證交通的安全和促使道路橋梁發(fā)揮應(yīng)有的作用,恢復(fù)或提高現(xiàn)有道路橋梁的承載能力.延長(zhǎng)其使用年限,道路橋梁加固和維修成為一個(gè)十分突出的問題。道路橋梁加固主要是補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件和改善結(jié)構(gòu)性能.通常采用的方法有橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法、增大截面與配筋加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼鋼板加固法、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法、增加橫向聯(lián)系加固法、粘貼碳纖維加固法等實(shí)際上是通過施加預(yù)應(yīng)力改變結(jié)構(gòu)的內(nèi)力.從而提高構(gòu)件的承載能力.使加固鋼筋的作用得到充分發(fā)揮。
2.3預(yù)應(yīng)力技術(shù)在道路橋梁多跨連續(xù)梁中的應(yīng)用
多跨連續(xù)梁是道路橋梁工程中常用的一種構(gòu)件.對(duì)于道路橋梁安全具有重要的意義.在我國(guó)的道路橋梁施工中.已經(jīng)修建和正在修建的多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋越來越多多跨連續(xù)梁有正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū),一般來說,支座處是負(fù)彎矩區(qū),跨中則為正彎矩區(qū)。在我國(guó),多跨度連續(xù)梁主要還是采用分節(jié)段懸臂對(duì)稱施工、跨中合龍、經(jīng)過多次結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、最后形成整聯(lián)結(jié)構(gòu)的施工方法在墩頂臨時(shí)支承或者錨固,懸臂施工抗傾覆穩(wěn)定性和抵抗不平衡彎矩。懸臂施工線形控制.豎向預(yù)拱度和支座水平預(yù)偏量的進(jìn)行承載優(yōu)化。
3.預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工中出現(xiàn)的問題
3.1預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生張拉裂縫的問題
在張拉預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用中.我們經(jīng)常會(huì)遇到預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在張拉前出現(xiàn)裂隙縫的問題.雖然這種現(xiàn)象是不可避免的.在張拉后也可能閉合.但帶裂縫工作.工程結(jié)構(gòu)耐久性和結(jié)構(gòu)性能都會(huì)受到不利影響。簡(jiǎn)單來說,產(chǎn)生裂縫的原因有兩種,一種是荷載所引起的.這種裂縫稱之為結(jié)構(gòu)性裂縫.是承載力不足的結(jié)果:另一種是由于變形受約束引起的.這種裂縫稱之為非結(jié)構(gòu)性裂縫.如溫度的變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降等因素都可能引起這種情況。
3.2波紋管孔道漏漿堵塞問題
由于波紋管易于制作.便于施工.對(duì)各種形狀的預(yù)應(yīng)力筋束張拉時(shí)摩阻力小的原因.在實(shí)際施工中,大多數(shù)后張法施工的預(yù)應(yīng)力筋孔道都用波紋管做成。但是,由于某些波紋管所用的鋼帶材質(zhì)較差,厚度不足且厚薄不均.制作出來的波紋管強(qiáng)度、剛度根本達(dá)不到要求.在安裝和澆筑時(shí)易變形和破損.在混凝土澆筑時(shí)砂漿漏人孔道造成堵塞現(xiàn)象.導(dǎo)致后期預(yù)應(yīng)力鋼筋穿束困難甚至無法通過.從而給施工帶來不必要的麻煩,即影響了工期又耗費(fèi)了人力。在施工下料前.應(yīng)當(dāng)對(duì)波紋管質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)檢查.及時(shí)發(fā)現(xiàn)有缺陷的波紋管.檢查波紋管安裝位置.檢查套管接頭是否連接牢固.密閉性是否達(dá)到要求.在澆筑的過程中注意加強(qiáng)波紋管的保護(hù).避免振蕩操作失誤損壞波紋管。
3.3預(yù)應(yīng)力筋束滑絲、斷絲問題
由于預(yù)應(yīng)力筋束生銹就厲害或表面有水泥、油污、雜物;或工作夾片中的絲出現(xiàn)生銹、油污、雜物或夾片里的絲被損傷:或工作夾片尺寸不合格;千斤頂被其它工具抵觸受力不均:預(yù)應(yīng)力筋束絞纏導(dǎo)致個(gè)別鋼絞線張拉力太大等情況.都有可能在施工過程中出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋束滑絲或斷絲的問題。出現(xiàn)這類問題,需要及時(shí)根據(jù)滑絲、斷絲的情況。采取相應(yīng)的施工手段修正.如果受損根數(shù)少.可以根據(jù)比例適當(dāng)?shù)某瑥埨?;如果受損數(shù)量多,超張拉無法解決問題,就必須更換鋼絞線重新張拉。
3.4預(yù)應(yīng)力超長(zhǎng)束一端張拉工藝問題
在我國(guó),現(xiàn)澆3-5跨、每跨3O一50米的大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁底板預(yù)應(yīng)力束的張拉,一般都采用一端張拉工藝這類大跨度采用一端張拉工藝,將一束鋼絞線拉直需要的拉力較大.而且長(zhǎng)孔道需要跨越多道箱梁橫隔板,其孔道摩阻需要通過試驗(yàn)才能確定。如果跨中承載力不足,將會(huì)產(chǎn)生正截面裂縫。在國(guó)外相關(guān)規(guī)范中.跨度大于3O米以上的預(yù)應(yīng)力橋梁.都要求采用兩端對(duì)稱張拉工藝.才能保證跨中有效預(yù)應(yīng)力和橋梁的恒載和活載作用。在我國(guó),已通車的道路橋梁中,幾乎都出現(xiàn)過由于張拉工藝不適合而產(chǎn)生大量裂縫的問題。
4.結(jié)束語(yǔ)
道路橋梁在我國(guó)的交通運(yùn)輸中起著關(guān)鍵作用.在施工中道路橋梁預(yù)應(yīng)力工藝較為復(fù)雜.我們應(yīng)當(dāng)做好預(yù)應(yīng)力施工人員的技能培訓(xùn).嚴(yán)格按照操作程度序施工,精心設(shè)計(jì)、仔細(xì)檢查,不斷應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝,保證工程的順利施工,保證工程的施工質(zhì)量。
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